有关石楠斗一直有些疑问，也看了一些相关的讨论，总觉得有些问题需要更透彻探讨，所以这几天一直在搜集资料，今天无意中发现了一篇非常有意思的文章，或者说是篇论文或试验报告，文章写于1988年，是希腊一所大学专门为石楠木做的一系列试验，主要对比石楠的根瘤、根、茎干的解剖学分析并验证斗友实际使用中的感受，同时又对比石楠木和其它木种来推敲是否可以用其它木种来做烟斗。

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Characteristics of briar

石楠木特性

作者：G. Tsoumis, N. Kezos, I. Fanariotou, E. Voulgaridis, C. Passialis

单位：希腊 亚里斯多德大学，森林与自然环境

综述

关于杜鹃科的石楠木附属物――根瘤的报告，主要研究根瘤解剖学构造、属性、化学组成、加工处理后的性能（水煮，高温）。用于比对根瘤的是石楠木的另外两个部分（茎干和根）以及其它温带和热带的木种。经过试验发现，石楠根瘤与茎干比较：纤维短而不规则；根瘤组织结构排列一般不规则，但是有些横截面显现规则特征；细胞间隙有不定形组织或结晶体；根瘤的密度和硬度比茎干高，体积收缩率高，但是线向收缩率基本一致；萃取物含量很高，灰烬的成分多而硅含量低；用水煮后（去除萃取物）体积收缩率降低（一般来说应该提高），不影响干燥效果，但是提高了体积稳定性，减少了木头在干燥后出现的缺点；根瘤在高温150－600度时有更好的耐热性，这可能归功于含有的萃取物。

简介

石楠根瘤被大量用于烟斗的斗钵制作，它来自于常青灌木石楠的附属物，即根与茎干之间的根瘤。有时候，根瘤也会出现在其它木种，如榆树、桦树和橄榄树，其它木种根瘤形成主要是因为真菌、虫害、外部环境、或其它未知因素。而杜鹃科灌木的根瘤现象很普遍，目前还没有确琢的证据证明：石楠木根瘤与虫害、根系在砂石地貌或瘠薄土壤中的生长压力有关，至今石楠根瘤的起因还不明确。在一年树龄的石楠木上就可以发现根瘤形成，但是生长到可以用来制作烟斗的尺寸需要40－50年，影响根瘤生长的因素包括土壤特性（PH值，土壤结构，深度），海拔和产地。

杜鹃科木种根瘤的外部构造可以作为判断根瘤尺寸、形状的标准；长着较多侧枝的椭圆形根瘤利用价值较低，而较少侧生根的（1－3根侧枝）球型根瘤利用价值高。

杜鹃科灌木生长在地中海地区（阿尔及利亚，法国，希腊，意大利等），但也出现在加那利群岛，南蒂罗尔和东非（埃塞俄比亚，厄瓜多尔山区）。阿尔及利亚是全球主要的石楠木生产国。

石楠木被挖出并去除根和侧枝后，先把根瘤无用部分切除预整理，然后临时进行保湿处理防止干裂或存放于庇荫处，再运送到加工厂切割成用于成品制作的粗料。这一过程中的废料率很高，只有1/4的石楠根瘤可以剩下用来加工成品，接着把筛选出来的粗料用水煮或蒸，在适宜的环境中自然风干。接着，按级别和尺寸分类，最终加工成烟斗斗钵。

有很多木种曾经被用来制成烟斗，包括黄杨木、野生樱桃木、野生刺梨木、黑檀木、红木、澳大利亚刺槐及其它。有记录表明，石楠木用于烟斗制作发生在19世纪中叶法国的比利牛斯山脉东部。石楠根瘤之所以被广泛用于烟斗制作，主要因为它耐火烧、高温加热时没有异味、细致的木纹、良好的抛光表现、植物导管在烟斗表面形成的迷人图案。

这项研究主要探悉石楠木根瘤的解剖学构造、化学组成及性能，来判断这些特征是否使得石楠木根瘤成为理想的烟斗材料，或者通过试验发现替代石楠木根瘤的其它材料。试验中所使用的材料是同一石楠木上的根瘤、根、茎干组织，同时比对其它温带和热带的木种。

材料和试验方法

试验取材于希腊马其顿地区的石楠木5块，约30－50年树龄，横向直径25cm。在石楠木的根瘤、茎干、根取样，这些标样用于研究解剖学构造和其它性状，根部标样仅用于解剖学构造的研究。标样的数量和尺寸详见Tables 1,2,4,5。

