全 文 ：西北林学院学报 ２０１５，３０（４）：２４０～２４５
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
　　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－７４６１．２０１５．０４．３９
云龙箭竹纤维形态、化学成分及用作造纸原料可行性研究
　收稿日期：２０１４－１２－２９　修回日期：２０１５－０１－２４
　基金项目：国家林业科技支撑项目（２０１２ＢＡＤ２３Ｂ０５）；国家自然科学基金（３１１００４５３）；云南省教育厅基金（２０１１Ｙ２６４）。
　作者简介：唐国建，男，在读硕士，研究方向：竹类植物。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔａｎｇｇｕｏｊｉａｎ１９８８＠１６３．ｃｏｍ
＊通信作者：王曙光，男，博士，副教授，研究方向：竹类植物。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｔｅｖｅｎｗａｎｇ１９７９＠１２６．ｃｏｍ
唐国建，杨金梅，王曙光＊，罗燕欢，岳闻娟
（西南林业大学，云南 昆明６５０２２４）
摘　要：采用化学成分分析和形态解剖观测的方法，对云龙箭竹的化学成分与纤维形态进行了研
究。结果表明，云龙箭竹的灰分为１．３４％，ＳｉＯ２ 含量为０．２９％，木质素含量为２３．７４％，苯醇抽提
物为３．８０％，综纤维素含量为６９．０５％；在纤维形态特征方面，云龙箭竹的纤维平均长度为１．６１
ｍｍ，宽度为１６．３６μｍ，长宽比为１０５．６９，细胞壁壁厚为６．８０μｍ，细胞腔径为２．７７μｍ，壁腔比为
９．３８；从造纸原料的要求上看，云龙箭竹的综纤维素含量较高，灰分及ＳｉＯ２ 含量较低，木质素和苯－
醇抽提物含量中等，纤维长度中等，但纤维细胞壁腔比较高，属于劣等纸浆原料。
关键词：云龙箭竹；化学成分；纤维形态；造纸原料
中图分类号：Ｓ７９５．２　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－７４６１（２０１５）０４－０２４０－０６
Ｆｉｂｅｒ　Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ，Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｏｆ　Ｆａｒｇｅｓｉａ　ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ　ａｎｄ
Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｐａｐｅｒ　Ｍａｋｉｎｇ
ＴＡＮＧ　Ｇｕｏ－ｊｉａｎ，ＹＡＮＧ　Ｊｉｎ－ｍｅｉ，ＷＡＮＧ　Ｓｈｕ－ｇｕａｎｇ＊，ＬＵＯ　Ｙａｎ－ｈｕａｎ，ＹＵＥ　Ｗｅｎ－ｊｕａｎ
（Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ　６５０２２４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｆｉｂｅｒ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　Ｆａｒｇｅｓｉａ　ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｔｏ　ｕｓｅ　ｉｔ
