青青翠竹，挺拔劲秀，无华丽之姿，却有丹青之貌，无脂粉之态，却有凌云之志，成为我国人民审美习惯中很多美好事物的象征，在人们的心灵中占有重要的地位。然而，以一个竹材研究者的眼光来看，竹子诸多的优良品质，都与竹子独特的内部结构紧密相关，竹子的内部结构依然是很美的。竹子之美，堪称与众不同，内外兼修。

　　竹子用途广泛，是因为它的各种优良品质。它强度高、弹性好、性能稳定、密度小，所以被应用于建筑业和家具制造业。它富含纤维组分，所以被应用于造纸工业。它青翠挺拔，四季常青而被应用于绿化景观，园林建造。它生长迅速，在环境保护和生态恢复方面有重要应用。它味道鲜美，营养丰富而倍受人们喜爱。这些品质都与竹子的微观结构决定有关，由细胞的种类、大小、形状、排列以及细胞壁的结构与组成等决定的。

　　并不悠久的研究历史

　　与竹子栽培利用上千年的历史相比，对竹子内部结构开展深入研究的历史还不到50 年。竹子的微观解剖研究属于木质解剖的范围。为了更好的利用木材，必须对木质做各种微观解剖研究，只有更仔细的了解各种木材的微观结构，才能把单凭实践得来的经验变成可以量化的科学指标。目前，世界上一些大的木材加工场中都有自己的木材微观解剖研究机构。与木材利用一样，要更好的利用竹子，就必须对竹子的微观做各种解剖研究。在竹子解剖结构研究领域，贡献最大的学者当数我国北京大学的李正理教授和前国际林联主席、德国汉堡大学的W. Liese 教授。

　　20 世纪60 年代初，为了更好的研究各种竹材的性质，李正理教授发展了蒸汽切片法。就是把采来的竹子样本先煮一段时间，然后一边切片，一边用蒸汽对着吹，以软化竹材。这种方法克服了竹材质地坚硬不易制片的困难，为以后竹材微观研究打下了基础。李教授研究了我国25 种竹材的解剖结构，并编制出第一个基于解剖学特征进行分类鉴定的分种检索表。之后，W. Liese 教授等在20 世纪七八十年代研究了亚洲14 属52 种竹材中独特的维管束结构做了分析，对比了该结构在同一竹子中不同高度以及同种不同个体间的差异，并利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜等观察到了竹纤维细胞壁的超微结构，提出了一个竹纤维细胞壁结构模型。

　　竹子为什么长得快?

　　竹子的生长有一个很有趣的现象，那就是长出地面的竹笋有多少节，长成后的竹子就有多少节;竹笋有多粗，长大后的竹子也就有多粗。这种奇特的现象就是由竹子独特的微观结构决定的。

　　竹笋由地下竹茎的芽发育而成，逐层包裹着竹笋的外壳叫做箨叶。笋体内部结构的最顶端叫做顶端分生组织，在箨叶发生的部位，顶端分生组织细胞分裂和分化，形成节隔，也就是竹子长成以后的竹节。节隔由下而上把分生组织分隔为若干段，每段为一节间。节间长大后就是我们看到的竹子的一节。在幼嫩的竹笋中，节间极短，整个节间都是一种我们叫做居间分生组织的细胞。居间分生组织对竹子的长高起决定性作用。

　　竹笋在长出地面后，早先形成节隔的那部分细胞就会停止分裂分化，所以也就不会再出现新的节隔了，因此竹笋有多少节，长成的竹子就有多少节。从这以后，竹子的长高就是“居间分生组织”活动的结果了。这种组织的细胞有一个特点，就是只能沿着竹茎长轴的方向进行分裂，细胞的扩大和伸长也是沿着竹茎长轴的方向进行的，不能在水平方向上增加细胞的数目和宽度，也就不能增加竹茎的粗度，所以竹笋有多粗，长出的竹子就只能有多粗。在同一个竹笋中，每节的“居间分生组织”都在同时生长着，所以在宏观上，就表现为竹笋的快速生长。多数种类的竹笋一天平均能长高8-15 厘米，有的生长最快时，一昼夜可长1 米多高。

　　竹笋口感好，营养丰富，是因为细胞竹笋各类细胞的细胞壁还没有木质化，细胞壁都是富含纤维素、半纤维素和果胶质，另外，竹笋的基本组织细胞中还存在大量淀粉类多糖细胞后含物。等到竹笋长成新竹，细胞壁木质化完成，竹子就变得坚硬柔韧，再也不能食用了。

　　对竹子来说，竹笋刚刚变成新竹的时期，是它们一生中最危险的时期。由于此时的竹子已经长得很高了，但是体内的机械组织尚没有发育完全，尤其是在节的部位，是居间分生组织最晚停止活动的地方，很容易在受到外界损伤(风、人或动物侵害等)的情况下折断。而且，这一时期也是竹子对病虫害以及不良环境条件十分敏感的时期，因此，竹农会对竹园给予更细致入微的呵护。

　　竹子什么时候最硬?

