摘要:青檀是皖南地區(qū)優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種,青檀皮是聞名中外的宣紙制作主要原料。選育優(yōu)良的皮用青檀作為宣紙原料林資源對宣紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。本文對宣紙?zhí)禺a(chǎn)地宣城涇縣青檀種質(zhì)資源充分調(diào)查后進行青檀優(yōu)良單株選育,選育出多株生長量大、檀皮纖維素含量高、纖維長度較長的青檀優(yōu)良單株,并總結(jié)了其繁育方法,以期為優(yōu)質(zhì)高效宣紙原料林建設提供支撐。
關鍵詞:青檀皮;纖維素;優(yōu)株;宣紙
青檀(Pteroceltis tatarinowii)別名為檀皮樹,榆科青檀屬獨種樹種,落葉喬木,根系發(fā)達,萌蘗性和適應性強,喜鈣、較耐旱和瘠薄,常生于山麓、林緣、溝谷、河灘、溪旁及峭壁石隙等處[1]。其枝葉富有營養(yǎng),可做飼料[2];枝皮富有纖維,綿韌易剝,是制造宣紙的主要原料,尤其是3年生枝條生產(chǎn)出的青檀皮質(zhì)地最優(yōu),纖維的韌性好,纖維長度長,造出的宣紙質(zhì)地好,青檀原料林每三年采條一次[1-4]。由于自然變異廣泛存在,因此不同青檀群體和單株間檀皮產(chǎn)量、質(zhì)量差異較大,這對宣紙產(chǎn)量和品質(zhì)具有較大的影響[5]。
開展青檀優(yōu)良品系篩選和繁育研究,采用優(yōu)良品系營造宣紙原料林,必然會有效提高檀皮的產(chǎn)量和
質(zhì)量[6-7]。
青檀皮是安徽宣城市涇縣聞名中外的宣紙制作主要原料,加快青檀原料林建設,對優(yōu)化地區(qū)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),協(xié)同推進生態(tài)保護與綠色富民,發(fā)展地方優(yōu)勢宣紙產(chǎn)業(yè)具有不可替代的作用[5]。安徽省涇縣國有馬頭林場等單位自2016年對涇縣青檀種質(zhì)資源充分調(diào)查后進行皮用青檀優(yōu)良單株選育,以單株生長和檀皮纖維品質(zhì)等性狀為標準,選育出多株青檀優(yōu)良宣紙原料林單株,并開展繁殖、造林技術研究以及適宜造林地區(qū)等試驗和測試,為優(yōu)質(zhì)高效宣紙原料林建設提供
支撐[7-9]。
1 材料與方法
1.1 材料收集過程
2016年對涇縣境內(nèi)的青檀種質(zhì)資源進行普查,選出325株長勢較好的青檀。針對這325株青檀,從樹體長勢是否良好和病蟲害情況是否嚴重等方面進行初選,共選出樹體長勢良好、萌條體積大、無病蟲害的青檀80株,逐株登記。
2017年,依據(jù)青檀的萌條平均基徑、基徑總斷面面積、萌條平均長、萌條數(shù)量和萌條體積,從80株青檀中使用3株優(yōu)勢木法初選出20株青檀,最后依據(jù)萌條體積情況,篩選出12株青檀優(yōu)株。
2018年,測定12株青檀檀皮纖維形態(tài)(纖維長度、纖維寬度和纖維長寬比)、青檀檀皮成分(總纖維素、纖維素、木質(zhì)素),綜合這些指標,最終評定優(yōu)良皮用青檀優(yōu)株的枝條生長、纖維形態(tài)和成分的標準,并在安徽宣城市涇縣、合肥市、宿州市蕭縣等地開展繁育和區(qū)域試驗[10-11]。
1.2 測定方法
萌條、生長量數(shù)據(jù)直接測量,纖維性狀及其化學成分根據(jù)相關國家標準(GB 10336-89、GB/T 2677.10-1995、GB/T 747-2003、GB/T 2677.9-1994)進行測量[12-15]。
2 結(jié)果與分析
2.1 優(yōu)株萌條生長情況
經(jīng)過青檀萌條平均基徑、萌條總斷面面積、萌條平均長、萌條數(shù)、萌條體積的比較,找出初選入圍單株80株,其中20株為候選優(yōu)株,以優(yōu)株萌條生長量大于0.03 m2作為選育標準,具體數(shù)據(jù)見表1。
可以看出,萌條生長量最大的單株萌條總體積達0.36 m3,其主要優(yōu)勢在于萌條數(shù)量多,基徑總斷面面積大,萌條總體積高,可以獲得更多青檀皮。萌條總體積超過0.30 m2的優(yōu)良單株有3株。
2.2 優(yōu)株纖維表型性狀
從以上20株優(yōu)株中選擇12株開展了檀皮纖維性狀測定,結(jié)果見表2。植物的纖維長度、長寬比在衡量紙張品質(zhì)是否優(yōu)良中起著重要作用,纖維長度是衡量纖維原料品質(zhì)的一個重要指標,對紙張的物理性能起著直接作用,它不僅與紙張撕裂度呈直線關系,而且長纖維能夠使紙張的抗張強度、耐破度及耐折度極大地提高。紙張強度事實上取決于纖維本身的強度和纖維之間的結(jié)合強度。越長的纖維會越柔軟,纖維之間就有更多的接觸面積,從而交織能力就越強。通常來說,纖維寬度對紙張質(zhì)量有間接的作用,纖維寬度的大小與纖維長寬比成反比,也就是說,纖維寬度越小,長寬比越大。通常來說,纖維長寬比與紙張的撕裂強度和耐折度成正比。因此測量12株候選青優(yōu)株的纖維長度、纖維寬度及其長寬比可以進一步篩選優(yōu)良青檀皮培育單株[1,16-17]。