ａｓ　ａ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔｓ　ｏｆ　ａｓｈ，ＳｉＯ２，ｌｉｇｉｎ，ｔｏｌｕｅｎｃｅ－ａｌｃｏｈｏｌ　ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ，
ａｎｄ　ｈｏｌｏｃｅｌｕｌｏｓｅ　ｗｅｒｅ　１．３４％，０．２９％，２３．７４％，３．８０％，ａｎｄ　６９．０５％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅ　ｆｉｂｅｒ　ｌｅｎｇｔｈ，ｗｉｄｔｈ，ｌｅｎｇｔｈ　ｔｏ　ｗｉｄｔｈ　ｒａｔｉｏ，ｆｉｂｅｒ　ｗａｌ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｆｉｂｅｒ　ｌｕｍｅｎ　ｄｉａｍｅｔｅｒ，
ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｗａｌ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｔｏ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｗｅｒｅ　１．６１ｍｍ，１６．３６μｍ，１０５．６９，６．８０μｍ，２．７７μｍ，ａｎｄ　９．３８，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｖｉｅｗｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｍａｎｄｓ　ｆｏｒ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ，Ｆ．ｐａｐｙｒｉｆｅｒａｃｏｎｔａｉｎｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｈｏｌｏ－
ｃｅｌｕｌｏｓｅ，ｌｏｗｅｒ　ａｓｈ　ａｎｄ　ＳｉＯ２，ａｎｄ　ｉｔｓ　ｌｉｇｎｉｎ　ａｎｄ　ｔｏｌｕｅｎｃｅ－ａｌｃｏｈｏｌ　ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｆｉｂｒｅ　ｌｅｎｇｔｈ　ｗｅｒｅ　ｉｎ　ｍｅｄｉ－
ｕｍ　ｌｅｖｅｌｓ．Ｈｉｇｈ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｔｏ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｉｓ　ａ　ｉｎｆｅｒｉｏｒ　ｐａｐｅｒ　ｐｕｌｐ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｆａｒｇｅｓｉａ　ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ；ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ；ｆｉｂｅｒ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ；ｐａｐｅｒ－ｍａｋｉｎｇ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ
　　云龙箭竹（Ｆａｒｇｅｓｉａ　ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ），又称实心
