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生物矿化作为活体竹材的生命过程的一部分,是在一个多层次、多因素的复杂系统中进行的动态过程。为了更深入地揭示竹材的自然属性,帮助基于生物矿化理论和仿生材料原理的竹质新材料的开发和利用,为竹青胶合提供明确的理论依据,提高竹材全竹利用率,本文以一年生丛生竹大叶慈竹为研究对象,通过研究大叶慈竹硅沉积和竹材木质化在生长周期的变化,探究其硅元素的生物矿物生长和形态发生机理。研究一年生丛生竹大叶慈竹的木质化过程,发现所有组织在竹子未完成高生长前都开始木质化,并在完成高生长过程中逐渐加强和积累,之后持续至一年,竹杆基本完成木质化,仅竹杆顶部的纤维仍具少量积累。硅质细胞和表皮层木质化在竹笋（33cm）时期均未见,同时在146cm高的幼竹的第一节发生,二者都属于竹子生长发育的过程。随着竹子生长,硅沉积在硅质细胞中,同时竹杆逐渐木质化。表皮硅质细胞的发育是随高生长,从竹笋至成竹,从基部向上到梢部,表皮层逐渐分化出硅质细胞的过程。通过光学显微镜观察,硅质细胞在三个切面上呈现不同形态:在横切面上为鞍型;在纵切面上为三角形;表皮切面上为不规则椭圆形,偶见圆形。三个面综合呈现出一个扁口袋形状的三维立体的结构。竹笋时期（33cm）未见硅质细胞,14d后,竹子高度到达146cm,竹子第一节至第十节出现硅质细胞,43d后,竹子高度达到1400cm时,整个竹杆从基部到顶部的表皮层细胞已全部发育,均有硅质细胞,此时竹子高生长完成。硅质细胞发育整个过程伴随硅沉积在其中,在光学显微镜下呈透亮有一定厚度的并具黑色小颗粒的形态。扫描电镜观察发现,硅元素以SiO2形式组装成的小颗粒形态沉积在硅质细胞内,以两种方式逐渐聚集填充硅质细胞。第一种由表皮表面逐渐向里累积直至充满整个细胞形成植硅体;第二种由小颗粒聚集逐渐形成一个至几个球状的大颗粒,大颗粒逐渐积累,最后充满整个细胞形成植硅体。通过SEM-EDAX发现硅沉积在表皮层主要部位在表皮表面及气孔、表皮长形细胞细胞壁和硅质细胞内,三个部位硅沉积的部位硅含量各不相同,竹杆表面气孔高达50.25%,竹杆表面凹陷处为7.90%,硅质细胞为19.75%,长形细胞壁为9.69%。根据各个部位O/Si原子数比对比得出,硅以SiO2硅的复盐形式存在于表皮细胞壁和硅质细胞,而竹杆表皮气孔硅以单质硅的形式存在。