中国杨桐开发利用研究进展
2019-03-24薛亚东黄剑坚
薛亚东,黄剑坚
(1.广东省森林资源保育中心,广东 广州 510000;2.广东海洋大学寸金学院,广东 湛江 524094)
杨桐(CleyerajaponicaThunb.)属山茶科杨桐属灌木或小乔木,别名又称为黄瑞木或毛药红淡,因其喜湿耐荫的生长习性,主要分布于我国的长江中下游以南地区和台湾省,该树种不仅具备良好的抗癌活性,还是营造生物防火林带的优良树种[1]。该树种曾经有很长的一段时间,因为没有被人们发现它的可利用之处而被视作为是一种“无用树”,但在日本却因其大量应用于供神祭佛而尊称为“神木”[2]。由于人们长期无序砍伐,日本当地无法依靠仅有的野生资源来维持日益庞大的市场需求,直到20世纪90年代被我国浙商了解到杨桐在日本消耗量很大,杨桐由此兴起并成为出口日本的主要原料。但是随着国内人们对于杨桐野生资源的无序开发利用和无休止的掠夺,加上杨桐在自然环境的条件下生长极为缓慢,且杨桐自身繁殖能力较差,在人工林与火烧迹地上难以生长,使该树种野生资源较少。为此,本文在查阅杨桐相关文献资料的基础上进行系统分析,深入归纳整理,为日后能更深入地有序开发和研究这个树种提供参考。
1 杨桐生物生态学特性
杨桐多生于海拔100~1 300 m,最高可达1 800 m,是灌木或小乔木,高2~10(16) m,胸径10~20(40) cm,树皮呈灰褐色,枝圆筒形,小枝褐色,无毛,1年生新枝淡灰褐色。叶互生,革质,长圆状椭圆形,子房圆球形,被短柔毛,果圆球形,疏被短柔毛,种子多数且为深褐色。花期5—7月,果期8—10月[3]。杨桐属于阴性树种,既喜湿耐荫也喜肥,常分布于山坡路旁灌丛中或山地阳坡的疏林中或密林中,也往往见于林缘沟谷地或溪河路边,生长往往具有数量多且集群分布的特点[3,4]。杨桐形态特征相当稳定,是一个分布广、变异性小的树种。目前,雷州半岛发现有杨桐的野生种,生长较好。
2 杨桐育苗繁殖技术的基础研究
2.1 杨桐播种育苗和扦插育苗的技术较为成熟
目前,播种育苗的技术较为成熟,按照常规方法便可获得大量苗木。杨桐苗根系发达,对不良生长环境具有较强的抗性,且播种育苗的杨桐苗木后期生长迅速,寿命长,生长稳定,有利于引种驯化和定向培育杨桐新品种。根据杨桐喜湿耐荫与喜肥的生长特点,应选择阳光充足、土壤肥沃、排灌性能良好、地势较高的缓坡,或者是有侧方庇荫、造林更新后的黄土地作为苗圃地[5-8]。初春是最合适的播种时间,播种前处理按照常规方法即可。可采用开沟条播的方法进行播种,播种后要及时用草木灰或加上一层黄心土覆盖,其上还须再覆盖一层草[5]。杨桐育苗过程中忌高温失水、忌阴雨积水、忌过高追肥浓度,因此待到杨桐苗出土时应注重加强田间管理,如搭建荫棚庇荫,加强水肥管理与病虫害防治[5-8]。
扦插育苗是杨桐繁殖最常用的方法之一。杨桐扦插育苗所要选择的穗条必须是位于树冠中上部发育健全的优良春梢,没有受到病虫侵害且芽形态饱满的半木质化嫩枝条与木质化硬枝条。一般在早晨或者阴天进行穗条采摘。穗条在采摘回来后要按照不破皮、不劈裂、不伤芽、切口平滑的要求及时进行剪穗扦插,若未能及时扦插的穗条须放入装有清水容器中待插。扦插育苗应选择地势平坦、交通便利、具有良好排灌性能的稻田或者是朝东北方向的旱地作为苗床进行扦插育苗[9]。扦插前后的步骤按照常规处理即好。目前,杨桐的扦插育苗技术已较为成熟,成活率高达95%以上[9]。
