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提鍵要：本文綜合論述了三倍體毛白楊的優(yōu)勢、纖維特性、種植條件，并簡述了三倍體毛白楊制化學(xué)漿、磺化化機漿及堿性過氧化氫化機漿抄造膠印書刊紙、輕量涂布紙的小試、中試及生產(chǎn)試驗情況。關(guān)鍵詞：三倍體毛白楊；纖維特性；種植條件；APMP；抄紙　　第一作者簡介：陳振華，山西襄汾紙業(yè)集團有限公司副董事長，副總經(jīng)理，總工程師，高級工程師。1三三倍體毛白楊的優(yōu)勢、纖維特性及種植條件 倍三倍體毛白楊新品種是北京林業(yè)大學(xué)朱之悌院士(中國工程院)領(lǐng)導(dǎo)的毛白楊研究中心，經(jīng)過15年的科研攻關(guān)，成功培育的一種具有國際領(lǐng)先水平的速生紙漿材優(yōu)良樹種。它的研究成功，解決了長期以來我國北方林業(yè)尤其是工業(yè)用材林發(fā)展缺乏優(yōu)良樹種的難題，其生態(tài)效益、經(jīng)濟效益、社會效益均優(yōu)于其它樹種，將大大加快我國北方造林綠化的步伐，給林業(yè)發(fā)展帶來一次革命性變化，也將給造紙發(fā)展帶來歷史性機遇。因此三倍體毛白楊良種生產(chǎn)栽培和綜合利用技術(shù)被列為林業(yè)新技術(shù)革命、集中力量重點推廣或開發(fā)的10大類組裝配套的首項適用技術(shù)。1.1三何謂三倍體毛白楊三倍毛白楊是我國北方特有的鄉(xiāng)土樹種，但繁育周期長、生長速度慢，不適應(yīng)林業(yè)快速發(fā)展的需要。朱之悌教授及毛白楊研究中心的研究人員，采用細(xì)胞染色體工程等高科技手段，對毛白楊的遣傳基因進行優(yōu)化改造，培育成功一種全新的毛白楊新品種——三倍體毛白楊。它是在普通毛白楊的細(xì)胞核中增加了19根加速生長發(fā)育的染色體，并用染色體部分替換的方法，換走了原來相對劣質(zhì)的染色體，使毛白楊的染色體從質(zhì)量上和數(shù)量上得到改良，染色體總數(shù)由原來的38根增至57根，因其染色體數(shù)為性細(xì)胞染色體基數(shù)19根的3倍,故名三倍體毛白楊。初期編號為毛白楊雜種無性系B301、B302，直到B308等三倍體毛白楊系列。目前北林大已培育出適應(yīng)不同地區(qū)和不同用途需要的30多個優(yōu)良的三倍體毛白楊無性系。其中6個已通過鑒定并應(yīng)用于生產(chǎn)。 同時還研究出了一套與良種配套的良繁技術(shù)——毛白楊多圃配套系列育苗技術(shù)，使繁殖系數(shù)3年從1株擴繁至100萬株。良種加良法的研究成功，很好地解決了毛白楊生長慢、繁殖難的問題，為加快毛白楊產(chǎn)業(yè)化快速度發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1.2三三倍體毛白楊的速生、優(yōu)質(zhì)、抗病、高效優(yōu)勢1.2.1三速生三倍三倍體毛白楊速生優(yōu)勢非常明顯。一是育苗快，普通毛白楊育苗需要2年以上，而三倍體毛白楊當(dāng)年育苗、當(dāng)年出圃，年初3月插條，秋季樹苗可達(dá)4m高，育苗周期比普通毛白楊縮短1年。二是生長快，普通毛白楊栽植后，蹲苗嚴(yán)重，前4～5年，長得很慢，而三倍體毛白楊沒有蹲苗期，當(dāng)年可以長到5m高，胸徑4.5cm，3年樹高可達(dá)9～10m，胸徑達(dá)9～12cm；5年成材，樹高可達(dá)14m左右，胸徑15～20cm，是輪伐造紙的最佳時期，生長量相當(dāng)于10年以上的普通毛白楊。山西中南部是最宜生長區(qū)，每年胸徑能長4cm。5年生畝蓄積達(dá)15～20m3。可以說1年成樹，3年成林，5年成材。據(jù)1997年12月中試，從山西曲沃蘇村采伐的4年生三倍體毛白楊行道樹，挨株成行伐9株，材積1.186m3，除去直徑10cm以下的枝梢，樹干高7～8m，胸徑16～18cm，平均株出材0.132m3，9株中出材在0.14m3以上的達(dá)67%，最高的達(dá)0.175m3。在水肥條件好的山西夏縣,5年生最粗胸徑達(dá)27cm，高18m，單株材積0.35m3，其它品種楊樹遠(yuǎn)不如其生長快。1.2.2三優(yōu)質(zhì)三倍三倍體毛白楊材質(zhì)好，不但沒有因速生而降低品質(zhì)，而且材性還有所改善。