红椿和毛红椿种植与医药化工研究进展

汪洋 冉勇军 王清河 等

摘要：红椿和毛红椿是珍贵保护用材树种。红椿在我国零星分布，种群规模小，发展潜力巨大。本文从红椿和毛红椿的种苗繁育，营养特征与施肥技术、造林设计、用材和相关运用、化学和药理等方面综述红椿和毛红椿的研究进展，并对研究利用做出展望。

关键词：红椿；毛红椿；医药化工

中图分类号：S729.99文献标识码：A文章编号：1004-3020（2014）06-0057-05

红椿Toona ciliata又名红楝子楝科香椿属，落叶或近常绿高大乔木。毛红椿Toona ciliata var. pubescens为楝科香椿属红椿的变种。都为国家Ⅱ级重点保护野生植物，有“中国桃花心木”之称[1-2]。是珍贵的用材树种和优质家具材树种，具有很高的经济价值和开发前景。作为南方地区珍贵的速生乡土用材树种， 因其速生性好、适应性强， 成为很好的造林树种， 尤其在山区造林有很大潜力。

红椿和毛红椿也是尚未被开发利用的药用植物。随着红椿和毛红椿的研究，对它们的化学成分和药理研究取得一些进展。目前，从其种子、树皮、枝叶中已经分离出多种化合物，有些化合物尚属首次在两种树种中获取。在药理活性研究中，已经获得初步成果。

红椿分布在东经100°16′～119°40′ ，北纬24°21′～32°42′[3-4]，在我国分布不广，呈天然零星分布[5]。过度开发以及天然更新较慢，其数量不断减少[3]。作者此次在湖北谷城县也发现了天然红椿种群，其数量在百棵以上，是在湖北省境内发现的最大红椿种群。毛红椿主要分布于江西、湖北、广东、四川、贵州和云南等省。

近年来，越来越多的国内学者对红椿和毛红椿在种质资源、遗传结构、植物生理、生态学、育种、栽培、造林、以及医药和化学成分、资源保护等方面进行了较为广泛的研究。由于红椿与毛红椿两个种生物学特性相似[6]，本文将红椿与毛红椿的研究进展相结合，进行综合论述。

1育苗技术研究

目前红椿育苗技术主要包括播种育苗与营养繁殖育苗。

1.1播种育苗

多项研究表明，红椿种子在播种前必须经过催芽[5，7]。催芽的方式则可以用温水或者添加外源激素等，红椿种子不浸种催芽则难发芽。造成天然林下很少见到天然更新的红椿幼树和幼苗的原因。马献良采用50%热水浸种12 h，阴干、保温放置7 d，种子发芽率最高达80%，得出催芽时间越长发芽率越高[5]。邹高顺提出用温水浸种24小时，再催芽数日[6]。马献良将红椿1年生播种苗年生长期划分成4个阶段：出苗期（5月以前）、生长初期（5～6月）、生长盛期（7～9月中旬）和生长后期（9月下旬～11月上旬）。苗木生长前期宜追施氮肥，后期应施磷钾肥[5]。播种时间对红椿种子出苗率存在显著影响[5，6]，播种时间应在3月中旬；育苗密度对苗木质量存在显著影响，育苗密度宜在25～35株/m2。

先播种育苗，后移栽至容器。容器育苗基质选用质地疏松的泥炭土+黄心土（1：1）混和基质。红椿种子的播种平均发芽率达到79.2%以上，移栽平均成活率96.8%，成苗率95.2%[8]。

1.2扦插育苗

通过对红椿扦插繁殖的激素种类和浓度、扦插基质、扦插季节、穗条年龄等进行对比试验，周永丽等发现红椿最适宜扦插季节在3月。以黄沙为基质扦插能够较大程度提高生根率，成活率平均为80%。穗条母树年龄效益明显，1年生母树顶梢扦插生根率最高，使用IBA 500 mg/L扦插红椿是最适合处理[9]。

