提键要：本文综合论述了三倍体毛白杨的优势、纤维特性、种植条件，并简述了三倍体毛白杨制化学浆、磺化化机浆及碱性过氧化氢化机浆抄造胶印书刊纸、轻量涂布纸的小试、中试及生产试验情况。关键词：三倍体毛白杨；纤维特性；种植条件；APMP；抄纸　　第一作者简介：陈振华，山西襄汾纸业集团有限公司副董事长，副总经理，总工程师，高级工程师。1三三倍体毛白杨的优势、纤维特性及种植条件 倍三倍体毛白杨新品种是北京林业大学朱之悌院士(中国工程院)领导的毛白杨研究中心，经过15年的科研攻关，成功培育的一种具有国际领先水平的速生纸浆材优良树种。它的研究成功，解决了长期以来我国北方林业尤其是工业用材林发展缺乏优良树种的难题，其生态效益、经济效益、社会效益均优于其它树种，将大大加快我国北方造林绿化的步伐，给林业发展带来一次革命性变化，也将给造纸发展带来历史性机遇。因此三倍体毛白杨良种生产栽培和综合利用技术被列为林业新技术革命、集中力量重点推广或开发的10大类组装配套的首项适用技术。1.1三何谓三倍体毛白杨三倍毛白杨是我国北方特有的乡土树种，但繁育周期长、生长速度慢，不适应林业快速发展的需要。朱之悌教授及毛白杨研究中心的研究人员，采用细胞染色体工程等高科技手段，对毛白杨的遣传基因进行优化改造，培育成功一种全新的毛白杨新品种——三倍体毛白杨。它是在普通毛白杨的细胞核中增加了19根加速生长发育的染色体，并用染色体部分替换的方法，换走了原来相对劣质的染色体，使毛白杨的染色体从质量上和数量上得到改良，染色体总数由原来的38根增至57根，因其染色体数为性细胞染色体基数19根的3倍,故名三倍体毛白杨。初期编号为毛白杨杂种无性系B301、B302，直到B308等三倍体毛白杨系列。目前北林大已培育出适应不同地区和不同用途需要的30多个优良的三倍体毛白杨无性系。其中6个已通过鉴定并应用于生产。 同时还研究出了一套与良种配套的良繁技术——毛白杨多圃配套系列育苗技术，使繁殖系数3年从1株扩繁至100万株。良种加良法的研究成功，很好地解决了毛白杨生长慢、繁殖难的问题，为加快毛白杨产业化快速度发展奠定了基础。1.2三三倍体毛白杨的速生、优质、抗病、高效优势1.2.1三速生三倍三倍体毛白杨速生优势非常明显。一是育苗快，普通毛白杨育苗需要2年以上，而三倍体毛白杨当年育苗、当年出圃，年初3月插条，秋季树苗可达4m高，育苗周期比普通毛白杨缩短1年。二是生长快，普通毛白杨栽植后，蹲苗严重，前4～5年，长得很慢，而三倍体毛白杨没有蹲苗期，当年可以长到5m高，胸径4.5cm，3年树高可达9～10m，胸径达9～12cm；5年成材，树高可达14m左右，胸径15～20cm，是轮伐造纸的最佳时期，生长量相当于10年以上的普通毛白杨。山西中南部是最宜生长区，每年胸径能长4cm。5年生亩蓄积达15～20m3。可以说1年成树，3年成林，5年成材。据1997年12月中试，从山西曲沃苏村采伐的4年生三倍体毛白杨行道树，挨株成行伐9株，材积1.186m3，除去直径10cm以下的枝梢，树干高7～8m，胸径16～18cm，平均株出材0.132m3，9株中出材在0.14m3以上的达67%，最高的达0.175m3。在水肥条件好的山西夏县,5年生最粗胸径达27cm，高18m，单株材积0.35m3，其它品种杨树远不如其生长快。1.2.2三优质三倍三倍体毛白杨材质好，不但没有因速生而降低品质，而且材性还有所改善。木材白(自然白度达53%)，不空心，不黑心，纤维长(平均纤维长度1.09mm)，基本密度达0.4g/cm3，纤维含量达50%以上。具有优良的造纸性能。见表1、表2。表1 三倍体毛白杨的化学成分 %树种号热水抽出物1%NaOH抽出物苯—醇抽出物木素纤维素多戊糖灰分BL101BL1022.991.6518.7317.333.984.4015.9919.2852.3253.7120.6720.180.660.79    由表2可见，三倍体毛白杨纤维平均长度1.09mm，这在众多4年生杨树树种中是少见的，这也是三倍体毛白杨突出的特点，且三倍体毛白杨纤维长度分布又均匀，长宽比大，与其它杨树相比，三倍体毛白杨条件最好，因此是优质的造纸原料。　