试论染整新技术的研究与展望

第一篇：试论染整新技术的研究与展望

试论染整新技术的研究与展望

随着染整新技术的不断进展，在未来染整趋势将会是生态染整、物理染整、仿生染整、无水、少水染整、高信息网络和高自动化染整和新纤维和新组织结构染整等，染整技术将会朝着生态和清洁方向发展。

在纺织品生产中染整加工是重要的一道工序，这一个整染加工环节对于提高整个纺织品的质量有着重要的作用，正是这样的原因，整染加工成为了整个流程中的关键。然而，整染加工是通过把纺织品泡在化学药物中进行处理，这样的加工方式就导致了不仅会出现浪费资源的现象，还会对于未成形的纺织品造成一定的破坏。众所周知，纺织行业中的整染是高污染的行业。所以，高污染，高耗能行业会造成大量的水资源，电力资源，油气资源的严重浪费。除此之外，化学物品中必然存在一定的有害物质，这些有害物质，很可能通过纺织品进入到人体内，对人身体造成一定的不良影响。鉴于利用化学药物整染的方式存在各种各样的弊端，又因为我国现在提倡低耗能产业，环保产业的发展。所以，在纺织品整染行业内，一些高污染，高耗能的小企业纷纷被迫停产；另外一些实力相对雄厚的企业，开始了纺织品整染行业的革新，将整个行业的发展方式进行转变，实现纺织品整染行业的全面，协调，可持续。现代精细化工技术的进步也促使纺织品在保暖、美观的同时，趋于多功能化和智能化。随着国内外对于染整加工新技术的研究与开发一些具有创新性、前瞻性和实用性的新技术很快就会被开发出来，不但提高了染整业的环保节能水平，还促使染整行业朝着生态和清洁方向发展。

一、生态染整技术

1、生态染料。随着石油化工的发展而飞速发展，合成染料几乎取代了天然染料，然而随着资源问题的出现，石油资源的消耗开始显现出合成染料的原料的不足，因此，人们开始对天然染料、新型生态环保染料产生了浓厚的兴趣。（1）天然染料。天然染料可用于纤维素纤维，蛋白质纤维以及部分合成纤维。运用传统的染色工艺对织物进行染色，上染率及织物色牢度都较差。近年来，天然染料染色在工艺和技术上有了很大提高，获得了理想的染色效果。（2）新型环保型合成染料。目前，国内外对环保型合成染料的研究开发主要集中在活性染料和分散染料，同时还有一些直接染料，还原染料、酸性、阳离子染料等。这些开发的新型染料呈现出一次性上染率高、高吸尽率、高上染率、高固色率以及优异的色牢度的特点，同时符合生态和环境的要求。（3）纳米生态染料。纳米生态染料具有特殊的纳米结构，因而具有优良的色牢度、对纤维的无选择性，同时染料本身、印染过程以及印染产品都符合生态要求。目前关于纳米生态染料的合成技术及研究都还报道很少，但可以肯定的是在未来的印染行业有很大的应用前景。

2、生物染整技术。生物酶是具有催化功能的蛋白质，有专一性、高效性、低反应条件、环保性等特性。目前生物酶在印染中的应用主要在前处理，用来去除纤维上的杂质；其次是后整理，主要是对纤维的表面进行改性。生物酶处理技术主要优点是整理效果永久；加工对环境的污染低。在染色中的应用还不是很成熟，还处在研发阶段，但是生物酶染整技术具有很好的应用前景。

3、物理染整技术。（1）等离子体技术。近年来低温等离子体技术作为一种快速、简便、生态、清洁的染整加工技术，在不同纤维的改性中等到广泛的应用，利用低温等离子体对纤维表面进行刻蚀处理，使织物表面粗糙化，减少对光的表面反射，提高织物的表观色深；利用低温等离子体的高活性，使纤维表面活化，产生自由基，从而引发单体在纤维表面接枝聚合，使纤维表面的亲水性、渗透性等发生改变，以利于染整加工。（2）泡沫技术。泡沫染整是以空气代替水作为载体，将整理剂、染料或涂料、化学药剂的工作液制成一定发泡比的泡沫，在施泡装置系统压力、织物毛细效应及泡沫润湿能力作用下，迅速破裂排液并均匀地施加到织物上。目前较成熟泡沫工艺有泡沫整理、泡沫印花、泡沫染色等。（3）高频技术。高频场发生器能产生高频范围在10-50MHz的电磁波，能用此加工纺织品。在传统的染整工艺中添加高频场处理可有效地提高处理质量、减少纤维损伤、改进综合手感、节约能耗、减少废水量、节约助剂，这种处理手段的开发是可行的。（4）电化学技术。电化学染色是一种全新的染色方法，电化学阴极还原代替传统保险粉还原染色工艺，不但可以保持还原染料的优点，而且染液可重复使用，节约80%的化学试剂和大量的水。

二、仿生染色技术

整个纺织品整染行业出现新的局面，高污染，高耗能的化学药剂染色方式已经过时了。新型的整染技术，是通过生物色素实现染色效果的生态染色技术。这种生态染色技术的作用原理是指利用生物色素的特征，也就是生物色素所独有的生态性、功能性和相容性。通过了解生物素色的远离，模仿生物中色素的结构、分布和功能，进行仿生染色。仿生染色可以从以下方面进行：首先，开发仿生的新型染料或色素；其次，参照生物色素的相容性，开发出新的染色途径；第三，开发具有特殊功能的染料和进行多功能染色。充分发挥色素的多功能性，不但产生色效应，还可产生抗紫外线、催化、抗菌等功能性，最主要的是要开发生态性好的纤维、染料和助剂，耗水耗能低的工艺。

三、少水节能染色技术

少水节能染色技术主要包括冷轧堆、湿短蒸、小浴比气雾染色等方法，它可大幅度减少传统染色工艺的耗水量，实现染色工艺的清洁生产，冷轧堆染色是将织物均匀浸轧活性染料染液后于室温下打卷堆置，使染料均匀固着，该方法工艺流程短、能耗低、设备简单、用水量少、染料固着率高，在全球资源短缺、水资源缺乏、环境污染严重的形势下，已引起世界各国的广泛关注。

四、数字喷墨印花技术

传统印花不论是平网还是圆网，都存在着生产工艺流程长、劳动强度大、环境污染严重等缺点。近年来，随着计算机、材料、信息和精密机械制造等相关技术的发展，数字喷墨印花技术越来越受到人们的重视。在喷墨技术方面，压电式按需喷墨技术已经成为主流。当前，数字喷墨印花机发展的一个特点是喷墨印花系统越来越完备。先进的数字喷墨印花已经与平网、圆网印花机一样，具备非常完整的织物印花功能。

五、总结

综上所述，随着人们环保意识的不断增强，国家对于企业生态环保发展的要求也不断提高，无水、少水、生物、物理等环保技术逐渐受到人们的欢迎，染整技术也会有更先进的技术来引领行业的发展，生态化的整染行业势必成为世界主流。

第二篇：纺织品染整加工基本原理及新技术发展趋势

纺织品染整加工基本原理及新技术发展趋势

姓名：孙旗阳学号：091312206

摘要：新型纺织纤维对纺织品对于提高我国纺织品的核心竞争力起着重要的作用，了解到纺织品练漂、染色、印花、整理等加工基本原理和一些后期处理方法，未来纺织品的发展将趋于高科技化，只用当纺织品与现代科技同步行走才能再创纺织业的辉煌。

关键词：纺织纤维基本原理新技术趋势

提到纺织品染整加工现状及新技术发展趋势。

首先我们要知道什么是纺织品。纺织纤维经过加工织造而成的产品称之为纺织品，中国是世界上最早生产纺织的国家之一。纺织纤维分天然纤维和化学纤维两种。亚麻、棉纱、麻绳等是从植物中获取的，属于天然纤维；羊毛和丝绸来自动物，也是天然纤维。化学纤维的种类很多，例如尼龙、人造纤维、玻璃纤维等等。纤维是纺织品的基本组成物质，纤维与纺织品的使用性能、审美特性和经济性之间存在着非常密切的关系。

纺织品的基本组成物质，纤维与纺织品的使用性能、审美特性和经济性之间存在着非常密切的关系。

纤维对纺织品的使用性能起着决定性的作用。纺织品的使用性能主要包括物理机械性能，如强伸性、耐磨性、耐热性的等，化学性能，如耐酸、耐碱，耐氧化剂以及耐有机溶剂等性能。虽然不同的纱线、织物结构和染整加工对纺织品的使用性能也起着决定性的作用。纤维是影响其审美特性的主要因素。纺织品的审美特性主要指外观风格，包括眼神、光泽、手感、悬垂性、蓬松性和尺寸稳定性等。另外纤维也是影响其产品经济性的重要因素。纺织品的经济性主要包括纤维的成本和加工费用，纺织纤维的优化和选择可以直接影响纺织品的制作成本。此外，纺织纤维种类的不断增加，促进了纺织品的多样化，尤其是近年来合成纤维的发展。，为纺织品的在纤维上的选择提供了更广阔的天地，使产品的在品种上千变万化，在形态上千差万别，在功能利用上各具特色。