利用多个红椿无性系，设计穗条预留的叶片数、GGR浓度等试验处理，进行嫩枝扦插繁殖试验。吴际友等得出结果，穗条扦插生根率变幅为47.4%～91.5%，无性系间的生根率有极显著差异；穗条带2片叶可显著提高穗条的生根率；不同浓度GGR对穗条生根率有显著影响[3]。

通过对比研究，枝插苗木生长速度大于根插苗和实生苗，枝插和根插根系发育好于实生苗[9]。

湖北林业科技第43卷第6期汪 洋 等：红椿和毛红椿种植与医药化工研究进展2养分特征及施肥研究

2.1养分特征

毛红椿喜温暖湿润气候，喜深厚、肥沃、疏松、湿润的山地黄红壤或灰化黄壤，生态生物学特性具有湿度、有机质含量较高的特点[10]。毛红椿耐贫瘠，但土壤养分不足时，生长缓慢，土壤有机质、全氮含量是影响毛红椿人工林生长的较重要生态因子[11]。

宗世贤等针对毛红椿土壤状况及其营养特性等状况尝试了营养诊断的营养元素比率法，探讨了引种毛红椿幼树期营养元素在茎、干、叶等部位的转移和分配规律[11，13，14]。毛红椿茎营养元素的积累量明显低于叶，叶积累的养分则以枯落物形式归还给土壤。由于木材中营养元素含量较低，叶积累了大量的营养元素，其枯枝落叶量多、易分解，因此每年归还给土壤的有机质高[12]。毛红椿人工林通过营养元素的这种循环利用与枯落物归回土壤大量有机质，能较好地保持林地生产力及其维持其人工林生态系统的稳定性[11-13]。

南京引种毛红椿，4年生的光能利用率可达0.6%，吸收土壤氮素的73.8%、磷素的59.0%、钾的77.2%、钙的74.1%、镁的60.2%[11]。在生态系统生物地球化学循环长期的地质过程中，毛红椿幼林对林地养分的利用和消耗非常有限。对马尾松毛红椿混交林土壤理化性质研究表明，混交林土壤与马尾松纯林比，容重下降了4.2%；最大持水量、毛管持水量和田间持水量分别增加了5.0% 、3.2% 和6.7%，总空隙度增加了6.3%。混交林土壤全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾和有机质含量分别增加了38.9%，23.8%，57.0%，19.5%，13.8%和19.5%，说明马尾松与毛红椿混交有利于增加土壤养分[13]。花焜福等开展杉木毛红椿混交试验，解决了杉木纯林连栽的地力衰退问题。30多年生毛红椿人工林分没有出现地力衰退的迹象[14]。

2.2施肥技术

通过毛红椿人工林的地力概况、毛红椿速生丰产林的养分需求状况、施肥方法和施肥时期，施肥种类和施肥量，施肥效应，优化营养诊断技术探讨，黄红兰等提出了优化营养诊断技术，专用施肥技术研究，推进中龄林、近熟林施肥研究等建议[12]。采用复合肥作追肥可避免烧苗且方法简单、效果更好。最后一次追肥时间最迟必须在9月10日前完成[15]。复合肥450～600 kg·hm-2、磷肥375 kg·hm-2和焦泥灰7 500 kg·hm-2作基肥[16]。

3造林设计与用材及相关应用研究

造林设计必须统筹兼顾其生物效应和经济效益。造林设计是影响林木生长的关键因素。造林密度和生长外界环境对林木用材有决定性影响，也显著影响林分结构及生产力，对林木的干形、材质、林分的稳定性及其防护效能、观赏性等都有着不同程度的影响[17]。

