鄂西漆树资源评价及生漆品质测定

2014-08-17杨志斌洪克俭

生物质化学工程 2014年2期

杨志斌，杨柳，李晖，鲁黎，洪鸿，洪克俭

(1.湖北省林业科学研究院，湖北武汉 430075；2.湖北省利川市都亭林业站，湖北恩施 445400；3.湖北腾龙洞民族工艺有限公司，湖北恩施 445400)

漆树(Toxicodendronverniciflua(stokes) F.A.Barkley )在植物学分类上属于种子植物门(Spermatophyta)、双子叶植物纲(Dicotyleoneae)、无患子目(Sapindales)、漆树科(Anacardiaceae)、漆树属(Toxicodendron)。落叶乔木，高5～15 m，胸径12～40 cm，树皮幼时灰白色，较光滑，具明显的锈色皮孔，后随树龄的增大而变为深灰色且粗糙呈现不规则皱纹。小枝粗壮呈淡黄色，叶互生，奇数羽状复叶，花为圆锥花序，腋生，与叶近等长。果实俗称漆籽，9～10月间成熟，核果呈斜偏球型，一般较光滑，少皱纹。其外果皮和中果皮可提取漆蜡，种子可榨取漆油。其植物体的各器官均具有漆汁道，都含有乳白色的漆液。

1 中国的漆树资源分布及鄂西漆树现状

漆树是我国的重要经济林树种，其主要产品生漆是漆树在光合作用和呼吸作用等初生代谢作用的基础上经过次生代谢作用而产生的一种生理分泌物，主要由漆酚、树胶质、漆酶、水分和挥发性有机物、油分等组成。其主要化学成分漆酚具有氧化聚合成膜和缩合聚合成膜的特性，因此生漆是一种天然、环保、无公害的优质涂料，同时也是一种重要的高分子材料，在家具、航海、石油、军工、化工、医药、环保等诸多领域有着广泛的用途。

漆树的分布，西从西藏自治区的波密，察隅一带，到澜沧江流域的德钦。北以宁夏自治区六盘山起，经陕西省志丹县进入山西省太行山区，河北省小五台山到辽宁省恒仁、宽甸地区，南起于怒江中游的沪水，到广东省肇庆一带，东从胶东半岛起到福建省的莆田。即东径95°30′～125°25′，北纬21°30′～40°46′之间。东西约1 500 km，南北约100 km，基本上符合我国植被区中的暖温带阔叶林，到中亚热带常绿阔叶林区。以陕西、湖北、四川、贵州、甘肃和云南6个省的漆树资源最多，产漆量最大。我国台湾省也有漆树分布。漆树的垂直分布，一般在海拔300～2 500 m之间，以400～2 000 m分布最多。野生林分布的海拔高些，一般在1 000 m以上，以建群种或优势种出现。栽培或半栽培的漆树林分布的海拔低些，一般在1 500 m以下，多为单优种群落，集约化程度较高。漆树的中心分布区在秦岭、巴山、武当山、武陵山和乌蒙山的岚皋、平利、天水、城口、平武、毕节、镇雄、龙山、竹溪、利川、西峡等地[1]。

湖北恩施土家族苗族自治州是湖北省漆树主要分布地。恩施州位于湖北省西南部，辖区内有恩施、利川、宣恩、建始、巴东、咸丰、鹤峰、来凤等市县，位于东经109°4′48″～109°58′42″，北纬29°50′24″～30°40′00″。境内除东北部有海拔3 000 m以上小面积山地外，普遍展示着海拔500～700 m，800～900 m， 1 000～1 200 m，1 300～1 500 m，1 700～2 000 m，等5级面积不等的夷平面，并存在1～2级河谷阶地。呈现明显层状地貌。漆树生长的适宜种植在海拔500～1 200 m的低山或次高山地区。属亚热带季风和季风性湿润气候，热量、温度随地势升高而下降，年平均气温，低山16.3 ℃，次高山13.4 ℃，高山7.8 ℃；年降水量，东南部1 100～1 300 mm，西北部1 000～1 900 mm，中部1 400～1 600 mm；年平均日照，低山1 300 h，次高山1 200～1 350 h，高山1 000～1 350 h；无霜期，低山238～348 d，次高山237～264 d，高山170～233 d；相对湿度，低山82%，次高山85%，高山82%。