时代在进步，社会在发展，新型纤维的出现也大大改变了纺织品的形态和其产业格局世界各国都把发展新材料作为发展经济、推动技术进步的重要方面，各种新型纺织纤维用于当今高技术领域的重要材料。目前全球新型纤维产品的市场规模超过千亿美元，已成为纺织行业的新型“战略支柱产业”之一。

新型纺织纤维产业具有技术含量高、市场规模大、产业辐射面广、拉动效应显著等特点。同时，新一代新型纤维技术也是我国“十二五”期间新兴产业发展的重要组成部分，大力发展新型纺织纤维产业，实现关键技术和产业的突破，对于提升我国纺织产业核心竞争力、推动产业转型升级意义重大

据统计，目前，新型纤维应用于针织品行业占到80%，应用于家用纺织品占20%。我国新型纤维不但市场很大，其产品的平均利润率较高，是纯棉产品的1-2倍。由于其主要生产原料是新型纤维，棉花价格的巨幅波动对企业效益的影响基本上可以忽略不计。一些著名网站认为，各相关企业应在完善纺织纤维产业链的同时，重视新型纺织纤维产业的发展，科学把握技术发展趋势和节奏，超前部署高新技术研究实现我国纺织产业由跟随式发展向引领式发展的跨越。

二、纺织品的基本加工原理和工艺（1）练漂

练漂是纺织物精练和漂白的总称，也就是退浆、精练、漂白、丝光等加工过程的统称。练漂的基本目的是去除纤维上所含的天然纤维杂志，天然纤维都含有杂质，在纺织加工过程中又加入了各浆料、油剂和沾染的污物等，这些杂质的存在，既妨碍染整加工的顺利进行，也影响织物的服用性能。练漂的目的是应用化学和物理机械作用，除去织物上的杂质，使织物洁白、柔软，具有良好的渗透性能，以满足服用要求，并为染色、印花、整理提供合格的半制品。

（2）染色

纺织材料中的染色是把纤维制品染上颜色的加工过程，使染料和纤维发生化学或物理化学结合，或在纤维上生成不溶性有色物质的工艺过程。染料应在纤维上有一定的耐水洗、晒、摩擦等性能，这种性能称为染色牢度。纺织品的染色，历史悠久。《诗经》中有蓝草、茜草染色的记载，中国在东周时期使用植物染料已较普遍。长沙马王堆汉墓出土的绚丽多彩的丝织物，也表明2000多年前中国的染色和印花技术已达到一定水平。染色分浸染法和轧染法两种。

（3）印花

织物印花是在纺织品上通过特定的机械化和化学方法，局部施以染料或涂料，从而获得有色图案的加工过程。

织物印花是一种综合性的加工技术、生产的过程通常包括：图案设计、花网制作、仿色打样、色浆配置、印花、蒸化、水洗处理等几个工序，在生产过程中各工序间良好的协调、相互配合才能生产处合格的印花产品。历史当中，隋唐时期已有大量的印花织物通过“丝绸之路”传输到西域，五、六世纪又传至日本，解放后的印花工艺技术及生产得到很大发展，先后发展了平版筛网印花、圆网印花等机械化生产。

将染料或涂料在织物上印制图案的方法有很多种，主要有三种工艺，一是直接印染，将各种颜色的花形图案直接印制在织物上的方法即为直接印花，此种印花工艺是几种印花方式最简单而又最普遍的一种。二是拨染，在已经经过染色的织物上，印上含有还原剂或氧化剂的浆料将其地色破坏而局部露出白地或有色花纹。染有地色的织物用含有可以破坏地色的化学品的色桨印花，这类化学品称为

拔染剂。拔染桨中也可以加入对化学品有抵抗力的染料。如此拔染印花可以得到两种效果，即拔白和色拔。三是防染，即在织物上先印以防止地色染料上染或显色的印花色浆，然后进行染色而制得色地花布的印花工艺过程。

（4）织物整理

织物的整理就广义而言是指织物在下织机后所经过的一切为改善其品质而经行加工的过程，包括纺织厂的织物补修和印染厂的染整加工的全过程，从狭义来说，是织物在练漂、染色或印花以后的加工过程。

织物染整的目的是通过物理化学、物理和化学的方法加工，改善织物的外观和内在质量，提高服用性能或赋予其特殊功能。按照整理的目的，织物整理大致可以分为4类，一是形态稳定的整理，二是增进织物外观整理，三是改善织物手感整理和最后的功能特殊整理。

（5）纺织品的质量、安全以及后期处理。

质量是企业的生命，许多企业因质量过硬赢得声誉，拓展了市场；也有一些企业因质量问题而流失客户，甚至在经营中被索赔。因此在任何企业中都必须十分重视产品质量的管理。印染布的外观质量检验，包括外观质量检验和送样进行内在的检验。产品按照质检的结果进行分等分级、开剪和包装。印染布的外观质量检验在捡布码布机上进行，印染布的外观疵点，有一般外观疵病，染色布外观疵病、印花布外观疵病和外观疵病。织物除了外观质量以外，内在质量也很重要，会直接影响服用性能，因此必须进行内在质量的检验。

随着我国人民生活水平的提高和纺织品对外贸易的快速增长，人们对纺织品的安全问题也越来越重视。可以说纺织品的安全问题涉及千家万户、与每个人的健康都有直接关系，国家也出示了相应的法律法规来保证纺织品的安全问题如《国家纺织产品基本安全技术规范》等。

纺织品的印染加工需要大量的用水，平均每万米织物需耗水250吨左右，同时加工进程中产生大量的化学药品、染料以及各种制剂，其中大部分随着加工残液放于污水中，所以印染工厂也是最大的污染水源之一。在印染加工中，在实在生产工作要防止或减少废水的产生，实现清洁生产。目前用于印染废水处理的主要方法有生化法、化学法以及几种工艺结合的理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。

三、纺织品新技术

随着纺织工业的发展，纺织技术不断形成新的发展趋势。近年来条形码的广泛应用，使得零售商能随时掌握已售商品的详细信息和顾客的需求动态，这对纺织工业提出了更高的要求。纺织品个性化、舒适化、功能化、时尚化的潮流，促进了纺织品小批量、多品种趋势的形成。市场的需求加上科技的高速发展，把纺织服装这个古老的传统工业越来越融合于现代工业体系，使之从过去的粗放型、劳动密集型产业逐步转变成集约型、资本和技术密集型的产业。专家认为，国际流行的纺织技术可以归纳为以下几个方面：

（1）过程应用计算机化

计算机为主体的现代信息控制技术，已经渗透到了纺织服装的各个领域。全球纺织工业普遍采用电子、电脑程序控制，从市场信息到产品的花型设计，颜色、织物结构的设计，到纺纱、织布、染整等生产领域和管理领域都能找到电子计算机的身影。利用电脑来监测和作为生产辅助手段，可以实现小批量、多品种的市场需求，增强产品竞争能力，达到经济效益的最大化。据介绍，欧洲70％的服装企业几乎采用了CAD（电子计算机辅助设计）系统，日本织造企业的CAD系统使用率却多达80％。

（2）纺织机械机电一体化

专家把纺机技术的发展趋势归纳为：高速高产、优质高效作为纺织机械发展追求的目标；努力扩大机械的工艺性能，适应市场对纺织品的变化需求；电子技术的应用范围不断扩大，水平不断提高；节能和环保得到更广泛的关注。目前机电一体化已经成为国际纺织机械发展的趋势，据介绍，国外几乎所有提花机和大圆机等都已安装了电子提花装置，采用纹版CAD系统来试制卡盘，改变了原来的机械方法。

（3）纺织技术复合化

纺织技术复合化主要体现在三个方面：第一是化学纤维的复合技术和加工技术；第二是天然纤维相互混纺交织交并，以及天然纤维和各种化学纤维的混纺交织交并产品和加工技术；第三是多层织物的复合技术、包括组织结构复合、粘合复合、涂层等。各种天然纤维和化学纤维都有自身的优缺点，通过多种纤维的复合技术可以充分发挥各种纤维的优良特性，改善织物性能。现在纺织服装面料经常见到三种以上纤维的混纺交织交并，有的甚至达到五、六种纤维的混纺交织交并，这类面料在市场上可以说是身价不菲。

