纤维植物资源,生命科学学院李宏富,主要内容,第一节 概述第二节 主要纤维资源植物,第一节 概述,一、纤维植物资源的概念：1、概念：纤维植物资源是指植物体内含有大量纤维组织的一群植物纤维组织是野生植物各器官中机械组织的一种，它是一种细胞壁很厚，细胞较长，胞腔狭长，两端封闭渐尖的死细胞2、组成：纤维素、半纤维素、蜡质、果胶、木质素、蛋白质、脂肪、水分纤维素：决定植物纤维性能的基本物质蜡质：存在于纤维素的表面，具有保护纤维和增加弹性的功能果胶质：分布在纤维各部，外层含量最多木质素：主要存在于植物体的木质部，浸透于纤维素分子之间木质化程度越高，纤维的韧性、弹性、伸长度都较差，反之则较好脂类：包含在纤维分子中二、纤维素的类别,按其存在部位可以分为以下几类1、韧皮纤维：指双子叶植物茎秆韧皮部的纤维，它们是制造特种纸张的优良原料，如桑树、构树、青檀等2、木材纤维：指存在于植物树干中的木质纤维如松、杉、杨树、柳树中的纤维3、叶纤维及茎秆纤维：指存在于单子叶植物叶和茎中的纤维如剑麻、麦秸、芦苇等叶纤维：叶子纤维主要存在于单子叶植物的叶脉中，细胞壁木质化程度较高，质地坚硬，称为硬纤维这类纤维拉力大，耐腐力强，主要用制绳索，或作粗纺之用，如剑麻、蕉麻等。
茎秆纤维：单子叶植物茎中具特别发达的韧皮纤维束，这些纤维没有或很少木质化，称软纤维可用制各种纺织品 4、根纤维：存在于根部的韧皮纤维如马蔺根的纤维5、果壳纤维：果壳中的纤维如椰子壳纤维6、种子纤维：存在于种子表面的纤维如棉、木棉、攀枝花、杨柳等7、绒毛纤维:如香蒲雌花序上的绒毛它们可能是退化的苞片或花被，但形态及经济用途则与纤维相同三、采收加工,用途不同，采收加工方法亦不同1、作为纺织用的韧皮纤维，多来自多年生草本或亚灌木加工方法有两种——干剥和湿剥2、用于制绳、造纸或制人造棉的树皮纤维，主要来自乔灌木加工方法——鲜剥四、纤维植物资源利用概况,纺织品的原料：从古至今制作纺织用品的主要原料之一造纸原料：造纸术起源于我国的汉代编制原料：草帽、草鞋、藤椅等化工原料：可以制造人造丝、火药棉、无烟火药、粘合剂等新型能源原料：植物纤维是大规模制造燃料乙醇的最佳原料第二节 主要纤维资源植物,一、山杨（Ｐopulus davidiana Dode),【植物名】又叫响杨、白杨、明杨杨柳科杨柳属植物 【形态特征】落叶乔木，木材白色．成年植株高度可达25米．叶子近圆形，具波状钝齿．早春先叶开花，雌雄异株，柔荑花序下垂，花药红色，苞片深裂，裂缘有毛．蒴果两裂．,,,【分布与生境】我国东北大兴安岭，小兴安岭，长白山及黄河中下游地区均有生长。
多生于向阳山地、山路旁的开阔地、火烧迹地上利用部位】木材可生产机制纤维，木材和树皮均可做造纸原料近缘种】杨属植物约40种，中国约25种近缘种有：小叶杨、小青杨、响叶杨、香杨、大青杨综合利用】可在造纸，家具，建筑方面使用．萌条可编制筐篮；且具有一定的观赏价值．,二、宽叶香蒲（Typha.latifolia L. ）,【植物名】又称蒲草香蒲科香蒲属植物形态特征】多年生水生或湿生植物植株高1.2～2.6米根状茎乳黄色，先端白色，长而横生，节部处生许多须根，老根黄褐色茎圆柱形，直立、质硬而中实叶扁平带状，光滑无毛穗状花序，雄、雌花穗常相连接，稀稍离生；雄花穗在上，雌花穗在下，成熟果穗粗1.8-3厘米，暗棕色花期5月中旬至6月上旬，果期8-9月分布与生境】生于水旁及河湖淤积水低地分布于我国东北、华北及陕西、甘肃、新疆、四川，北半球多有分布 【利用部位及理化性质】利用部位全草：造纸原料茎叶：制造人造棉和人造纤维，编制蒲包、草垫、草鞋、小农具等蒲绒：制造人造棉和人造纤维、作填充物理化性质：有效成分为果胶、纤维素、半纤维素、木质素、鼠李素等采收加工】7-8月间采收蒲草采收的茎叶晒干后将叶鞘和叶片切开，分别打捆保存备用。
