工業大麻

工業大麻

工業大麻是指四氫大麻酚含量低於0.3%的大麻,中國將工業大麻稱為漢麻(hemp),是大麻科(Cannabinaceae)大麻屬(Cannabis)一年生草本植物,分為工業大麻和毒品大麻,國內外廣泛套用的大麻為工業大麻。工業大麻的稈芯所磨製成的粉末,也就是漢麻稈芯超細粉體改性塗層技術套用在軍服,能發揮出產品的高強度、高性能的特性。

基本介紹

  • 別名:漢麻
  • :植物界
  • 大麻科(Cannabinaceae)
  • :大麻屬(Cannabis)
  • 中文學名:工業大麻
  • 領域生命科學
  • 分類:工業大麻和毒品大麻
發展,套用領域,纖維,紡織品,戰時的復興,研究進展,

發展

1774年,北美殖民地不再甘心繼續擔當英國的經濟奴隸和政洽附庸,翌年4月19日,殖民地民兵與英國軍隊在列剋星敦和康科德發生槍戰獨立戰爭爆發。1776年7月4日,大陸會議發表《獨立宣言》,美利堅合眾國宣布建立其間,殖民者為了維護他們新宣布的獨立,不僅需要訓練一支強大的車隊,而且要有能力提供支持軍隊和平民的所有資源。對於新生的國家來說,穀物和牛肉成為首要的選擇。一旦他們確保了食物供應,殖民者就要竭力為戰爭提供原材料,大麻作為戰略物資日顯重要。戰爭對大麻工業的影響集中反映在大麻纖維價格的波動上。獨立戰爭前,大麻的售價約為每百磅27~35先令1780~1782年,這一價格飈升為300先令。
獨立戰爭結束後,大麻生產開始逐步回升。其中一個主要原因是國會通過徵收關稅反對大麻從國外進口。1792年,每噸徵收20美元的關稅,1812年戰爭期間增加到每噸40美元,1828年達到每噸60美元。
這些關稅的徵收是在時任財政部長亞歷山大・漢密爾頓敦促下採取的。漢密爾頓深受重商主義和古典政治經濟學派理論的影響,主張保護關稅,鼓勵商業和製造業發展。因此,他認為,通過徵收關稅來反對外國大麻的進口可以用作刺激國內大麻生產的措施,以使美國在必需的軍用物資上獨立於他國。漢密爾頓之後,來自肯塔基州的著名代表享利·克萊( Henry Clay)成了繼續為保護關稅而不知疲倦遊說的重要人物。
這樣,隨著西進運動的推進,大麻的生產也隨之跟進。與此同時,南部植棉業的興盛更為大麻種植者提供了不可多得的商機。19世紀初,南部植棉業發展史上出現了一個轉折點,棉花的產量獲得了前所未有的大幅增長,到1810年棉花已取代菸草成為南部的主要種植物,以致最終成為南部各類農作物之“王”,並使南部獲得了“棉花王國”(cotton kingdom)的稱號。1815年,歐洲紡織市場繁榮,美國南部棉花生產進一步擴大,以滿足市場需求。反過來,棉花的生產需要購買大麻繩用以打包,巨大的市場需求進一步推動了大麻在肯塔基的種植,棉花工業的健康發展因此成為大麻市場日漸依賴的對象。研究者發現,儘管直到1775年大麻生產才擴展到肯塔基州,然而到1810年,大麻已經成為“肯塔基重要的產品”。到19世紀50年代,肯塔基大麻的生產更是盛極一時。

套用領域

獲準合法種植的工業大麻,均是低含毒量的品種,THC值均低於0.3%。這些工業大麻(THC<0.3%)被認為不具備毒品利用價值,但依舊全身是寶,其套用至少包括紡織造紙食品醫藥衛生日化皮革汽車建築裝飾包裝等領域。是經典的生產材料。
漢麻主要套用於農業種植、紡織服裝造紙軍需化工、新型建材生物能源食品保健、醫藥和飼料等方面。多年來,漢麻育種的研究工作主要集中在如何提高出麻率方面,但由於漢麻是雌雄異株的異花作物,同一群體內不同個體間表現多樣性,遺傳基礎複雜,優良性狀不穩定性等給育種工作帶來困難,但可通過對漢麻的組織培養技術來穩定其優良特性,為穩定雜種優勢、繁殖優良單株和品種(系)的提純以及建立無性繁殖系提供新的途徑。
民用方面,某知名民族戶外品牌商通過和總後軍需裝備研究所漢麻中心合作,成功轉化了漢麻稈芯超細粉體改性塗層技術套用,研發出輕薄、手感柔軟、耐久防水、穩定透濕性能的民用戶外防水透濕面料,對於打破國外技術壟斷,提升我國自有戶外用品核心競爭力有著重要意義。

纖維

工業大麻纖維在麻類中屬上等的紡織原料。工業大麻纖維有天然抑菌、清涼柔軟、禁止紫外線輻射、防靜電、耐熱等獨有的優良特性,預計麻類紡織品特別是工業大麻紡織品將有較好的市場前景。我國工業大麻纖維製品生產加工技術有了很大的突破,生產了許多風格獨特、質量上乘的高檔工業大麻纖維製品。這些產品成功地出口到國外,打入了國際市場。我國工業大麻紡織品的品質得到了國際上的認可。工業大麻的產量居世界前列。山東和山西是我國亞麻產量最大的兩個省份。