（4）印染后整理技术现代化

由于广泛采用电子计算机进行产品的设计，以及采用电脑测配色和电脑分色制版等工艺方法，印染后整理的质量得以大幅度提高。目前，国际纺织业界在生态染整技术方面发展很快。染化料有短流程、无污染等，现在的印染技术已广泛采用无水加工技术、无制版印花技术、低温等离子处理等技术，通过高效的复合制和先进的印染技术工艺使得印染后整理工艺流程更短，生产效率更高，产品性能更好。

四、结论

纺织品未来的发展是趋于高科技化的。

20世纪80年代以来，高科技纺织品在整个纺织品市场中的比例不断增长。资料显示，最近5年，发达国家高科技纺织品的市场份额就增长1倍多。在欧洲纺织品市场上，高科技纺织品的市场占有率已达40％以上。目前，高科技纺织品主要有高性能的化学纤维、高技术的产业用纺织品、特种医疗和保健用纺织品等等，这些高科技纺织品的广泛应用对纺织技术提出了更高的要，当纺织品与现代科技同步行走才能再创纺织业的辉煌。

参考文献

[1] 蔡再生.纤维化学与物理[M].北京：中国纺织出版社，2004.[2] 姚穆等.纺织材料学 [M].京：纺织工业出版社，1990.[3] Akira N.Raw Material of fiber.New Hampshire:Science Publishers,Inc..2000

[4]范雪荣.纺织品染整工艺学（第二版）[M].北京.中国纺织出版社，2006.[5]戴铭辛.我国染整设备目前的发展态势[J].染整技术，1998（6）：1-5

[6]上海印染行业协会.印染手册（第二版）[M].北京：中国纺织出版社，2003.[7]李泽尧.纺织生产质量控制[M].福建：厦门大学出版社，2007

[8]Warner S B.Fiber Science.New Jersey: Prentice-Hall.Inc.,2005

第三篇：我国高炉热风炉新技术应用及展望

我国高炉热风炉新技术应用的回顾与展望

近20年以来，随着我国经济的高速发展，高炉炼铁技术进步非常之快，高炉热风炉大型化、多样化、高效化，大大缩小了我们与世界先进水平的差距，一大批炼铁及相关科技工作者开发出了一系列世界水平的具有自主知识产权的领先技术，填补国内外热风炉技术的空白，引起世人关注。主要表现在：霍戈文高风温热风炉的引进、大型外燃式热风炉或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉的组合、顶燃式热风炉（俄卡鲁金顶燃式的引进、球式顶燃式、逆旋流顶燃式的开发）、大型外燃式热风炉自身预热式在大型高炉上的成功应用、高炉热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等等。所有这些，都取得了高风温的实效。热风炉设计的系统优化，自主设计、制造不同类型的高炉热风炉，各交叉口采用的组合砖都能自主设计、制造和砌筑。高炉热风炉烘炉技术、凉炉与保温技术,耐火材料和耐火涂料的研发大大推动了热风炉的技术成熟与发展。

在高炉热风炉的理论研究方面也取得了骄人的业绩。例如，计算机技术的应用，数值模拟仿真技术开发，高效燃烧器及冷态、热态实验，冷风与烟气分配技术也有我国自己的专利，高炉热风炉燃烧、流动与传热三大理论与实验研究。实现高风温的主要技术路线有:利用低热值煤气获得高风温的工艺方法;热工设备的组合;工艺技术材料优化与创新;国内也有人提出了1400℃超高风温的设想。

2005年我国重点大中型钢铁企业高炉平均风温1084℃，虽有较大提高，但比国际先进水平低100~150℃。同时，高炉煤气放散率仍有9.51%。这不仅浪费了大量的二次能源，而且严重污染了大气环境。随着炼铁燃料消耗所占炼铁制造成本翻番地增长，高风温对于富氧喷煤强化炼铁，推动炼铁技术进步、降低成本和增加经济效益显得越来越重要。

高温空气燃烧技术的应用

利用低热值煤气获得高风温的工艺方法主要有：（1）高炉煤气富化法；（2）金属换热器法；（3）自身预热法；（4）富氧助燃法；（5）掺入热风法；（6）辅助热风炉法等等。其中最具典型意义的两种：金属换热器法和热风炉自身预热法基本上代表了当今高温空气燃烧技术在利用低热值煤气获得高风温方面的发展新趋势。高温空气燃烧技术在国内的兴起

高温空气燃烧技术（High Temperature Air Combustion-HTAC）是20世纪90年代开发成功的一项燃料燃烧领域中的新技术。HTAC包括两项基本技术手段：一是燃烧产物显热最大限度回收（或称极限回收）；二是燃料在低氧气氛下燃烧。燃料在高温下和低氧空气中燃烧，燃烧和体系内的热工条件与传统的（空气为常温或低于600℃以下，含氧不小于21%）燃烧过程有明显区别。这项技术将对世界各国以燃烧为基础的能源转换技术带来变革性的发展。

1999年10月在北京中国科技会堂召开的高温空气燃烧技术（HTAC）技术研讨会上开始了第一次与世界各地开展此项技术的交流。很快诸如北京神雾、北京北岛能源技术开发公司、北科大赛能杰、山东博大等推出一系列蓄热式热回收技术，应用于工业化生产。就高炉热风炉而言，热风炉自身预热法和热风炉附加加热换热系统都属于高温空气燃烧技术在高炉热风炉上的应用。

附加加热换热系统—金属换热器法应用良好

德国迪林根（Dilingen）罗尔5号高炉（2220m3）采用附加加热换热系统（Additional Preheating Heat-exchange System）。

在罗尔5号高炉采用的附加加热换热系统中，建有两台金属换热器、1座燃烧炉，利用循环的废气可将助燃空气预热到500℃，同时把煤气预热到250℃，用单一的低热值（3000kJ/m3）高炉煤气可把风温提高到1285℃。

这种金属换热器法是一种热工设备的组合，具有较高的灵活性，独立于热风炉而存在，可以根据高炉状态的变化灵活地调节空气和煤气的预热温度，从而提高或降低热风温度，减少或增加预热空气和煤气量。实用新型专利“带有附加燃烧炉的热风炉预热装置”（专利号ZL96225818.0）在鞍钢11号高炉（2580m3），邯钢1#、3#、6#，山西临汾、太钢3#、4#，山东淄博、青钢3#、4#、临沂，宝钢梅山2#（1280m3），辽宁北台等厂的高炉都先后应用此工艺技术，效果显著。

高炉热风炉自身预热法发展成熟

高炉热风炉自身预热法（self-preheatingprocess）是我国首创。到目前为止，还没有检索到国外的有关文献。该工艺方法于1966年7月在我国山东济南铁厂3号高炉（100m3）由吕鲁平首先采用，并获得国家发明专利。发明至今，已走过整整40年不平凡的历程。大体上可划分为三个阶段：（1）发明、原始创新阶段；（2）理论探索、改进阶段；（3）工艺改进、大高炉应用阶段。这期间不少炼铁、热工科技人员进行了大量研究。

鞍钢先后在3座2580m3高炉上，10号（1994年）、7号（2002年）和将来的新4号（2006年）都应用这种具有自主知识产权的热风炉自身预热工艺技术。随着这一技术的发展与应用，相应的理论探索也取得了重要进展。通过计算机数值模拟，验证了这一技术独特的优越性和耐火材料的合理性。

辅助热风炉法发展方兴未艾

用两座辅助小型热风炉，燃烧过剩的高炉煤气，交替预热大热风炉的助燃空气，经调温后供大热风炉燃烧用。大幅度提高助燃空气物理热，实现1200℃以上高风温。此工艺技术可节省大量的高热值煤气，多利用高炉煤气，经济效益显著。鞍钢新建的两座3200m3高炉采用这种辅助热风炉法。德国和日本某些高炉也曾用蓄热式热风炉来预热助燃空气。

这几种工艺技术在理论上具有如下特点：

（1）破除了低温余热回收传统观念，大幅度地提高燃烧介质预热温度。虽然在系统中增加了一定的能量和投资，但综合分析总能耗和效益的关系，产出远远大于投入。

（2）以利用劣质燃料为基本点，经工艺转化后以低价值的高炉煤气获取高价值的高温热量。节省昂贵的高热值煤气供给更急需的部门，达到能源合理配置，创造更大的经济效益和社会效益，是真正的“资源节约型”工艺技术。