木材白(自然白度達(dá)53%)，不空心，不黑心，纖維長(平均纖維長度1.09mm)，基本密度達(dá)0.4g/cm3，纖維含量達(dá)50%以上。具有優(yōu)良的造紙性能。見表1、表2。表1 三倍體毛白楊的化學(xué)成分 %樹種號熱水抽出物1%NaOH抽出物苯—醇抽出物木素纖維素多戊糖灰分BL101BL1022.991.6518.7317.333.984.4015.9919.2852.3253.7120.6720.180.660.79    由表2可見，三倍體毛白楊纖維平均長度1.09mm，這在眾多4年生楊樹樹種中是少見的，這也是三倍體毛白楊突出的特點，且三倍體毛白楊纖維長度分布又均勻，長寬比大，與其它楊樹相比，三倍體毛白楊條件最好，因此是優(yōu)質(zhì)的造紙原料。　表2三三倍體毛白楊等楊木纖維長度、寬度樣 品長度 mm寬度 μm長寬比倍 平均最大最小一般平均最大最小一般BL102(96)易雌(♀)小黑楊北京605楊1.090.970.800.811.721.441.241.340.510.490.350.370.57～0.990.60～1.0326.5622.8722.923.047.8838.2533.045.415.9612.7512.48.2621.28～31.9217.85～28.0516.5～28.916.5～28.9　404235351.2.3三抗病三倍三倍體毛白楊具有較強的抗逆性，對傳統(tǒng)的葉銹病、褐斑病和煤煙病基本免疫，對天牛等也有較強的抗性。1.2.4三高效三倍據(jù)測算，1株三倍體毛白楊幼苗成本為1元多，5年生時材積為0.1～0.2m3，按400元/m3計算，價值40～80元。如果農(nóng)民栽種1畝三倍體毛白楊(每畝100株計)，5年可生長木材10～20m3，價值可達(dá)4000～8000元，平均每年為800～1600元，比一般的經(jīng)濟林和種植業(yè)效益都高，是農(nóng)民脫貧致富的重要途徑。山西曲沃等地區(qū)農(nóng)民發(fā)展三倍體毛白楊育苗，已成為致富大戶，就是例證。1.3三三倍體毛白楊適宜栽值的條件三倍三倍體毛白楊可以種植的區(qū)域很廣，在降雨量300～1000mm的北方都可種植。其中最適宜種植的地區(qū)是黃河中下游地區(qū)，面積達(dá)100多萬km2，黃河中下游兩岸及灘區(qū)，大面積的荒溝、灘地均可種植。為了適應(yīng)不同地區(qū)生長，品種比較試驗、品種區(qū)化試驗，北林大的研究者們，在積極進行中。2三三倍體毛白楊制漿及抄紙2.1三三倍體毛白楊制化學(xué)漿(BKP)2.1.1三北京林業(yè)大學(xué)和中國造紙研究所對三倍體毛白楊(BL102)化學(xué)漿蒸煮進行試驗，制漿方法為硫酸鹽法，得出較為適宜的制漿工藝條件，用堿量20%(以Na2O計)，硫化度20%，保溫時間為1.5h，液比1∶4，蒸煮最高溫度為170℃，紙漿硬度為卡伯值15。表3手BL102手抄片的各項物理性能檢驗項目BL102易雌北京605楊小黑楊定量g/m2緊度g/cm3抗張力kN/m伸長率%撕裂度mN耐折度次耐破度kPa透氣度ml/min64.10.744.003.8398.21366246.1616.059.00.764.014.3364.81179252.0417.263.80.723.391.82519.8489189.2882.561.80.723.562.56517.8663188.2984.72.1.2三在瓦賴(Valley)打漿機中，將細(xì)漿打至打漿度為40°SR，利用抄片機抄紙，定量為60g/m2左右，各項物理指標(biāo)如表3。從表3可見,BL102與易雌手抄片的抗張力、耐折度、耐破度等物理強度均高于北京605楊和小黑楊。因此三倍體毛白楊(BL102)制化學(xué)漿是有發(fā)展前途的。2.1.3從山西襄汾紙業(yè)集團1997年6月和1999年1月異地削片后曾在該廠草漿生產(chǎn)系統(tǒng)進行三倍體毛白楊制化學(xué)漿生產(chǎn)試驗，先后試驗黑楊及三倍體毛白楊各100m3，分別進行燒堿—蒽醌法(NaOH—AQ法)和堿性亞硫酸鈉蒽醌法蒸煮。兩段次氯酸鹽漂白，打漿后，在長網(wǎng)機上配抄膠印書刊紙和膠版印刷紙，紙張質(zhì)量很好。燒堿—蒽醌法蒸煮條件是：NaOH20%，AQ0.05%，液比1∶2.8，蒸煮最高溫度165℃(0.6MPa)，粗漿高錳酸鉀值14～16，粗漿收獲率達(dá)57%以上。