竹，属禾本科（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）竹亚科（Ｂａｍｂｕｓｏｉｄｅａｅ）箭
竹属（Ｆａｒｇｅｓｉａ）的竹类，主要分布于云南西部的云
龙天池、漕涧等地海拔为２　７５０～３　６００ｍ的阔叶林
下或成片呈纯林［１］。笋可食，秆材用于造纸、编织农
具等［１］。因云龙箭竹的分布范围较小，并且多为野
生，目前国内外学者对云龙箭竹的研究极少。通过
对云龙箭竹不同部位、不同年龄的化学成分和纤维
形态特征进行测定与比较，以期为云龙箭竹的开发
利用提供理论数据，对竹浆制纸产业的发展具有重
要意义。
１　材料与方法
１．１　材料
云龙箭竹取自云南省西北部大理白族自治州云
龙县境内的天池自然保护区。采样地为竹木混林，
地表人为活动较少，枯枝落叶层较厚，土壤有机质较
多。采样时间为２０１３年７月下旬，参考王雨珺［２］等
方法进行采样，随机选取３丛长势良好的竹丛，目测
将这３丛竹子的单株划分为３个年龄级别，即竹龄
≤１ａ为Ⅰ龄级，竹龄１～２ａ为Ⅱ龄级，竹龄≥３ａ
为Ⅲ龄级，每个龄级取无病虫害、竹秆通直的３～４
株，齐地砍伐，分为基部（从基部数第３节）、中部（第
８节）以及上部（１５～１７节）３个部位，并将材料带回
实验室烘干备用。
１．２　化学成分测定
测定按照王曙光［３］等方法进行，取 ５００～
１　０００ｇ（风干重）的试材，劈成细片，并加工成刨花，
将其用粉碎机磨碎，过筛，截取通过４０目筛而不能
通过６０目筛的组分，凉至室温后，贮存于自封袋中，
供分析使用。
各项指标按国家有关标准规定的方法进行，平
行测定３次。灰分含量按 ＧＢ／Ｔ　２６７７．３－１９９３测
定，ＳｉＯ２ 含量按ＧＢ／Ｔ　７９７８－１９８７测定，苯醇抽提物
按ＧＢ／Ｔ　１０７４１－１９８９测定，综纤维素含量按ＧＢ／Ｔ
２６７７．１０－１９９５测定，木素含量按ＧＢ／Ｔ２６７７．８－１９９４
和 ＧＢ／Ｔ　１０３３７－２００８ 测 定。 记 录 数 据 并 用
ＳＰＳＳ１９．０统计分析软件对云龙箭竹不同部位、不同
龄级及同一龄级不同部位的均值进行多重比较和方
差分析。
１．３　纤维形态测定
参照王曙光［４］等方法进行测定，分别取上述材
料节段中央１０ｃｍ左右的竹环，将其削成长约２ｃｍ
的火柴棍状，将其放入２５ｍＬ具塞试管中，倒入Ｊｅｆ－
ｆｅｒｙ离析液（按１００ｇ·Ｌ－１铬酸∶１００ｍＬ·Ｌ－１硝
酸＝１∶１体积比配制）将材料浸没，离析３６～７２ｈ。
待材料浸透（用镊子轻轻一夹即完全散开为宜）。将
离析液倒出，用蒸馏水冲洗至中性，倒入７０％的酒
精进行保存。
取离析部分以１％番红染色１～２ｍｉｎ后用蒸
馏水洗去染液，然后按常规方法制成制片，通过显微
镜（凤凰牌ＰＨ１００－３Ｂ４１Ｌ－ＩＰＬ）用显微测微尺测定
纤维长度、宽度、细胞腔径和壁厚等，每一试样观测
５０根以上纤维，每一部位至少观察１５０根纤维，记
录数据，然后采用ＳＰＳＳ１９．０统计分析软件对云龙
箭竹不同部位、不同龄级及同一龄级不同部位的均
值进行多重比较与方差分析。
２　结果与分析
２．１　化学成分
测试结果显示，云龙箭竹的灰分含量为１．３４％、
ＳｉＯ２ 含量为０．２９％、苯－醇抽提物为３．８０％、酸溶
木质素为２．１６％、酸不溶木质素为２１．５８％、综纤维
素含量为６９．０５％（表１）。
表１　不同部位不同年龄段的云龙箭竹主要化学成分比较