（3）燃烧介质预热后带入的物理热比同样数量的化学热更有用。这是因为燃烧介质预热后烟气温度下降，热效率提高，或者烟气带走的热量与不预热时相同，回收的热量更有价值。

热风炉的大型化、多样化、高效化

顶燃式热风炉的跨越式发展

近10年来，顶燃式热风炉在我国的广泛应用突飞猛进，一方面，在总结过去经验的基础上，自主研制开发出了多种多样的结构形式，大胆应用；另一方面，引进国外先进技术，都取得了可喜的结果。顶燃式热风炉具有诸多优点被人认同。

80年代初，我国首钢新2#高炉（1327m3）4座顶燃式热风炉的工业应用，在国内引起不小的震动。邯钢、石家庄高炉十几座顶燃式热风炉，湖南冷水江3号高炉有1座新型顶燃式热风炉。个别小厂也有采用顶燃式热风炉。后来的球式热风炉把顶燃式推进了一大步，国内一些钢铁厂看准了它的潜质，纷纷采用并自主研究开发。目前球式热风炉已成功地应用在1327m3级的高炉上。现在，多种多样的顶燃式热风炉在我国得到了广泛采用。

1）卡鲁金顶燃式热风炉迅猛发展这种结构的热风炉已在俄罗斯和乌克兰冶金工厂的1386～3200m3的高炉上建造使用。俄罗斯卡鲁金（Kalugin）顶燃式热风炉在我国迅速得以应用。例如，莱钢750m3、1880m3，济钢3座1750m3，淮钢两座450m3，青钢两座500m3，迁安连城两座480m3，国丰两座1800m3，首秦1160m3、2200m3，天钢3200m3，湘钢2200m3，安钢2800m3，唐钢3200m3和重钢高炉热风炉都采用此结构形式的热风炉。鞍钢2580m3和首钢曹妃甸5500m3高炉热风炉拟采用俄罗斯卡鲁金顶燃式热风炉。

2）球式热风炉的普遍应用球式热风炉也可划为顶燃式热风炉的一种，球式热风炉的体积小，结构简单，材料用量大大少于内燃式热风炉，从而大大节省了投资。在河北新丰、广西柳钢、江苏兴澄和四川威远等许许多多中小高炉得到很好的应用。目前球炉已成功地应用在1327m3级的高炉上。

3）其他顶燃式热风炉的崛起在国内，武汉宏图、承德鸿博、中冶全泰、新兴铸管等也开发出了具有自主知识产权的旋流、旋切流顶燃式热风炉，得到了很好的应用。

达涅利霍戈文高风温长寿热风炉的应用

达涅利霍戈文（Hoogovens）热风炉集多项科学技术研究成果与一身，自1969年问世以来，迄今为止已在十几个国家的几十座高炉推广应用。该热风炉具有结构合理、投资省、占地少、热效率高、风温高、寿命长等优点。

国内20世纪70年代开始研究开发，称之为高温改造内燃式。限于当时的技术水平和耐火材料的成本，没有很好地解决燃烧器、隔墙和送风系统等问题而“搁浅”。当时进行的1300℃高风温试验也是短期的，付出的代价是昂贵的。刮了一阵“高温改造内燃式”风之后，不得不重新考虑引进真正的“霍戈文高温长寿热风炉”。

武钢4号2200m3（2001年）、5号3200m3（1991年）、6号3200m3、7号3200m3，鞍钢11号2580m3（2001年）、鞍钢新1号3200m3（2001年）、唐钢2560m3（1998年）、2000m3、首钢1726m3、太钢1200m3、攀钢1260m3（1996年）和上钢一厂2500m3（1999年）、邯钢新建两座3200m3（2006年）等高炉均采用此种结构形式热风炉。平均风温达到1150～1200℃。

大型外燃式热风炉稳定运行

外燃式热风炉是内燃式热风炉的进化与发展。本钢5号高炉热风炉为地得式。鞍钢6号高炉热风炉（AW-Ⅰ），实际为通常所说的马琴——派根司特（MartinandPagenstecher）外燃式，鞍钢7号（AW-Ⅱ）、10号高炉、宝钢所有热风炉都是新日铁式（NSC：NipponSteelCorporation）外燃式。

值得一提的是，鞍钢6号高炉（1050m3）热风炉（AW-Ⅰ）1976年投产，是我国第一座外燃式热风炉，虽然经过几次凉炉、再生产和更换燃烧器、格子砖，但确切地讲，双拱顶及连接管，大墙与炉壳，至今已工作整整30年，可谓是我国的长寿热风炉。后来不久，鞍钢自主研究开发的7号高炉（2580m3）热风炉（AW-Ⅱ）参照新日铁外燃式也的确早于宝钢，也一直沿用至今。20世纪80年代初，宝钢引进了真正的新日铁外燃式。虽然应用了大量的高热值煤气等不利因素，但确实长时间地实现了1200℃以上的高风温和长寿，已引起国人的关注。鞍钢10号高炉（2580m3）、太钢4350m3、马钢两座3600m3等大型高炉热风炉都仍然采用新日铁式外燃热风炉。鞍钢鲅鱼圈新建4038m3高炉拟采用PW公司大型地得外燃式热风炉。

热风炉的烘炉、保温与凉炉技术

高炉和热风炉的烘炉技术

鞍钢6号高炉硅砖热风炉是我国第一座硅砖热风炉，当时采取的烘炉方式是成功的。后来国内陆续采用的硅砖热风炉的烘炉都取得了成功，探索出非常宝贵的操作和维护经验。由天津长冶热能设备有限公司研制开发成功的内燃式烘炉器是近10年来广泛采用的一种烘炉专用设备。用于高炉、热风炉、加热炉和其它工业炉窑的烘烤。该烘炉器使用油或燃气，烘炉时火焰不直接接触耐火砌体。经配风，调节温度后喷入炉窑，确保烘炉曲线的完整性。结合用户的需要，采用烘炉器烘炉已经取得了较好的经济效益和社会效益。通过与启动高炉鼓风机烘炉比较，该方法是既节约大量电费又获得高质量的好方法，近10年来，采用该方法为国内外各大钢铁公司烘烤（128～2500m3）高炉及热风炉已达百余座。

目前，各种不同类型的炉子，各种不同种类的耐火材料，各种不同类型的燃烧介质都能够很好地解决烘炉问题。硅砖热风炉的长周期保温技术

热风炉的保温，重点是硅砖热风炉的保温，是在高炉停炉或热风炉需要检修时。如何保持硅砖砌体温度不低于600℃，而废气温度又不高于400℃。根据停炉时间的长短与检修的部位和设备，可采用不同的保温方法。鞍钢首先采用的这种燃烧加保持炉顶温度、送风冷却、控制废气温度的作法称之为“燃烧加热、送风冷却”保温法。这种保温方法是硅砖热风炉保温的一项有效措施。不管高炉停炉时间多长，这种方法都是适用的。

鞍钢10号高炉（1994年）新旧高炉转换，停炉期间，对硅砖热风炉采用“燃烧加热/送风冷却”方法,保温138天，效果非常好。宝钢1号高炉热风炉也成功地进行了硅砖热风炉的长周期保温。

硅砖热风炉凉炉再生产技术

硅砖热风炉的凉炉：硅砖具有良好的高温性能和低温（600℃以下）的不稳定性。过去，硅砖热风炉一旦投入生产，就不能再降温到600℃以下，否则会因突然收缩，造成硅砖砌体的溃破和倒塌。经国内外大量的试验研究，硅砖热风炉的凉炉，大体上有两种方法：自然缓慢凉炉和快速凉炉。

砖热风炉用自然缓冷凉炉是成功的，但由于工期的关系，自然缓冷来不及，还要做快速凉炉的尝试。鞍钢1985年在6号高炉硅砖热风炉上进行了快速凉炉的试验，用14天将炉子成功地凉下来。并成功地反复再生产。快速凉炉是非常成功的，打破了“硅砖热风炉一命货”的论点，说明硅砖热风炉快速凉炉是可行的，预示了“硅砖热风炉跨代使用”的可能性和必然性。

关行业的进步起到了助推作用

冶金设备制造技术的进步

冶金设备制造技术的进步为热风炉技术的发展起到了关键性的助推作用。高温热风阀的引进、研发和推广应用解决了高风温热风炉阀门的寿命问题。各种不同类型的波纹膨胀器的应用，解决了热风管道膨胀问题。抗晶间应力腐蚀钢板的研制成功为高风温创造了有利条件。

耐火材料的大幅度进步

具有自主知识产权的各种不同类型、不同材质的耐火材料给热风炉按不同温度区间选择不同材质的耐火材料提供了广泛的选择空间和可靠保证。

各种不同类型结构形式的热风炉高温区采用的硅砖和低蠕变高铝砖，重要部位所需的堇青石、莫来石砖，各交叉口采用的组合砖都能自主设计、制造和砌筑，并达到一个相当高的水平。

