化学与林产品加工(论文)21.doc

化学与林产品加工

化学与林产品加工

摘 要 随着科学的发展，各学科之间的渗透也越来越密切。林业的主要研究对象是植物，而贴近生活的却是各种各样的林产品，伴随着林木资源的不断增长,木材加工,经济林产品加工、运输、贮藏及其他林特产品加工业迅速发展。林产品加工技术要求越来越高，越来越专业。而化学，在林产品种子处理、造纸加工、预防病虫害、作物催熟等环节中起着不可替代的作用。

关键词 化学；林产品加工；种子处理；造纸加工；作物催熟

1、引言

植物的根从土壤吸收水分和矿质元素，叶子从空气中吸收二氧化碳并利用光能将无机物转化为有机物，以维持植物生命活动的正常进行。植物的水分代谢、矿质营养的吸收与利用以及通过呼吸作用与光合作用进行有机物的合成、转化、运输与分解的每一个过程无不包含着化学的反应与变化【1】。更为重要的是，随着科学技术的发展，化学被运用于各个领域，远的不说，就我们林学专业而言，在育种的时候，我们总喜欢用化学药品——秋水仙素来处理种子，以改变染色体的数目，达到遗传变异的效果；又比如在造纸工业进行的时候，我们可以对我国变性淀粉、水溶性高分子、化学特殊品及填料做出一些改进，达到生产出优质、高产纸品的效果；而如今，人们生活水平已经基本达到小康水平，对于副食品的需求更加强烈，这就要求我们在运送林产品等方面既有更高的技巧，怎么解决这个问题呢？利用催熟剂！这毫无疑问是最好的解决方法，也是运用得最广的。下面，我就简要的说一下化学在林产品种子处理、预防病虫害、作物催熟这三方面的一些作用。

2、化学药品通过改变植物细胞中染色体的数目而使之发生遗传变异
植物多倍体可以通过体细胞染色体加倍来形成，即可以通过组织培养等手段，加入一些加倍药剂，直接使体细胞染色体加倍，形成多倍体植株。多倍体植物的器官有巨大性或较强的生理活性能，明显提高作物产量；利用三倍体的高度不育性，能获得无籽果实；利用异源多倍体克服远缘杂种不育性，能创造新的物种等。因此，人工诱发多倍体在生产中意义重大。在用化学方法诱导多倍体植物的药剂选择中，秋水仙素一直被广泛的利用，是诱导植物细胞染色体加倍最普通的药剂，它的作用机理是通过和微管蛋白（微管的蛋白质元件）结合，抑制纺锤体的机械运动，使有丝分裂中断，从而阻止微管形成和染色体向两极迁移，诱导细胞染色体加倍。在这个过程中，秋水仙素显示出对微管蛋白较强的亲和性。
2.1 三倍体西瓜的由来
（1）三倍体无籽西瓜的化学生物培育原理
用秋水仙素处理正常二倍体西瓜的种子或幼苗，阻碍纺锤丝的生成，使已经复制的染色体停留在细胞分裂的中期而不能分向两极，结果就形成了染色体组加倍的细胞，使
普通二倍体西瓜染色体组加倍而得到四倍体西瓜植株。然后以该四倍体植株为母本、二倍体西瓜植株作为父本杂交，从而在四倍体植株上结出三倍体的种子。三倍体的种子发育成的三倍体植株，由于减数过程中，同源染色体的联会紊乱，不能形成正常的生殖细胞。再用普通西瓜二倍体的成熟花粉刺激三倍体植株花的子房而成为三倍体果实，因其胚珠不能发育成种子，只能得到无种仁的秕子，因而称为三倍体无籽西瓜。
（2）三倍体无籽西瓜的优势
三倍体无籽西瓜含糖量比普通西瓜能提高10%，且产量高，抗逆性强，这一系列变异特征显然是由于核内染色体加倍，以致等位基因增加而引起的“剂量效应”，当然，由于三倍体西瓜无籽本当储藏于种子的子叶中的那部分营养物质，就以糖的形式存在于果实的果肉细胞中了，这也是三倍体无籽西瓜比普通西瓜含糖量高的原因之一。同时它生长期短、经济价值高等特点，受到广大瓜农的青睐。