Ｔａｂｌｅ　１　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆ．ｐａｐｙｒｉｆｅｒａａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｇｅ ％
龄级 部位 灰分 二氧化硅ＳｉＯ２ 苯－醇抽提物
木质素
酸溶 酸不溶 总木质素
综纤维素
Ⅰ 基部 １．７７ａ ０．２１ａ ２．３０ａ １．７６ａ ２０．４１ｂ ２２．１８ａ ６９．９８ａ
中部 １．９１ｂ ０．２２ａ ２．７９ａ １．７５ａ １９．４０ａｂ　 ２１．１７ａ ７１．２５ａ
上部 １．８７ｂ ０．２５ａ ２．０３ａ ２．１３ａ １８．４４ａ ２０．５７ａ ７０．７７ａ
平均 １．８５ｂ ０．２３ａ ２．３７ａ １．８８ａ １９．４２ａ ２１．３０ａ ７１．００ｂ
Ⅱ 基部 １．０１ｂ ０．２９ａ ４．０２ａ ２．１２ａ ２３．５４ｂ ２５．６０ｂ ６７．０９ｂ
中部 ０．８３ａ ０．２５ａ ４．４８ａ ２．５１ａｂ　 ２２．１９ａ ２４．７０ａ ６６．０７ａｂ
上部 １．２７ｃ ０．４８ｂ ６．９０ｂ ２．６６ｂ ２２．２７ａ ２４．９３ａ ６５．７２ａ
平均 １．０４ａ ０．３４ａ ５．０３ｂ ２．４３ｂ ２２．７０ｂ ２５．１３ｂ ６６．２６ａ
Ⅲ 基部 １．１９ｂ ０．３４ｂ ４．３０ａ ２．０４ａ ２３．３１ｂ ２５．３８ｂ ７１．１９ｂ
中部 １．１２ａ ０．２７ａ ４．２９ａ １．９５ａ ２２．２５ａ ２４．１２ａ ７０．１７ｂ
上部 １．０８ａ ０．３２ｂ ４．３５ａ ２．４６ｂ ２２．４４ａ ２４．９０ａｂ　 ６６．９２ａ
平均 １．１３ａ ０．３１ａ ４．３１ａｂ　 ２．１５ａｂ　 ２２．６３ｂ ２４．８０ｂ ６９．４２ｂ
平均 基部 １．３２ａ ０．２８ａ ３．３４ａ １．９９ａ ２２．４５ａ ２４．４０ａ ６９．５０ａ
中部 １．２９ａ ０．２５ａ ３．６４ａ ２．０７ａ ２１．２４ａ ２３．３１ａ ６９．８５ａ
上部 １．４１ａ ０．３５ａ ４．４３ａ ２．４２ａ ２１．０５ａ ２３．４６ａ ６７．８０ａ
平均 １．３４　 ０．２９　 ３．８０　 ２．１６　 ２１．５８　 ２３．７４　 ６９．０５
注：同一列标有不同小写字母的平均值在α＝０．０５水平上差异显著，标有不同大写字母的平均值在α＝０．０１水平上差异极显著，表２同。
２．１．１　不同年龄间云龙箭竹化学成分的变化　从
表１可以看出，不同年龄间云龙箭竹的化学成分含
量不尽相同。其中，云龙箭竹的灰分含量变化随着
秆龄的增加而呈先下降又有所回升的趋势，且Ⅰ龄
级与Ⅱ、Ⅲ龄级间差异显著；随着秆龄的增加，ＳｉＯ２
的含量变化在Ⅰ、Ⅱ龄级间有上升的趋势，但这种趋
势并不明显；随着秆龄的增加，综纤维素含量变化呈
先下降再回升的趋势，且Ⅱ龄级与Ⅰ、Ⅲ龄级间差异
显著；总木质素和苯－醇抽提物含量变化随着秆龄
的增加，呈先上升又下降的趋势，特别是Ⅰ龄级和
１４２第４期 唐国建 等：云龙箭竹纤维形态、化学成分及用作造纸原料可行性研究
Ⅱ、Ⅲ龄级之间总木质素含量变化趋势较为明显，而
苯－醇抽提物含量变化仅在Ⅰ龄级和Ⅱ龄级之间差
异较为明显。因此，年龄对云龙箭竹主要化学成分
含量变化的影响较大。
２．１．２　不同部位间云龙箭竹化学成分的变化　从表
１可以看出，不同部位间的云龙箭竹主要化学成分含
量并不相同，但差异不明显。其中，随着竹秆高度的
增加，灰分和ＳｉＯ２ 含量变化趋势一致，即呈先降后升
的趋势；而苯－醇抽提物含量，随着竹秆高度的增加而
增加，酸溶木质素与苯－醇抽提物含量变化趋势一致，
