漆树营养液对漆树生长及生漆质量的影响

2012-01-04周光龙彭经寿余大廷

湖北民族大学学报(自然科学版) 2012年1期

周光龙,彭经寿,丁莉,余大廷

(1.恩施职业技术学院生物工程系，湖北恩施 445000；2.湖北民族学院生物科学与技术学院,湖北恩施 445000；3.湖北咸丰坝漆有限责任公司，湖北咸丰 445600)

漆树〔ToxicodendronVernniciflum(Stokes)F.A.Barkley〕为漆树科漆树属落叶乔木，是中国特产的重要经济林树种，其主干可作木材，漆籽可榨油供食用或作化工原料，树皮、叶、花、干漆可入药，漆叶可作生物农药和猪饲料，其主产品——生漆是一种环保、无公害的天然优质涂料，素有“涂料之王”的美誉，生漆的主要成分漆酚和漆酶在化学工业和医药工业领域还有诸多用途[1].因市场因素的影响，目前漆树资源和生漆产量大幅度下滑，面临着漆树品种退化、树体老化、单产降低、质量下降的境况[2].因此，寻找生漆增产优质的技术措施并进行技术推广，对于促进山区漆农致富具有重要意义.为此，笔者在完成湖北省教育厅青年教师重点基金课题[3]——“促酶剂的研制及其在生漆商品生产上的应用”(编号为97A027)的基础上，立足于“漆树营养液”的思考，于2008-2010年在湖北省咸丰县坝漆产区进行了较大范围的应用试验.

营养液在植物生产上的应用可见化党领、耿健等人的报道[4-5].但在漆树生产上的应用尚未见报道.“漆树营养液”的应用试验首先要研究其配方.生漆是漆树在光合作用、呼吸作用等初生代谢的基础上经过次生代谢作用而形成的一种次生代谢产物.凡是影响初生代谢和次生代谢过程的因素都会影响到生漆的产量和质量[6].生漆的主要成分是漆酚、漆酶、树胶质、含氮物、水分和其它少量有机物，其中漆酚、漆酶、树胶质和水分与生漆质量密切相关.因此，在漆树体内所合成的漆酚、漆酶、树胶质的含量与结构就直接影响生漆的产量和质量[7].所以，“漆树营养液”研制的基本原理就是将P、K、B、Cu、Mg等矿质元素和影响韧皮部发育的植物激素以适当的比例配制，通过根外施肥方式施用于漆树，达到增产优质的目的.ATP是生物体中的高能化合物，许多植物在生长发育过程中所需能量都是由ATP提供的.ATP的形成与磷密切相关，磷在糖类、蛋白质和脂肪代谢中起着重要作用.施磷能促进各种正常代谢，有利于糖分运输，使植株生长发育良好，同时还能提高作物的抗寒性和抗旱性[8].钾参与呼吸过程，能促进核酸、蛋白质的形成及糖类的转化与运输[8-9].硼能与游离状态的糖结合，使糖带有极性，从而使糖容易通过质膜，促进有机物在植物体内的运输与转化[8-9].铜不仅存在于叶绿体质体蓝素中作为电子传递体系的一员参与光能转化，而且铜也是植物呼吸作用过程中末端氧化酶的重要组分[9]，与漆树生长和生漆产量密切相关.同时，铜是生漆组分漆酶的活性中心，Cu2+的含量多少直接影响漆酶的活性进而影响生漆的干燥性能[10]，这是笔者1997年申报课题时命名“促酶剂”的立足点.植物体内有机物的合成、转化都是通过酶促反应来进行的，而金属离子的含量水平对酶的活性起着调节作用.K+、Mg2+、Zn2+等离子能激活多种酶，其中Mg2+是多种激酶及合成酶的激活剂[11].激素的含量水平不仅可以调控植物代谢过程，而且还可以影响树体次生韧皮部的发育.用人工合成生长素处理可促进形成层的活动，影响形成层的分化.吲哚乙酸(IAA)能促进形成层活动多分化形成韧皮部[12].因此，KH2PO4、H2BO3、CuSO4·5H2O、MgSO4、IAA是配制漆树营养液主要配方成分.

1 试验地概况

试验地选在湖北咸丰县的坝漆主产地——小村乡，属亚热带气候，雨量充沛，海拔1 000 m左右，土壤为黄棕壤.这里有咸丰县坝漆有限责任公司的生产基地，20世纪90年代末在这里发展有成片漆林，主要漆树品种是原产利川市毛坝乡人头山的毛坝小木漆树.

2 试验材料与方法

2.1 材料

以KH2PO4、H2BO3、CuSO4·5H2O、MgSO4、IAA(可湿性粉剂)和试验地选择的毛坝小木漆树为主要试验材料.

2.2 方法

2.2.1 营养液配制根据植物对上述矿质元素含量的适宜承受范围和前期试验的情况，分别称取KH2PO410.0 g、H3BO314.0 g、CuSO4·5H2O 0.8 g、MgSO40.8 g、IAA(可湿性粉剂)3.0 g多份，分别装入专用的小玻璃瓶中，密封，即成为“漆树营养液”粉剂.在施用前每份加入少许温开水于小瓶中，振荡摇匀，再倒入装有10 kg山泉水或20 kg山泉水的喷雾器中，搅拌均匀，即成为可在生产上施用的“漆树营养液”.