2.2從三倍體毛白楊制磺化化學(xué)機械漿(SCMP)從表天津輕院等曾采用北京林業(yè)大學(xué)培育的4年生三倍體毛白楊雜種無性系(BL101、BL102A、BL102B、毛白楊×銀灰楊)4個系號進行磺化預(yù)處理、磨漿漂白、打漿及抄片強度的制漿造紙性能研究，確定使用磺化化學(xué)機械漿的方法，BL101、BL102A都表現(xiàn)不錯，易于磺化、易于漂白、得率高(達(dá)90%)，漂白漿的機械強度也較好，可以滿足生產(chǎn)膠印書刊紙的要求和抄造白度較高的新聞紙。2.3從三倍體毛白楊制堿性過氧化氫化學(xué)機械漿(APMP)抄輕量涂布紙(LWC)從表1998年3月，襄汾紙業(yè)集團公司委托中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所在進口的安得里茲公司的APMP中試設(shè)備上進行三倍體毛白楊、黑楊制APMP中試研究，并進行輕量涂布紙配抄及紙張性能試驗。對不同制漿條件下的三倍體毛白楊、黑楊制APMP漿的性能和紙漿質(zhì)量列于表4、表5。表4表三倍體毛白楊A(yù)PMP制漿性能編 號S1S2S3打漿度 °SR紙漿得率%磨漿電耗kWh/t耐破指數(shù)kPa·m2/g撕裂指數(shù)mN·m2/g裂斷長km伸長率%能量吸收J(rèn)/m2白度%ISO不透明度%光散射系數(shù)cm2/g光吸收系數(shù)cm2/g18　10900.883.272.241.09.3975.084.341.50.742787.811201.053.252.591.212.2774.183.444.00.6147　13401.553.983.471.523.8573.383.343.10.7324　10801.403.853.261.416.9077.879.135.10.544087.211801.893.953.831.420.4677.078.437.30.5956　13402.313.965.031.938.6776.377.935.40.6232.5　11302.224.214.311.526.4980.577.131.40.445985.612902.684.085.582.048.3378.876.230.20.5068　13503.143.866.452.157.8976.574.928.00.57從表表5黑黑楊A(yù)PMP制漿性能編 號H1H2H3打漿度°SR紙漿得率%磨漿電耗kWh/t耐破指數(shù)kPa·m2/g撕裂指數(shù) mN·m2/g裂斷長km伸長率%能量吸收J(rèn)/m2白度%ISO不透明度%光散射系數(shù) cm2/g光吸收系數(shù) cm2/g34　11701.002.592.861.213.9671.988.043.20.894188.112681.112.602.881.215.3870.587.744.40.9352　13901.302.653.431.217.6969.887.443.91.0141　12051.532.983.601.319.1972.072.041.50.875287.613201.563.033.851.321.6671.271.242.00.8858　13901.823.054.421.527.0470.770.740.71.0546　11812.223.404.861.530.2374.681.034.70.705186.512802.323.435.262.041.2573.980.632.60.8264.8　14702.603.195.672.134.3472.879.831.20.91從表由表4、表5可以看出，三倍體毛白楊、黑楊都是制APMP的適宜原料。紙漿得率高、強度好。兩種楊木都較易磨漿，凈磨漿能耗在1000～1450kWh/t，屬于較低磨漿能耗材料。不同過氧化氫用量對兩種楊木的制漿性能影響較大，尤其是強度性能差別較大，黑楊要達(dá)到較高白度，過氧化氫用量較高。從表為了比較兩種楊木的APMP紙漿質(zhì)量，該所又用插值法列舉了相同打漿度下兩種楊木的紙漿性能，結(jié)果列于表6。