表2可以看出,優(yōu)株青檀的檀皮纖維長度均值均超過2 800 mm,纖維長度為2 894~3 066μm,纖維寬度為10.7~11.1μm,纖維長寬比為266.1~281.3,比一般針葉材纖維長寬比大很多[16]。20號單株纖維表型性狀更優(yōu)異;綜合產(chǎn)量來看,1號表現(xiàn)也很優(yōu)秀。
2.3 優(yōu)株纖維成分性狀
造紙植物纖維原料的纖維成分在原料制漿造紙性能中起著關鍵作用。植物纖維原料是成分復雜的有機聚合物質(zhì),其主要成分包括纖維素、木質(zhì)素等,不規(guī)則地分布于木材細胞和胞間層中,其次要成分包括苯醇抽出物、灰分等。因此造紙物纖維原料的化學成分分析項目包括灰分、苯醇抽出物、綜纖維素、纖維素、木質(zhì)素、戊聚糖等的含量。候選優(yōu)株的檀皮纖維主要成分的含量結(jié)果見表3。優(yōu)株檀皮的木質(zhì)素含量低,容易制漿[1,16-17]。
數(shù)據(jù)顯示,7株青檀皮纖維化學成分絕對差異不大,其中纖維素含量在42%左右,綜纖維素含量在62%左右,木質(zhì)素含量在10%左右。從紙漿工業(yè)要求來看,木質(zhì)素含量越低,其紙漿纖維產(chǎn)量越高,能耗成本也越低,20號和1號是木質(zhì)素含量低、纖維素含量相對較高的品系,結(jié)合枝皮產(chǎn)量(表1)和纖維表型數(shù)據(jù)(表2),這兩個單株是表現(xiàn)優(yōu)異的品系,可以作為優(yōu)良皮用青檀骨干育種材料。
2.4 優(yōu)良單株來源和綜合評價
根據(jù)檀皮產(chǎn)量、纖維長寬及其比例以及木質(zhì)素含量等標準,綜合評價1號單株和20號單株為優(yōu)良青檀皮來源材料,可用于重點繁育。
其中1號生長于安徽省宣城市涇縣涇川鎮(zhèn)晏公古壩向陽村(E118°31’29.6”,N30°39’34.3”),該地區(qū)土壤為鈣質(zhì)土。地處北亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),四季分明,氣候溫和,雨量充足,無霜期長。年平均氣溫15.6℃,極端最高氣溫40.7℃,極端最低氣溫-14.7℃;年降雨量1200 mm,年蒸發(fā)量1 400~1 600 mm,相對濕度81%;年日照時數(shù)2 000 h,日照率42%~49%,年有效積溫4 954.4℃,無霜期239 d。
1號單株萌條體積最大,纖維長度長,纖維長寬比大,纖維素含量高,木質(zhì)素含量低。該優(yōu)株為25年生實生樹,萌條平均基徑4.4 cm,萌條總斷面面積626.82 cm2,萌條平均長為5.67 m,萌條數(shù)為24,萌條體積為0.36 m3。該單株3月中旬芽開始萌動,4月上旬開始抽梢展葉;果實為翅果扁圓形,10月中旬至10月下旬成熟;纖維長度為2 990μm,纖維寬度為10.9μm,纖維長寬比為274.3,檀皮纖維形態(tài)符合正態(tài)分布,檀皮纖維的均整性好。檀皮纖維成分綜纖維素62.7%、纖維素43.72%、木質(zhì)素9.64%。
2.5 繁殖和栽培技術要點
根據(jù)安徽省宣城市涇縣、合肥市、宿州市蕭縣等地多年、多點實驗表明,優(yōu)選單株在安徽皖南、江淮之間、皖北均生長良好。因而,優(yōu)良單株品系適宜在安徽各地及周邊栽培條件合適的區(qū)域進行栽植[18-19]。
新造林形成幼林在每年5月和8月份開展松土除草撫育,施肥埋青,通過擴穴增加幼樹生長的空間。幼林撫育可以結(jié)合林糧間作進行,豆科綠肥可以起到固氮作用,收獲后秸稈還林,可增加土壤的氮肥,同時豆類作物可增加林下經(jīng)濟收入。每次采收3年生穗條后應該適時施肥,施肥和撫育一般在冬季采穗穗條后進行,施肥可以促進第二年多發(fā)穗條、多生壯條。
3 結(jié)論與討論
青檀皮為制造宣紙的獨特原料,具有極高的應用價值,然而,針對皮用青檀優(yōu)株選擇的研究工作尚不多見。本次選優(yōu)在對生長量標準選擇的同時兼顧了檀皮指標選擇,入選優(yōu)株具有較好的速生性和檀皮造紙性能,特別是1號和20號等單株表現(xiàn)較優(yōu),可用于進一步品種選育,為今后涇縣青檀皮優(yōu)良品種選育、推廣和利用提供豐富的材料。根據(jù)幼林生長情況,結(jié)合現(xiàn)有文獻,總結(jié)了青檀的造林、培育技術,為技術規(guī)范的制定奠定了基礎[19]。
此外,青檀葉片中富含營養(yǎng)物質(zhì),青檀根系發(fā)達,能起到防止水土流失的作用,具有極大的生態(tài)價值,因此在選育皮用青檀優(yōu)株的同時也可以考慮更多用途[2]。
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