金寨一年生毛竹化學(xué)成分研究

龐敏 郭西萌 馮子興 王傳貴

摘 要：該文以金寨一年生的毛竹為研究對(duì)象，在0.3m、1.5m、3.5m、5.5m、7.5m處取樣，并根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行化學(xué)成分分析實(shí)驗(yàn)，分析一年生毛竹的化學(xué)成分在高度上的變異規(guī)律。結(jié)果表明：金寨一年生毛竹木素和灰分在高度方向上有一定變異規(guī)律：木素含量從根部到頂部呈下降趨勢(shì)，且趨勢(shì)越來越平緩；灰分含量隨竹高增加而增加，其他化學(xué)成分含量無明顯變異規(guī)律。

關(guān)鍵詞：一年生毛竹；化學(xué)成分；研究

中圖分類號(hào) S79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）03-04-0074-2

Abstract：Taking the annual bamboo of Jinzhai as the research object，take the sample from the 0.3m，1.5m，3.5m，5.5m，7.5m of the bamboo.Chemical composition analysis experiment according to relevant national standards，analyses the variation law of analytical chemistry components in height.The results show that the content of lignin decreased from the root to the top and the ash increased as the increase of bamboo height.There is no obvious variation in the content of other chemical components.

Key words：The annual bamboo；Chemical composition；Research

1 前言

毛竹（Phyllostachys heterocycla Var. Pubescens），別名“楠竹”、“茅竹”、“南竹”、“江南竹”、“貓竹”、“貓頭竹”等，禾本科剛竹屬，單軸散生常綠喬木狀竹類植物。竹竿高可達(dá)20m，直徑可達(dá)20cm，老竿無毛，并且由綠色漸變?yōu)榫G黃色；壁厚約1cm。毛竹全身都是寶，錯(cuò)綜復(fù)雜的竹鞭使其具有很強(qiáng)的保水、保土以及改良土壤物理結(jié)構(gòu)能力，是優(yōu)秀的生態(tài)和綠化林種；具有很好的韌性尤其是在順紋方向，這使其被廣泛用于建材；具有細(xì)長(zhǎng)的纖維，是良好的制漿造紙?jiān)?；是天然的木質(zhì)材料，用其制成的家具給人以舒適的視覺享受。據(jù)相關(guān)研究[1]，通過比較不同生長(zhǎng)期毛竹的成分發(fā)現(xiàn)，1年、2年和多年生的毛竹化學(xué)組成變化不大，表明毛竹在短時(shí)期內(nèi)（1年）就可以生長(zhǎng)成熟，作為可再生原料前景非常樂觀。

安徽省地理位置屬于亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候帶，是全國(guó)重點(diǎn)產(chǎn)竹省份之一，截至2012年竹林總面積32.28萬hm2，其中毛竹面積24.34萬hm2，占竹林總面積的75.40%。據(jù)相關(guān)資料[2]，金寨縣年平均氣溫15.6℃，極端溫度：最高41.2℃，最低-27.3℃，一年中10℃以上有效積溫4935.7℃，年平均降雨量為1400mm，蒸發(fā)量為1266.6mm，全年日照總時(shí)長(zhǎng)為2039.4h，無霜日200d以上，降雨量集中在6—9月，占全年的52%，這為竹材的生長(zhǎng)提供了良好的自然條件，金寨縣竹材資源豐富，種類多，達(dá)5屬20種[3]。早在1996年就已經(jīng)被授予“安徽竹鄉(xiāng)”的稱號(hào)，至2013年竹林面積1.6萬hm2，其中毛竹面積達(dá)1.33萬hm2，占全縣竹林面積的83.13%，且仍在快速增長(zhǎng)。同時(shí)，金寨縣是安徽省重要的毛竹生產(chǎn)基地，近年來，當(dāng)?shù)刂癞a(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展，同2012年相比2013年全縣有毛竹1.23萬hm2，同比增長(zhǎng)23.125個(gè)百分點(diǎn)[4]。

2 材料與方法

2.1 試材的采集與編號(hào) 毛竹Phyllostachys pubescens采自安徽省六安市金寨縣，采集時(shí)間2015年8月。竹林立地條件為南面緩坡地，砂壤土或壤土。隨機(jī)選擇1年生具有代表性竹材3株，備用2株，按竹高在0.3m、1.5m、3.5m、5.5m、7.5m處截?cái)?，在每段上部的?jié)間中央截取一段供實(shí)驗(yàn)用；再分別在底部取樣。分別取上述試樣若干，劈成薄片約200g左右，用粉碎機(jī)磨碎后，篩分40～60目的竹粉，放入密封袋，供分析使用。具體采集信息如表1所示。

