近紅外光譜技術在苧麻殼木質纖維組分及鎘含量測定上的使用

羅金鳳，肖旭，彭文仙，邢虎成，2*，劉澤航，劉艷

（1.湖南農業大學苧麻研究所，湖南長沙410128；2.湖南省種質資源創新與資源利用重點實驗室，湖南長沙410128）

苧麻（Boehmeria nivea L.）為蕁麻科（Urticaceae）苧麻屬（Boehmeria）纖維作物，已有四千多年的種植歷史，廣泛分布于我國南方地區。研究［1-3］表明，部分苧麻品種具有較高的重金屬耐受能力及富集能力，特別是對鎘（Cd）［4］。苧麻生物產量高，但經濟產量（原麻產量）較低，一般原麻產量為2250 kg/hm2的麻園，其副產物 （麻骨、麻葉、麻殼）有15 t左右，相當于原麻產量的7倍，其中刮制下來的苧麻殼占原麻產量的80%～85%［5］。據相關統計［6］，苧麻每年種植面積達到20 hm2左右，除20%左右作為造紙及纖維原料外，其余的80%麻殼、麻骨等則被丟棄或焚燒，造成嚴重浪費。有研究［5，7］發現，苧麻殼可用來栽培平菇，變廢為寶，增加苧麻的經濟效益。麻殼含有豐富的木質素、纖維素、半纖維素、果膠、脂蠟質和鞣質等，同時還含有磷、鈣、鉀、鎂等無機灰分，可利用價值高。在麻殼利用過程中，重金屬的含量必須在控制范圍之內。因此，如何高效準確地測定木質纖維素含量和鎘含量尤為重要。

傳統上木質素含量測定通常用72%濃硫酸法，纖維素含量測定用硫酸與重鉻酸鉀氧化法［8］、硝酸乙醇法、差重法［9］，半纖維素含量測定采用堿液提取法［10］、2 mol/L鹽酸水解法等［11］，鎘含量的測定采用硝酸-高氯酸法消解［12］，但是這些方法操作復雜、耗時且無法大批量進行。近紅外光譜分析技術（Near Infrared Reflectance，NIR）具有快速、準確、無污染等優點。近紅外光譜區一般劃分在780～2500 nm的波長范圍［13］，物質在近紅外區域反射出的光譜可攜帶大量的信息，且更容易被獲取到，因此近紅外光譜能夠超越其他光譜區，通過與計算機技術和化學計量學方法相結合，成為一項被廣泛應用的新技術。……