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第3章 竹产业发展综述
3.1 竹产业相关概述
竹(拉丁学名:Bambusoideae)是多年生禾本科竹亚科植物,是禾本科的一个分支,是高大、生长迅速的禾草类植物。竹叶呈狭披针形,长7.5~16厘米,宽1~2厘米,茎为木质,有些种类的竹笋可以食用,竹的开花周期长,繁殖器官材料不易获得,其营养体特征易受生长环境影响。
竹品种繁多,原产于中国,分布在热带、亚热带地区,东亚、东南亚和印度洋及太平洋岛屿上分布最集中,种类很多,有的低矮似草,有的高如大树,生长迅速。通常通过地下匍匐的根茎成片生长,也可以通过开花结籽繁衍,种子被称为竹米。竹枝杆挺拔,修长,四季青翠,凌霜傲雨,倍受中国人喜爱,与梅、兰、菊并称为“四君子”,与梅、松并称为“岁寒三友”,古今文人墨客,爱竹咏竹者众多。
3.1.1 竹的基本概况
竹为常绿多年生植物,一般的竹子在春冬夏生笋,且有年份之分。茎有很多节,中间是空的,质地坚硬,种类很多。是种坚强的植物,有君子之称,一生中仅开一次花。竹子的寿命与繁殖:竹子是多年生一次开花植物,竹子开花是一种正常的自然现象,属于竹子结籽繁殖的一个过程。我国古代人民早就观察到这种现象,在2000多年前的《山海经》中就有“竹生花,其年便枯”的记载。晋代戴凯所著的《竹谱》中记述着:“药必六十,复亦六年。”其注解是:“竹六十年亦易根,易根辄结实而枯死。”不过,竹子主要是进行无性繁殖的,每年春季从地下的竹鞭上长出笋来,然后发育成新竹。竹鞭不是它的根,而是地下茎。地下茎可以分为三种类型:单轴型的地下茎能继续生长,芽着生于两侧,侧芽发育成笋;合轴型的顶芽发育成笋,侧芽产生新的地下茎,相连形成合轴,地下茎产生竹秆密集成丛,大熊猫喜欢吃的愉竹和华桔竹,就属于这一种;此外还有一种复轴型,是上述两种的混合型。竹子的有性生殖则像其他有花植物一样,先开花,后结籽,完成整个生长周期。竹子开花的周期,也因竹子种类不同有三种类型:少数竹子可以年年开花,开花后竹秆并不死亡,仍然可以抽鞭长笋;大部分竹子在整个生长过程中只开一次花,而且有一定周期,从40年到80年不等,开花后杆叶枯黄,成片死去,地下茎也逐渐变黑,失去萌发力,结成的种子即所谓竹米,下种后萌发生长,才能长成新竹,箭竹和华桔竹就属于这种类型;还有一种类型是不定期零星开花,开花后,竹林并不死去,例如慈竹就是其中的一种。华桔竹、大箭竹等都属于定期成片开花的一类。这类竹子开花的间隔时间很长,一般为50~60年——还有的甚至要近百年才开一次花。但是,不论哪一年长出的竹竿,只要竹鞭的年龄相同或相近,那么开花的时间就大体相同。即使生态环境差别很大,如阳坡、阴坡,陡坡、缓坡,不同的土壤,不同的海拔高度,都能同时开花。
3.1.2 竹材的构造
(1)竹材的宏观构造
竹子是世界上生长最快的植物,能在40~120天的时间内达到成竹的高度(15~30米或40米)。竹材主要指竹子的竹竿,它是竹子利用价值最大的部分。竹竿是竹子地上茎的主干,竹竿外形多为圆锥体或椭圆体。竹竿由竹节和节间两部分组成,竹竿的长度、胸径、竹壁厚度和竹节的数量,根据竹种不同,其差异很大。
竹节由秆环、箨环和竹横隔壁组成,起着加强竹竿直立和水分、养分横向输导作用。竹竿的节间,竹材维管束排列互相平行,而在竹节处的维管束呈弯曲走向并且纵横交错。横隔壁把竹竿分隔成空腔,即髓腔。髓腔周围的壁称为竹壁。竹壁在宏观上由三部分组成,自外而内依次为竹皮、竹肉和髓环组织(髓环和髓)。竹皮是竹壁最外层,通常横切面上看不见维管束的部分。竹肉是界于竹皮和髓环组织间的部分,横切面上有维管束分布。维管束是在竹材横切面上,见到的许多呈深色的菱形斑点,在纵切面上它呈顺纹股状组织。维管束在竹壁内的分布一般自外而内由密变疏。竹肉内侧与竹腔相邻的部分为髓环,其上也无维管束分布。在生产习惯上,常将竹壁厚度的不同组织由外至内称为竹青、竹肉和竹黄三个部分。
(2)竹材的微观构造
竹材的微观构造是指竹材内部的细胞特征、细胞排列及组成成分。竹材由细胞组成,细胞是竹材显微镜下构成竹材的基本形态单位。可以把竹材细胞分为表皮系统、基本系统和维管系统三部分。在解剖学上则进一步细分为表皮层、皮下层、皮层、基本组织、维管束和竹腔壁等六个部分。
(3)表皮系统
表皮系统包括从竹青最外沿至开始出现维管束纤维帽的界线处之内的细胞组织,分为表皮层、皮下层和皮层。均由体小壁厚、排列紧密的细胞构成。