3.1造林设计

红椿适宜在山坡下部、山洼、土壤条件较好湿度较大的地域进行人工造林[18]。造林必须根据经营目的和方向来确定经营密度。只有中径级以上木材，最好是大径材，才能发挥红椿树种的优势和作用。红椿作为大径材培育时密度宜小[17]。赵汝等认为红椿宜用穴植造林，穴规格为50 cm×50 cm×35 cm，秋冬备耕整地，3～5月造林。初植密度3 m×3 m或3 m×4 m为宜[19]。李晓清等则认为红椿人工造林初植密度和10 a生林分的间伐对林分生长影响，在红椿造林后3年内，初植密度对林分生长影响不显著；10 a生红椿人工林间伐后保留密度以1 600株/hm2为宜[17]。戴其生等认为红椿人造林以全垦整地，穴植造林，初植密度67株/666.7 m2，主伐时根据立地条件保留30～35株适宜/666.7 m2，其主伐年龄可能在25～30年[18]。

在混交林研究方面，范建华通过马尾松毛红椿混交林和马尾松纯林生长量和土壤肥力状况的对比研究，表明马尾松毛红椿混交林中马尾松胸径、树高、单株材积和总蓄积量均高于马尾松纯林。混交林中马尾松和毛红椿的生长量呈现出马尾松毛红椿混交比例4∶1>3∶1>2∶1的规律[13]。杉木毛红椿不同混交比例试验得出10年生林木胸径、树高、林分蓄积量均比杉木纯林生长更好。毛红椿混交比例减少而杉木平均胸径呈增加趋势；杉木毛红椿混交，以杉木毛红椿8∶1插花混交、4∶1，3∶1带状混交较为适宜[14]。

澳大利亚已成功营造包括红椿、相思树、南洋杉、大叶杜英、苦楝、桉树等20个树种的混交林，效果良好[19]。澳大利亚红椿生长调查表明，人工幼林年平均树高生长0.55 m，平均单株年材积生长量1.01×10-3 m3，造林成活率94%[19]。

3.2用材研究

通过对20年的红椿人工林的标准地调查得出每666.7 m2蓄积量为15.76 m3，胸径平均年生长最为15 mm。超过国家规定的速生丰产标准，可视为速生树种之一[18]。柳新红等将毛红椿列为浙西南首批推广的速生工业用材原料树种[20]，2008年浙江省林业科学研究院等提出毛红椿速生用材的丰产栽培模式。

龙汉利等在四川盆周山地以县为单位选取16株红椿平均木，通过树干解析研究其树高、胸径、材积生长规律。红椿材积分别与年龄、冠幅NS呈显著正相关；材积与胸径、树高、胸径、冠幅EW、第一死枝下高、第一活枝下高呈极显著正相关；Q1、Q2、Q3和树冠长与材积和其余性状均无显著相关性。通过对红椿的年龄和树高、年龄和胸径进行曲线拟合，决定系数R2对照说明年龄与胸径之间相关更高；一元材积曲线和二元材积曲线拟合均有较高的准确性[4]。

不同研究人员对红椿和毛红椿树干解析表明，毛红椿胸径平均生长量年均呈上升状态（排除间伐和特殊气候因素）。树高生长主要是前期生长快，而越往后期树高生长量越小。材积生长量呈持续上升趋势，并逐年增大，且连年生长最大于平均生长量[37]。除去地理因素等条件外，毛红椿与红椿的生长特性表现出相关性。红椿树高、胸径生长在前5年最快，15年后明显减缓；15，20，25年树高的平均生长量以及20 年材积连年生长量均随纬度的增加而减小，随海拔增加红椿形率显著下降，出材量相应降低。因此在培育大径级用材林时，海拔以不超过800 m为宜，并且在前5年还要保证幼林有良好的光照条件[4]。

3.3其他相关应用研究

相关研究发现，红椿具有一定的吸收和富集Pb的能力，因此红椿可以考虑作为Pb 污染土壤生态修复物种[21]。但在生态恢复试验中，在重庆地区用不同耐旱树种红椿、任豆、紫穗槐，采用不同生长调节剂、不同覆盖造林技术措施，在喀斯特峡谷石漠化地区造林以恢复植被，红椿作为用材树种，对土壤要求较高，各项指标不理想[22]。

澳大利亚学者利用红椿进行树木年代学相关的研究，通过红椿年轮年表重构过去气候变化。研究表明：红椿可以运用于澳洲热带和亚热带地区树木气候学研究。红椿年轮生长主要与季节性和年降雨量相关，对温度变化不敏感，红椿立地指数与“厄尔-尼诺”（海流）南方振荡相关性很弱[23]。