而酸不溶木质素却相反，总木质素在基部含量最高，
上部次之，中部最少；而综纤维素在中部含量最高，基
部次之，上部最少。然而，对云龙箭竹的各项主要化
学成分进行方差分析表明，不同部位间的主要化学成
分含量变化并不明显。因此，部位不是云龙箭竹主要
化学成分含量变化的显著影响因子。
２．１．３　年龄和部位对云龙箭竹的影响　随着年龄
和部位的变化，云龙箭竹的主要化学成分含量也不
尽相同。其中Ⅰ龄级中，除灰分含量和酸不溶木质
素外，ＳｉＯ２、苯－醇抽提物、综纤维素和酸溶木质素及
总木质素含量变化在竹秆轴向上的差异不显著；灰
分在中部和上部中含量较高，基部含量较低，综纤维
素含量具有类似的变化趋势；总木质素含量随着竹
秆高度的增加而逐渐下降。在Ⅱ龄级中，灰分与
ＳｉＯ２ 含量具有类似的变化趋势，即中部最低，基部
次之，上部最高；随着竹秆高度的增加，综纤维素含
量逐渐下降，上部与基部间差异显著，而苯－醇抽提
物含量却与综纤维素含量变化规律相反，表现为上
部最高，中部次之，基部最少，且上部与基、中部间差
异显著；总木质素含量变化趋势为中部的最低，上部
的次之，基部的最高，且基部与中、部差异显著。在
Ⅲ龄级中，灰分和综纤维素的含量变化趋势类似，即
随着竹秆高度的增加而减少，且上部和基部间差异
明显；总木质素和ＳｉＯ２ 含量也具有类似的变化趋
势，即中部的最低，上部的次之，基部的最高，且基部
与上部间差异明显；苯－醇抽提物的含量，中部的最
低，基部的次之，上部的最高，但三者间差异并不显
著。因此，年龄和部位共同对云龙箭竹主要化学成
分含量的差异造成了显著影响。
２．２　纤维形态特征
试验观察得知，云龙箭竹的纤维细胞细长，两端
渐尖，细胞腔径较小，细胞壁较厚，偶有细胞钝尖，纤
维细胞两壁常具纹孔（图１）。云龙箭竹的纤维形态
特征测试结果见表２。
图１　云龙箭竹纤维细胞显微（Ａ．×１０；Ｂ．×４０；Ｃ．×１００）
Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｆｉｂｅｒ　ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓ　ｏｆ　Ｆ．ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ（Ａ．×１０；Ｂ．×４０；Ｃ．×１００）
２．２．１　纤维的长度、宽度及长宽比　一般来说，在
一定的范围内，细而长的纤维能增加纸张的强度、耐
折度和耐破度，并与撕裂度直接相关，纤维过短，如
平均长度＜０．４ｍｍ，则不宜用于造纸［４］。试验测定
结果表明，云龙箭竹纤维长度在０．４１～３．９５ｍｍ之
间，平均长度为１．６１ｍｍ、１．５３ｍｍ以上的纤维约
占总数的５０％以上，根据国际木材解剖学会的规
定，纤维长度在０．９０ｍｍ以下的为短纤维，＞１．６０
ｍｍ的为长纤维，介于二者间的中级纤维，＞３．００
ｍｍ的为极长纤维［５－６］，因此，云龙箭竹还是以中长
纤维为主；宽度为５．２０～４９．４０μｍ，平均宽度１６．３６
μｍ；长宽比的区间为２６．７７～３７１．２５，平均值为
１０５．６９。从表２可以看出，云龙箭竹的纤维细胞长
度及长宽比呈现出随着年龄的增长而逐渐变短的变
化趋势，且Ⅰ龄级与Ⅱ、Ⅲ龄级之间差异极显著；而
纤维细胞的宽度却为Ⅱ龄级＞Ⅲ龄级＞Ⅰ龄级，且
Ⅰ、Ⅱ龄级间差异显著。由此可见，年龄对云龙箭竹
纤维细胞的长度、宽度及长宽比影响较为明显。从
竹秆部位的变化来看，云龙箭竹的纤维细胞通常中
部的长度较长，中部的长宽比远大于上部和基部的，
