我國櫟類資源利用技術研究現狀與發展趨勢

王敬賢

(遼寧省林業科學研究院，遼寧 沈陽 110032)

我國櫟類資源利用技術研究現狀與發展趨勢

王敬賢

(遼寧省林業科學研究院，遼寧 沈陽 110032)

文章介紹了櫟類的生態作用和利用價值，論述了櫟類資源利用技術的研究現狀，對櫟類產業發展存在的問題和解決對策進行了分析，并提出了幾點建議。

櫟類資源；綜合利用；研究現狀；發展趨勢

櫟類資源在我國十分豐富，分布廣泛。據統計，我國櫟林總面積1 610.03萬 hm2，是楊樹總面積的170%，杉木總面積的153%，是名副其實的“大樹種”。但由于歷史原因，我國的天然櫟林絕大多數是經歷破壞后萌發而形成的次生林，多是徑級小、干形彎曲的矮林。絕大多數櫟類資源處于自生自滅狀態，利用率低、產業鏈不完整，與馬尾松、落葉松、杉木這樣的“大樹種，大產業”相比，卻是“小產業”。然而，櫟樹根系發達、抗旱，可全樹利用，是利用價值極高的經濟樹種和造林綠化樹種。因此，轉變對櫟類的傳統認識，加強對櫟類資源的經營與開發，完善產業鏈，對保證我國用材安全、提高林業經濟產值具有重要作用。

1 櫟類的價值

1.1 生態作用

櫟樹根系強大，可延伸6～7 m，能起到很好的防風固沙、保持水土作用。櫟樹適應性強，可在寒冷的東北和干旱地區生長，是極好的山地造林綠化樹種。樹葉中含有豐富N、P、K等元素，掉落后，可提高土壤營養含量，有利于改善林地質量，促進林下植物和菌類的生長。同時，櫟樹萌發能力強，過火和砍伐后，能繼續生長，是防火林、混交林的優選樹種。因此，櫟類資源對促進生態結構的完善、保持生態系統的穩定、維護生態安全，具有不可估量的生態作用。

1.2 利用價值

櫟木又稱橡木，質地堅硬、材質重、彈性好、耐腐性強，且紋理致密美觀，并能與油漆良好膠合，是歐洲傳統的工業用材[1，2]，廣泛應用于生產高檔家具、木地板、裝飾材料、體育用具等方面，倍受消費者青睞。同時，櫟木中含有多種有利于葡萄酒發酵和熟化的芳香物質，櫟木經過烘焙后產生的芳香物質可提高葡萄酒品質，被做成高檔葡萄酒桶。

櫟類資源不僅是國家木材資源和生態安全的重要保障，同時也是重要的工農業產品和生產原料。橡實富含大量淀粉(44%～68.6%)，是野生淀粉和糖料的重要來源，可用于釀造白酒或燃料乙醇和加工食品，如糕點、豆腐、粉絲等，產品主要出口韓國、日本等地。橡實富含油脂，榨出的油類似橄欖油，是一種很好的食用油，包裹果實的橡碗也可以提煉栲膠和制備活性炭等。

除木材和果實外，櫟樹的樹皮、樹葉、樹枝都有很大的利用價值。櫟樹樹皮含單寧，可用于提取栲膠和黑色染料。栓皮櫟的樹皮——栓皮，是軟木工業的重要原料。它具有比重小、浮力大、彈性好、密封性好、防水、隔音、絕熱、耐壓、耐摩擦等優良特性，可加工成浮標、軟木磚、隔音板、隔熱材料以及防濕保溫材料等[3]。除傳統的工業利用外，近年來國外用軟木與人造橡膠混合，制成軟木/橡膠復合材料，該材料既具有軟木的可壓縮性，又具有橡膠的高彈性，用它制成汽油機、柴油機的墊圈，具有抗油、防漏的作用。櫟樹葉蛋白質含量豐富，并含有多種氨基酸和微量元素，可用于柞蠶養殖和生產飼料或飼料添加劑等[4]。在林區櫟木小徑材和樹枝粉碎物主要用于培育木耳、香菇、靈芝等食用菌，對繁榮山區經濟有十分重要的意義。

以櫟類資源為主題的綜合利用價值優勢正在逐步凸顯，國內外市場發展前景非常樂觀。因此，掌握我國櫟類資源利用技術的研究現狀，解決產業發展存在的關鍵問題，開發深加工產品替代傳統產品，有利于提高資源綜合利用率和產品附加值，對推動林業產業良性發展具有重要作用。

