倬牡竹特性及制漿性能分析

王勇, 蔣河, 鄭仁紅, 陳鵬, 李本祥

1. 宜賓林竹產(chǎn)業(yè)研究院，四川 宜賓 644000；

2. 四川天竹竹資源開發(fā)有限公司，四川 江安 644200；

3. 四川長寧縣世紀竹園，四川 長寧 644300

倬牡竹(Dendrocalamus mutatusYi et B. X. Li)系禾本科竹亞科牡竹屬一新種。易同培教授通過形態(tài)學的研究[1]，認為倬牡竹是由撐篙竹和綠竹人工雜交后所產(chǎn)生的一個突變體，其形態(tài)上已超出母本撐篙竹和父本綠竹范圍。

1995 年，長寧從廣西柳州林業(yè)科學研究所引種撐綠雜交竹時，發(fā)現(xiàn)變異個體，并做單獨栽培，經(jīng)過近20 年的精心培育和管理，生長情況正常，其竹高和直徑遠大于當?shù)氐脑鷧采穹N類。此竹種現(xiàn)在長寧縣竹海鎮(zhèn)世紀竹園和古河鎮(zhèn)新伍村（小地名：后壩）有繁育栽植，但未做大面積推廣。為了解倬牡竹特性及驗證倬牡竹制漿可行性，研究人員在世紀竹園通過倬牡竹生物量調(diào)查，且和四川天竹竹資源開發(fā)有限公司實驗室技術(shù)人員一起開展硫酸鹽法制備化學漿和預水硫酸鹽法制備溶解漿實驗，并進行外觀物理檢測及水分檢驗，開拓倬牡竹在制漿造紙等方面的應(yīng)用，同時為四川省竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供更多、更好地竹類品種選擇。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查與材料采集點概況

倬牡竹生長量調(diào)查及供試竹樣均自四川省宜賓市長寧縣竹海鎮(zhèn)世紀竹園，地理坐標104°56'13″E，28°30'35″N，屬亞熱帶濕潤型季風氣候，冬暖春早、夏熱較長、濕度較大，雨量充沛的特點，年均氣溫約18.3 ℃，年均降雨量約1 100 mm，日照時數(shù)約1 050.3 h。土壤類型為山地黃壤，土層較深厚，微酸性。試樣倬牡竹林除進行每年堆土1 次，隔1 年施肥1 次的管理措施外，還有零星采筍和伐竹。

1.2 材料

倬牡竹林齡25 年。試樣倬牡竹經(jīng)切片機切割成竹片。

1.3 調(diào)查設(shè)計

對調(diào)查中抽取的倬牡竹叢，按1 年生、2 年生和3 年生及其以上竹進行計數(shù)及每株檢尺。查數(shù)發(fā)筍數(shù)。按照1 年生、2 年生、3 年生及其以上各抽1 株平均竹（按照1 年生、2 年生、3 年生及其以上根據(jù)每株檢尺，計算并選取最具代表性的竹子作為平均竹），每株測量胸徑（D）、株高（L）和重量（N），再分別記錄各度竹的產(chǎn)量，再合計為總產(chǎn)量。采伐竹時以不高于地面3 cm 砍伐，伐倒后剔除竹尖枝葉，齊竹尖直徑2 cm 小竹處斷尖，野外稱出全竹稈鮮重。

1.4 實驗設(shè)計

1.4.1 溶解漿實驗

升溫曲線蒸煮條件（根據(jù)情況調(diào)節(jié)）見表1 和表2。

表 1 水煮升溫曲線蒸煮條件Tab. 1 Cooking conditions of dissolved pulping

表 2 堿煮升溫曲線蒸煮條件Tab. 2 Alkali cooking conditions of dissolved pulping

倬牡竹片絕干2.8 kg 進行裝鍋。一段蒸煮用堿量：15%，二段蒸煮用堿量：13%，硫化度：16%～18%，水煮液比：3.5∶1，堿煮總液比：6.8∶1，水煮不加助劑，堿煮助劑：QX-39 4 g/鍋。對動力粘度、甲纖、多戊糖、纖維長度進行化驗。

1.4.2 化學漿實驗

升溫曲線蒸煮條件（根據(jù)情況調(diào)節(jié)）見表3。

表 3 升溫曲線蒸煮條件Tab. 3 Cooking conditions of chemical pulping

倬牡竹片絕干2.8 kg 進行裝鍋。一段蒸煮用堿量：12%，二段蒸煮用堿量：10%，硫化度：11～12%，堿煮總液比：6.8∶1，堿煮助劑：QX-39 4 g/鍋。對卡伯值、特性黏度、纖維長度進行化驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長量調(diào)查分析