耐火砌体涂覆高辐射材料

最近，济南慧敏科技开发的新型高辐射材料——微纳米高温远红外节能涂料在各种工业炉窑上广泛应。该高辐射新材料工作温度：300～1810℃；适合燃气、煤、油、电等各种燃料种类，可缩短升温时间；降低排烟温度；提高炉温及炉温均匀度，燃料燃烧充分；提高热效率，提高工效5%～15%；保护炉衬，延长炉窑使用寿命；节能5%～20%。可用于锅炉、工业电炉、均热炉、陶瓷窑炉、石油化工行业的加热炉、裂解炉、冶金热风炉、球团竖炉、轧钢加热炉等各种工业炉窑的节能。

这种远红外涂料具有节能作用自20世纪50年代就被专家确定；70年代国外有产品面世；80年代国内有产品面世；半个世纪没有得到全面推广，其原因是施工工艺没有得到良好解决。该材料发射率0.91～0.93；耐火度大于1800℃；附着力2级以上；抗热振性1200℃；室温10次以上无脱落；粒度25～780nm。该项新材料自发明问世以来，迅速在各种炉窑上应用，如济钢、莱钢、邯钢、青钢、长治、鞍钢。经检验部门检测及用户使用，该产品粘接力强，高温使用不易开裂、脱落，使用寿命长，主要技术指标达到了国际先进水平。

基础理论与应用研究起到了支撑作用

2005年9月“高风温长寿热风炉研讨会”在秦皇岛召开，知名教授、博士以及从事热风炉研究和操作的专家学者聚集一堂，一致认为，提高我国风温水平是使我国由炼铁大国向强国转变的重要标志之一。并提出热风炉的设计和操作应首先把1250℃的风温作为近期目标，把1400℃的风温作为我们进入强国的研究目标。目前，一大批科研人员长期不懈的努力，解决了众多不同层面的技术关键和研究开发出了具有国际先进水平和实用价值的新工艺、新技术、新材料，都取得了显著的经济效益。

热风炉传热过程数学模型的发展

在我国，对热风炉蓄热室传热模型的研究与应用方兴未艾。一些文献从不同侧面对热风炉操作与控制进行了积极探索，其中，有些模型已应用于实践。张宗诚、苏辉煌应用热风炉不稳定态传热的数学模型较准确地计算出了热风炉内格子砖和气体沿着高度方向随时间变化的温度分布。从而为预测热风温度、废气温度、送风时间和热效率，以及分析各种不同操作制度下的热工特征和选择最佳的设计与操作制度提供了可靠的手段。张建来根据热平衡方程及若干经验公式建立了热风炉热量控制燃烧数学模型，其要点是以热量控制热风炉的燃烧，根据下一周期的加热风量、风温来确定所需要的煤气化学热，以达到最佳燃烧。数学模型的建立为计算机有效控制燃烧提供了基础模型。根据不同的送风模型进行送风调节，获得了满意的结果。此外，热风炉换炉的自动控制系统、自寻最优化控制都是建立在不同的数学模型基础上的。宝钢高炉热风炉数学模型应用20年的实践证明，用数学模型控制热风炉燃烧及有关操作制度，选择合理的热工参数，及时调整控制变量，可以达到节约能源、提高风温的效果。由此可见，可靠的数学模型对于热风炉的自动化操作和节能增效是十分有益的。燃烧器冷态、热态模型实验研究

热风炉由于空气预热温度较高，使陶瓷燃烧器工作条件恶化，且易产生脉动燃烧。为解决这个问题鞍山钢铁学院的教授们与现场结合专门进行了陶瓷燃烧器的冷态、热态试验。在热态模型上测量了不同燃烧能力、不同空气预热温度时燃烧室内温度分布、废气成分、火焰长度及燃烧稳定性等。为开发能适应热风炉不同工况下陶瓷燃烧器提供了依据并找到了解决燃烧振动的方法。并利用这一热态模型为上钢一厂、昆钢等做了专项试验研究，取得成功。

烟气和冷风均配技术

气流在热风炉内的行为，早已引起人们的注意。20世纪70年代初，前苏联与前联邦德国分别对此做了模拟试验研究。近年来，我国也做了大量工作，并已着手采取措施改善气流在蓄热室内的分布。20世纪80年代，武汉冶金建筑研究所研制成功“热风炉冷风均匀配气装置”。它是由气流整流器和数个阻流导向板组成。气流整流器安装在冷风入口的内侧，其作用是整流和均匀分流，阻流导向板安装在蓖子下空间，通过阻挡和导向破坏涡流，均匀分布气流。这一技术已成功地应用于攀钢3号高炉和鞍钢9号高炉，收到了良好效果。

北京科技大学、包头钢铁学院的许多研究人员采用计算机模拟的方法也成功地解析了热风炉气流分布不均的实际状况，并提出了解决问题的方法，得以应用。生态热风炉与绿色热风炉的建设

在利用冶金工厂产生的二次能源，大力推动循环经济的同时，努力建设“资源节约型、环境友好型”社会。在控制温室气体排放方面，热风炉还有大量工作要做[7。生态热风炉与绿色热风炉的主要特征为：（1）使用低热值煤气作为主要燃料，经工艺转化后以低价值的高炉煤气获取高价值的高温热量。减少煤气的放散量，节省昂贵的高热值煤气供给更急需的部门，达到能源合理配置，创造更大的经济效益和社会效益，真正做到“资源节约型”工序；（2）实现系统优化、合理燃烧；（3）烟气余热尽最大努力回收利用，如首先采用金属换热器预热煤气和助燃空气；其次，还是这部分烟气供煤粉车间作为干燥、惰化气；再次，供解冻库作为热气源用等；（4）开发减排温室气体总量的有效措施和相关技术。

结语

随着高炉炼铁技术的快速发展，高炉热风炉的选择范围越来越大。大型化、多样化、高效化，大大缩小了我们与世界先进水平的差距。一大批炼铁及相关专业科技工作者开发出了一系列世界水平的具有自主知识产权的领先技术，填补了国内外热风炉技术的空白，引起世人关注。1200℃高风温热风炉技术的进步与发展，是20多年来广大高炉热风炉工作者不懈努力的结果。霍戈文高风温热风炉的引进、大型外燃式热风炉（地得式、新日铁式）或大型外燃式热风炉加辅助小热风炉的组合、顶燃式热风炉（俄卡鲁金顶燃式的引进、球式顶燃式、旋流、旋切顶燃式的开发）、大型外燃式热风炉自身预热式在大型高炉上的成功应用、高炉热风炉烟气余热预热助燃空气和煤气技术及其附加加热换热技术组合等都取得了高风温的实效。

第四篇：职业技术教育研究的回顾与展望

职业技术教育研究的回顾与展望

党的十一届三中全会是建国以来我党历史上具有深远意义的伟大转折，全会重新确立了解放思想、实事求是的思想路线，作出了把全党工作重点转移到社会主义现代化建设上来的战略决策。

职业技术教育在“文化大革命”期间受到了很大的破坏，十一届三中全会使我们解放了思想，认识到“文化大革命”造成的中等教育结构单一化、使中等专业与国民经济发展需要严重脱节的状况。中国的重要特点是人口多、底子薄，大力发展教育，尤其是职业技术教育才能使人口的负担转变为人才资源的优势。正如小平同志所指出的：“一个十亿人口的大国，教育搞上去了，人才资源的优势是任何国家比不了的。”而社会主义现代化建设需要大批各类不同层次的人才，尤其是初中级应用型的建设人才和技术工人，因此，调整教育结构，大力发展职业技术教育摆到了突出的地位。

当今国际的竞争，关键是科学技术的竞争，实质上是知识和人才的竞争。小平同志深刻指出：“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”，“我们国家，国力的强弱，经济发展后劲的大小，越来越取决于劳动者的素质，取决于知识分子的数量和质量。”职业教育肩负着提高千百万劳动者的素质，培养大批熟练工人、技术人员和管理人员的任务。

党的十一届三中全会以来的20年，职业教育研究就是在小平理论的指导下，遵循三个面向，推动职业教育在为社会主义建设主战场培养各类人才的同时，不断探索适合中国国情的职教发展道路。

