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  • 影响苎麻纤维结构与性能的农艺因素分析

    摘要:根据对已有的研究资料进行统计分析,揭示了苎麻不同品种、不同生态条件、不同生育阶段与麻株不同部位的纤维结构、物理与化学性能的变化规律,明确了通过优化农艺措施提高纤维群体品质是切实可行的。
    关键词:苎麻纤维结构物理性质化学成分 农艺因素
    苎麻纤维结构与理化l生能的优劣决定了纤维的可纺性能与织物的服用性能,对影响苎麻纤维结构与理化性能的农艺因素进行分析,了解其变化规律,合理开发苎麻纤维,对苎麻的育种栽培研究以及为纺织加工企业提供优质纤维原料均具有十分重要的意义。本文综合有关文献,对此进行了分析。
    1 品种的影响
    苎麻不同品种的遗传基础不同,其纤维生长发育各具特色,纤维结构与性能存在程度不等的差异。据赵文榜于1985年对“芦竹青”、“黑皮蔸”、“黄壳早”纤维超分子结构测定,纤维素结晶度以“芦竹青”较高,“黄壳早”次之,“黑皮蔸”较低,分别为64.14%、63.3O%
    和6O.77%;非晶区取向因数以“芦竹青”较低,“黑皮蔸”居中,“黄壳早”较高,分别为0.688、0.710和0.809;结晶区不同晶面的取向因数大体上以“芦竹青”较高,“黑皮蔸”次之,“黄壳早”较低。另据笔者对(《中国苎麻品种志》所列品种的统计分析表明,深根丛生型品种单纤维细度较低,强力较大,分别为l 566支±276支和43.0 cN ±l3.0 cN;中根散生型品种的单纤维细度较高,强力较低,分别为l 695支±308支和43.0 cN±1.09 cN;浅根串生型品种单
    纤维细度更高,强力更低,分别为l 8l3支±352支和41.1 cN±1.09 cN。纤维素含量以晚熟型品种较高,中熟型次之,早熟型较低,分别为71.65% ±3.91%、67.68% ±5.93%和65.42% ±6.36%;半纤维素含量,早中熟型品种接近且偏高,迟熟型品种偏低分别为l4.69% ±2.46%、l4.68% ±2.30% 和l3.13% ±1.62%;木质素含量以早熟型品种偏高,中晚熟型接近且偏低,分别为2.36% ±0.97%、1.75% ±1.O6%和1.73% ± 0.95%。
    2 不同生态条件影响
    纤维结构与性能的变化是各种自然因子与栽培因子相互作用的结果。具体表现如下:
    不同季别的纤维超分子结构、形态结构、理化性能存在明显的规律性变化。一般而言,纤维素聚合度以头麻较大,二、三麻较小;纤维素含量及其结晶度二、三麻较高,头麻较低;取向度则以头、三麻较高,二麻较低;半纤维素含量以二麻较高,头、三麻较低,而木质素含量恰好相反。单纤维细度以头麻较高,二、三麻较低;单纤维强力头麻较低,二、三麻较高。如据测定芦竹青”品种头、二、三麻纤维素聚合度分别为2 763、2 187和2 284;结晶度为68.95%、73.47%和72.56 0/0.取向指数为0.957、0.936和0.96 l;纤维素含量为72.O6%、75.33%和73.63%;半纤维素含量为l4.26%、l2.25%和l1.11%;木质素含量为0.79%、
    0.24%和1.O6%。适当加大种植密度,有效株数增加,纤维产量较高。但田间郁闭,有机与无机营养条件变劣等,麻株叶面积相对减少,中下部叶片所能接受到的光照强度相应地减弱,净同化率有所降低,抑制了麻株及其纤维细胞直径的过度增长,促进了纤维细胞伸长生长,单纤维细度提高。据严文滏等(1985)研究,分株力中等的品种公顷栽30 000蔸,分株力较弱的品种公顷栽45 000蔸左右,单纤维细度(支数)较稀植的可提高100支~200支以上,对二、三麻的作用更加显著。施足肥料,能促进麻株生长及其纤维细胞的分化发育,有利于纤维细胞数量及其单位长度重量的增加,纤维产量较高。但施肥过量,特别是施偏氮肥,虽有利于细胞数量、长度及其单位长度重量的增加,但会导致单纤维细度的下降。据王春桃等(1 982)、欧阳铎声等
    (1984)研究,土壤质地对苎麻单纤维细度和纤维产量有明显影响。土壤缓效钾与纤维细度(支数)、速效钾与纤维产量均呈显著正相关。施用钾肥不仅能降低叶片内氨基酸和可溶性糖含量,不易感染病菌,增强抗疴胜,提高纤维产量,还能使纤维细胞排列紧凑,具有降低纤维直径和胞壁厚度之功效。施用硼肥稀土亦能显著地提高纤维产量和细度,经万分之一和万分之三的螯合稀土一硼处理,苎麻单纤维细度(支数)较未处理的对照分别提高26.5%和5.2%。其中对三麻最为显著,分别增加2O.8%和lO.4%;头麻次之,为20.6%和7.8%;二麻最小,仅为lO.3%和5.2%。但增加氮肥用量,施用赤霉素会导致苎麻单纤维细度降低。3 不同生长阶段与麻株不同部位的影响研究表明,苎麻不同生长阶段纤维的结构及各项理化性能指标的变化情况有所不同。纤维素聚合度、结晶度、取向度随生长期的延长而加大,麻株生长的中后期变化不大,最后趋于平衡,达到饱和值;单纤维细度随生长期增加而降低,最初变化不大,后期上升幅度大;断裂功、断裂比功、初始模量及断裂伸长率初期稍有变化外,中后期基本保持不变;纤维素含量随生长期延长而逐步增加,但以后速度缓慢,甚至下降;半纤维素等伴生物含量则逐渐降低,但到一定时期后又开始少量回升,尤以木质素为甚。据邵宽等研究,头麻从出苗42天、