除了石楠木的根瘤、茎干和根，还采集了橡树、橄榄树、杨树、红木和斑马木的标样。根瘤的研究包含两种状态：自然状态，水煮去除萃取物的状态。

下面是相关试验方案的一些信息：

－用于浸泡和纤维长度测定的材料取自于木芯至树皮的中间段，以及根瘤、茎干和根的近木芯部分，每种标样测量100个纤维样本。

－硬度试验使用Amsler测试仪，测试标样2*2cm木纹末端横截面，长度随机，标样在适应试验环境后的含水率在12％。

－所有萃取物的试验采用ASTM D1105－84实验标准及Soxhlet设备，萃取物取自根瘤和茎干风干的粉末各2克，分别使用三种溶剂：95％苯醇溶剂4小时，95％酒精4小时，摄氏100度水4小时。

－无机物（除了硅）的测试方法：从2克木粉中提取的灰烬，置于坩锅中，用3滴蒸馏水湿润，再倒入50%浓度的5ml盐酸溶液，利用蒸汽浴加热至摄氏60度并保持30分钟，然后过滤内容物，用蒸馏水稀释至50ml，用光谱仪测试原子对光谱的吸收。

－硅的测定使用木粉的灰烬10g，加入10ml盐酸然后通过蒸汽浴加热至挥发并干燥，按1：3在坩锅中加入盐酸和水，过滤内容物、清洗、再过滤，把有固体残留物的无灰滤纸放入坩锅加热。通过秤重酸性的不溶性灰烬与原来烘干的木粉百分比，获得二氧化硅的含量。

－烟斗斗钵内部在燃烧烟丝时产生的温度用电子温度计测量。

－白杨木样本用石楠根瘤萃取物浸润处理。

结果

把Figs1-7和Tables1-5数据结果归纳如下：

Fig.1

显示的是个石楠根瘤，部分茎干已被切除，根瘤位于茎干（箭头）和根之间。

Fig.2显示电子显微镜下的组织，A是茎干，B是根，C和D是根瘤。

茎干A中的图1，2，3，和B中的图4，5呈现正常状态。

根瘤C中图6显示也正常，但是图7，8出现不规则状态。

在高倍显微镜放大之下，可以看到根瘤中的无定型组织或结晶体，图9，10，11，12。

Fig.3显示根瘤切向切面中的微观构造，这种不规则的构造导致石楠表面的迷人图案。

根据Table 1，根瘤的纤维比茎干部分的要短，且具有长短不一的特征。

Fig. 4显示根瘤的纤维同时也比根部纤维短，所有的纤维（茎干，根，根瘤）趋于显示随着径向距离的增加而加长。被浸软的组织标样在显微镜下反映出：根瘤的纤维沿着长度方向往往产生不规则形态（在膨胀部位发生卷曲，弯折），这和其它木种的根瘤纤维很相似，在风干后他们都会发生扭曲缠绕。

在Table 1的其它数据显示，根瘤的密度大于茎干部位，但是收缩率与茎干趋同；根瘤的硬度同样高于茎干，且根瘤部分的萃取物含量是茎干组织的3倍。

Table 2显示三个试验的容积收缩率的数据，在所有状态下根瘤的收缩率较高。

灰烬内容物中，根瘤其它物质含量略微高一点，而二氧化硅的含量略低，但是区别极小。在有关无机物含量测定中，Ca和Mn的含量差异非常之大。

Table 4中包含了根瘤在水煮后的数据，也就是制作烟斗时常用的处理手段，出乎意料的是根瘤在水煮后收缩率降低，而橄榄树和橡树由于去掉了部分萃取物导致收缩率上升。

Table 5包含三个内容，最上面的（试验1－7）是15分钟连续加热（150－600摄氏度）导致重量减少的数据，下面（试验8－15）是连续加热1个小时导致重量减少的数据。在15分钟加热试验中，与茎干和橡树相比，根瘤显示了较高的耐热性，而白杨的耐热性能极低；在1小时的加热试验中，根瘤的耐热性能与橄榄树和红木相当。非常有趣的是，用根瘤萃取物浸润过的白杨树的耐热性得到了很大的提升。根瘤萃取物在升温至200摄氏度时显示了比茎干萃取物更高的耐热性能，（试验8，9）。水煮处理过的根瘤在升温至摄氏300度时，没有显现出对耐热性的影响，但是在升温至400和500摄氏度时，它的耐热性能降低（试验10－15）。注意，在实际抽烟斗时，斗钵内的温度最高可升至615摄氏度。

另外，研究发现水煮过的根瘤不会影响根瘤的风干效率（Fig. 6），但是可以消除根瘤内部的缺陷，如中断和裂纹（Fig. 7），证明根瘤的蒸煮加工处理具有实际意义。

总结

之前针对石楠根瘤的研究仅限于Cormio（1944）。。。。。。（此处略去几百字，主要是之前有学者根据肉眼观察得出的一些结论）。

此次研究表明，如其它根瘤组织一样，石楠根瘤呈现不规则组织结构，而横截面的细胞组织排列规则。石楠根瘤的萃取物含量很高，有些根瘤的细胞间隙有无定形组织或结晶体。石楠根瘤的容积收缩率很高，但是线向收缩率趋向一致。与其它木种不同的是，当去除萃取物后，石楠根瘤的收缩率降低。

