绿色能源植物橡胶草的最佳收获期研究

冯春罡 盛后财

摘要 为了确定大规模种植橡胶草（Taraxacum koksaghyz Rodin）的最佳收获期，利用栽植的橡胶草进行试验，通过测定不同年份、不同生长时期橡胶草的生物量、橡胶含量，计算得到单株橡胶草的橡胶产量，对比分析后，认为橡胶草的最佳收获期为生长第2年的结实期，这可为今后橡胶草大面积种植、橡胶草提取橡胶的工业化提供理论依据。

关键词 橡胶草；绿色能源植物；最佳收获期

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）08-02237-02

Study on Optimum Harvest Date of a Green Energy Plant Taraxacum koksaghyz Rodin

FENG Chungang， SHENG Houcai

（Air Forest Protection Station in Nenjiang， Haizhen， Heilongjiang 161402； College of Forestry， Northeast Forestry University， Habin， Heilongjiang 150040）

Abstract Taraxacum koksaghyz Rodin was studied to determine the optimum harvest date by measuring different years， different growth stages biomass， rubber content， then calculated the rubber production per plant. After comparative analysis， the optimum harvest date was the time of fructification on the second year. And the result will provide a theoretical basis for future largescale cultivation and extraction industrialization of Taraxacum koksaghyz Rodin.

Key words Taraxacum koksaghyz Rodin； Green energy plant； Optimum harvest date

在全球對橡胶资源的需求量连年增加、天然橡胶产量有限且供不应求、天然橡胶资源的供需矛盾日益剧烈的背景下，积极寻找天然橡胶的替代品，寻找并顺利开发、利用新型能源植物增加橡胶产量，成为解决橡胶短缺问题的研究新方向。

橡胶草（Taraxacum koksaghyz Rodin）是世界上主要的产胶植物之一[1-3]，播种当年即可收获提取橡胶，其多年生橡胶草的根（干重）中含20%以上的橡胶[4]，且从橡胶草根部提取的天然橡胶品质优良，在工业中的利用价值不低于巴西橡胶树所产橡胶[5]。橡胶草收获期短，并且可轮种或间作，与巴西橡胶树相比，适宜栽培的地区广，是有经济发展前途的产胶植物。目前，国内对于橡胶草这种新型绿色能源植物已有一定研究。林伯煌等从橡胶草的形态特征、生物特性、栽培、组织培养等方面全面介绍了我国对橡胶草研究现状[6-7]。焉妮等论述了橡胶草橡胶的的结构与性能、提取方法以及蒲公英橡胶草的研究进展等[8]。梁素钰等从植物生物技术领域详细阐述了橡胶草的价值[9]。但较缺乏大面积种植橡胶草的经验。

对橡胶草化学分析，尤其是橡胶的含量测定研究表明，不同时期采样测定，橡胶草橡胶含量差异较大，橡胶含量最高达35.43%，而最低仅为16.10%[10]。为了能够得到最大含量的橡胶，有效利用橡胶草中的橡胶，确定何时收获橡胶草并提取橡胶成为关键。为此，笔者针对这一问题，为快速、准确地判断橡胶草的最佳收获期，获取最大橡胶草产量而进行了研究，以期为今后橡胶草大面积种植、橡胶草提取橡胶的工业化提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

为了获得不同时期橡胶草生物量、橡胶含量和产橡胶量的规律，根据橡胶草的生长特点及生理特性，选取橡胶草的长叶期、开花期、结实期和根鞘脱落期分别对1、2年生的橡胶草进行叶和根两部分的取样，测定其橡胶含量，并以此为依据，确定橡胶草采收时间。

橡胶草栽植试验在东北林业大学温室大棚内进行。研究中采用花盆栽植橡胶草，确保每个花盆内生长一株，并将100个花盆编号标记备用。分别在橡胶草生长第1年和第2年的长叶期、开花期、结实期和根鞘脱落期随机选取10株进行叶、根生物量及其橡胶含量测定。