3、 化学品在造纸工业中不可替代的作用
随着人们物质生活水平的不断提高，对纸张的需求量也越来越大，同时纸张的质量则成了人们选择的重要指标之一。随之出现的造纸化学品便可以满足各种各样人的需求。那么造纸化学品都有哪些功能？我们又该如何选择这些不同类型的化学品呢？
3.1造纸化学品的主要功能【2】
根据中国造纸化学工业协会初步统计，“九五”末我国造纸化学品的销量已达到30万t，而到“十五”末，增长到60万t，因此我国的造纸化学品产业将会是一个新兴的朝阳产业。其功能也被越来越多的人挖掘：
第一，优化制浆。化学品可以缩短蒸煮时间、降低碱用量、提高浆得率、避免废纸脱墨等显著效果。
第二，改善抄造。造纸化学品的优异之处就在于，可以助留、助滤，防腐、消泡，降低树脂障碍控制，避免剥离、起皱等。
第三，提高制品性能和质量。从力学性质来说，可以增强纸品的纸业强度、折损度、耐磨度，抗张力、挺度，层间结合强度和表面强度；另外，可以通过调节酸碱度来控制存储期等；最后，从使用上来说，这种纸品增白、抗水、防油，可以更好地保存资料的完整度和准确度。
第四，降低生产成本，提高经济效益。A.节浆，也就是通过增加非木质素来减少木浆的用量；B.增产，通过添加化学品来将断头等合成新材料；C.优质，通过加入各种化学专业技术可以提供优质品率、纸品档次和品牌效应；D.创新，有新产品和新功能的出现，如档案纸、热敏纸等，还有防水防油效果；E.减低“三废”污染，通过回收木质素和细小纤、减少碱和增白剂的使用，降低废水中COD值等进行环保生产。

3.2 各类专用化学品
众所周知，造纸化学品的应用技术十分重要，不同的化学品和不同的添加量对其影响更该注意、重视。
（1）非木材纤维专用化学品。要真正用好化学品，首先就得从草浆专用化学品开始，草浆的阴电位高于木浆，杂电荷也多余木浆，了解了如何达到电位平衡【3】，对以后的新产品的各种尝试和应用都将是一个飞跃
（2）再生纸专用化学品。再生纸的应用离不开化学品，她的发展可以推动脱墨技术、助留、助滤技术等的发展，对于废纸中的许多杂质，可以添加适当的化学物质进行提炼，提纯等，总之，化学在纸品的生产和应用中都十分重要。
（3）表面专用化学品。相对于湿部化学品而言，我国对表面化学品的研究开发比较落后。
（4）特殊专用化学品。：随着塑料快餐盒的禁止生产销售，造纸行业开发了一次性可回收纸杯和快餐盒，这些产品更需要安全可靠的防油、抗水、抗粘合、抗热等特殊性能的专用化学品。
（5）环保专用化学品。中国造纸行业的环保问题十分严峻，造纸废水排放量占全国各行业总和的1 / 6，有机污染物占1 / 4，是全国第三大污染行业。1 世纪，要求造纸企业从制浆到造纸全过程都要做到清洁生产或称为绿色工艺生产。这就要求采取一系列的环保措施，其中离不开环保专用化学品。
4、作为催熟剂，化学药品成为新生活首选
作物化学催熟技术是指利用人工使用化学催熟剂来加速作物尤其是作物果实成熟的技术。一般当作物在自然条件下不能正常成熟，或需要使之提早成熟时。可采用人工方法加速作物成熟。在多熟制地区，催熟可使前作尽早腾地，以便后作适时种植。通过化学催熟，可躲避不良气候对作物的影响。如为减轻小麦因干热风所造成的“逼熟”减产，可在成熟前采用化学催熟技术促进小麦早熟。另外，化学催熟能减轻由于品种选用不当或栽培技术不完善而导致作物晚熟造成的损失。采用化学催熟还能满足机械化收获的需要，降低收获损失。如油菜、小麦和水稻等大田作物为了满足机械收获的需要，采用化学催熟，不仅能促进子粒成熟一致。提高产量与品质，而且还可减轻机械收获时的负荷。因此，化学催熟在作物上的应用范围将越来越广泛，技术越来越成熟，效果也越来越明显。
4.1 常用化学催熟剂及其催熟机理【4】
化学催熟剂是在给作物或果蔬喷施后能使其提前成熟的化学合成药剂。通过给植物喷施化学催熟剂，从而影响植物内源激素的合成、运输、代谢与受体的结合以及此后的信号转导过程而加快植物生长发育的进程。化学除草剂能使杂草枯萎死亡，因此可用作农作物的催熟剂。目前，在农作物生产上常用的化学催熟剂有以下几种。
（1）乙烯利
乙烯利(Etheph0n)是一种可诱导植物自身内源乙烯释放的外源乙烯类生长调节剂，其化学名称为2-氯乙基膦酸，已成功地应用于多种作物催熟。它被植物吸收后，在植物细胞中PH值大于4的情况下，即分解出乙烯。乙烯可以增加植物的呼吸强度．促进蛋白质和核酸的合成，提高酶的活性，增加代谢产物的积累，如在棉花催熟中可推动棉铃中一系列的生理活动，从而达到催熟和诱发棉叶脱落的效果。
（2）农达
农达(RounduP)是草甘膦的商品名，美国孟山都公司研制生产．产品为41％草甘膦水剂，桔红色，是一种广谱性的除草剂．可防治多数一年生和多年生窄、阔叶杂草及灌木萌条等。它对环境安全，在土壤中无残效作用．不影响下茬作物生长．但药效反应较慢．一般用药后7到10天才能充分发挥作用。如遇干旱气候．反应时间会更长。农达作为一种内吸传导性的广谱除草剂．其作用机理是通过抑制植物体内烯醇丙酮基莽草素磷酸合成酶．从而抑制莽草素向苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的转化，使蛋白质的合成受到干扰．导致植物死亡。因此农达可作为催熟剂使用。
（3）敌草快
敌草快(Diquat)中文商品名为利农．通用名为杀草快、双快，是先正达公司于20世纪60年代研究开发的联吡啶类触杀灭生性除草剂，也可以用作植物生长调节剂。敌草快二溴盐以单水化合物形式存在，是一种淡黄色晶体，在325℃以上分解．其不溶于非极性有机溶剂．微溶于乙醇和羟基溶剂．在水中的溶解度(20℃)为700g／L。在中性和酸性溶液中稳定。但在碱性条件下降解。敌草快是一种传导性触杀灭生性除草剂．可迅速被绿色植物组织吸
收，但与土壤接触后很快失去活性．用于大田、果园、非耕地、收割前等除草。其作用机理是通过对植物的脂类合成和叶绿体的双层膜结构进行极强。的破坏．使光合作用终止，导致植物迅速失水，枯萎死亡。用于作物催熟剂可直接喷施在作物上，催熟效果十分显著。