且无论是纤维长度还是长宽比这种差异都较为明
显。因此，年龄和部位对云南箭竹纤维长度及长宽
比影响显著。
２．２．２　纤维的壁厚、腔径及壁腔比　测试结果显
示：云龙箭竹的纤维细胞壁厚在１．９５～２０．５４μｍ
之间，平均厚度为６．８０μｍ；细胞腔径在０．２６～
２３．４０μｍ之间，均值为２．７７；细胞壁腔比在０．２２～
９９．００之间，均值为９．３８。随着年龄的增长，云龙箭
２４２ 西北林学院学报 ３０卷　
竹的纤维细胞壁厚呈现出逐渐加厚的趋势，且Ⅰ龄
级与Ⅲ龄级之间差异显著，Ⅱ龄级与Ⅰ、Ⅲ龄级之间
差异不显著。然而，在不同部位间，云龙箭竹的纤维
细胞壁厚变化规律并不明显。另外，云龙箭竹的纤
维细胞壁腔比，随着竹秆高度的增加表现出先上升
再下降的趋势，且基部与中、上部差异显著，而中部
与上部间差异并不显著；随着年龄的增长，云龙箭竹
的纤维细胞壁腔比呈现出先下降再上升的趋势，且
Ⅰ龄级与Ⅲ龄级之间差异显著，而Ⅰ龄级与Ⅱ龄级
之间及Ⅱ龄级与Ⅲ龄级之间差异不显著。因此，年
龄和部位也是云龙箭竹纤维细胞壁腔比变化的显著
影响因子，年龄是纤维细胞加厚的显著影响因素。
表２　云龙箭竹不同部位不同年龄纤维形态比较
Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｈｅ　ｆｉｂｅｒ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｆ．ｐａｐｙｒｉｆｅｒａｆｒｏｍ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ａｇｅｓ
年龄 部位 长度／ｍｍ 宽度／μｍ 长宽比 壁厚／μｍ 腔径／μｍ 壁腔比
Ⅰ 上部 １．８１ｂ １４．９３ａ １２８．４６Ｂ ６．１６ａ ２．６１ａ ８．３０ａ
中部 １．９４ｂ １５．５５ａｂ　 １２９．６５Ｂ ６．４４ａｂ　 ２．６６ａ ８．３５ａ
基部 １．６４ａ １６．８８ｂ １００．６６Ａ ７．０４ｂ ２．８１ａ ７．２８ａ
平均 １．７８Ｂ １５．８２ａ １１８．３６Ｂ ６．５６ａ ２．７０ｂ ７．９３Ａ
Ⅱ 上部 １．２６Ａ １８．２２ｂ ７７．９１ａ ７．２８ｂ ３．６６ｂ ５．４７ａ
中部 １．９０Ｃ １６．５０ａ １２０．６０ｃ ６．８３ａｂ　 ２．８４ａ ７．８７ｂ
基部 １．５７Ｂ １５．８２ａ １０９．４６ｂ ６．４８ａ ２．８７ａ ８．０３ｂ
平均 １．５４Ａ １６．８９ｂ １００．５５Ａ ６．８７ａｂ　 ３．１６ｃ ７．０３Ａ
Ⅲ 上部 １．２８ａ １５．６１ａ ８７．９９Ａ ６．９４ａ １．７３ａ １８．９６Ｂ
中部 １．６８ｃ １５．９４ａ １１０．７０Ｂ ６．８３ａ ２．２９ｂ １６．６６Ｂ
基部 １．４９ｂ １７．６０ｂ ８８．５２Ａ ７．２８ａ ３．０４ｃ ７．９３Ａ
平均 １．４８Ａ １６．３８ａｂ　 ９５．７４Ａ ７．０１ｂ ２．３５ａ １４．５２Ｂ
平均 上部 １．４７ｂ １６．３４ａ ９９．２８Ａ ６．７８ａ ２．７９ａ ９．８８Ｂ
中部 １．８４ａ １６．０１ａ １２０．２７Ｂ ６．７１ａ ２．６０ａ １０．９４Ｂ
基部 １．５８ｃ １６．６５ａ １０１．０８Ａ ６．８８ａ ２．８９ａ ７．７１Ａ
平均 １．６１　 １６．３６　 １０５．６９　 ６．８０　 ２．７７　 ９．３８
２．２．３　纤维长度的频率分布　纤维长度的频率分
布是确定纸浆原料配合率的主要依据，也是衡量造
纸原料优劣的重要指标［７］。在造纸原料中，纤维分