1.2 测试项目与方法

1.2.1

生物量。 将随机选出的10株橡胶草整株收获，并分成叶和根两部分洗净，80 ℃烘箱干燥24 h至恒重，分别称取质量，得到橡胶草叶和根的生物量。

1.2.2

橡胶提取。橡胶提取采用1951年罗士韦等的改进方法完成[10-11]。

2 结果与分析

2.1 不同生长时期橡胶草生物量特征分析

由图1可知，橡胶草叶的生物量，生长第1、2年均在结实期最大，生长第1年结实期叶生物量为35.7 g，第2年为36.2 g，且两年内的相同时期，叶的生物量与生长年无明显关系，差异不显著。橡胶草根的生物量在结实期达到最大值，而到根鞘脱落期则略有降低，并且根的生物量有第2年大于第1年的规律，即大致为随着生长时间的增加根的生物量增加（根鞘脱落期除外）。这是由于橡胶草是菊科蒲公英属多年生草本植物，其生长的第2年是在第1年长成的老根基础上生长出新叶，从而形成独立植株。每一个生长年，叶片需要重新生长，而根则是在前1年积累的基础上进行生长，因而有随着生长时间的增加根的生物量增加的规律。

图1 不同生长时期橡胶草生物量特征

单株橡胶草生物量与根的生物量具有相同的规律，即在結实期达到最大值，但由于第2年橡胶草叶的重新生长，第2年长叶期的单株生物量略小于第1年结实期和根鞘脱落期的生物量。由于橡胶草生长第2年后老根长新叶的这一生长特性，其根叶生物量比值在第2年的长叶期达到最大值为1.12，且总有第2年根叶生物量比值大于第1年，差异显著（图2）。

图2 不同生长时期橡胶草根叶生物量比值

2.2 不同生长时期橡胶草叶和根中橡胶含量

由表1可知，生长第1、2年橡胶草的叶以及根中橡胶含量具有相同的变化规律，即橡胶含量长叶期均最低，而在结实期最高；且在同一时期的采集样品中，橡胶草根中橡胶含量高于叶中。生长第1、2年的橡胶草叶中橡胶含量相差不多，差异不显著，而不同生长年份的橡胶草根中橡胶含量第2年较大，与1年生橡胶草根中橡胶含量差异显著。

2.3 不同收获期橡胶草产橡胶量比较

根据橡胶草不同器官（根、叶）生物量及其橡胶含量，计算得到不同生长时期橡胶草叶、根及整株植物提取到的橡胶量（表2）。由表2可知，生长第1、2年的单株橡胶草提取橡胶量均为长叶期最低，分别为6.15和8.88 g，结实期最高，分别为14.50和19.71 g；除根鞘脱落期，随着生长时间的增加，橡胶草根提取的橡胶量逐渐增加，在生长第2年的结实期达到最大值12.33 g，占整株橡胶草橡胶提取量的62.54%。

由表3可知，橡胶草生长第2年提取橡胶量根/整株均明显高于生长第1年，且生长第2年根/整株在60%左右；而叶/整株则没有明显的变化规律，叶/整株在35.63%～59.44%。橡胶草生长第1年叶中提取的橡胶量占整株的54.24%（平均值），大于根占整株的45.76%（平均值）；在橡胶草生长的第2年中则恰好相反，根中提取的橡胶量占整株的62.08%（平均值），大于叶占整株的37.92%（平均值），这也与橡胶草生物量的特征及不同器官橡胶含量规律完全吻合。

3 结论与讨论

3.1 结论

（1）橡胶草生长第1年叶的生物量占整株生物量的比率较大，随着生长年份的增加，根慢慢替代叶的位置，其生物量占整株生物量比率逐渐增加。

（2）不同生长时期的橡胶草叶橡胶含量差异显著，结实期含量最高，而生长年份对其橡胶含量影响不大；

不同生长时期及不同年份对橡胶草的根橡胶含量有较大影响，其中以2年生橡胶草结实期的根中其橡胶含量最高。

（3）在橡胶草生长第2年的结实期收获其叶和根能够获得最高含量的橡胶，进而能够获得最高的橡胶产品的收益，因此橡胶草的最佳采收时间为生长第2年的结实期。

3.2 讨论

该研究中仅验证了橡胶草生长的第1、2年生物量、橡胶含量及橡胶提取量的规律，对于多年生草本植物，随着其生长的继续，是否能够满足或进一步放大这一规律还有待于进一步验证。另外，作为一种多年生草本植物，橡胶草根可以进行逐年积累生物量，而其叶则可以连年收获提取橡胶，在大规模种植橡胶草时，是否可以先连续收获橡胶草叶提取橡胶，待其橡胶含量较高的根达到最大生物量时再收获提取橡胶，以获得最大的橡胶产量也有待于进一步试验验证。

参考文献

[1]

中国科学院《中国植物志》编辑委员会.中国植物志[M].北京：科学出版社，1999：45-46.

[2] 龚祝南，张卫明，刘常宏，等.中国蒲公英属植物资源[J].中国野生植物资源，2001，20（3）：9-14.