硅的含量偏低，所以石楠根瘤的耐高温性能不是来自于内含的二氧化硅，而是来自于内部的萃取物组织，因为试验中显示，如果去除了萃取物石楠根瘤的耐高温性能会降低，而当这些萃取物被用于浸润其它木种（如白杨木）时，可以提高其它木种的耐高温性能。根瘤萃取物的这种抗热性能可能来自于其起泡点高于燃烧的临界温度。另一个原因，可能是根瘤所含的Ca和K相对于茎干部分要低。Ca, K和Na被发现与木质的燃烧性能有关－不管最终将燃烧成炭或灰烬；物质被然烧成炭（标志高耐热性能）往往含这些成分较低。但是这种观点不适用于其它木种（Table 3）。

其它木种，如温带（包括地中海灌木）和热带木种，具有石楠根瘤某一些特性，但不具备石楠根瘤所有特性。我们必须敬佩普通劳动者的智慧，他们选择了合适的木材用于合适的用途（如其它类似的创造），然后用了合适的处理手段，如水煮工艺，所有这些仅凭着实践经验而不是实验室的试验。

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文中提到：“石楠根瘤的容积收缩率很高，但是线向收缩率趋向一致。与其它木种不同的是，当去除萃取物后，石楠根瘤的收缩率降低。”

在思索了1整天后，俺认为作者在做石楠根瘤－茎干收缩率时的对比出了问题，而其它木种收缩率试验的取样部位没说清楚，我猜测是参照石楠茎干的取样方式，所以结论不严谨。但是这不等于试验不说明问题，反而通过仔细分析作者数据发现：石楠根瘤的水煮很有必要。

1）先说根瘤－茎干收缩率，常态下茎干轴向几乎没收缩而根瘤是5.45%。

仔细一想，这两者的取样在这个试验中没有参考意义。在试验方法中提到从木芯至外皮的取样2×2×2厘米，但是根瘤是球形所以纤维是径向，而茎干是圆柱型所以纤维是轴向，完全不对等。因此不难理解茎干的轴向收缩率只有0.57%，因为茎干的纤维是长纤维排列整齐，所以弹性几乎为零。表中茎干的轴向收缩率应该对应于根瘤的径向收缩率才对等。根瘤由于在径向的纤维是短纤维而且排列不整齐，所以弹性很大收缩率达到5.67%，而且由于这种纤维构造在水煮后也不会改变太大，所以我认为水煮后的根瘤径向收缩率与原来相同，相反根瘤的轴向收缩率大是因为这里的萃取物，也就是纤维层之间的萃取物的涨缩，导致轴向收缩率为5.45％，它应该对应于茎干的径向收缩率6.49％，这也不难理解根瘤在水煮后，萃取物被提走，导致根瘤轴向紧缩而大大消除轴向的各种开裂缺陷。至于切向的收缩率两者是对等的，很明显根瘤切向收缩率与本身的轴向收缩率相差无几，所以内部也有萃取物，推测水煮后根瘤切向紧缩而大大消除切向的各种开裂缺陷。

根据这个推断，我做了一个假设，假设水煮后根瘤的轴向和切向萃取物减少，根瘤紧缩并收缩率减少至原来的40％，而径向收缩率因为纤维本身特性而不变，这样最终的容积收缩率为10％，接近作者10.24％的数值。（黑色是样本尺寸，白色是作者数据，黄色是我的假设计算）：

这是作者水煮数据，水煮后木头密度下降，烟斗会更轻，看来这萃取物蛮有分量的：

那么结果是什么？很明显，如果上述猜测和计算是对的，那么根瘤的缺陷主要来自于轴向和切向的中断和开裂，这些缺陷通过水煮提走纤维层中的萃取物而得到改善。看看下面的图片是否能印证

2）其它木种的对比就比较好推断，我猜测，因为其它木种没有这么大的根瘤球，所以取样的方式很可能与石楠茎干的取样类似，也就是说作者有关收缩率的比较不严谨。

令人兴奋的发现，如果说实验数据没错，也就是说根瘤与茎秆/其它木种在纤维弹性上差别如此巨大是事实的话，就可以做出很多推断：

1）如根瘤极佳的吸水性；

2）根瘤比其它木种更适合做烟斗；

3）斗身侧面的直纹或火焰纹比鸟眼在理论上更易吸水，特别在斗柄处；

4）最理想的根瘤材料应该是在斗柄和斗钵处有自然曲拐，且木纹不断裂沿斗钵直上至斗口形成鸟眼