2 櫟類資源利用技術研究現狀

2.1 橡木

目前，橡木研究主要集中于木材構造及物理力學性質、木材干燥特性及干燥方法、橡木化學成分及在釀造葡萄酒中的應用和少量關于化學改性技術的初步研究。從木材構造來講，大多數橡木屬于環孔材，其心邊材明顯、木射線較寬、薄壁細胞發達，具有美麗的紋理，因此裝飾性良好，可用于做家具、地板和飾面薄木。從櫟木的力學性質上看，密度大，硬度、抗彎彈性模量和順紋抗壓強度等性能指標較高，處于國產木材中高等水平。從木材干燥特性講，其干縮率較大，干燥時易發生開裂和變形，因此在橡木的基礎應用研究中主要是解決橡木的干燥問題。主要是在木材干燥初期采用高濕、較軟的干燥基準，在干燥中期采取緩慢的升溫、降濕和進行中期處理的方法，以釋放木材的內應力，減少木材干燥缺陷。除了像其他珍貴樹種應用在室內裝修和裝飾用外，橡木中含有多種利于葡萄酒發酵和熟化的芳香成分，經過烘焙，橡木中產生的芳香物質可以提高葡萄酒的品質。由于橡木桶對木材要求高，且使用周期短、成本高，目前研究側重于將經過處理的橡木片或橡木板條放置于不銹鋼酒桶中以起到對葡萄酒品質的改善作用。我國對于橡木化學改性技術研究，起步較晚，關于橡木功能性改良技術研究鮮見報道。20世紀90年代，國內學者通過乙酐、聚乙二醇處理櫟木以改善木材尺寸穩定性。在此之后利用染料對柞木單板進行染色研究，提高柞木單板的裝飾性。國外對橡木改性研究主要集中在通過高溫蒸汽熱處理提高橡木的尺寸穩定性和探討熱處理過程中力學強度、材色、尺寸穩定性三者之間平衡的處理工藝。

2.2 橡實

國內近幾年對橡實的研究主要集中于營養成分的分析測定、橡實發酵乙醇技術和橡碗提取栲膠技術等方面。從橡實成分來看，橡實富含淀粉、蛋白質，其含量略低于大米；橡實中含有人體不能合成的賴氨酸和異亮氨酸，其氨基酸含量等同于牛奶和豆類；同時含有胡蘿卜素、維生素以及鉀、磷、鎂、鐵、硒等微量元素[5]，營養豐富。在橡實發酵乙醇技術方面，國內學者做了大量研究，一是提高橡實淀粉單寧提取率，降低單寧在發酵過程中對菌種活性的影響；二是培養耐單寧菌種，提高菌種耐單寧活性；三是優化發酵工藝，縮短發酵時間，提高乙醇發酵得率；四是橡實綜合利用技術集成，降低生產成本；五是乙醇的精制提純工藝。目前，國內的研究在工藝上可實現橡實制備生物質能源，實現緩解能源危機的設想。然而，由于橡實制備生物質能源成本居高不下，導致橡實工業化應用不高。在大多數林區，橡實無人收集利用，資源浪費嚴重。

2.3 樹皮與樹葉

我國對于櫟樹葉和樹皮化學提取技術的研究剛剛起步，學者利用麻櫟葉提取黃酮，同時對栓皮櫟葉化學成分和藥用價值進行了初步探討。目前，研究最為深入、工業化進展快速的是軟木開發技術(栓皮層)。西北農林科技大學雷亞芳課題組對栓皮櫟軟木的構造及化學成分、除雜技術、漂白和染色工藝、膨化工藝、軟木地板揮發性成分、軟木纖維復合材料、軟木及其制品的耐候性、軟木飾面材料加工工藝等進行了系統的研究。此外，我國學者還對軟木塞提高葡萄酒品質進行了探討和研究。國外對于軟木產品的生產和市場已進入規范化發展階段，相繼發布了軟木粒子、軟木地板、軟木吸音板、軟木裝飾材料等軟木材料及其制品的ISO標準。我國目前也出臺了關于軟木紙、軟木磚、軟木管、軟木地板等產品的林業行業標準和地方標準。