表2三三倍体毛白杨等杨木纤维长度、宽度样 品长度 mm宽度 μm长宽比倍 平均最大最小一般平均最大最小一般BL102(96)易雌(♀)小黑杨北京605杨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体毛白杨具有较强的抗逆性，对传统的叶锈病、褐斑病和煤烟病基本免疫，对天牛等也有较强的抗性。1.2.4三高效三倍据测算，1株三倍体毛白杨幼苗成本为1元多，5年生时材积为0.1～0.2m3，按400元/m3计算，价值40～80元。如果农民栽种1亩三倍体毛白杨(每亩100株计)，5年可生长木材10～20m3，价值可达4000～8000元，平均每年为800～1600元，比一般的经济林和种植业效益都高，是农民脱贫致富的重要途径。山西曲沃等地区农民发展三倍体毛白杨育苗，已成为致富大户，就是例证。1.3三三倍体毛白杨适宜栽值的条件三倍三倍体毛白杨可以种植的区域很广，在降雨量300～1000mm的北方都可种植。其中最适宜种植的地区是黄河中下游地区，面积达100多万km2，黄河中下游两岸及滩区，大面积的荒沟、滩地均可种植。为了适应不同地区生长，品种比较试验、品种区化试验，北林大的研究者们，在积极进行中。2三三倍体毛白杨制浆及抄纸2.1三三倍体毛白杨制化学浆(BKP)2.1.1三北京林业大学和中国造纸研究所对三倍体毛白杨(BL102)化学浆蒸煮进行试验，制浆方法为硫酸盐法，得出较为适宜的制浆工艺条件，用碱量20%(以Na2O计)，硫化度20%，保温时间为1.5h，液比1∶4，蒸煮最高温度为170℃，纸浆硬度为卡伯值15。表3手BL102手抄片的各项物理性能检验项目BL102易雌北京605杨小黑杨定量g/m2紧度g/cm3抗张力kN/m伸长率%撕裂度mN耐折度次耐破度kPa透气度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赖(Valley)打浆机中，将细浆打至打浆度为40°SR，利用抄片机抄纸，定量为60g/m2左右，各项物理指标如表3。从表3可见,BL102与易雌手抄片的抗张力、耐折度、耐破度等物理强度均高于北京605杨和小黑杨。因此三倍体毛白杨(BL102)制化学浆是有发展前途的。2.1.3从山西襄汾纸业集团1997年6月和1999年1月异地削片后曾在该厂草浆生产系统进行三倍体毛白杨制化学浆生产试验，先后试验黑杨及三倍体毛白杨各100m3，分别进行烧碱—蒽醌法(NaOH—AQ法)和碱性亚硫酸钠蒽醌法蒸煮。两段次氯酸盐漂白，打浆后，在长网机上配抄胶印书刊纸和胶版印刷纸，纸张质量很好。烧碱—蒽醌法蒸煮条件是：NaOH20%，AQ0.05%，液比1∶2.8，蒸煮最高温度165℃(0.6MPa)，粗浆高锰酸钾值14～16，粗浆收获率达57%以上。2.2从三倍体毛白杨制磺化化学机械浆(SCMP)从表天津轻院等曾采用北京林业大学培育的4年生三倍体毛白杨杂种无性系(BL101、BL102A、BL102B、毛白杨×银灰杨)4个系号进行磺化预处理、磨浆漂白、打浆及抄片强度的制浆造纸性能研究，确定使用磺化化学机械浆的方法，BL101、BL102A都表现不错，易于磺化、易于漂白、得率高(达90%)，漂白浆的机械强度也较好，可以满足生产胶印书刊纸的要求和抄造白度较高的新闻纸。2.3从三倍体毛白杨制碱性过氧化氢化学机械浆(APMP)抄轻量涂布纸(LWC)从表1998年3月，襄汾纸业集团公司委托中国林业科学研究院林产化学工业研究所在进口的安得里兹公司的APMP中试设备上进行三倍体毛白杨、黑杨制APMP中试研究，并进行轻量涂布纸配抄及纸张性能试验。对不同制浆条件下的三倍体毛白杨、黑杨制APMP浆的性能和纸浆质量列于表4、表5。