4红椿医药化工研究

4.1化学成分研究

研究红椿提取物的生物活性及活性机制在理论和实际上都有重要意义。目前，应用多种色谱方法红椿枝叶进行分离和纯化，并利用NMR和IR等方法解析化合物结构，研究红椿化学成分。已经从红椿枝叶的石油醚和氯仿提取物中分离得到7个化合物，4种化合物首次从红椿中提取，其中一项为新的化合物[24]。刘玉波，成向荣运用不同色谱手段分离和纯化化合物， 再通过光谱学的方法，结合化合物的理化性质鉴定它们的结构。从毛红椿茎叶的95%乙醇提取物中分离得到23个化合物，且所有化合物均为首次从毛红椿中分离得到[25]。

4.2药理研究

卢海啸等对红椿的乙酸乙酯萃取物各部分进行了菜青虫的拒食活性测试，并对活性较高的部分进行了乙酰胆碱酯酶活性、蛋白酶活性、蛋白质含量等测定。红椿提取物对菜青虫的消化系统蛋白酶活性的影响不是十分明显， 即胃毒活性不是很理想， 但其神经毒性很好[26]。

检测红椿4种不同萃取物对正常大鼠血压及肠系膜微循环的血管管径、血液流速和血流量的影响，发现红椿提取物具有调节微循环、影响血压的药理活性。提出红椿对动物血压的影响可能是通过调节其微动脉、微静脉和毛细血管的管径、血流速度及血流量，从而改变血液循环外周阻力和血容量来实现的[27]。红椿乙醇萃取物对小鼠耐力有降低作用，红椿石油醚萃取部分对小鼠耐力影响最大，应降低小鼠耐力活性部位；红椿氯仿提取物有明显的提高小鼠记忆能力的作用，为活性最高的部分[28]。

近年来的研究还发现， 红椿提取物具有抗菌、抗病毒、灭螺及抗疟等多种生物活性[29]。红椿树皮二氯甲烷提取物具有强烈的细胞毒性而石油醚提取物与长春新碱对照则有中度的抗癌作用[30]。最新试验表明，红椿提取物对人类乳腺癌的细胞株的抗癌作用。红椿树叶粗提物在500 μg/mL时，对癌细胞抑制力达57%。其分馏物在200 μg/mL浓度时比粗提物更有活性。检测发现红椿乙酸乙酯分馏萃取物在200 μg/mL浓度时对癌细胞抑制达78%[31]。因此，红椿的乙酸乙酯萃取物作为重要的抗癌药物源前景十分广阔。

5展望

（1）目前毛红椿分子遗传研究取得阶段成果[32]。应该从DNA技术层面对红椿进行研究。应用分子标记技术，对红椿进行遗传多样性分析，可排除环境干扰，快捷准确地获得丰富遗传信息，可靠揭示地理种源变异规律。

（2）湖北省内红椿种质资源收集亟待开展。通过实地调查，发现红椿分布范围在湖北窄，种群规模极小，在湖北境内红椿自然资源消失的可能性极大。湖北地方香椿的乡土名称就是红椿。另外，香椿属植物在本省较多，红椿不能食用，破坏程度很大。因此，建立种质资源收集圃，进行优树选择，建立优树选择标准，迁地保护种质资源意义重大。

（3）进行红椿的空间居群及动态研究，将会揭示种群空间分布规律，种群和群落结构，发现濒危原因，有助于了解红椿居群的生存现状，而且有助于制定居群的合理保护和增殖措施。

（4）红椿与毛红椿是珍贵速生用材树种，也是针阔叶混交林进行树种结构调整的首选树种之一。毛红椿已在南方地区针叶阔叶化改造中受到广泛重视[33]。红椿丰产栽培体系建立，其适生高产研究意义重大。红椿多倍体育种将进一步为红椿产业化奠定基础。

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