一、十一届三中全会后，职教研究迎来了生机蓬勃的春天

1、改革中等教育结构，职业教育蓬勃发展

早在1978年4月，邓小平同志就明确提出：“教育事业必须和国民经济发展的要求相适应”，要“扩大农业中学，各种中等专业学校、技工学校的比例”。会议认为要研究中等教育结构的调整问题。这是此后二十年中国职业教育迅速发展、改革和中等教育结构发生重大变化的先声。1980年10月7日，国务院批转了教育部、国家劳动总局关于中等教育结构改革的报告。报告提出改革中等教育结构主要是改革高中阶段的教育，改变高中阶段教育单一化的局面。二十年来，职业技术教育蓬勃发展，中等教育结构不合理的状况逐渐有所改变。

中等职业教育的迅速发展客观上要求加强宏观的调控和指导，即加强对职业技术教育重大理论问题和重大实际问题的研究和解决。职业技术教育的研究成果又为职业技术教育发展的宏观决策和政策措施的制订提供了依据，促进职业技术教育为适应社会主义现代化建设需要而不断发展。中等职业技术教育已成为我国教育事业尤其是中等教育事业的重要组成部分。与此同时，高等职业教育与初等职业教育也有相应的发展，初步形成了以中等职业技术教育为主体，初、中、高不同层次，又与多种形式的职业培训相结合的职业技术教育体系。

1980－1997年，普通高中学校数从31300所减少到13880所，学生数减少了119.72万人。而同期中等职业技术学校（含中等师范）的学校数则从9688所增加到17116所，学生数从226.3万人猛增到1089.51万人，增长4.8倍（增长情况见附图1），共计培养各类毕业生3085万人。这十七年，普通高中学生数所占比例从81％下降到44％，而中等职业学校学生数则从19％上升到56％。

2、建立机构、制订规划，职教研究逐步展开

“文革”期间，教育研究工作已完全陷于停顿。为恢复教育研究工作，教育部于1978年7月4日向国务院呈报了《关于重建中央教育科学研究所的请示报告》。中央教育科学研究所经国务院批准重建后，所内设立了“教育制度研究室”，进行中等教育结构改革及职业技术教育的研究。该室于1986年改为职业技术教育研究室及成人教育研究室。以后，部分省市及高校也先后建立起一些职教研究机构，至1986年，中央及省、（自治区）、直辖市已建有职教科研机构12个，高校建立的职教科研机构也有12个，各部委和省、（自治区）、直辖市还先后成立了职教学会、职教研究会等学术团体75个。

随着职教事业的发展，为进一步加强职教事业的宏观调控，1991年建立了国家级的“职业技术教育中心研究所”，1993年，原中央教科所职教研究室并入职教中心研究所。现在，随着职教事业的迅速发展，职业技术教育的科研队伍也不断壮大，已初步形成了由职教行政部门、职教科研机构、职业教育院校和职业教育学术团体组成的、专兼职研究人员相结合的职教科研队伍。国家级的职教科研机构有教育部职业技术教育中心研究所和劳动部职业技能鉴定中心，有些业务部委和行业也建有职教研究所（室）。独立设置的省级职教科研机构有上海市职业技术教育研究所、辽宁省职业技术教育研究所和湖南职业教育研究中心等。各省级教育科学研究所（院）一般均设有职业技术

第五篇：转基因苹果研究现状与展望

转基因苹果研究现状与展望

摘要： 从转基因苹果受体基因型、选择标记基因、报告基因及外源基因等方面综述了转基因苹果研究现状，着重论述了外源基因在转基因苹果中的应用。同时综合文献提出了苹果转基因研究存在的问题和今后的研究方向。

关键词： 苹果； 转基因； 基因型； 外源基因；

Prospect and Research Status of Transgenic Apples

Abstract: This paper reviewed the present situation of transgenic apples from the genotype of transgenic apples receptors，selective marker gene，reporter gene and exogenous gene and so on，moreover,the application of exogenous gene in transgenic apples were mainly discussed．Meanwhile，problems in the study of transgenic apples and the research direction in the future were put forward by summarizing literature．

Key words: Apple;Transgenic;Genotype;Exogenous gene

苹果是世界四大水果之一，是我国第一大水果，在国民经济中占有重要地位。随着社会的发展，培育优良苹果品种已经成为广大消费者的迫切要求。目前，培育出的苹果品种 虽然已有800 多个，但是培育具有综合农艺性状的品种仍然是一大难题。其主要原因是: ①苹果是高度杂合的树种，遗传背景比较复杂，有性杂交后代广泛分离，选育结果难以控 制;②苹果童期(5 ～ 7 年)比较长，育种周期长;③苹果育种工作已有上百年的历史，长期的人为定向选育使苹果品种的遗传性趋于一致，基因型范围越来越窄。以上原因对苹果育种造成诸多不利影响，使培育具有优良综合农艺性状的苹果品种极为困难。20 世纪80 年代发展起来的转基因技术为苹果品种的遗传改良提供了新的技术方法 首先，转基因技术只对个别性状进行改良即可获得理性个体;其次，转基因植株不存在童期问题，可以缩短育种周期;最后，转基因技术可以打破物种界限，极大地丰富基因来源 转基因技术给苹果育种工作展现了良好的前景，笔者就苹果转基因方面的研究进展作一综述。苹果转基因受体基因型

1989 年 James 等首次获得转基因绿袖苹果，此后，苹果转基因研究迅猛发展 迄今为止，用于苹果转基因研究的受体基因型越来越多，除绿袖外，还包括 M26、元帅、皇家嘎拉、嘎拉、Braeburn、Elstar、乔纳金、富士、辽伏、Marshall、McIntoshM．

9、M29、粉红佳人(Pinkla-dy)、Jork9 Queen Cox、王林(Orin)、金矮生(Jon-agored)17 个品种。选择标记基因

转化的植物中存在着转化细胞和未被转化的细胞，它们之间存在着生长竞争，需要插入选择标记基因来选择转化了的细胞以获得转化植株 植物基因工程中常用的选择标记基因主要有两大类: 一类是编码抗生素抗性的基因，如新霉素磷酸转移酶基因Ⅱ(npt II)潮霉素磷酸转移酶基因(hpt)和二氢叶酸还原酶基因(dhfr)等;另一类是编码除草剂抗性的基因，如草丁膦乙酰转移酶基因(bar)在苹果转基因中应用最多的选择标记基因是 nptⅡ，其作用原理是 nptⅡ基因编码新霉素磷酸转移酶，通过酶促磷酸化使氨基糖苷类抗生素失活，从而解除毒性，使转基因植物对卡那霉素 巴龙霉素等氨基糖苷类抗生素产生抗性。报告基因

报告基因是指其编码产物能够被快速地测定，在转化的早期阶段可以快速检测外源基因是否成功导入受体细胞 组织或器官，并检测其表达活性的一类特殊用途的基因 在苹果转基因研究中，常用的报告基因有新霉素磷酸转移酶基因Ⅱ(nptII)β-葡萄糖醛酸乙酰转移酶基因(gus)胭脂碱合成酶基因(nos)和绿色荧光蛋白基因(gfp)［19 ］等。苹果品种改良基因

1989 年 James 等首次获得转基因绿袖苹果后，苹果转基因研究迅猛发展，外源基因涉及到改良植物性状的目的基因范围也越来越广 目前苹果改良基因研究有以下几个方向:抗病虫害基因 开花相关基因 矮化植株基因 促进生根基因 抗除草剂基因 耐贮藏基因及调控基因等。

4,1 抗病基因

在苹果的遗传转化中，抗病基因研究主要集中在抗火疫病(Erwinia amylovora)方面 与此相关的有Cecropin B、Attacin A、SB-

37、Shiva-

1、Attacin E、hrpN、NPR1、MB39 gene、mbr4、等基因 CecropinBAttacin A 和 Attacin E 是从天蚕体内分离出来的细胞溶解酶蛋白;SB-37 Shiva-1 是人工合成的细胞溶解酶类似物 此外还有抗真菌基因β-1，3-葡聚糖酶双价基因、内切几丁质酶基因、stilbene synthase gene、PGIP 以及抗苹果黑星病基因 pinB。

4,2 抗虫基因

到目前为止，导入苹果的外源抗虫基因有抗鳞翅类和鞘翅类昆虫的 CpTI 基因、苏云金杆菌毒蛋白基因(Bt)、生物素绑定蛋白基因、CpTI 对于许多害虫都具有抗性，广谱性是其应用于植物基因工程最主要的优点;Bt 是从苏云金杆菌分离出的杀虫结晶蛋白(ICP)基因，ICP 以原毒素形式存在，昆虫取食后，在消化道被活化，与肠道上特异性结合蛋白结合，使 ICP 全部或部分嵌合于细胞膜上，产生孔道，昆虫幼虫停止进食，最终死亡;生物素绑定蛋白基因通过表达抗生物素蛋白或卵白素蛋白提高苹果的抗虫性。4,3 开花相关基因