在运输过程中,杨桐苗木和成木的保存技术至关重要。一般情况下,杨桐在运输过程中水分条件充足的情况下,仅有7天保存期,期限一过杨桐叶片就会出现明显的黑色斑块,外观上的瑕疵会使杨桐原有的商品性不复存在了[10]。使用植物生长调节剂噻苯隆(TDZ)处理杨桐枝叶能够获得较好的保存效果,有效延长运输时间[10-12]。
2.2 光照对苗木的影响较大
目前,造成苗木商品率低的原因有两方面:一是杨桐受到过量光照,叶片出现明显的日灼斑;二是光照过多则会使叶片不健康地泛红[4,13]。研究杨桐的光合特性是提高杨桐苗木质量关键之一。杨桐的光合速率日变化呈双峰曲线,即每天有两个最高峰值,两个光合速率的高峰极为相近,上午的光合速率的持续时间段要短于下午时间段,其中更是呈现出了尤为明显的“光午休”现象;叶片气孔导度、光合速率与蒸腾速率间呈现正相关关系[14]。因此,杨桐增产需要增施二氧化碳[14]。
3 杨桐造林技术和病虫害及防治技术的基础研究
3.1 杨桐造林技术的基础研究
杨桐造林技术的研究对开发利用该树种极为重要。目前针对杨桐的生长习性研发造林技术已经成熟,并开展了实际应用,取得很好的效果。杨桐的造林技术可分为同期造林、人工纯林间套种、针阔混交林下人工补植等3种[6]。
同期造林有选择地使用经济实惠的深根性伴生树种能避免和减少养分竞争,当树种生长高度到达成龄阶段,并完全达到良好的庇荫效果,使喜阴的杨桐树种生长得到庇荫。对此,一般采用香樟、柳杉、桂花、广玉兰等树种分别与杨桐扦插苗进行混交。杨桐植株在距离庇荫树种根基1.1 m处采用团状法呈放射状排列栽植,杨桐种植株数分别以庇荫树种的4倍、6倍、8倍栽植[6]。同期造林这种方法目的是结合杨桐喜湿耐荫的生长特性,为了保证夏季杨桐也能受到庇荫,避免杨桐遭受日灼和病虫害侵害,又保证冬、春也能通风透气,有利于杨桐生长最大化。
目前,关于在人工纯林中套种杨桐能否取得最佳效益还没有一个比较准确的说法,但是位于新昌县的国有小将林场和巧英林场已有较大面积人工纯林的套种,不管是从成活率来看,还是从植株生长方面来看都取得较为理想的效果。
针阔混交林下人工补植主要选择在有杨桐分布的林地上根据25%的密度选伐,注意留上层针阔树种为杨桐的生长庇荫, 并进行林间开垦和打好补植大穴,及时在空缺的区域补种上杨桐幼苗[5,6]。这一方式使补植的杨桐能快速适应生长, 具有能在短时间段内达到低投资高回报优势。具体方法是在近30年树龄的黄山松纯林及20多年生的杉木纯林中,伐20%~30%的林木后再补种杨桐,间伐后对林地空间作适当的开垦或打穴,株行距看间伐的线路定,一般在1 m×1.5 m左右, 养护管理要求杉木间伐之后要去根或者用除草剂加以去除和控制,防止杉木的大量萌芽影响杨桐生长。幼龄的杨桐每年要至少进行两次的松土除草,及时防治病虫害,确保杨桐正常生长[5,6,15,16]。杨桐苗期施磷肥的效果较好,复合肥的使用量按照常规用量[17,18]。
3.2 杨桐病虫害及防治技术的基础研究