2.2.2 试验设计选择海拔高度、立地条件、树龄、树体大小等条件基本一致的幼龄毛坝小木漆树(2001年栽培，7 a生)40株，每组各选20株分别作为处理组和对照组.观察处理组与相应对照组的漆树生长发育状况、检测生漆质量，分析试验效果.

2.2.3 试验方法 ①将“漆树营养液”粉剂1份与10 kg山泉水按前述方法配制成“漆树营养液”，待用.②2008-2010年对幼龄树施用“漆树营养液”，均设相应的对照组，并给对照组漆树喷施同样数量的清水.其它抚育管理措施处理组与对照组相同.③每年的处理从6月中旬开始，10月底结束，每半月施用一次.具体施用时间在下午16:00后为佳，以利漆树叶片对处理液的充分吸收.④采用传统割漆方法采割生漆.请一位割漆技术较为熟练的老漆农负责采收，处理组与对照组的每株漆树均在7个部位开割口，且割漆次数相同(均割9刀)，所采收的生漆按处理组和相应的对照组分别用杉木桶盛装，供分析用.⑤按照《中华人民共和国生漆国家标准》对生漆质量进行检测、分析、评价. ⑥对漆树叶片和树皮生长发育情况进行观察和测定，并对树皮结构进行解剖观察，结果供试验效果分析用.

3 结果与分析

3.1 “漆树营养液”对漆树生长发育的影响

2010年9月16日，从2008-2010年均施用“漆树营养液”的处理组和对照组按照取样的原则分别摘取样叶20片(每株1片)，分别称量样叶鲜重、干重、灰分重量；观察处理组与对照组漆树叶片的颜色、质地和落叶时间；通过漆农割漆观察树皮的质地；取处理组与对照组漆树主杆部位树皮，制切片，在显微镜下观察次生韧皮部的发育情况.将结果记入表1.

表1 “漆树营养液”对漆树生长的影响

表2 “漆树营养液”对生漆质量的影响

漆农常说：“割漆就是割的几片叶子”.说明漆叶的生长状况对生漆产量与质量的重要性[13].同时，生漆主要储存在次生韧皮部的漆汁道中，其发育状况直接影响生漆产量.从表1可以看出，处理组漆叶的鲜重、干重、灰分含量比对照组均有所增加，叶色变深，叶质地变得厚实，落叶时间推迟，说明施用“漆树营养液”后漆树的代谢能力有所增强，从土壤中吸收矿质元素的量有所增大，合成的有机物相对较多，其抗旱性和抗寒性均有所提高；处理组较对照组漆树次生韧皮部发育充分，树皮有所增厚，质地变软，易于采割.上述生长发育特征的变化，为生漆增产优质奠定了良好的基础.

3.2 “漆树营养液”对生漆质量的影响

3.2.1 对生漆组分含量及分厘的影响按照取样的原则，从2009年所采割的生漆(处理组、对照组)中分别取样，运用理化检验方法分别测定漆酚总含量、漆酶含量、树胶质含量，并用煎盘检验方法测定生漆分厘(生漆水分和挥发物蒸发完后的重量)的高低.将结果记入表2.

从表2可以看出，参与生漆干燥成膜过程并与漆膜性能密切相关的生漆化学成分的含量在施用“漆树营养液”后均有所增加，生漆商品检验的主要数量指标——分厘也有所提高.

3.2.2 对生漆感官检验指标的影响用生漆感官检验方法观察生漆质量的“五要素”——色、艳、味、坯、燥发现，处理组较对照组生漆的颜色更为深黄、漆汁更为稀漂、丝条更为细长、酸香味更浓、转艳更快、米心、砂路更为明显、含渣更少.用打磨光滑的小杉木板做涂板试验，观察表干时间和漆膜性能发现，处理组漆膜表干约需90 min，而对照组漆膜表干约需105 min；处理组漆膜性能较对照组光泽更亮、质感更好、附着力更强.

3.2.3 对生漆质量影响的原因分析漆酚是生漆成膜的主要物质，它直接影响生漆成膜后的附着力、质感和光泽；漆酶是漆酚氧化干燥成膜过程中的催化剂，它在生漆中的含量多少与其活性的大小直接影响生漆的燥性(干燥速度)；树胶质是一种生漆多糖，它也参与生漆的成膜，影响生漆的燥性和漆膜的附着力[14].附着力、质感、光泽和燥性增强主要是施用“漆树营养液”后漆树体中的P、K、B、Cu、Mg元素的含量水平改变和激素水平的改变促进了代谢作用，增加了漆酚、漆酶、树胶质的合成量.同时，Cu2+是生漆中漆酶的活性中心，“漆树营养液”中含有一定量的Cu2+，在促进光合效率的同时，还可增加漆酶中Cu2+的含量，增强漆酶活性，达到增产优质的效果.