布在较长级中且频率又高者，其纸浆质量一定优良。
对云龙箭竹的纤维长度进行频率分析可知，云龙箭
竹的纤维长度主要集中在０．７５～２．２５ｍｍ之间，两
级的纤维分布只占少数，平均长度为１．６１ｍｍ（图
２）。从图２可看出，云龙箭竹的纤维长度大致呈正
态分布，由于偏度为０．６２＞０，说明云龙箭竹纤维长
度频率分布呈右偏态，纤维长度最大频率集中在
１．００～１．５０ｍｍ之间，均值右边较为分散，平均长
度在１．５０ｍｍ以上的占总数的１／２以上，因此，云
龙箭竹的纤维组成以中长纤维为主。
图２　云龙箭竹纤维长度频率分布
Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　ｆｉｂｅｒ　ｌｅｎｇｔｈ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｆ．ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ
３　讨论
３．１　化学成分
云龙箭竹的灰分含量均值随着年龄的增长而呈
先下降再略上升的变化趋势，而张齐生［８］等认为前
５年生毛竹（Ｐｈｙｌｌｅｓｌａｃｈｙ　ｅｄｕｌｉｓ）竹材的灰分含量
随着秆龄的增加而减少，５年生以上的竹材却随着
秆龄的增加而增加，出现这种差异的原因，王曙光［３］
等认为可能是取材目测的差异造成的。而ＳｉＯ２ 含
量的均值却随着秆龄的增加而呈先上升再略有下降
的趋势，笔者认为这可能是随着竹龄的增加，薄壁细
胞的数量逐渐减少，竹子向土壤吸收矿质营养物质
的能力有所下降，硅以非结晶水化合物ＳｉＯ２ 的形式
不断地沉积在纤维细胞壁和细胞间隙中，并以硅酸
盐的形式在竹子中运输。而苯－醇抽提物含量随着
秆龄的增加，也表现出先增加再下降的趋势。Ｈ．
Ｎｏｒｕｌ　Ｈｉｓｈａｍ［９］等认为苯－醇抽提物含量在不同秆
龄间并没有显著的变化趋势，而在云龙箭竹中，Ⅱ龄
级中的苯－醇抽提物含量显著高于Ⅰ、Ⅲ龄级中的。
总木质素含量的均值变化趋势与苯－醇抽提物的类
似，但Ⅰ龄级中的显著低于Ⅱ、Ⅲ龄级中的，说明随
着秆龄的增加，云龙箭竹纤维细胞的木质化程度在
Ⅰ龄级至Ⅱ龄级间较为明显，而到Ⅲ龄级略有下降
趋势，但不明显。张齐生［８］等认为木质素含量的变
３４２第４期 唐国建 等：云龙箭竹纤维形态、化学成分及用作造纸原料可行性研究
化随着年龄的增加而逐渐增加，笔者认为这种变化
趋势的差异不仅与取材目测差异有关，而且可能与
竹种不同及同种竹种不同分布环境也有关系；不同
秆龄云龙箭竹的综纤维素含量均值表现为Ⅱ龄级的
最低，Ⅲ龄级的次之，Ⅰ龄级的最高，且Ⅱ龄级中显
著低于Ⅰ、Ⅲ龄级中的。另外，不同部位竹秆中的主
要化学成分变化规律并不明显，各个年龄段的云龙
箭竹，从竹秆基部到上部变化规律不一致，无法得出
一致的规律。因此，年龄是云龙箭竹的主要化学成
分存在差异的显著影响因素。
此外，研究表明海拔和纬度对竹材主要化学成
分的含量也会有影响。刘主凰［１０］等认为人工毛竹
林的灰分、苯－醇抽提物及木质素含量，随着海拔高
度的增加而逐渐升高；郑蓉［１１］认为毛竹木质素含量
受不同海拔高度的影响；贾举庆［１２］等报道有关纬度
变化对慈竹（Ｎｅｏｓｉｎｏｃａｌａｍｕｓ　ｏｆｆｉｎｉｓ）和硬头黄
（Ｂａｍｂｕｓａ　ｒｉｇｉｄａ）木质素含量的影响，认为纬度变
化对木质素含量变化的影响因竹种而异。然而，云
龙箭竹主要分布在云南西部高寒山区，分布范围较
小，目前尚未进行引种实验，无法分析比较不同海拔
和纬度对其主要化学成分含量变化的影响。