表6 三倍體毛白楊、黑楊A(yù)PMP紙漿性能比較  性能指標(biāo)30°SR60°SRS1H1S2H2S3H3S1H1S2H2S3  H3磨漿電耗kWh/t耐破指數(shù)kPa·m2/g撕裂指數(shù)mN·m2/g裂斷長 km伸長率 %能量收數(shù)J/m2白度%ISO不透明度 %光散射系數(shù) cm2/g光吸收系數(shù) cm2/g11321.133.362.721.214.0174.083.443.90.6311500.942.592.761.114.1172.288.043.10.8611001.583.893.471.418.2477.478.835.90.5611401.502.933.441.318.1572.486.941.20.8211302.24.224.271.525.4280.577.131.40.4411411.93.354.091.426.1575.181.035.70.6914201.823.964.011.426.0972.582.842.60.7514501.422.653.501.319.2369.187.142.71.0514002.353.965.261.942.1476.077.835.10.6214251.933.054.561.529.5370.484.740.51.0312902.744.105.672.049.8076.576.129.90.5113482.543.275.642.048.5173.279.031.70.89從表由表6可以看出，三倍體毛白楊較黑楊磨漿能耗略低，表示紙張強度的耐破指數(shù)、撕裂指數(shù)、裂斷長和白度均高于黑楊，綜合比較而言，三倍體毛白楊制漿性能優(yōu)于黑楊。從表該所還進行了三倍體毛白楊A(yù)PMP紙漿配以適量的漂白硫酸鹽針葉木漿，或與漂白針葉木漿和漂白麥草化學(xué)漿混配，均可抄造出符合質(zhì)量要求的低定量涂布紙原紙（B級）。見表7。表7 三倍體毛白楊A(yù)PMP配抄輕量涂布紙結(jié)果樹種 配比APMP/BKP/BSWCP75/20/560/25/1575/25/0100/0/0三倍體毛白楊定量 g/m2緊度 g/cm3裂斷長 km撕裂指數(shù) mN·m2/g白度 %不透明度 %平滑度 s630.624.114.4780.281.245480.573.964.1479.974.643610.624.224.6880.280.045470.583.964.0979.974.344480.534.383.7280.069.044520.564.173.3978.375.346黑楊定量 g/m2緊度 g/cm3裂斷長 km撕裂指數(shù) mN·m2/g白度 %不透明度 %平滑度 s570.554.424.1878.779.044460.514.303.7373.474.043600.574.324.7378.880.843460.533.924.2077.875.145440.504.503.5278.070.246450.503.832.3774.871.548從表從以上可以看出，小試、中試及試生產(chǎn)都證明三倍體毛白楊是制化學(xué)漿、化學(xué)機械漿的好原料。2.4從三倍體毛白楊堿性過氧化氫(APMP)化學(xué)機械漿廢水治理從表三倍體毛白楊采用APMP工藝，噸漿耗水僅10～20m3，廢水中BOD5及COD均低于一般化學(xué)機械漿(CMP)和漂白熱磨化學(xué)機械漿(BCTMP)，更大大低于化學(xué)漿，因此廢水較易處理。特別是廢水中不含硫，毒性低，用二級生化法處理，排放水容易達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。3從結(jié)從論3.1從三倍體毛白楊具有速生、優(yōu)質(zhì)、高效的優(yōu)勢，有顯著的生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益，是造紙的好原料，綠化的好樹種，農(nóng)民致富的好路子。3.2從三倍體毛白楊不僅可生產(chǎn)化學(xué)漿，更是生產(chǎn)高得率機械漿的好原料，與長纖維漿等可配抄膠印書刊紙、新聞紙和高檔的輕量涂布紙，在當(dāng)前加快發(fā)展木材制漿造紙，增加木材造紙原料比重中是很有前途的速生造紙原料。本文經(jīng)中國工程院朱之悌院士審核和修改，特表衷心謝意！參考文獻(xiàn)［1］楊雍哲.關(guān)于加速推廣三倍體毛白［2］楊的調(diào)查報告.1999.1［2］北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報.北林大40周年校慶毛白楊良種選育專輯［2］ (第14卷增刊3).1992［3］中國林科院林產(chǎn)化工研究所.三倍體毛白楊、黑楊A(yù)PMP工藝