秋季采收蒲绒晒干备用药用花粉在6-7月间采收晒干即可入药近缘种】见书P306.【综合利用】花粉供药用，称“蒲黄”，用于行瘀利尿，炒炭可收敛止血；果穗中雌蕊柄上的长毛，称“蒲绒”，可作枕头芯的填充物叶可编织蒲包、蒲垫等用三、马蔺,【植物名】也叫马莲，马兰花，鸢尾科鸢尾属植物形态特征】马蔺高10--60cm，密丛生根状茎粗短，须根长而坚硬叶基生，多数，坚韧，条形，无主脉，灰绿色，两面具稍突起的平行脉花葶直立，高10--30cm，顶生1--3朵花，蓝紫色或天蓝色花期4--5月，果期7--8月分布与生境】在我国广泛分布于东北、华北、西北等地从生态学角度看，以草原区分布较为普遍马蔺抗逆性强，尤其耐盐碱，是盐化草甸的建群种由于马蔺具有独特的生态生物学特性和利用价值，近年来逐渐被用作水保护坡、园林绿化观赏地被建设的优良材料利用部位及理化性质】茎、叶、根采收加工】8-9月份采收用镰刀割去茎叶，晒干，取种子后造纸如采挖其根，以5年以上老根为好综合利用】纤维植物资源：可以代替麻生产纸、绳；马蔺草呈三角形，长而柔软，用它编的各种草制品，如草帽、手提包、床席等，细致光滑坚韧耐用，散热性强，深受用户的欢迎；根可以制作刷子。
在城市绿化美化建设中具有广阔应用前景马蔺根系发达，叶量丰富，对环境适应性强，长势旺盛，管理粗放，是节水、抗旱、耐盐碱、抗杂草、抗病、虫、鼠害的优良观赏地被植物马蔺在北方地区绿期可达280d以上，叶片翠绿柔软，兰紫色的花淡雅美丽，花蜜清香，花期长达50d，可形成美丽的园林景观马蔺耐践踏，经历践踏后无须培育即可自我恢复马蔺具有较强的贮水保土、调节空气湿度、净化环境作用因此，在建植城市开放绿地、道路两侧绿化隔离带和缀花草地等中，马蔺是无可争议的优质材料马蔺因其根系十分发达，抗旱能力、固土能力强，又是作为水土保持和固土护坡的理想植物马蔺还具有重要的药用、饲用价值马蔺利用年限长，产草量高，营养成分丰富，为各类牲畜尤其是绵羊喜食马蔺的花、种子、根均可人药花晒干服用可利尿通便；种子和根可除湿热、止血、解毒；种子有退烧、解毒、驱虫的功效马蔺繁殖方法研究】,种子繁殖：但直播种子出苗率相对较低成熟野生种子绝大多数具有活力，种子发芽的内在潜力很大经种子活度生化速测法测定：室内储存的种子与室外土埋贮藏的种子发芽势分别为90％和88％，但常温下种子发芽率和发芽势很低，因为马蔺种子硬实率较高，使得马蔺种子在常温室内培养条件下的发芽率平均仅10％--20％。
常温下贮藏时间超过5年的种子，其活力下降种子发芽的温度范围为15--30℃小于10℃或大于35℃时不发芽提高种子萌发率的方法：恒温条件下发芽率普遍很低，播前采用温水浸种、层积处理、浓硫酸浸种等方法，均可破除种子硬实，提高发芽率和出苗率如对采集的野生马蔺种子经浓硫酸溶液浸泡处理后，其发芽率平均提高30％--50％同时，目前人工繁殖种子基地在我国已经建成，如在吉林和甘肃等地区建成了初具规模的马蔺商品种子生产基地，可为大面积建植提供种子来源无性繁殖：用成熟的马蔺进行分株移栽繁殖成活率较高，野生马蔺多以分蘖形式进行无性繁殖马蔺组织培养快繁体系建立：为克服利用马蔺种子发芽进行有性繁殖的局限性，北京草业与环境研究发展中心与北京农业生物技术研究中心于2002年开展合作研究，筛选出了“成熟种胚----诱导愈伤组织----绿苗分化----继代增殖----生根----试管苗移栽”等全过程中各环节的最佳培养基和操作程序，从而建立起一套行之有效的马蔺组织培养快繁体系，为实现马蔺快速无性繁殖，大幅度降低马蔺建植成本，奠定了基础同时，也为今后开展马蔺体细胞无性系变异体筛选乃至基因工程改良等生物技术育种工作奠定了可靠的技术基础。