　　大部分种类的竹子在生长一年后都会停止快速生长，高度不再增加，内部结构也已基本发育完全，通过偏光显微镜观察可以发现这时的基本组织细胞的细胞壁已经加厚，木质化的过程也已基本完成。

　　虽然三年生、七年生的竹子，在内部结构上基本与一年生的相同，但通过对微观结构的仔细观察，科学家发现随着竹龄的增加，竹子细胞壁仍在进一步加厚并呈现出多层结构。W.Liese 教授等人的研究显示甚至生长12 年后，竹子细胞壁的厚度、层数以及木质化程度还在不断地增加。

　　竹子细胞壁厚度、层数以及木质化程度直接影响到竹材的品质。因此，竹龄与竹材的力学强度有密切的关系。一般来讲，竹材的力学强度随竹龄的增长而提高，但当竹子老化尤其是开花后，强度会迅速下降，材质开始变脆，且极易破裂。

　　在我国南方，竹农常用他们自制的记号笔在每一株竹子上标明它们出生的年份，然后砍伐4-6 年生的竹子。虽然根据竹子的颜色、质地等特征，可以大概推算竹子的年龄，但准确记录每一颗竹秆的年龄，准确地按时采伐，却可以保证竹材的质量。因为4-6 年的竹子，虽然细胞壁还会加厚，木质化还会继续，但是竹材力学强度已经基本达到一个稳定值，此后强度的提高就非常有限了，如果为此再等上几年，对竹农就不划算了。

　　竹材为什么既坚硬又柔韧?

　　在所有的植物中，竹材是用作结构材料的最好原料之一，它体轻质坚，皮厚中空，抗弯拉力强，充分展示了自然界的力学美。在强度和刚度方面，与木材甚至普通钢铁相比，都高出一筹，可以广泛应用于建筑工程。例如，竹棚架的抗飓风能力就比钢铁架要强。微观构造决定宏观性能，竹材的力学性质也正是它的微观结构所决定的。

　　竹材主要由起承载作用的维管束和起连接作用并传递载荷的基本组织细胞基体组成。竹杆中维管束的形状、大小及密度的变化在同一竹壁横切面上，表现出明显的规律性，由外而内，维管束的体积由小到大，到近竹黄(竹子的最内壁)面时又略变。而密度由密到疏，近竹黄面时又略变密。由表皮和皮下层构成的硬度很强竹杆表层系统(竹青)与由多层石细胞构成的髓环(竹黄)形成了竹杆的内外夹壁，把维管束和基本组织紧密地夹在中间，对竹材的性质起到了很好的稳定作用。这就是竹子坚硬的原因。

　　竹纤维的细胞壁很与众不同，它具有多层不均匀加厚的次生壁，形成宽窄交替的多层结构。这种层状结构对竹材的抗弯强度有重要意义。另外，竹杆中维管束密度和纤维密度由内至外逐渐增加的结构也是其对承受风力的弯曲载荷的最好适应。这就是竹子柔韧的秘密。

　　但是，竹材也有其不利的一面，比如竹材中淀粉、还原糖、蛋白质等细胞后含物较木材多，使竹材及其制品在贮运、加工和使用过程中，易发生霉变，影响其质量，降低甚至完全失去使用价值。为防止其发生霉变、菌腐及虫蛀，需要在竹材采伐后和加工过程中进行必要的蒸煮、干燥等物理方法处理和化学试剂处理。

　　青青翠竹以其劲秀挺拔的外表征服了人们的心灵，多样的用途得到了人们的喜爱。在科技日益进步的今天，竹子微观结构的秘密也在一天天揭开。在实验室里、在显微镜下，生命科学家们把竹子鲜为人知的另一面展现在了普通公众眼前，让大家看到了它的另一种美，同时也赋予了它更多的含义。

    注：转自中国凉席网