随着杨桐人工林面积的增加,其病虫害问题也日益突出,尤以杨桐叶斑病造成的影响较为严重。杨桐叶斑病会造成叶片形态、色彩产生变异甚至是枯死。蓟马、蚜虫、短额负蝗、叶甲类以及各种蛾类害虫等则是为害杨桐生长的主要害虫;杨桐褐斑病、杨桐茎腐病、杨桐藻斑病、杨桐根腐病、杨桐赤叶斑病是主要影响杨桐正常生长发育的主要病害[2]。杨桐病害和虫害的正确治理应以预防病害为主,主要做好栽培地排水工作以防积水,降低湿度;控制育苗地和栽培林地的密度;加强遮阴,干燥时加强叶面喷水;冬季或早春及时摘除树上病叶和清除枯枝落叶;经常清除栽培地杂草;通过松土进行人工捕杀幼虫等基础工作[2]。
4 杨桐的化学成分基础研究
杨桐的化学成分的研究已较为深入。目前,研究者首次从杨桐中分离得到6个化学成分,分别为山茶苷A(1)、芹菜素(2)、长梗冬青苷(3)、谷甾醇(4)、胡萝卜苷(5)3α、2α,3α,19α-三羟基乌苏-12-烯-28-酸(6)[19]。杨桐叶酚类物质较高,具有抗氧化活性、抗增殖活性及抗增殖等作用,可以治疗癌症等[20];杨桐总黄酮对高脂血症大鼠脂代谢的影响及其抗氧化作用,可以改善体内氧化能力成为治疗糖尿病及其并发症的重要手段[21]。多篇文献表明,杨桐的类黄酮具有较好的药用功效[22-24]。可见,化学成分含量丰富,把杨桐作为药用资源开发是可行的。
5 杨桐的应用研究
5.1 防火林造林应用
杨桐是营造防火林带的优良树种。杨桐枝的含水量一般,其烘至易燃干燥度达75%所需时间在2 h以上,具有较长的持续干燥时间。杨桐树种的叶灰分含量高于枝灰分含量,叶和枝灰分含量之间有呈正相关关系;且杨桐碳化、灰化时间较长。杨桐的枝和叶单宁含量很高,表明其富含有燃烧抑制物质。虽然杨桐植株的枝与叶含水量不算高,但达到炭化灰化时间较长,这也说明它具有一定的抗火性;再加上杨桐富含单宁这一独特的抗火因子;如此从水分特性、灰分特性与生物特性三方面综合评估,杨桐具有较为良好的抗火性能,是营造生物防火林带的优良树种之一,可作为配置生态防护林的树种利用。
5.2 药用和工业用
在20世纪90年代,中日专家学者发现杨桐具有抗癌活性,但因其更具有溶血性副作用,使人们冷却了对该树种的药用研究热情。目前,尚未有临床应用的涉及杨桐的西药。
可制作口腔清洁剂。杨桐作为山茶科植物,山茶科植物成分的口腔清洁剂能达到良好的除臭效果,是构成口腔清洁剂的优良植物成分。杨桐提取的活性成分具有优良除臭效果和清爽感觉。
可制作防除害虫组合物。杨桐经提取或干燥蒸馏后再进一步添加一个或更多的杀虫剂、杀菌剂和抗真菌剂,形成此组合物具有除虫、去异味的作用。
可制作除臭剂。山茶科植物的叶子或茎提取物作为形成除臭剂的有效成分。将杨桐烤物放入冷水与热水,烤物由过滤、离心分离或倾析或分馏冷凝液体减少的压力下所得到的提取物可用于制作除臭剂。
6 对杨桐的展望
杨桐不仅是一种优良的防火树种,其鲜切枝更是为我国创造了巨大的经济效益,具有相当好的发展前景。杨同因其独特的药用价值,成为构成防除害虫组合物、除臭剂、口腔清洁剂的优良植物成分。然而,伴随着不合理的开发采伐,杨桐的产业发展受到影响,持续下去会使杨桐资源遭到毁灭性破坏。因此,开发利用好杨桐资源,需要进行深入的选育和种资资源的基础研究工作,不断挖掘杨桐野生种质的基因资源。