對(duì)上述所取試樣進(jìn)一步編號(hào)，第一根（1-1）自下而上依次為1-1-0（1.5m）、1-1-1（3.5m）、1-1-2（5.5m）、1-1-3（7.5m）共4段，在每一段上部所取樣的編號(hào)與其一致，而在1-1-0根部0.3m處取的樣編號(hào)為1-1-G（0.3m）；其他待測(cè)試樣編號(hào)方法與此相同。

2.2 試驗(yàn)方法 對(duì)金寨一年生毛竹進(jìn)行各個(gè)部位的化學(xué)成分測(cè)試，測(cè)試的指標(biāo)有綜纖維素含量、Klason木素含量、灰分3項(xiàng)指標(biāo)。試驗(yàn)方法參照《制漿造紙分析與檢測(cè)》及相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 主要化學(xué)成分在高度方向的變異規(guī)律 對(duì)金寨一年生毛竹所測(cè)得的化學(xué)結(jié)果進(jìn)行處理，得到其在高度方向的變異程度，見表5。由表5可知，在高度方向灰分的變異系數(shù)最大（0.1218），其次為Klason木素含量，而綜纖維素含量的變異系數(shù)最少（為0.0054）。

3.2 綜纖維素含量在高度上的分布規(guī)律 綜纖維素一般是指木質(zhì)原料中出去抽出物和木質(zhì)素所剩下的部分，但對(duì)于灰分含量較高的木質(zhì)材料，還應(yīng)該去除其中的灰分。綜纖維素的含量是衡量木質(zhì)材料制漿造紙的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其含量越高，其得率會(huì)盡可能的高。綜纖維素的含量會(huì)因材種、部位的不同而不同。一般情況下[5]，闊葉材含量較高（70%～82%），針葉材為65%～73%，禾本科植物為64%～80%。金寨一年生毛竹綜纖維素含量，在竹高為0.3～7.5m時(shí)，在7.5m時(shí)綜纖維素含量最高（69.95%），與1.5m、3.5m處的含量相近（分別為69.92%、69.92%），在根部0.3m處含量最低（69.10%），而5.5m處的綜纖維素介于中間，變幅為0.85%，故在高度方向無明顯變異。

3.3 Klason木質(zhì)素含量在高度上的分布規(guī)律 木質(zhì)素是組成木質(zhì)材料的3大中組成部分之一，它是由3種苯丙烷結(jié)構(gòu)的單元形成的天然芳香族高分子化合物。在制漿造紙時(shí)，就意味著大量木素的脫出，所以木素的含量的測(cè)定是其一項(xiàng)重要指標(biāo)。木素含量在不同原料、不同部位都有所差異，一般情況下[6]，針葉材含量為25%～35%，闊葉材含量為18%～22%，禾本科為16%～25%。金寨一年生毛竹木質(zhì)素含量，在竹高為0.3～7.5m時(shí)，最大值根部含量最高為25.70%，最小值在5.5m處為24.47%，平均值為24.97%，變幅為1.23%，故該竹種在高度上變異較小。木素含量從根部到頂部呈下降趨勢(shì)，且趨勢(shì)越來越平緩。

3.4 灰分含量在高度上的分布規(guī)律 灰分是指原料經(jīng)高溫焚燒后所剩的殘?jiān)c原料絕干質(zhì)量之比。一般情況下，灰分的含量對(duì)制漿造紙無太大的影響，但對(duì)于灰分含量較高的禾草類原料會(huì)有較大影響，故灰分含量也是衡量制漿造紙?jiān)闲阅艿闹笜?biāo)之一，尤其對(duì)于高灰分原料。金寨一年生毛竹灰分含量，在竹高為0.3～7.5m時(shí)，根部0.3m處最低（1.53%），7.5m處含量最低為2.07%，平均值為1.79%，變幅為0.52%，并且，有隨竹高增加而增加的趨勢(shì)。

4 結(jié)論

金寨一年生毛竹的木素含量從根部到頂部呈下降趨勢(shì)，且趨勢(shì)越來越平緩、灰分含量隨竹高增加而增加，其他化學(xué)成分含量無明顯變異規(guī)律。

參考文獻(xiàn)

[1]杜瑛.毛竹的主要成分分析及催化熱解研究[D].成都：四川大學(xué)，2005.

[2]龔成先，周力.金寨縣濕地與森林資源現(xiàn)狀及保護(hù)利用[J].安徽林業(yè)科技，2004，01：40-41.

[3]王成慶.對(duì)金寨縣竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013，16：327-328.

[4]彭良海.金寨縣毛竹害蟲發(fā)生現(xiàn)狀調(diào)查及防治對(duì)策[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)（上半月刊），2012，18：05：122-123.

[5]方楷，楊清培，施建敏，等.亞熱帶毛竹竹材化學(xué)特性變異初探[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，4：679-684.

[6]石淑蘭，何福望.制漿造紙分析與檢測(cè)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003.

（責(zé)編：張宏民）