1)表皮层。表皮层是竹竿壁最外面的一层细胞,也是细胞组分最丰富的层次。由长形细胞、硅质细胞、栓质细胞和气孔器及刚毛等构成。长形细胞占大部分表面积,顺纹平行排列,且竹竿中段表皮层的长形细胞数量最多。长形细胞外侧胞壁特别肥厚。栓质细胞和硅质细胞形态短小,常成对结合,插生于长形细胞的纵列之中。栓质细胞略呈梯形(六面体),小头向外;硅质细胞近于三角形(六面体或五面体),顶角朝内,硅质细胞中有硅酸盐结晶,加强了表面的硬度。表皮上穿插着许多小孔,即为气孔。
2)皮下层。紧接表皮层之下的是皮下层细胞。通常为1~2层或3层柱状细胞,细胞壁稍厚或很厚,纵向排列,细胞呈柱状,横切面为方形或矩形。
3)皮层。皮下层之内无维管束分布的部分即为皮层。皮层细胞大于皮下层,细胞呈圆柱状,纵向排列。细胞层数因竹种不同而异,通常为3~7层不等。在竹竿横切面上,皮层细胞为圆形至椭圆形,细胞壁明显地比表皮细胞和皮下层细胞壁薄。但有些竹种,皮层和皮下层细胞并无显著区别。
3.1.3 基本系统
基本系统由基本薄壁组织和髓环组织(髓环和髓)两部分组成。
(1)基本薄壁组织
基本薄壁组织由薄壁细胞组成,主要分布在维管束系统之间,环绕维管束,其作用相当于填充物,是构成维管束内外的营养组织。基本组织细胞一般较大,在横切面上呈多角形或长方形。依据纵切面的形态,可区分为长方形和接近于正方形的短细胞两种,但以长形细胞为主,短细胞分布于长细胞之间。长细胞大小不一,其特征是胞壁有多层结构,在笋生长的早期阶段已木质化,其细胞中的木素含量高,胞壁上出现瘤层。短细胞具有浓稠的细胞质和薄的细胞壁,不木质化,而有些厚壁长细胞木质化程度高。基本组织中横向流通能力很小,但仍比纵向要大。
(2)髓环
髓环位于髓腔竹膜外围,由多层排列紧密的石细胞组成,其质地相当坚硬。其细胞形态与基本组织不同,呈横卧短柱状,排列整齐紧密,横切面上可见有非尖端形、多角形、扁圆形、长菱形等。石细胞一般由薄壁组织细胞形成,最初由于它们有较大的细胞核而与邻近细胞相区别,随着细胞生长,次生壁增沉积并变得很厚。一般髓环细胞的石化程度与竹龄关系密切。
(3)髓
髓一般由大型薄壁细胞组成。髓组织破坏后留下的间隔,即竹竿的髓腔。髓呈一层半透明的薄膜黏附在秆腔内壁周围,俗称竹衣。但并不是所有竹种皆如此,也有含髓的实心竹。
3.1.4 维管系统
维管系统由包藏在基本薄壁组织中的维管束群组成,主要有向上输导水分和无机盐的木质部与向下输导光合作用产物的韧皮部两个部分,通常包含纤维、导管、筛管及伴胞等细胞。
维管束是输导组织与机械组织的复合体,其外方为初生韧皮部,内方为初生木质部。初生木质部包括原生木质部和后生木质部,其总轮廓大体为“V”形。木质部的特征细胞为导管。初生韧皮部位于木质部的外方,它的特征细胞是筛管和伴胞。通常在维管束的外缘有发达的厚壁纤维组织,这就是竹材具有十分坚韧特性的缘故。
3.1.5 竹的独特优势
竹子最明显的特点和优势就是生长周期短、产品多元化、投资风险小、市场潜力大。以其优良特性和独特优势,能够把生态环境建设和产业开发有机结合起来,有利于保护森林资源和保护生态环境、有利于加快山区群众脱贫致富和促进边疆安定团结、有利于建成“绿色经济”新的增长点实现林业跨越式发展、有利于保护民族文化和建成新的生态文化旅游景观。通过培育竹资源发展竹产业,可以在较短的时间内辐射带动若干相关产业,成为发展山区经济帮助农民脱贫致富的新途径,同时更好地突出生态环境建设。在林业建设中,竹子可谓“长中之短”和“慢中之快”。发展竹产业,“退耕还竹”、以竹代木、以短养长、以竹致富,既能协调人与自然、资源环境与经济发展的多重关系,又能实现生态环境、经济和社会可持续发展。
竹子用途广泛,具有极高的经济效益,农民易于接受,是富民强国的好树种。竹子的用途之广,相信每一个人都有切身感受。在农村,竹子常用于编制各种农具和渔具,如箩筛、簸箕等。它纹理通直,光滑坚硬,是制造乐器、工艺品、体育用品的重要材料。如四川、江西等地的竹席、竹屏、竹帘、竹瓶,都是驰名中外的工艺美术品,而浙江嵊州竹编厂制作的“鹰”已飞进美国白宫,作为高档工艺品陈列。在工业加工产品方面,其用途就更加广泛,已有产品近百种,如竹材人造板、纸浆、竹炭及活性炭等。以竹材人造板为例,就有竹材胶合板、竹编胶合板、竹篾集成胶合板、竹材拼花板、竹材碎料板等产品,现各地上马的成百万亩竹林项目,就有不少是为竹材人造板厂和造纸厂提供原料。在我国天然林资源保护工程实施后,木材的供需矛盾进一下加剧。大力发展竹材资源,推广以竹代木,将是缓解供需矛盾的有效途径。因此,竹材将成为代替木材的最有潜力的产品。