紡織品

工業大麻紡織品具有環保特性,它的廣泛使用能夠對環境保護起到一定的積極作用,其被歐美專家稱為“人類至今以來發現的最完美纖維”。隨著科學技術的日新月異以及人們生活消費水平的提高,工業大麻的生產加工技術有了突破性的發展,質量、性能及檔次方面不斷提高,品種變得愈加豐富。相較於其他紡織品,工業大麻紡織品因其舒適性和保健性使得它倍受人們喜愛,在國內外市場均顯示了良好的發展前景。
工業大麻
工業大麻

戰時的復興

第二次世界大戰初期,德意法西斯在歐洲大陸的軍事行動嚴重地破壞了正常的國際貿易,美國大麻纖維的歐洲供應源因此被切斷,與此同步,美國馬尼拉麻的主要供應國非律賓則因日本軍國主義對東南亞的侵略而淪陷,馬尼拉麻的種植遭到嚴重破壞,菲律賓馬尼拉麻出口數量急劇下降,這種趨勢到二戰後初期仍沒有完全恢復。而二戰前,美國國內種植和生產的大麻已經開始減少,加之美國國內棉花供應短缺,結果導致製造繩索和粗織品纖維的原料供應嚴重不足。和平時期,纖維的供應不足可能僅會影響到製造業的發展,造成消費品的短缺,然而戰爭時期,這些纖維事實上是戰略物資的重要原料,一且美國參戰,這些因素必然會影響到備戰。

研究進展

植物組織培養(plant tissue culture)是指在無菌和人工控制的環境條件下,利用人工培養基,對植物的胚胎、器官、組織、細胞、原生質體等進行離體培養,使其再生髮育成完整植株的過程。大麻通過組織培養得到無性繁殖的植株已有研究,筆者系統地簡述工業大麻(漢麻)組織培養的研究進展,現報導如下。
大麻的基因型研究
組織培養能否成功,基因型的選擇是非常重要的。不同物種和同一物種的不同基因型,其形態發生能力往往有巨大差異。但值得注意的是,遺傳上和親緣上越相近的培養材料,其形態發生的條件要求也越類似。Feeney M.等套用4個不同的大麻基因型UnikoB、Kompolti、Anka和Felina34進行組織培養和農桿菌介導。SlusarkiewiczJaraina A.等以5個大麻品種(Silesia、Fibrimon24、Novosadska、Juso15和Fedrina74為試驗材料進行愈傷組織誘導及植株再生,在所有類型外植體的分化率中,大麻品種Fibrimon24的分化率達到61.92%。
大麻種子消毒研究
種子消毒劑的選擇以及消毒時間的確定是組織培養有效進行的關鍵。劉以福等將大麻種子用濃度0.1%升汞水浸泡30 min,接種到瓊脂培養基上,萌發獲得無菌苗。張利國等採用濃度10%次氯酸鈉作為消毒劑,進行3次處理,消毒時間為18、21和24 min,發芽率在濃度10%次氯酸鈉消毒18 min後達到最高,且沒有造成污染。
大麻的生理年齡研究
外植體的取材時間也是影響組培成功的關鍵因素,一般情況下,幼苗的生活能力和再生能力都比較好。劉以福等以大麻雜交一代及優良品種(系)幼苗的真葉長到1~2對的中上部葉莖作為外植體。尹品訓等在小苗長至5~10 cm高時,取其莖尖進行處理。
外植體的來源研究
RichezDumanois C.等研究表明,對2種纖維用大麻植株而言,外植體的選擇非常重要。在已報導的大麻組織培養相關文獻中,主要選擇的外植體有:葉子、下胚軸及莖尖等。張利國等選用大麻新品種龍大麻一號的下胚軸進行組織培養。尹品訓等以工業大麻品種雲麻1號的帶節莖段為外植體進行了離體培養與快速繁殖研究。Loh W.H.T.等以大麻的莖和葉進行愈傷組織的誘導。
培養基研究
培養基是外植體賴以生長的物質基礎,不同組分的培養基和不同比例激素的添加都會產生不同的效果。另外,培養基的pH值對組織培養也有一定的影響,pH值為5.8時,分化誘導率均最大。筆者對國內外大麻再生體系的培養基進行了統計。
另外,麻類作物組織培養在麻類科研工作人員多年的努力下,在快速繁殖、花葯培養原生質體培養、體細胞胚發生和器官發生等研究方面取得了較好的進展,在遺傳轉化的研究上也取得了一定的成效,可以為大麻組織培養的研究提供一些依據。
小結及展望
綜上所述,大麻離體培養過程中,無菌苗和外植體的獲得是關鍵,選擇適宜的消毒劑和處理時間,既有良好的除菌效果,大大降低了初始污染率,又獲得了生長狀態更好的實生苗。由於植物細胞的全能性,植物體的任何部分均能夠誘導成苗,但大量研究資料表明,同一植物的不同器官甚至同一器官的不同部位其誘導與分化能力都大不相同。所以,適宜外植體的確定將影響組織培養的有效進行。培養基是植物組織培養的物質基礎,建立一項新的培養體系時,選擇合適的培養基是組織培養成功的前提。培養基統計結果發現:MS培養基是套用最廣泛的培養基。在其他麻類作物的研究中所用基本培養基有的有所不同,這在以後大麻組織培養中可以進行借鑑。植物生長調節劑可以調節培養物的生長發育進程、分化方向和器官發生,具有重要的作用。
轉基因技術已成為基因功能驗證的重要方法之一,主要在改善植物品質、提高植物抗性以及利用植物作為生物反應器等方面進行了大量的研究,並取得了很好的成就。大麻的轉基因技術迄今為止在國內外還未獲成功,所以熟知大麻組織培養的研究進展將為今後工業大麻的研究提供理論依據。

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