果树童期长的特点在很大程度上延长了果树的育种周期 开花相关基因的研究，为缩短果树的童期，从而缩短育种周期提供了分子理论基础 目前已经从多种植物上克隆到

MdTFL、BpMADS4等基因，并应用到苹果的遗传转化中 MdTFL 基因是从苹果(Malus × domesti-ca Borkh．)中克隆得到，该基因与拟南芥中的 TERMINALFLOWER1(TFL1)基因为同源基因，可以抑制花的分生组织形成 Kotoda 等向苹果中转入反义 MdTFL 基因可以抑制MdTFL 的表达，从而使苹果可以在嫁接8 ～ 15 个月后就可以开花 BpMADS4 是从欧洲白桦(Betula pendula)中克隆出的MADS-box 家族基因，其主要在欧洲白桦的花序 茎尖和根尖中表达，作用主要是促进早起花的形成 Flachowsky 等将BpMADS4 基因转入苹果 Pinova 中，3 ～ 4 个月就可以开花

4,4 矮化基因

矮化栽培因具有结果早、品质好、管理方便、品种更新快等优点，已成为果树业发展的趋势。由于果树有很长的生命周期，使得传统的育种方法选育矮化品种非常缓慢，利用基因工程技术可以大大提高矮化品种培育的速率。目前已经从病原体农杆菌中鉴定和克隆出一些与矮化有关的基因，在苹果中得到应用的主要有 rolA、rolC、phyB、gai基因等 Holefors 等及Zhu 等将rolA 基因转入砧木M26，获得的转化植株与对照相比，树体矮小，节间缩短，树叶面积减小。Holefors 等获得的转化植株叶、根干重均降低，Zhu 等获得的转化植株的根明显缩短。Igarashi 等将从拟南芥中克隆出的 rolC 基因转入 Marubakaidou 砧木，获得的转基因植株有1 ～ 3 个拷贝的 rolC 基因整合到基因组 DNA 中，转基因植株的节间缩短、叶片面积减小、顶端优势减弱。2000 年 Hole-fors 等将拟南芥 phyB(光

敏色素 B)基因导入 M26 获得13个株系的转基因植株，该基因在转基因植物体内过量表达。其中9 个株系主干明显缩短，13 个株系的茎、根和植物体干重均降低。此外，Zhu 等将从拟南芥中克隆出的 gai 基因导入苹果砧木 A2 以及栽培品种 Gravenstein 和

McIntosh 中，得到的转化植株大部分表现出矮化特征，同时还表现出节间距减小、节数变少等表型特征。转基因植株的矮化使得节数变少，但是否可以缩短童期尚未见报道

4.5 促进生根基因

受基因型的影响，有些苹果砧木采用扦插和压条繁殖时，生根极其困难 利用转基因技术在一定程度上可以解决这一问题 Welander 等将 rolB 基因导入砧木 M26 中，发现与对照相比，转基因植株根系对生长素的敏感性增强，生根能力也相应提高 Igarashi 等将从拟南芥中克隆出的 rolC 基因转入 Marubakaidou 砧木，获得的转基因植株除了表现植株矮化性状外，其生根能力也有了相应提高

4.6 抗除草剂基因

随着生物技术的发展，现在已经有能力通过遗传工程的方法来培育耐除草剂的作物品种 根据抗性机理不同，目前耐除草剂的基因工程主要有 2 种策略: ①修饰除草剂作用的靶蛋白，使其对除草剂不敏感，或促使其过量表达以使植物吸收除草剂后仍能进行正常代谢;②引入酶或酶系统，在除草剂发生作用前将其降解或解毒 ALS 的靶位点突变体在自然界中普遍存在，人们已在细菌 酵母 植物细胞培养物及种植于田间的作物中发现了这种突变酶将来自拟南芥的 als 基因，通过农杆菌介导转化皇家嘎拉苹果获得转基因植株在后续研究中，获得的种子用60 mg /L 绿贫隆(Glean)喷洒检测其抗性，发现 als 基因按1∶1 分离比例稳定遗传。

从链霉菌中分离出的编码乙酰 CoA 转移酶的基因被称为 bar 基因 乙酰 CoA 转移酶具有使除草剂草丁膦代谢失活的作用 其作用机制在于在乙酰 CoA 存在的情况下，乙酰 CoA 转移酶催化乙酰 CoA 与草丁膦的游离氨基结合，从而使草丁膦失去除草剂的活性Dolgov 等把 bar 基因导入苹果砧木 No． 545 并获得抗除草剂转基因植株

4.7 耐贮藏基因

苹果在贮藏过程中，由于果实熟化过程难以控制，常常导致过熟 腐烂，造成极大的经济损失 常规育种方法选育耐贮藏苹果品种周期太长 效果不理想，不能满足生产的需求近年来，随着基因工程技术的发展，利用基因工程技术改良苹果贮藏性已经有了一定的成效

果实耐贮藏基因的研究主要集中在乙烯的合成途径相关基因的研究上，乙烯在对苹果果实的成熟转变扮演着重要角色 Pesis 等向苹果绿袖中转入反义 ACCS 和 ACCO 基因，然后将转基因苹果果实0 ℃冷藏3 个月，之后转入20 ℃环境中存放 结果表明，与未转化的苹果果实相比，转基因苹果的乙烯含量明显降低，转基因苹果对苹果贮藏过程中容易出现的虎皮病和苦陷病抑制效果不明显

4.8 调控基因

近20 年来利用转基因技术进行苹果的遗传改良取得了很大进展，外源基因涉及到改良植物性状的目的基因范围也越来越广 很多转基因植株的性状在一定程度上得到了改良，但外源基因的表达强度不够，其效果尚不尽人意 2000 年 Gittins 等提出遗传改良作物转化基因的表达受限于组织特异性的编码活性 他们将非同源的SSU RBCS3CP SRS1P 和CaMV35S 启动子，以及GUSA 标记基因连接转入到苹果绿袖中，研究了不同启动子启动的GUSA 在绿袖中不同组织的表达状况 研究表明，SSU 启动子首先在苹果的绿色营养组织中起作用;在根部 RBCS3C启动子活性要远远高于 SRS1 启动子;SRS1 启动子的活性在很大程度上依赖于光照 2001 年 Gittins 等又对 Bras-sica napus extA 启动子的调控作用作了研究，结果表明该启动子在苹果茎段中的调控作用非常明显 以上结果表明，不同基

因在不同组织中有特异的启动方式，因此，改进调控基因表达的特异启动子有助于提高目的基因的表达强度和减少表达蛋白的损耗。存在问题及前景展望

5.1 安全的转基因系统

目前由于转基因技术的一些限制性因素，在转基因过程中一般要与目的基因一起转入 1个筛选标记基因 常用的筛选标记基因为抗生素抗性基因和抗除草剂基因，大多数的筛选标记基因在转化后也同时存在于转基因植物中，因此引起了转基因植物安全性问题的讨论 如人们担心抗生素抗性基因有可能从摄入的转基因食物转移到人体内，从而使人体的消化道内产生抗性菌株;另外，除草剂抗性基因也有可能在野外引起基因扩散，造成 超级杂草 的出现 尽管目前并没有证据证明其危害性，但公众对安全性的关注大大推迟了转基因作物的商品化和市场运作，从而阻碍了转基因研究的发展 因此，探索一种新的无抗性筛选标记的转化系统，可以更好地激励植物基因工程技术尽快地应用到生产之中

5.2 外源基因表达强度不够

尽管目前通过转基因方式获得了很多各种苹果改良转基因植株，如苹果的抗病虫害转基因 虽然离体检测其抗性有了一定程度的提高，但其效果并不能达到人们所期望的目标 所以应该从基因表达调控以及特异性表达的启动子方面进行研究，以尽可能地提高目的基因的表达强度

5.3 品种改良基因型范围太窄

苹果转基因研究主要集中在抗病虫害方面，而抗病基因研究又主要集中在抗火疫病方面，抗其他病害的基因很少有报道;以提高果实品质及抗逆性如抗寒 抗盐碱等为目的的转基因研究也不多见

References

［1］JAMES D J，PASSEY A J，BARBARA D J，et al． Genetic transformation ofapple(Malus pumila Mill)using a disarmed Ti-binary vector［J］.PlantCell Rep，1989，7: 658 －661．

［2］MAHESWARAN G，WELANDER M，HUTCHINSON J F，et al． Transforma-tion of apple rootstock M26 with Agrobacterium tumefaciens［J］ ．J PlantPhysiol，1992，139(5): 560 －568．