生漆是一种优良的天然涂料，是我国的特产，湖北是我国产漆大省，历史悠久，最早记载见于清初的1684年。1954年，周恩来总理授牌“坝漆名冠全球”，毛坝漆为此成为了名扬全国乃至全球的传统品牌。毛坝生漆以漆质浓厚，色泽光亮，气味芬芳，含水量少，附着力强，燥性好，漆酚率高达80%以上而蜚声海内外。恩施州是湖北省生漆资源最为丰富的地区，现有种植面积4万hm2，漆树3 000万株，涉及漆农6万户，年产量400 t，产品远销日本、法国、美国、德国、英国、香港等几十个国家和地区。

但是，生漆及其生产具有其固有的缺点，在化学涂料应用推广和现代化学工业飞速发展的冲击下，市场严重受挫。生漆在应用上工序比较复杂，一般只能人工操作，不适合工业化生产，且生漆易引起人体过敏，更增加了操作难度。生漆生产是劳动密集型产业，劳动生产率低，劳动力投入成本高，而化工合成涂料易形成工业化生产，价格低廉，逐渐替代生漆，使生漆的市场需求迅速下降，从而影响生漆价格，导致了漆农对于生漆生产的积极性下降[2]。

2 实验

2.1 原料来源及收集时间、预处理方法

本次调查选择了6个本地最佳品种，原料主要来源于：阳刚大木，利川市毛坝镇白蜡村；阳刚小木，利川市沙溪乡花嵌村；普新大木，利川市团堡镇官田村；普新小木，利川市团堡镇梨树村；灯台小木，利川市团堡镇官田村；多层楼大木，恩施市太阳河乡青树子村。样本收取时间是从2012年6～10月，根据不同的树龄，不同的区域，实行专人采割，专人收集，专人观测、专人送样的原则。

2.2 仪器与试剂

煎盘、酒精灯、取样盘、721分光光度计、容量瓶、移液管、玻璃漏斗。无水乙醇，三乙醇胺溶液，三氯化铁溶液、 30% H2SO4、 30% NaOH、 30% NaCl、煤油。

2.3 试验方法

2.3.1 取样和调查方法采取直接调查法，通过走访、座谈、直接观察获得初步信息，主要针对阳刚大木漆、阳刚小木漆、普新大木漆、普新小木漆、灯台小木漆、多层楼大木漆等6个树种进行调查。根据不同树种在各地分布强度的不同，在大致相同的坡向，在相同的采割时间段内，相同的气象条件下，分别选取树龄相同的当地具有代表性的漆树8棵，每棵漆树收集生漆150 g，每间隔10 d收集一次，并对生漆的漆酚含量进行了测定，漆酚含量愈高，漆液愈稀漂，生漆的品质愈佳，因此有“好漆清似油”之说。

2.3.2 性能测试方法生漆品质就是生漆产品满足《中华人民共和国生漆国家标准》(QB/T 14073—2008)要求的特征、特性的总和，主要包括生漆的理化性质、乳液结构特征、漆膜性能3个方面[3]。检验质量是指通过采用一定的检测方法测得的生漆品质，使用质量是指生漆在使用过程中反映出来的品质，即通过漆膜的性能诸如光泽、质感、附着力、干燥速度、冲击强度、硬度、耐温、耐腐蚀性能等来体现。

2.3.3 漆酚含量分析方法采用721型分光光度法测定，配制标准漆酚溶液，绘制标准工作曲线，制定样品溶液，在分光光度计625 nm波长处测定吸光度，在工作曲线上查出其对应的漆酚含量。

2.3.4 评价方法与数据处理 2012年6～10月对恩施州境内的恩施、利川、来凤、宣轭、鹤峰、巴东、建始等地的漆树资源直行摸底调查，调查内容包括面积、树种、生长年龄、土壤条件，所选品种的漆酚含量、漆液质量、单株产量。调查方式是实地考察，走访当地林业部门及漆农。综合调查结果，进行统计汇总分析。

3 结果与分析

3.1 鄂西漆树资源分布

恩施州是山区，气候、地形地貌复杂多样，除阳刚大木漆树、阳刚小木漆树分布连片外，其它漆树在6县2市都有交错分布，根据环境、土壤条件的不同，但各有其侧重。分布情况如表1，地理分布如图1。