四、乌拉草（Carex meyeriana Kunth ）,【植物名】靰鞡草，莎草科苔草属的一种植物是“世界三大宝草”—台湾草、乌拉草、巴拿马草之一也是“东北三宝”—人参、貂皮、乌拉草之一 【形态特征】根状茎紧密丛生秆三棱形，基部具有光泽的褐色叶鞘叶细条形，对折，边缘粗糙小穗2～3个，顶生的雄性圆柱形，侧生的雌性卵形或卵状球形；雌雄花鳞片棕色至锈色；果囊近卵形，扁三棱形，有褐色树脂状小突起，顶端急缩成短喙小坚果倒卵状椭圆形，三棱形，褐色分布与生境】产于中国东北生于森林地区沼泽或三江平原草甸沼泽中利用部位及理化性质】乌拉草的神奇功效—具有非凡的保暖、除湿、防潮的功效，能够吸收潮气，自动调节与保持湿润程度，使其冬暖夏凉乌拉草中的游离氨基酸及铁、钙、锌等无机元素的含量极为丰富，可以通过人体皮肤吸收，其营养成分对皮肤起到很好的保养作用乌拉草是世界范围内植物界中，仅有的终身能抵御真菌侵蚀与寄生能力的植物之一，这是一般动、植物制品所不具备的天然属性综合利用】其叶细长柔软，纤维坚韧，不易折断，为草鞋、草褥、人造棉、纤维板等的良好材料，将原植物茎叶锤打后放入毡靴中，能御寒，昔称“关东三宝”之一旧时东北人用皮革缝制、内絮捶软的乌拉草作防寒鞋，是北方贫民心爱的“草履”。
乌拉又写作“靰鞡”、“兀剌”，其名称来自满语对皮靴称谓的音译，是一种东北人冬天穿的“土皮鞋”是草编工艺品、造纸的主要原料五、芦苇,【植物名】又名苇子，禾本科芦苇属 植物形态特征】多年生水生或湿生的高大禾草，地下有发达的匍匐根状茎茎秆直立，节下常生白粉叶鞘圆筒形，叶舌有毛，叶片长线形或长披针形，排列成两行圆锥花序分枝稠密，向斜伸展，花序长10一40cm，小穗有小花4—7朵以根茎繁殖为主分布与生境】芦苇生长于池沼、河岸、河溪边多水地区，常形成苇塘世界各地均有生长 【利用部位及有效成分】秆为优良造纸原料，也是编织原料，用以编织苇席综合利用】苇秆可作造纸和人造丝、人造棉原料，也供编织席、帘等用；嫩时含大量蛋白质和糖分，为优良饲料嫩茎、叶为各种家畜所喜食嫩芽也可食用；花序可作扫帚；花絮可填枕头；根状茎叫做芦根，中医学上入药，性寒、味甘，功能清胃火，除肺热；有健胃、镇呕、利尿之功效地下茎蔓延力强，为保土固堤植物六、亚麻,【植物名】又名胡麻，亚麻科亚麻属植物 【形态特征】一年生草本；直根较细茎直立，圆柱形叶互生，条形或条状披针形，无叶柄花生于茎顶端或上部叶腋处，成疏松聚伞花序；萼片5，卵形或卵状披针形，花瓣5，卵形或卵状披针形，蓝色或蓝紫色，稀有白色或红紫色，早落；雄蕊5，花丝基部合生，退化雄蕊5，仅留齿状痕迹，与雄蕊互生。
蒴果球形，种子褐色，光滑，呈矩圆形，扁平分布与生境】亚麻起源于近东、地中海沿岸中国主要分布在黑龙江和吉林两省亚麻喜凉爽、湿润的气候 【利用部位及理化性质】亚麻是古老的韧皮纤维作物和油料作物亚麻起源于近东、地中海沿岸早在5000多年前的新石器时代，瑞士湖栖居民和古代埃及人，已经栽培亚麻并用其纤维纺织衣料，埃及各地的“木乃伊”也是用亚麻布包盖的 纤维型亚麻是1906年从日本引入的亚麻纤维具有拉力强、柔软、细度好、导电弱、吸水散水快、膨胀率大等特点，可纺高支纱，制高级衣料油用型亚麻又叫做胡麻胡麻在我国至少有1000年栽培历史综合利用】亚麻是一种优良的纺织和油料作物亚麻纤维在纺织工业中有着重要的用途与棉花、羊毛相比，亚麻纤维柔软性和弹性不足，但强力高，在麻类作物中强力仅次于苎麻用特殊的纺织技术可将亚麻纤维纺成高支纱并织成精美的织物，在爱尔兰、苏格兰、法国和比利时，用亚麻织布历史悠久，亚麻纺织技术在这些地区得到了较大的发展粗纺纤维可用于制造毛巾、席子、细绳、帆布、背包、印钞纸等亚麻种子含有20%一30%的蛋白质，用它可以榨出亚麻油80%的亚麻油用于生产油漆，此外，亚麻汕还可以用来制造瓷釉、油布、油墨、黑漆皮、雨衣、靴子和雨罩等。
在某些国家还用于食用和制造肥皂冬天将亚麻油喷洒在水泥路上可防止路被冰雪冻住，同时还能防止路面磨损亚麻籽榨出油后，残留物可压制成亚麻饼，亚麻饼仍含3%一6%的亚麻油因为蛋白质含量高，亚麻饼被认为是一种极好的牲畜饲料将亚麻饼磨碎成粉可方便地进行饲养油用亚麻品种的茎杆可用于制造装饰及绝热材料，毛毯、细绳和纸张等在湿润气候及灌溉良好的条件下生长的亚麻茎杆质量较高，可用来制造高质量的纸张，如卷烟纸等亚麻茎杆作牲畜饲料，但如果茎杆成熟且质量较好的话，它和燕麦或小麦秸秆一样具有饲用价值，并可用作牛的粗食，其纤维像别的纤维一样能被消化吸收，不会在胃中聚集引起消化不良。