    二麻从出苗23天、三麻从出苗25天后,纤维细度分别为3 571支、2 439支和l 960支;初始模量及断裂伸长等变化幅度不大;纤维素结晶度、取向度就已达到正常值(饱和值),分别为7O%、0.95左右。纤维素含量分别为56.92%、68.77%和72.88%;木质素含量分别为1.18%、0.37%、0.93‰ 半纤维素含量分别为l8.11%、l4.49%和l2.15%。但是头麻到82天,二麻到51天,三麻到69天后,纤维细度分别达l 851支、l 3l5支和1 492支;纤维素含量分别达72.06%、75.33%和73.60‰半纤维素含量分别为l4.25%、l2.25%和l1.1O%;木质素含量分别为0.79%、0.24%和1.O5%。对于麻株不同部位而言,苎麻纤维结晶度,结晶取向因数、光学取向因数均以根部最大、中部次之、梢部最小,非晶区取向因数与此相反。麻株自下而上的强力、强度、杨氏模量、断裂伸长率、断裂功等逐渐下降,纤维细度逐渐上升。麻株基部、中部和梢部的纤维化学成分亦有规律性变化,其中纤维素、半纤维素、木质素含量逐渐下降,而水分、水溶物、果胶含量渐次增多。据董建国等于1985年对“大叶绿”基、中、梢部纤维
    化学成分的分析,其水分、水溶物、果胶较中部分别高4.36%、2.54%和2.28%,中部比基部分别高3.94%、5.51%和1.14%;而纤维的木质素、半纤维素、纤维素,基部比中部分别高1.65%、3.72% 和l5.52%,中部比梢部分别高0.40%、1.1O%和l4.35%。
    4 结论
    4.1 苎麻品种间纤维的超分子结构、形态结构、机械物理性能和化学成分存在着程度不等的差异,通过品种的筛选,以改善纤维的外部形态和内部结构,改进纤维的理化性能,克服苎麻纤维刚硬有余而弹性不足的缺点,实现纤维的全面优质是切实可行的。
    4.2 通过苎麻的合理布局,优化栽培技术,对纤维发育进行合理调控,改变纤维的超分子结构、形态结构和理化性能,是苎麻纤维品质综合改良工程不可忽视的重要方面。
    4.3 适当早收能有效地缩短麻株及其纤维发育的时间,使麻株各部位单纤维细度得到提高,半纤维素和木质素等伴生物含量相应降低,并对降低纤维素的聚合度、结晶度和取向度有一定的积极作用,进而可提高纤维群体品质。如“芦竹青”品种改2/3黑杆收获为1/2和1/3收获,单纤维细度(支数)可提高200支和400支左右。
    4.4 纺织工业可采取分段利用的方法,做到优麻优用,提高纤维的使用价值。育种栽培上应选育细度均匀,生长较快的品种,并采取适当的农艺措施,促进麻株的生长,减少麻株各部位纤维结构与性能的差异,达到优质高产的目的。+国家自然科学基金项目“苎麻特优基因资源及其利用的基础研究”部分内容
    参考文献
    【1】赵文榜.国产苎麻纤维结构的研究.华东纺织工学院学
    报,1985,11(4):1~9
    【2】 罗素玉.苎麻品种纤维形态结构与产量、品质相关性
    的研究.中国麻作,1983(4):24~28
    【3l 姜繁昌等.我国苎麻纤维理化性能的初步研究.苎麻纺
    织科技,1982(1):1~9
    【4】 中国农业科学院麻类研究所.中国苎麻品种志.北京:
    农业出版社,1992:29~384
    【5】 邵宽等.苎麻化学性能、生物学特性与生长期关系的
    研究.华东纺织大学学报,1991,l7(2):89~95
    【6】 严文滏等.苎麻不同品种栽植密度对纤维产量、质量
    影响的研究.中国麻作,1985(2):27
    【7】 王舂桃等.氮素化肥对苎麻纤维产量和品质影响的研
    究.中国麻作,1982(4):1~5
    【8】 欧阳铎声等.钾对苎麻碳氮代谢及纤维产量和品质的
    影响.中国麻作,1989(2):8~ll
    【9l 邵宽等.苎麻不同生长期的机械物理性能及生物学特
    性的研究.纺织学报,1991,12(2):8~ll
    [101杨泌泉等.苎麻最佳收获期指标的研究.中国麻作,1985
    (3):29
    【ll】董建国等.遮荫与收获期对苎麻纤维化学成分的影响.

  • 【作者】冷 鹃 肖爱平 揭雨成,农业部麻类产品质量监督检验测试
  • 【时间】2005年04月22日
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