3 櫟類產業發展中存在的問題及發展趨勢

櫟樹不僅可以提供建筑和室內裝修裝飾用材，還可以充當糧食、保健品，發揮其獨有的“糧食作物”功能，更是未來發展生物質能源的重要原料基礎，且具有水土保持、環境綠化等作用。然而，我國櫟類產業發展滯后，尚未發揮出其應有的價值，追溯原因主要是以下幾方面：

3.1 對櫟類認識存在誤區，應重新再認識

國內櫟林主要是天然次生林和混交林，其干形差、徑級小，對于加工成高價值的家具、地板等產品來說，其材質落后于水曲柳、黃波欏等，被認為是“不成材的樹種”。目前，在林區主要是用來培育食用菌及薪材等，資源消耗大，對森林和生態環境破壞大。據研究顯示：每生產10個木耳段，需1 m3橡木，要消耗活立木蓄積1.3～1.4 m3左右[6]。但從櫟樹的利用價值來看，櫟林不僅是用材林，更是經濟林，如果將這一大樹種經營利用好，那么對我國林業經濟的發展將起到不可估量的作用。因此，應重新認識櫟類，重視櫟類的保護與利用。

3.2 櫟類資源開發利用技術落后，應加強技術研發

我國的櫟類資源利用技術研究和產品開發較國外相對滯后。當前櫟類資源綜合利用不足，產品單調，附加值低；產品資源消耗大，對森林破壞嚴重，不利于提高櫟林生產力、保護生態環境和發展林業經濟。因此，應以市場為導向，加強櫟類資源的基礎應用研究，注重創新關鍵技術研發，開發新產品，集成和示范櫟類綜合利用技術體系。以橡木為例：(1)解決橡木應用中的關鍵問題。橡木在干燥過程中易產生干燥缺陷、干燥周期長，因此首要解決木材的干燥方式和干燥基準問題。同時，橡木的尺寸穩定性低于市場上高檔家具、實木地板的常用材種。因此，如何提高其尺寸穩定性是亟待解決的問題。(2)賦予產品新功能、開發新產品，是擴大橡木應用范圍的有效途徑。可利用軟木耐磨、防水、隔音等特性，將軟木與橡木復合，生產強度大、隔音效果好的新型材料，應用于地板、樓梯板、墻體裝飾材料等方面。(3)加強小徑材和加工剩余物的綜合利用，提高木材綜合利用率，降低生產成本，例如活性炭、木醋液、單板層積材、木質復合材料等。(4)與企業和市場相對接，將技術集成示范，從而推動科技成果的轉化，促進產業發展與技術升級。

3.3 能源產品生產成本高，應建立綜合利用技術體系

橡實制備乙醇、乳酸等產品研究現僅停留在實驗室，生產成本過高導致產業化難以實現。橡實和木材纖維制備乙醇在工藝技術上具有可行性，且發展潛能巨大，工業化生產后可替代汽油，緩解能源危機，是未來的發展趨勢。因此，簡化生產工藝、降低生產成本、提高乙醇產率和加強副產品綜合開發技術，將是櫟類生物質能源技術研發的重中之重。

4 結語

櫟樹是生態效益、經濟效益與社會效益顯著的大樹種，保護和利用好櫟類資源對促進經濟發展、帶動區域就業、增加林農收入具有重要作用。但我國關于櫟類技術研發的報道不多，產業發展緩慢，因此，需要企業與科研單位加強合作，盡快形成合力，提升產品科技含量和市場競爭力。

[1] 端木炘.櫟木[J].江西林業科技,2011(5):17-20

[2] 殷鳴放,劉清田,崔文山,等.遼寧櫟林資源狀況及其保護利用構想[J].林業資源管理,2003(6): 19-22

[3] 郭利勇,周洲,郭豫光.河南省櫟樹資源的綜合開發利用[J].安徽農業科學,2008,36(5):1830-1831

[4] 胡芳名,李建安.湖南省櫟類資源開發利用研究[J].經濟林研究,1999,17(2):1-5

[5] 申艷梅,郭平平,劉淑玲,等.蒙古櫟的加工利用研究進展[J].森林工程,2014,30(5):58-60

[6] 木蘭.大興安嶺櫟林資源的利用問題[J].內蒙古林業,1989(10):21-22

1005-5215(2017)04-0072-03

2017-02-27

遼寧省博士啟動基金(201501114)

王敬賢(1985-)，女，黑龍江肇東人，博士，工程師，主要從事木制品環保技術研究，Email： wangjingxian_1985@163.com

S792.18

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.04.025