金寨一年生毛竹化学成分研究

庞敏 郭西萌 冯子兴 王传贵

摘 要：该文以金寨一年生的毛竹为研究对象，在0.3m、1.5m、3.5m、5.5m、7.5m处取样，并根据国家相关标准进行化学成分分析实验，分析一年生毛竹的化学成分在高度上的变异规律。结果表明：金寨一年生毛竹木素和灰分在高度方向上有一定变异规律：木素含量从根部到顶部呈下降趋势，且趋势越来越平缓；灰分含量随竹高增加而增加，其他化学成分含量无明显变异规律。

关键词：一年生毛竹；化学成分；研究

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 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”、“猫竹”、“猫头竹”等，禾本科刚竹属，单轴散生常绿乔木状竹类植物。竹竿高可达20m，直径可达20cm，老竿无毛，并且由绿色渐变为绿黄色；壁厚约1cm。毛竹全身都是宝，错综复杂的竹鞭使其具有很强的保水、保土以及改良土壤物理结构能力，是优秀的生态和绿化林种；具有很好的韧性尤其是在顺纹方向，这使其被广泛用于建材；具有细长的纤维，是良好的制浆造纸原料；是天然的木质材料，用其制成的家具给人以舒适的视觉享受。据相关研究[1]，通过比较不同生长期毛竹的成分发现，1年、2年和多年生的毛竹化学组成变化不大，表明毛竹在短时期内（1年）就可以生长成熟，作为可再生原料前景非常乐观。

安徽省地理位置属于亚热带湿润季风气候带，是全国重点产竹省份之一，截至2012年竹林总面积32.28万hm2，其中毛竹面积24.34万hm2，占竹林总面积的75.40%。据相关资料[2]，金寨县年平均气温15.6℃，极端温度：最高41.2℃，最低-27.3℃，一年中10℃以上有效积温4935.7℃，年平均降雨量为1400mm，蒸发量为1266.6mm，全年日照总时长为2039.4h，无霜日200d以上，降雨量集中在6—9月，占全年的52%，这为竹材的生长提供了良好的自然条件，金寨县竹材资源丰富，种类多，达5属20种[3]。早在1996年就已经被授予“安徽竹乡”的称号，至2013年竹林面积1.6万hm2，其中毛竹面积达1.33万hm2，占全县竹林面积的83.13%，且仍在快速增长。同时，金寨县是安徽省重要的毛竹生产基地，近年来，当地竹产业得到了迅速发展，同2012年相比2013年全县有毛竹1.23万hm2，同比增长23.125个百分点[4]。

2 材料与方法

2.1 试材的采集与编号 毛竹Phyllostachys pubescens采自安徽省六安市金寨县，采集时间2015年8月。竹林立地条件为南面缓坡地，砂壤土或壤土。随机选择1年生具有代表性竹材3株，备用2株，按竹高在0.3m、1.5m、3.5m、5.5m、7.5m处截断，在每段上部的节间中央截取一段供实验用；再分别在底部取样。分别取上述试样若干，劈成薄片约200g左右，用粉碎机磨碎后，筛分40～60目的竹粉，放入密封袋，供分析使用。具体采集信息如表1所示。

对上述所取试样进一步编号，第一根（1-1）自下而上依次为1-1-0（1.5m）、1-1-1（3.5m）、1-1-2（5.5m）、1-1-3（7.5m）共4段，在每一段上部所取样的编号与其一致，而在1-1-0根部0.3m处取的样编号为1-1-G（0.3m）；其他待测试样编号方法与此相同。

2.2 试验方法 对金寨一年生毛竹进行各个部位的化学成分测试，测试的指标有综纤维素含量、Klason木素含量、灰分3项指标。试验方法参照《制浆造纸分析与检测》及相关国家标准。

3 结果与分析

3.1 主要化学成分在高度方向的变异规律 对金寨一年生毛竹所测得的化学结果进行处理，得到其在高度方向的变异程度，见表5。由表5可知，在高度方向灰分的变异系数最大（0.1218），其次为Klason木素含量，而综纤维素含量的变异系数最少（为0.0054）。

3.2 综纤维素含量在高度上的分布规律 综纤维素一般是指木质原料中出去抽出物和木质素所剩下的部分，但对于灰分含量较高的木质材料，还应该去除其中的灰分。综纤维素的含量是衡量木质材料制浆造纸的一项重要指标，其含量越高，其得率会尽可能的高。综纤维素的含量会因材种、部位的不同而不同。一般情况下[5]，阔叶材含量较高（70%～82%），针叶材为65%～73%，禾本科植物为64%～80%。金寨一年生毛竹综纤维素含量，在竹高为0.3～7.5m时，在7.5m时综纤维素含量最高（69.95%），与1.5m、3.5m处的含量相近（分别为69.92%、69.92%），在根部0.3m处含量最低（69.10%），而5.5m处的综纤维素介于中间，变幅为0.85%，故在高度方向无明显变异。

3.3 Klason木质素含量在高度上的分布规律 木质素是组成木质材料的3大中组成部分之一，它是由3种苯丙烷结构的单元形成的天然芳香族高分子化合物。在制浆造纸时，就意味着大量木素的脱出，所以木素的含量的测定是其一项重要指标。木素含量在不同原料、不同部位都有所差异，一般情况下[6]，针叶材含量为25%～35%，阔叶材含量为18%～22%，禾本科为16%～25%。金寨一年生毛竹木质素含量，在竹高为0.3～7.5m时，最大值根部含量最高为25.70%，最小值在5.5m處为24.47%，平均值为24.97%，变幅为1.23%，故该竹种在高度上变异较小。木素含量从根部到顶部呈下降趋势，且趋势越来越平缓。

3.4 灰分含量在高度上的分布规律 灰分是指原料经高温焚烧后所剩的残渣与原料绝干质量之比。一般情况下，灰分的含量对制浆造纸无太大的影响，但对于灰分含量较高的禾草类原料会有较大影响，故灰分含量也是衡量制浆造纸原料性能的指标之一，尤其对于高灰分原料。金寨一年生毛竹灰分含量，在竹高为0.3～7.5m时，根部0.3m处最低（1.53%），7.5m处含量最低为2.07%，平均值为1.79%，变幅为0.52%，并且，有随竹高增加而增加的趋势。

4 结论

金寨一年生毛竹的木素含量从根部到顶部呈下降趋势，且趋势越来越平缓、灰分含量随竹高增加而增加，其他化学成分含量无明显变异规律。

参考文献

[1]杜瑛.毛竹的主要成分分析及催化热解研究[D].成都：四川大学，2005.

[2]龚成先，周力.金寨县湿地与森林资源现状及保护利用[J].安徽林业科技，2004，01：40-41.

[3]王成庆.对金寨县竹产业发展的思考[J].现代农业科技，2013，16：327-328.

[4]彭良海.金寨县毛竹害虫发生现状调查及防治对策[J].安徽农学通报（上半月刊），2012，18：05：122-123.

[5]方楷，杨清培，施建敏，等.亚热带毛竹竹材化学特性变异初探[J].江西农业大学学报，2009，4：679-684.

[6]石淑兰，何福望.制浆造纸分析与检测[M].北京：中国轻工业出版社，2003.

（责编：张宏民）