4.2 化学催熟剂对作物产量与品质的影响
管春云等【5】研究了化学催熟剂在油菜上的应用效果，结果表明．药剂种类不同和处理时期的选择不同对油菜千粒重、含油量、产量的影响也不同。总的趋势是不同催熟剂处理对种子千粒重和产量影响较大，但对种子含油量影响较小。乙烯利能促进释放乙烯，增强磷酸化酶的活性，具有加速作物成熟和脱水的作用，对油菜催熟效果较好。如油菜在喷施乙烯利后第三天植株即转黄，第九天后全部变黄。与对照相比，千粒重有所增加。但差异不显
著；含油量、产量均有所降低，达到极显著水平。从不同时期喷药效果看，4月24日和4月27日这两个时期喷药效果较好。乙烯利对油菜子品质的影响较小，除含油量和油酸含量有较明显的下降外，在不饱和脂肪酸含量、蛋白质含量和千粒重方面均有一定程度的提高。与其他几种催熟剂相比，草甘膦对油菜的催熟效果较差。与对照相比，千粒重、含油量和产量均有所降低，达显著和极显著水平。经草甘膦处理的油菜种子的蛋白质、亚麻酸含量与对
照相比差异不大，但对含油量、千粒重和油酸含量影响较大，亚油酸含量有一定的提高草胺膦是磷酸类除草剂，是谷氨酰胺合成酶抑制剂。对油菜催熟与脱水作用较差。与对照相比，千粒重、产量均有所降低，且达到极显著水平；含油量有所降低，但没有达到显著水平；草胺膦催熟的种子在亚油酸、亚麻酸含量上升幅度大，蛋白质含量也有所提高。据周可金等【6】研究表明，敌草快处理对油菜子千粒重、产量与含油量影响较大，且浓度越高降低越多；而农达处理对油菜产量与含油量的影响较小。

5、 结束语
随着林业产业化得进程不断加快，人们对林产品得需求也日益加剧，光靠自然生产根本无法满足人们的需求，这就要求各学科之间相互渗透，取长补短，将各种科学有效的技术应用到林产品加工上，尤其是利用化学的各种试剂，提高生产效益，从而加快林业产业化进程。
参考文献：
【1】张孟琴．浅谈化学与林业的关系【J】．河南林业，2000，第四期
【2】姚献平，郑丽萍．我国造纸化学品现状及展望，造纸化学品，2005，（7），第22卷第七期，482—526
【3】杜艳芬，韩卿．聚氧化乙烯/改性酚醛树脂双元助留体系的研究【J】．造纸化学品，2002，（3），27—30
【4】肖文娜，周可金．作物化学催熟技术的研究与应用【J】．湖北农业科学，2010，第49卷第7期
【5】官春云，谭太龙，陈社员，等．油菜化学研究初报[J]．作物研究，2008，22(3)：154—159
【6】周可金，官春云，肖文娜，等．催熟剂对油菜角果光合特性、品质及产量的影响[J ]．作物学报，35(7)：1-6．