长白山区建立规模化规范化东北红豆杉药用林示范园区研究

吴炳强，王永明，徐 录，张洪伟，吴炳成，崔 利 (汪清东北红豆杉生物科技有限公司，吉林汪清133200)

长白山区位于我国东北东部，地理坐标为40°40'～44°30'N，126°20'～131°20'E，即威虎岭—龙岗山脉以东的地区，总面积75 940 km2，约占吉林省总面积的40.5%。该区东部与俄罗斯沿海地区相毗连，东南隔图们江、鸭绿江与北朝鲜相望，西南与辽宁省接壤，北部仅靠黑龙江省的宁安、东宁2县。该区的最东边距日本海15 km，与日本隔海相望。该研究中的长白山区涉及通化地区和延边地区。通化地区是吉林省偏南的区域，现辖通化、浑江、梅河口、集安、柳河、辉南、靖宇、抚松以及长白山朝鲜族自治县，面积33 240 km2。延边朝鲜族自治州现辖延吉、图们、龙井、和龙、安图、敦化、汪清、珲春8个市(县)，面积约42 700 km2。这些地区是一个多山林的地区，其植物类型为长白山植物区系，在部分林分地段混生着为数不多亚寒带的珍稀树种——东北红豆杉。

东北红豆杉(Taxus cupidata Sieb et Zucc.)又叫紫杉、赤柏松，是地质第三纪孑遗树种，被国家列为濒危珍稀一类保护植物。东北红豆杉叶含槲皮素、桂皮酸、紫杉醇、紫松醇、紫松素、阿西多黄素，茎皮中含有紫醇。东北红豆杉不仅木材珍贵，树型优美，其叶、茎、皮和枝均可入药，中医认为有通经、利尿之功效，可用于治疗肾炎水肿、小便不利、糖尿病等。尤其是自20世纪70年代，美国人发现从太平洋红豆杉中提取的紫杉醇具有良好的抗癌作用以来，红豆杉的身价由此大增，被世人称之为“绿色黄金”和“征服癌症的希望之树”。因其散生于海拔800 m以上的针阔混交林中，又雌雄异株，不易授粉，种子特缺，天然生长和更新缓慢，再加上不合理利用等综合原因，现已濒临灭绝。因此，为提取紫杉醇提供大量原料，建立东北红豆杉药用林基地势在必行。

1 建立长白山东北红豆杉药用林基地的意义

建立东北红豆杉药用林基地，既可为提取紫杉醇所需的大量原料供应提供保障，又可有效保护天然生长的东北红豆杉珍稀资源，还可以带来可观的经济效益与巨大的社会、生态效益。同时，也可以利用该基地，对东北红豆杉这一珍稀树种开展更广泛深入的科学研究，以缩小我国红豆杉研究与世界的差距，推动长白山区的山区综合开发、高效林业建设和当前的林业转型，甚至对整个社会都将产生积极而深远的影响。

2 东北红豆杉生物学特性

东北红豆杉雌雄异株(图1)，树形优美(图2)，种子卵圆形，红色，有光泽(图3)。东北红豆杉为亚寒带树种，是古老的第三纪孑遗植物树种，是亚寒带针阔混交林的组成树种。属耐阴性或半阴性植物。幼苗怕强光，要遮阴庇阳，对光照适应幅度较大。其对温度的耐受范围如下:热月气温为19～20℃，冷月气温为－19～－20℃，活动积温1 923～2 149℃;成树可耐－40℃低温，但苗期可覆防寒土或盖草帘防寒。相对湿度在70%以上东北红豆杉生长良好，要求土壤含水率40%～60%。积水低洼地不适宜东北红豆杉生长。东北红豆杉要求土层深厚，有机质含量丰富、微酸性土壤。在光照条件下，40～60年开始结实。东北红豆杉寿命一般在200～300年，长白山区有1 000以上的老树(图4)。

图1 东北红豆杉雌株

3 东北红豆杉育苗技术的研究

东北红豆杉种苗是传承其遗传基因、促进东北红豆杉森林世代繁衍的载体，是保护这一珍稀植物特殊物质基础和根本保障。可靠的繁殖方法是东北红豆杉得以推广的先决条件。东北红豆杉的繁殖方法可分为两大类，即有性繁殖和无性繁殖。有性繁殖的后代具有双亲的遗传特性，有较强的生命力与变异性，遗传性是不稳定的;无性繁殖能稳定地保持原品种的特性和特征，一致性强，是培育生产东北红豆杉用苗的主要方法，其具体技术主要有扦插和组织培养。