［3］SRISKANDARAJAH S，GOODWIN P B，SPEIRS J． Genetic transformationof apple scion cultivar‘Delicious’via Agrobacterium tumefaciens［J］．Plant Cell Tiss Org，1994, 36(3): 317 －329．

［4］JIA L Y，COHEN D，ATKINSON R，et al． Regeneration of transgenic plantsfrom the commercial apple cultivar Royal Gala［ J］ ． Plant Cell Rep，1995，14(7): 407 －412．

［5］SCHAART J G，PUITE K J，KOLOVA L，et al． Some methodological as-pects of apple transformation by Agrobacterium［ J］.Euphytica, 1995,85(1 /3): 131 －134．

［6］PUITE K J，SCHAART J G． Genetic modification of the commercial applecultivars Gala，Golden Delicious and Elstar via an Agrobacterium tumefa-ciens-mediated transformation method［J］．Plant Sci，1996，119(1 /2): 125－133．

［7］BONDT A D，EGGERMONT K，PENNINCKX I，et al． Agrobacterium medi-ated transformation of apple(Malus domestica Borkh): an assessment offactors affecting regeneration of transgenic plant［J］．Plant Cell Rep，1996，15: 549 －554．

［8］裴东，田颖川，刘群禄等．苹果叶片再生的改进及抗虫基因植株的获得［J］．河北农业大学学报，1996，19(4): 23 －27． ［9］BOLAR J P，BROWN S K，NORELLI J L，et al.Factors affecting the trans-formation of‘Marshall McIntosh’apple by Agrobacterium tumefaciens［J］．Plant Cell Tiss Org，1998，55(1): 31 －38．

［10］ZHU L H，HOLEFORS A，AHLMAN A，et al．Transformation of the applerootstock M． 9 /29 with the rol B gene and its influence on rooting andgrowth［J］.Plant Sci，2001，160(3): 433 －439．

［11］SRISKANDDARAJAH S，GOODWIN P．Coditioning promotes regenerationand transformation in apple leaf explants［J］． Plant Cell Tiss Org，1998，53(1): 1 －11．

［12］SEDIRA M，HOLEFORS A，WELANDER M．Protocol for transformation ofthe apple rootstock Jork 9 with the rolB gene and its influence on rooting[ J］．Plant Cell Rep，2001，20(6): 517 －524．

［13］WILSON F M，JAMES D J．Regeneration and transformation of the premi-er UK apple(Malus × pumila Mill．)cultivar Queen Cox［ J］．The Journalof Horticultural Science and Biotechnology，2003，78: 656 －662．

［14］KANAMARU N，ITO Y，KOMORI S，et al． Transgenic apple transformedby sorbitol-6-phosphate dehydrogenase cDNA:Switch between sorbitoland sucrose supply due to its gene expression［J］．Plant Sci，2004，167(1): 55 －61．

［15］程家胜，鄂超苏，田颖川等．转Bt 抗虫基因苹果植株的再生［J］．中国果树，1994(4): 14 －15．

［16］WELANDER M，PAWLICKI N，HOLEFORS A，et al．Genetic transforma-tion of the apple rootstock M26 with the rolB gene and its influence onrooting［ J］．Journal of Plant Physiology，1998，53: 371 －380

［17］HANKE V，HILLER I，KLOTSCHE G，et al．Transformation in apple forincreased disease resisitance［J］．Acta Hort，2000，538: 611 －616．

［18］BOLAR J P，NORELLI J L，WONG K W，et al． Expression of endochiti-nase from Trichoderma harzianum in transgenic apple increases resistanceto apple scab and reduces vigor［J］.Phytopathology，2000，90(1): 72 －77．

［19］HILY J M，LIU Z A．simple and sensitive high-throughput GFP screeningin woody and herbaceous plants［J］．Plant Cell Rep，2009，28(3): 493 －501．

［20］NORELLI J，ALDWINCKLE H，DESET FANO-BELTR N L，et al．In-creasing the fire blight resistance of apple by transformation with genesencoding antibacterial proteins［ J］．Acta Hort，1993，338: 385 －386．

［21］NORELLI J L，MILLS J Z，JENSEN L A，et al． Genetic engineering of ap-ple for increased resistance to fireblight［J］ ． Acta Hort，1998，484: 541 －546．

［22］ABDUL-KADER A M，NORELLI J L，ALDWINKLE H S，et al． Evaluationof the hrpn gene for increasing resistance to fire blight in transgenic apple［ J］．Acta Hort，1999，489: 247 －250．

［23］LIU Q，INGERSOLL J，OWENS L，et al． Response of transgenic Royal Ga-la apple(Malus domestica Borkh．)shoots carrying a modified cecropinMB39 gene，to Erwinia amylovora［J］．Plant Cell Rep，2001，20:306 －312．

［24］FLACHOWSKY H，PEIL A，ROLLINS J，et al.Improved fire blight resist-ance in transgenic apple lines by constitutive overexpression of the mbr4gene of Malus baccata［ J］．Acta Hort，2008．793: 287 －291．

［25］徐凌飞，王贵章，梁东，等．抗真菌病害基因转化苹果的研究［J］．西北农林科技大学学报: 自然科学版，2007，35(9): 127 －131．

［26］SZANKOWSKI I，BRIVIBA K，FLESCHHUT J，et al． Transformation ofapple(Malus domestica Borkh．)with the stilbene synthase gene fromgrapevine(Vitis vinifera L．)and a PGIP gene from kiwi(Actinidia deli-ciosa)[ J］．Plant Cell Rep，2003，22(2): 141 －149．

［27］FAIZE M，SOURICE S，DUPUIS F，et al． Expression of wheat puroindo-line-b reduces scab susceptibility in transgenic apple(Malus × domesticaBorkh．)［J］．Plant Sci，2004，167(2): 347 －354．

［28］达克东，崔德才，张松，等．超强表达豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(CpTI)转化苹果的研究［J］ ．园艺学报，2001，28(1): 57 －58．

［29］MARKWICK N P，DOCHERTY L C，PHUNG M M，et al． Transgenic to-bacco and apple plants expressing biotin-binding proteins are resistant totwo cosmopolitan insect pests，potato tuber moth and lightbrown applemoth，respectively［J］． Transgenic Res，2003，12(6): 671 －681．

［30］KOTODA N，IWANAMI H，TAKAHASHI S，et al． Antisense expression ofMdTFL1，a TFL1-like gene，reduces the juvenile phase in apple［J］．J AmSoc Hortic Sci，2006, 131: 74 －81．

［31］ELO A，LEMMETYINEN J，TURUNEN M L，et al． Three MADS-boxgenes similar to APETALA1 and FRUITFULL from silver brich(Betulapendula)［J］．Physiol Plant，2001，112(1): 95 －103．

［32］FLACHOWSKY H，PEIL A，SOPANEN T，et al． Overexpression of Bp-MADS4 from silver birch(Betula pendula Roth．)induces early-floweringin apple(Malus x domestica Borkh．)［J］ ．Plant Breeding，2007，126(2):137 －145．

［33］HOLEFORS A，XUE Z T，WELANDER M． Transformation of the apple ro-otstock M26 with the rolA gene and its influence on growth［ J］ ． Plant Sci，1998，136(1): 69 －78．

［34］ZHU L H，WELANDER M． Growth characteristics of apple cultivar Grav-enstein plants grafted onto the transformed rootstock M26 with rolA androlB genes under non-limiting nutrient conditions［J］． Plant Sci，1999，147(1): 75 －80．

［35］IGARASHI M，OGASAWARA H，HATSUYAMA Y，et al． Introduction ofrolC into Marubakaidou［ Malus prunifolia Borkh． var． ringo Asami Mo 84-A］apple rootstock via Agrobacterium tumefaciens［J］．Plant Sci，2002，16(3): 463 －473． ［36］HOLEFORS A，XUE Z T，ZHU L H，et al． The Arabidopsis phytochrome Bgene influences growth of the apple rootstock M26［J］ ． Plant Cell Rep，2000，19(11): 1049 －1056．

［37］ZHU L H，LI X Y，WELANDER M． Overexpression of the Arabidopsis gaigene in apple significantly reduces plant size［J］． Plant Cell Rep，2008，27(2): 289 －296．

［38］WELANDER M，PAWLICKI N，HOLEFORS A，et al． Genetic transforma-tion of the apple rootstock M26 with the rolB gene and its influence onrooting［J］ ．Plant Physiol，1998，153(3 /4): 371 －380．

［39］王关林，方宏筠．植物基因工程［M］．北京: 科学出版社，2002: 56．

［40］YAO J L，COHEN D，ATKNSON R，et al． Regeneration of transgenicplants from the commercial apple cultivar Royal Gala［J］ ． Plant Cell Rep 1995，14: 407 －412．