倬牡竹生長量情況見表4。

表 4 川南幾種主要竹種生長量情況對照表Tab. 4 Growth comparison of several main bamboo species in southern Sichuan

據(jù)調(diào)查，倬牡竹第1 年單株母竹發(fā)筍2～3 株，第2、3 年單株母竹發(fā)筍2～4 株；倬牡竹第三年老竹平均稈高21 m～25 m，徑14 cm～16 cm，單株平均重73.5 kg，最大單株重109 kg。從上表數(shù)值分析看：倬牡竹平均單株重明顯高于本地的佯黃竹[2]、硬頭黃竹、綿竹（梁山慈竹）和慈竹[3]。

2.2 竹材物理特性分析

對倬牡竹樣品1～2 年生竹稈和1～3 年生竹片進行外觀檢測及水分檢驗見表5。

如表5 所示，倬牡竹直徑適中，切削難度不大；竹壁厚較薄，有利于蒸煮液浸透；竹片水分整體比同季節(jié)相同竹齡商品竹片偏高2 個百分點左右。

表 5 倬牡竹外觀檢測及水分檢驗表Tab. 5 Appearance inspection and moisture inspection of Dendrocalamus mutatus

2.3 溶解漿蒸煮實驗分析

溶解漿蒸煮實驗結(jié)果見表6。

表 6 倬牡竹溶解漿實驗表Tab. 6 Dissolved pulping properties of Dendrocalamus mutatus

如表6 所示，使用倬牡竹片進行竹溶解漿蒸煮實驗，在相同工藝條件下所得溶解漿黏度比生產(chǎn)用竹種高，未出現(xiàn)未蒸解物，纖維長度比生產(chǎn)用竹種長，灰分和鐵分含量低于生產(chǎn)用竹種，多戊糖含量略微偏高，得率與生產(chǎn)用竹種基本相當。

據(jù)研究，纖維長及長寬比是評價纖維原料的重要依據(jù)[4]；纖維長度越大，長寬比越大，則纖維交織能力越強，成紙強度大[5]。如表7 所示倬牡竹纖維長度（綜合）2.63 mm，明顯高于本地的佯黃竹[2]、硬頭黃竹、綿竹，略低于慈竹[3]。

表 7 川南幾種主要竹種纖維長度對照表Tab. 7 Fiber length comparison of several main bamboo species in southern Sichuan

2.4 化學漿蒸煮實驗分析

化學漿蒸煮實驗結(jié)果見表8。

如表8 所示，使用2 年和3 年生倬牡竹片進行竹化學漿蒸煮實驗，逐步調(diào)整工藝條件更換竹片竹齡以達到較高的得率。2 年生倬牡竹未出現(xiàn)未蒸解物，3 年生倬牡竹因出現(xiàn)少量未蒸解物得率低于比2 年生倬牡竹。在較好的工藝條件下，倬牡竹所制得漿料卡伯值比生產(chǎn)用竹種偏高2～3 Kappa，得率與商品竹片基本相當（見表9）。

制漿得率是衡量竹材制漿性能的重要數(shù)據(jù)。倬牡竹采用硫酸鹽法制備生產(chǎn)化學漿，制漿得率為31.7%；采用預水硫酸鹽法制備溶解漿，制漿得率為40.4%，卡伯值為18.3，具有較高的制漿得率和較好的脫木素效率，說明倬牡竹可用于生產(chǎn)竹溶解漿和竹化學漿。

表 8 倬牡竹化學漿試驗結(jié)果表Tab. 8 Chemical pulping results of Dendrocalamus mutatus

表 9 川南幾種主要竹種得率及卡伯值對照表Tab. 9 Yield and kappa value comparison of several main bamboo species in southern Sichuan

3 結(jié)論

倬牡竹生長表現(xiàn)及單位面積產(chǎn)材量均優(yōu)于本地的叢生竹種。倬牡竹在實驗中除了卡伯值和黏度偏高外未出現(xiàn)其他質(zhì)量問題，倬牡竹可以用于生產(chǎn)竹溶解漿和竹化學漿。倬牡竹纖維長度比生產(chǎn)用竹纖維長度長，蒸煮難度略高于生產(chǎn)用竹，如果用于生產(chǎn)需要適當強化蒸煮條件。