酸性预处理杨木和落叶松纤维素酶水解差异性分析文献综述

 2022-05-01 09:05

前言

我国幅员辽阔，杨木作为一种速生材树种，它具有适应性广、年生长期长、生产速度快等特点，我国南方及北方均有广泛的种植，杨木资源较为丰富。常做为榆木家具的附料和大漆家具的胎骨在古家具上使用。其每年产生的木材加工剩余物生物量极其可观，是一种重要的可再生木质纤维资源。

随着社会经济的快速发展，我国已成为世界第一能源消耗和二氧化碳排放大国。寻找可再生清洁能源是应对国家能源安全问题及温室气体减排的战略对策之一。纤维素燃料乙醇因其具有可再生性、清洁性和不引起温室效应等特点被列为国家支持发展的替代能源之一[1]。2017年，国家发改委和能源局等15部门联合发印了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇油的实施方案》，明确指出到2020年将在全国范围推广使用车用生物乙醇汽油[2]。在保障国家粮食安全的前提下，充分利用我国丰富的、可再生的木质素纤维能源生产乙醇等液体燃料，发展生物质能源产业已成为保障我国能源安全和可持续发展的重要任务。

然而，木本原料木质素在稀酸预处理条件下易发生缩聚反应，从而阻碍了其纤维素酶水解。有研究表明，木质素缩聚会增强酶蛋白的失活。因此，研究不同强度预处理杨木中不同缩聚程度木质素与酶蛋白的相互作用具有重要意义。

国内外杨木、落叶松资源利用现状

杨木资源

杨树（拉丁语学名：PopulusL.）是杨属的植物，全属有约100多种，我国约62种（包括6杂交种），其中分布中国的有57种，引入栽培的约4种，此外还有很多变种、变型和引种的品系。

杨树是世界上分布最广、适应性最强的树种。主要分布北半球温带、寒温带森林树种，北纬22°—70°，从低海拔到4800米。在中国分布范围跨北纬25°～53°，东经76°～134°，遍及东北、西北、华北和西南等地。杨木的用途很广，不仅用作于木材，而且主要用于加工业用材，杨树已成为胶合板、纤维板、造纸火柴、卫生筷和包装业的重要加工原料。发展中国家，则主要实行密植，轮伐期短，生产中径材以供民用。两者之间有一些过度类型。杨树可广泛用于生态防护林、三北防护林、农林防护林和工业用材林。杨树做为道路绿化，园林景观用也是一个非常优秀的树种。其特点是高大雄伟、整齐标志、迅速成林，能防风沙，吸收废气。

种植杨树，不仅有巨大的经济效益，而且有很大的生态效益和社会效益。用科学的方法种植杨树，可以在短期内得到较高的经济收入，种杨树的最大好处就是杨树成材快，轮伐期短，一般5－8年到12年间便能采伐利用，投资回收快，而且收益极大。人在一生中可种植并收获成材杨树4－5次，由此可见，种杨树是很有利的。中国是森林资源贫乏的国家，每年国家进口大量木材才能满足经济建设的需要。国内外的经验证明，大力营造用材林，用丰产栽培方式种植速生树种，是在短期内解决国家木材短缺的重要途径。种植杨树，利国利民。

1991~1995年林业部实施中国国家造林项目。项目规定5年内营造277万亩杨树丰产林，造林规模超过以往。中国国家造林项目强调实行集约经营，重视科研成果及技术的推广。林业部及各有关省市县建立了专门机构以加强管理。这一批200多万亩杨树丰产林由于采用了配套的先进技术，造林质量超过以往。1996~2002年我国执行世界银行贷款的“森林资源发展和保护项目”就在河北和辽宁两省造100多万亩杨树速生丰产用材林。这样，90年代仅世界银行贷款的两个项目就营造杨树丰产林近400万亩，说明我国营造杨树人工林规模大，深受群众欢迎。

据1995年统计，世界杨树人工林140万公顷，我国杨树人工林面积约600万公顷，占全国人工林总面积的19%，是世界杨树人工林面积的4倍。到2009年人工林面积已达700多万公顷。2015年我国杨树人工林面积已超1亿亩，居世界之首。其中，由中国林业科学研究院牵头主持选育杨树良种30个，提高效益20%。该项成果近日获得了2014年度国家科学技术进步奖二等奖。截至目前，30个优良品种已在我国26个省区市规模化推广应用，推广面积达63.72万公顷，覆盖主栽区面积80%以上。是世界杨树人工林种植第一位的国家。世界和中国杨树人工林70%以上使用黑杨派树种，即欧美杨和美洲黑杨的树种。

落叶松资源

落叶松属松科中的落叶松亚科，共有个3个属，即落叶松属（Larix Mill）,雪松属（Cedrus Trew）与金钱松属（Pseudolarix Gord）。落叶松高度可达35m，直径可达90cm。落叶松是落叶松属的落叶乔木，广泛分布于我国东北及内蒙古地区，在我国速生针叶用材树种中具有举足轻重的地位，有“北方杉木”的美称。我国的落叶松主要有兴安落叶松（Larix gmelini）、长白落叶松（Larix olgensis）、日本落叶松（L kaempferi）、华北落叶松（Larix princip-is –rupprechtii）、黄花落叶松（Larix olgensis Henry.）与西伯利亚落叶松（Sibirica Ledeb）六种。[3]落叶松在我国分布较广，落叶松是中国大兴安岭针叶林的主要树种，主要分布于大、小兴安岭海拔300-1200米地带。在各种不同环境（如山麓、沼泽、泥炭沼泽、草甸、湿润而土壤富腐殖质的阴坡及千燥的阳坡、湿润的河谷及山顶等）均能生长，常组成大面积的单纯林，或与白桦、黑桦、丛桦、山杨、樟子松、红皮云杉、鱼鳞云杉等针阔叶树组成以落叶松为主的混交林。木材蓄积丰富，也是该地区今后荒山造林和森林更新的主要树种。树干端直，节少，嗜阳光，耐寒耐水，适应性强，易于存活。其材质坚韧，纹理直，抗压耐腐烛，有很高的工艺价值，适宜作桥梁、枕木、建筑、家居等工业的原料用。也可供房屋建筑、土木工程、电杆、舟车、细木加工及木纤维工业原料等用材。树干可提取树脂，树皮可提取栲胶。[4]

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