表4表三倍体毛白杨APMP制浆性能编 号S1S2S3打浆度 °SR纸浆得率%磨浆电耗kWh/t耐破指数kPa·m2/g撕裂指数mN·m2/g裂断长km伸长率%能量吸收J/m2白度%ISO不透明度%光散射系数cm2/g光吸收系数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从表表5黑黑杨APMP制浆性能编 号H1H2H3打浆度°SR纸浆得率%磨浆电耗kWh/t耐破指数kPa·m2/g撕裂指数 mN·m2/g裂断长km伸长率%能量吸收J/m2白度%ISO不透明度%光散射系数 cm2/g光吸收系数 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从表由表4、表5可以看出，三倍体毛白杨、黑杨都是制APMP的适宜原料。纸浆得率高、强度好。两种杨木都较易磨浆，净磨浆能耗在1000～1450kWh/t，属于较低磨浆能耗材料。不同过氧化氢用量对两种杨木的制浆性能影响较大，尤其是强度性能差别较大，黑杨要达到较高白度，过氧化氢用量较高。从表为了比较两种杨木的APMP纸浆质量，该所又用插值法列举了相同打浆度下两种杨木的纸浆性能，结果列于表6。表6 三倍体毛白杨、黑杨APMP纸浆性能比较  性能指标30°SR60°SRS1H1S2H2S3H3S1H1S2H2S3  H3磨浆电耗kWh/t耐破指数kPa·m2/g撕裂指数mN·m2/g裂断长 km伸长率 %能量收数J/m2白度%ISO不透明度 %光散射系数 cm2/g光吸收系数 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从表由表6可以看出，三倍体毛白杨较黑杨磨浆能耗略低，表示纸张强度的耐破指数、撕裂指数、裂断长和白度均高于黑杨，综合比较而言，三倍体毛白杨制浆性能优于黑杨。从表该所还进行了三倍体毛白杨APMP纸浆配以适量的漂白硫酸盐针叶木浆，或与漂白针叶木浆和漂白麦草化学浆混配，均可抄造出符合质量要求的低定量涂布纸原纸（B级）。见表7。表7 三倍体毛白杨APMP配抄轻量涂布纸结果树种 配比APMP/BKP/BSWCP75/20/560/25/1575/25/0100/0/0三倍体毛白杨定量 g/m2紧度 g/cm3裂断长 km撕裂指数 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黑杨定量 g/m2紧度 g/cm3裂断长 km撕裂指数 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从表从以上可以看出，小试、中试及试生产都证明三倍体毛白杨是制化学浆、化学机械浆的好原料。2.4从三倍体毛白杨碱性过氧化氢(APMP)化学机械浆废水治理从表三倍体毛白杨采用APMP工艺，吨浆耗水仅10～20m3，废水中BOD5及COD均低于一般化学机械浆(CMP)和漂白热磨化学机械浆(BCTMP)，更大大低于化学浆，因此废水较易处理。特别是废水中不含硫，毒性低，用二级生化法处理，排放水容易达到国家规定的排放标准。3从结从论3.1从三倍体毛白杨具有速生、优质、高效的优势，有显著的生态、经济、社会效益，是造纸的好原料，绿化的好树种，农民致富的好路子。3.2从三倍体毛白杨不仅可生产化学浆，更是生产高得率机械浆的好原料，与长纤维浆等可配抄胶印书刊纸、新闻纸和高档的轻量涂布纸，在当前加快发展木材制浆造纸，增加木材造纸原料比重中是很有前途的速生造纸原料。本文经中国工程院朱之悌院士审核和修改，特表衷心谢意！参考文献［1］杨雍哲.关于加速推广三倍体毛白［2］杨的调查报告.1999.1［2］北京林业大学学报.北林大40周年校庆毛白杨良种选育专辑［2］ (第14卷增刊3).1992［3］中国林科院林产化工研究所.三倍体毛白杨、黑杨APMP工艺