第一章 國內外桑皮纖維的研究現狀

第一節 桑皮纖維的形成發育過程

桑莖是由桑種子中的胚芽生長發育而成，并由莖生長成樹干和枝條。樹干有主干和支干之分，主干位于根頸的上方，主干上的分支稱支干，依次分為第一支干、第二支干等。樹干和枝條的主要功能是運輸水分、養分，貯藏有機物及支撐枝、葉。

一、桑樹枝條的生長發育特點

桑樹枝條一般莖高60～180cm，枝條直徑1～2cm，分叉少。新抽出的枝條外觀呈綠色，稱新梢，這是外皮層細胞中的葉綠素透過無色的表皮顯現出來的顏色。以后隨著枝條的成長，在表皮下形成木栓層，木栓層細胞中含有色素，這種色素顯現的顏色就是一年生枝條固有的皮色。枝條的皮色因品種而不同。在冬季落葉后的枝條上，葉柄脫落處呈凹陷的半圓形痕跡，叫葉痕；緊靠葉痕的上方是冬芽；冬芽兩側略下方的枝條上稍稍隆起處叫芽褥。這一部分總稱為節。節與節之間叫節間，在枝條梢端和基部的節間較短，中部的節間略長。一般比較品種之間的節間的長短，是采取枝條中部十個節間的平均數。節間的長短因品種而不同。

枝條的姿態因品種而不同，大致上可分為直立型、開展型、垂臥型三類。直立型的桑品種，樹冠緊湊，適于密植，便于機械耕作，桑園通風透光較好。開展型品種適用于稀植的桑園，垂臥型品種作觀賞用。

枝條的長短粗細除因品種特性不同外，與土壤、氣候、樹齡、剪伐和肥培管理等的差異有很大的關系。幼年和壯年樹的生長勢強，枝條粗而長。桑樹達到一定年齡后，樹勢已進入衰老階段，枝條的生長能力變弱，應該采用更新復壯措施，以提高桑葉產量；適當剪伐后生長的枝條粗長，不剪伐的喬木桑枝條細短；低干養成的桑樹枝條粗長，隨著樹干的提高，枝條也相應變短；土壤疏松、肥培管理好的枝條粗長，反之則細短；氣候干旱，土壤水分不足或桑園積水等，也影響枝條的生長。

桑樹發條數是指桑樹經過伐條后的發芽抽條能力，單株發條數因品種而異，如廣東桑、湖桑32號的發條能力較強，湖桑199號、黑油桑的發條能力較弱。發條的能力與養成的樹形也有關系。樹形高、支干數多的單株發條數就多，反之則較少。為了適應一年中的收獲和伐條，在選種時應選育發條能力強的品種。

枝條木質的堅韌性受多種因素影響。肥培是其影響因子之一，多施氮肥的堅韌性較差，多施磷、鉀肥的枝條較堅韌。特別是鉀肥，對提高枝條堅韌性的效果顯著；采葉過多的枝條脆弱，因此條用桑宜少采或不采葉。除上述因素外，不同品種間有差異。

二、桑樹枝條的生長周期

桑樹枝條頂端有生長點，在生長期間不斷進行細胞分裂，產生新細胞。新細胞經過不斷的生長分化，形成莖的各種構造。加長生長產生初生構造，加粗生長產生次生構造，在一年內完成一個周期。

1.初生構造 新梢的加長生長是在莖尖的分生區和伸長區進行的。在莖尖的縱切面可以看到分生區、伸長區和成熟區三部分，但枝條的尖端沒有類似根冠的組織。分生區的生長點和伸長區很短，包藏在枝條頂端的生長芽中，成熟區在伸長區的下面，是屬于莖的初生構造，細胞已停止伸長，組織分化也已基本完成。

