植物纖維

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一些工業用的植物纖維長度與寬度的比較表

  

目錄

概述

植物纖維(plant fibre)是廣泛分布在種子植物中的一種厚壁組織。它的細胞細長,兩端尖銳,具有較厚的次生壁,壁上常有單紋孔,成熟時一般沒有活的原生質體。植物纖維在植物體中主要起機械支持作用。

中國利用植物纖維,特別是苧麻大麻的歷史很早,在新石器時期的土陶器上已有麻布的印紋。《詩經》中已有漚紵(漚制苧麻)的記載:「東門之地,可以漚紵」(《陳風》)。植物纖維與人類生活的關係極為密切,除了日常生活必需的紡織用品以外,繩索、包裝、編織、紙張、塑料以及炸藥等,也都需要植物纖維作原料。  

存在部位

1、莖:在植物莖桿中,如苧麻、大麻、亞麻和黃麻的草本莖,具特別發達的韌皮纖維束,可用制各種紡織品。這些纖維沒有或很少木質化,稱軟纖維。在有些植物的木本莖中,韌皮纖維也很發達,它們是製造特種紙張的優良原料,如桑樹、構樹、青檀等。

2、葉:葉子纖維主要存在於單子葉植物的葉脈中,細胞壁木質化程度較高,質地堅硬,稱為硬纖維。這類纖維拉力大,耐腐力強,主要用制繩索,或作粗紡之用,如劍麻、蕉麻等。

3、根:根中纖維一般較少,但有的植物根內纖維也可利用,如馬藺

4、其它:有些植物果實的果皮中含有纖維,如椰子,或者生長有特殊用途的纖維毛,如吉貝。種子表面生長表皮毛的突出例子是棉花纖維,其他如木棉、楊柳等種子表面,也都有纖維。一些工業用的植物纖維長度與寬度的比較見表。  

類型

根據在植物體中分布位置的不同,大致可分為木質部外纖維與木質部纖維兩大類。

木纖維類型結構

1、木質部外纖維:包括韌皮纖維、皮層纖維和圍繞維管束的纖維。這類纖維一般為長紡錘形,兩端尖銳,有的兩端成為鈍形成分叉。細胞壁較厚,相對細胞腔較小。細胞壁具不同程度木質化或完全沒有木質化,初生纖維通常要比次生纖維長。

2、木質部纖維:又稱木纖維,大都有木質化的次生壁,細胞形狀通常也是兩端尖銳,但有各種形狀與紋孔上的變化。這類纖維是木材的重要組成分子之一。

木纖維又可分為兩種類型:①纖維管胞,由管胞逐漸演化而來,其細胞壁上有明顯的具緣紋孔(圖a)。②韌型纖維,由纖維管胞進一步演化的結果,細胞壁更為增厚,壁上的紋孔退化為單紋孔,也有人稱之為木纖維(圖b)。在某些被子植物(如櫟樹)的木材中,可以看到纖維與管胞之間的一系列過渡類型,即細胞壁厚度逐漸增加,長度減短,壁上的具緣紋孔逐漸簡化為單紋孔等。

纖維管胞與韌型纖維,都可能具有橫向隔壁,特稱為分隔纖維(圖c)。很多植物具有這種結構,如葡萄屬和金絲桃屬。這些分隔纖維可長期保留有原生質體,並有貯藏澱粉、油類和樹脂的作用。  

發育

植物纖維由不同的分生組織發育形成。木質部與韌皮部的纖維來源於原形成層或形成層。有些纖維則可由基本分生組織發生,這種將來發育成纖維的細胞,很早就停止橫向分裂,而只有縱向伸長。維管束鞘中的纖維,一部分可由原形成層發生,另一部分則由基本分生組織形成。

初生纖維在器官延伸之前便已發生,在周圍的細胞仍在分裂的時候,它們還能繼續引伸到相當的長度。例如苧麻的韌皮纖維可以繼續伸長几個月,最後增加的長度為原來的四、五萬倍,最長可達55厘米。這種細胞的伸長,除與周圍細胞一起增長(協同生長)以外;還有細胞頂端可伸入到周圍細胞之間的生長(侵入生長)。苧麻的纖維停止伸長以後,在發生次生壁的沉積時,纖維的基部可能也有厚的次生壁。但頂端仍有生活的內容物和薄的細胞壁,因此,細胞頂端還可以繼續伸長。

棉纖維是棉花胚珠上表皮細胞伸長的部分。它的發育過程是:當棉花胚珠受精以後,胚珠表皮層上產生纖維的生毛細胞迅速伸長。此後,細胞壁也逐漸增厚,即在初生壁裡面不斷沉積含纖維素的次生壁。接近種子成熟時,原來成管狀的纖維細胞,乾癟變扁,並發生扭曲,細胞壁內殘留的原生質體也變干沉積。棉鈴開裂以後,纖維細胞死亡,成為銀白色的棉纖維。

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