表1 鄂西6种漆树资源分布情况

图1 恩施州漆树分布

3.2 鄂西漆树优良品种生长环境及产漆量

鄂西恩施州漆树十分丰富。通过调查，发现主要的漆树资源有：阳刚大木漆、阳刚小木漆、灯台小木漆、多层楼大木漆、普新大木漆、普新小木漆[4-5]。

3.2.1 阳刚大木漆(又名毛坝大木) 乔木，树高10～12 m，胸围55～100 cm，基部常为双叉或多叉分枝，形成多头树，也有少数单株直立的，树冠宽阔，椭圆形或伞形，冠幅60～90 m2，枝下高在1～1.5 m之间。主干明显、圆满，侧枝分枝角大于45°。着花较为稀疏。结实少，有大小年，果实成熟率可达30%～50%。分布在利川、咸丰县、恩施等市县，适生于海拔700～1 100 m。

阳刚大木抗寒抗病性能较强，寿命25～30年。6年开割，割漆间隔一年，可割12年左右。不流冷漆。割口5～6年可以愈合。单株年产漆量0.5 kg左右。

3.2.2 阳刚小木漆(又名毛坝小木、阳高小木) 乔木，树高约7 m，树冠卵形。小枝灰褐色，枝条稠密，节间短，新梢密生黄褐色茸毛，树皮灰白色或灰黄色，厚约1 cm，开裂后裂纹较大，裂纹呈红褐色、黄褐色。分布在利川、咸丰、宣恩等市县，适生于海拔500～1 000 m之间的地区。

该漆树产漆量较高，生漆质量好，平均单株年产漆0.4 kg。

3.2.3 普新大木漆乔木，树高10 m左右，主干明显粗壮，结实，抗寒、抗病、抗虫能力强。分布在利川、恩施、建始、鹤峰、来凤、宣恩、巴东等市县，适生于海拔800～1 200 m。

该漆树无割漆间隔期，单株流漆量0.3～0.4 kg。

3.2.4 普新小木漆小乔木，树高7～8 m左右，主干明显粗壮，结实，抗寒、抗病、抗虫能力强。分布在利川、来凤、宣恩等市县，适生于海拔800～1 200 m。该漆树无割漆间隔期，单株流漆量0.2～0.4 kg。

3.2.5 灯台小木漆小乔木，树高7 m，主干明显，分枝较低，枝轮生，树冠呈卵形，树皮为黄色或黄褐色。结实稀少，不密集，种子斧状扁形。分布在湖北恩、利川、巴东等市县，适生于海拔340～1 100 m之间。

该漆树产漆量70%以上，生漆质量好，平均单株年产漆0.2 kg。

3.2.6 多层楼大木漆乔木，树高12～15 m左右，树冠长卵形，主干明显而粗壮。树皮灰褐色，较粗糙。不结实，抗寒、抗病、抗虫能力强，忌炎热干燥气候。抗性好，少病虫害。较阳刚小木漆梢耐寒，亦忌炎热干燥气候。分布在宣恩县，适生于海拔1 000～1 400 m的温暖湿润环境。

该漆树无割漆间隔期，可割20年，单株流漆量0.4～0.5 kg左右。

3.3 不同品种漆酚含量分析

具有显著代表性的6个品种漆树采样调查情况与陕西漆、越南漆的漆酚含量比较见表2。

在排除光照、季节、采割方法、气象等因素后，阳刚大木漆的漆酚为75.13%，阳刚小木漆的漆酚 76.88%，普新大木漆的漆酚69.63%，普新小木漆的漆酚71.75%，灯台小木漆的漆酚74.38%,多层楼大木漆的漆酚67.25%。据报道，陕西大毛叶漆树所产生漆的漆酚68.1%[6]，越南漆树所产生漆的漆酚52.0%[7]。从表1中看出，阳刚小木漆树所产生漆漆酚最高，多层楼大木漆树所产生漆漆酚偏低。但都比陕西大毛叶漆、越南漆的漆酚含量高。

表2 漆树采样调查表

不同树种所产生漆的漆酚含量不同，在鄂西恩施州， 6个漆树品种阳刚大木、阳刚小木、普新大木、普新小木、灯台小木、多层楼大木都性能优异，通过调查分析，漆酚含量普遍高于国内其他漆树品种，主要是恩施独有的漆树品种，以及产区内的地理环境、土壤条件影响，造成了本地区所产生漆中漆酚含量高的特点，享誉盛名的坝漆就是阳刚大木漆和阳刚小木漆，主产地在利川市的毛坝镇和沙溪乡。