分生區位于新梢頂端的生長點，和根尖一樣具有強烈的分生能力，向后產生一群具有分生能力的細胞，合稱為初生分生組織，莖的一切組織由它產生。

伸長區位于分生區后面，是由分生區的細胞直接分裂而來，其細胞伸長迅速，使枝條先端不斷向上生長，內部組織開始分化，形成表皮、維管束和髄等部分。

成熟區位于伸長區后面，細胞已停止生長而進入成熟階段，各種初生構造已基本完成，由于成熟區是由初生分生組織分化產生，故稱初生構造。它由外向內可分為表皮、皮層和中柱三部分。

表皮是幼嫩新梢的最外層，由一層排列緊密的薄壁細胞組成，是一層保護組織。這層細胞外壁角質化，形成角質層。表皮上有表皮毛和氣孔，表皮毛能抑制水分的蒸騰和預防病菌的入侵。部分表皮細胞分化為氣孔。當枝條形成次生構造時氣孔演變為皮孔。

皮層位于表皮內方，由多層薄壁細胞所組成，細胞較大。接近表皮的一層、二層細胞排列較整齊，內含葉綠素，有光合作用能力；再向內的細胞，排列疏松，有明顯的細胞間隙，并與氣孔相通，氣體交換是通過細胞間隙進行的。

中柱皮層以內的所有組織稱中柱。中柱外層無明顯的中柱鞘。中柱內的維管束是最主要部分；由初生韌皮部和初生木質部所組成（圖1-1）。

圖1-1 莖的初生構造

1—表皮 2—表皮毛 3—皮層 4—髄 5—初生木質部 6—初生韌皮部

2.次生構造 枝條（莖）能夠產生次生構造和不斷增粗，是由于形成層細胞和木栓形成層細胞不斷分裂的結果。枝條的次生構造，是由周皮、韌皮部、形成層、木質部和髄部組成（圖1-2）。

在顯微鏡下觀察一年生枝條的橫切面，可以看到最外一層是表皮。表皮內接著是木栓層、木栓形成層、栓內層，這三層合稱為周皮。周皮在枝條的加粗生長中，逐步代替表皮的作用。周皮中的木栓層是由多層細胞集合而成。層數多的耐寒力強，反之則弱。

周皮內側便是韌皮部，是由形成層細胞向外分裂分化而成，包括韌皮纖維、篩管、伴胞和韌皮薄壁細胞等部分。桑莖的韌皮部具有乳汁管，內有白色乳汁，當枝條受傷時，分泌乳汁覆蓋傷口，起著良好的保護作用。

圖1-2 桑枝的次生構造

Ⅰ—表皮（圖中不顯示） Ⅱ-木栓層 Ⅲ—韌皮部 Ⅳ—形成層 Ⅴ—木質部 Ⅵ—環紋導管 1—皮孔 2—乳管 3—皮層細胞 4—韌皮纖維 5—篩管 6—網紋導管 7—髄射線 8—煤紋導管 9—環紋導管

形成層在韌皮部內側，呈環狀排列，由扁而狹長的細胞組成。桑樹在冬季休眠時，形成層停止活動，一般只有一層形成層母細胞。春季溫度上升以后，形成層母細胞開始分裂活動，層次增加，達到5～7層次后，便開始分化，向外分化形成次生韌皮部，向內分化形成次生木質部，使枝干不加粗。在生產實際中，桑樹經常復伐，致使生長暫時停止，待新芽萌發后，形成層當年進行第二次活動，由一年出現兩個年輪，稱為假年輪。春伐桑樹后，有這種現象。

形成層的內側是木質部，是由形成層細胞分裂分化而成，包括木纖維、管胞、木質薄壁細胞等。

髄在枝條中心部位，由大型的不規則的薄壁細胞組成。在木質部和髄交界的髓界部儲有較多的養分。髓射線由排列整齊的薄壁細胞組成。從髄部開始呈輻射狀，間隔地分布在木質部和韌皮部內，起著橫向運輸的作用。韌皮部和木質部之間的物質交換都在這里進行。