同时，与其他竹种相比，云龙箭竹的灰分和
ＳｉＯ２ 含量分别为１．３４％和０．２９％，明显低于云南
箭竹的２．５１％和１．７０％；总木质素含量为２３．７４％，
略高于青皮竹（Ｂ．ｔｅｘｔｉｌｉｓ）的２２．８９％，略低于云南
箭竹的２４．５７％；苯－醇抽提物含量为３．８０％，略低
于云南箭竹的３．８４％，低于青皮竹的５．８１％，高于
车筒竹（Ｂ．ｓｉｎｏｓｐｉｎｏｓａ）的２．４７％；综纤维素含量
为６９．０５％，高于云南箭竹的６５．５９％，低于青皮竹
的７２．２４％［３，７］。因此，不同竹种之间的主要化学成
分的含量并不一致。
３．２　纤维形态特征
同一长度的纤维，长宽比大的纤维，其易弯曲性
较大，易形成结合性较好的纸张，长宽比越大，其撕
裂强度、交织性、弹性及柔韧性越高。造纸工业上一
般认为纤维长宽比大于１００的，才是比较好的造纸
原料，且比值越大越好［５－７］。测试结果显示，云龙箭
竹的长宽比均值为１０５．６９。因此，云龙箭竹适合作
为纸浆原料。
有关纤维长度和部位之间的关系，通常认为纤
维的长度与节间的长度有关，即节间较长的中部存
在较长的纤维，基部和上部的纤维较短。林树燕［１３］
等认为金丝慈竹（Ｂａｍｂｕｓａ　ａｆｆｉｎｉｓ）纤维的平均长
度的纵向变异规律在１年生和２年生中表现为基部
＞中部＞上部，在３年生中表现为中部＞基部＞上
部；Ｓ　Ｇ　Ｗａｎｇ［１４］等认为云南箭竹的纤维长度在中
部的最长，基部的次之，上部的最短；云龙箭竹的纤
维平均长度的纵向变化规律除Ⅰ龄级中的为中部＞
上部＞基部外，总体上与云南箭竹具有类似的规律。
总体上，竹子的纤维长度与竹种的节间长度相关，因
此，在筛选适合造纸的竹种的过程中，需要综合考虑
不同竹种节间长度对纤维长度的影响。
研究表明，秆龄对纤维细胞壁的加厚程度影响
也较大。甘小洪［１５］等认为１ａ之中的毛竹茎秆纤维
细胞壁的积累主要集中在３－６月份，在前３ａ中，
纤维细胞壁的加厚趋势较为明显，以后将趋于稳定，
并认为这种加厚方式与竹材材质的增进密切相关，
有利于竹秆生长早期对外力破坏的抵制。云龙箭竹
纤维细胞壁的平均厚度从Ⅰ龄级到Ⅲ龄级时，加厚
程度较为明显，因此，秆龄对云龙箭竹的纤维细胞壁
的加厚程度造成了显著影响。然而，从竹秆基部到
上部，纤维细胞壁的加厚程度总体上变化规律并不
明显。
另外，壁腔比即纤维细胞双倍胞壁厚与胞腔直
径之比，又称Ｒｕｎｋｅｌ比率，也是造纸工业衡量纤维
原料优劣的标准之一。通常壁厚腔细的纤维，造纸
的质量越好。Ｒｕｎｋｅｌ认为纤维壁腔比＜１的为上
等纤维原料，＞１的为劣等原料，＝１的为中等纤维
原料［１６］。云龙箭竹的壁腔比均值为９．３８，基于此，
云龙箭竹属于劣等纤维原料。
４　结论
从主要化学成分的组成情况来看，云龙箭竹的
灰分及ＳｉＯ２ 含量较低，木质素和苯－醇抽提物含量
中等，综纤维素含量较高，能得到较好的纸浆得率，
用于造纸，原料的利用率较高，化学药品浪费较少，
环境污染较少，因此，可考虑用于造纸。
从纤维形态特征来看，云龙箭竹的纤维细胞长
度中等，长宽比适中，但纤维细胞壁腔比较高，属于
劣等纸浆原料，因此，在进行造纸原料选择时，应综
合考虑原料的各项指标，以提高经济效益。
致谢：感谢云龙县天池自然保护区为本试验提
供材料，感谢徐会明、张利周副局长对本试验取材的
支持！
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５４２第４期 唐国建 等：云龙箭竹纤维形态、化学成分及用作造纸原料可行性研究