图2 东北红豆杉树形

图3 东北红豆杉果实

图4 千年东北红豆杉

3.1 扦插育苗技术研究

3.1.1 试验材料。无性系:2011年5月份采集汪清县南沟林场塘石砬子沟10年生以下，约100年生和金沟林场约1 000年生东北红豆杉树的中下部枝。

3.1.2 试验地情况。试验地设在汪清县百草沟镇仲坪村附近，苗床面积为6 800 m2，土壤为沙壤土，无霜期130 d。

3.1.3 试验方法。

3.1.3.1 1号ABT生根粉浓度对扦插成活率的影响。扦插条长20 cm，下口斜切，用1号ABT生根粉100～500 μg/g药液浸泡20 h，于5月15日以4～6 cm株距扦插在苗床上，插的深度为插条的1/3。苗床上搭设1 m高弓形遮阴棚，棚内再架设50 cm高的塑料棚，每天喷2次水，保持床面湿度85%左右，温度控制在25℃左右，超过30℃时及时通风降温。生根开始经常打开塑料棚增加通风次数，减少浇水次数。

3.1.3.2 树龄大小对扦插育苗成活率的影响。依上述方法分别把10年生以下、约100年生、约1 000年生东北红豆杉以20 cm的一年生枝条扦插在苗床上，苗期温湿度控制及其管理同上。

3.1.4 结果与分析。生根以前嫩枝就进行生理活动，这一时期温湿度控制格外重要，应适当增加喷水次数，保持地温稳定，并加设遮阳网，以免烫伤嫩叶。6月11日～7月16日期间愈合组织和根源基已基本形成。这时期在保持原来浇水量的基础上，要保持稳定的地温(25℃左右)，超过30℃时应通风降温，通风后适时浇水，保持棚内湿度。7月16日开始形成根系。此时可适当减少浇水次数，减少土壤湿度，促进根系生长。7月21日开始形成顶芽，这时可以完全撤去遮阳网。

从表1可知，用500 μg/g浓度不如100 μg/g浓度插条成活率高。这与插条过量吸收生长素后比例失调有关。

表1 1号ABT生根粉浓度对扦插成活率影响

从表2可知，树龄与扦穗成活率呈负相关，树龄越高，插穗成活率越低，10年生以下树龄插条成活率90%，约100年生树龄插条成活率75%，约1 000年生树龄插条成活率只有50%。这与插条活力有关，树龄高的东北红豆杉，其细胞组织器官都在衰老，细胞里的DNA、RNA等活性物质都在减少，整个树体导管、筛管转运功能在退化，其同化作用和异化作用不平衡，这是千年树插穗成活率低的主要原因。

表2 树龄对扦插成活率的影响

3.2 组织培养与快速育苗技术研究 组织培养主要采用MS培养基，附加不同种类和浓度的细胞分裂素(6-BA，ZT)和生长素(NAA)，组成各种培养基，pH为5.8，诱导及分化培养基中加3%蔗糖，生根培养基加2%蔗糖。

3.2.1 组织培养技术研究。

3.2.1.1 诱导腋芽萌发。将带腋芽的东北红豆杉嫩茎外植体接种在附加6-BA 2.0 mg/L+ZT 0.1 mg/L的MS培养基上10 d后，腋芽萌发。

3.2.1.2 芽的增殖培养。采用 MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+ZT 0.1 mg/L。

3.2.1.3 生根培养基。培养基采用 MS+NAA 0.2 mg/L。

3.2.1.4 幼苗移栽。当幼苗高 2.0 ～2.5 cm，每株根数达 3～5条、根长达1.5～2.0 cm时，移栽于经过土壤消毒处理的营养钵中，上覆塑料薄膜保温、保湿。5 d后去除塑料薄膜，10 d后即可成活。当幼苗长至6.0～8.0 cm时，带土坨移入苗圃。苗圃地管理与保护地营养育苗方法相同。

3.2.2 培养技术要点。

3.2.2.1 培养基灭菌。对分装入三角瓶的培养基，用0.1 MPa压力热压灭菌20 min。

3.2.2.2 材料的选择与灭菌。选取生长健壮的嫩茎顶端作外植体，剪去叶片和叶柄后用自来水冲洗，并加少量洗衣粉加以洗涤，用自来水冲洗4～5 h，然后切成约5.0 cm长的茎段。灭菌。先用70%酒精浸泡30 s，再用0.2%升汞溶液消毒8 min，取出后用无菌水冲洗5次。

3.2.2.3 切断与接种。材料经灭菌处理后，切成长度约0.5 cm的小段，每段至少有1个叶腋，置于无菌培养皿内，用滤纸吸去表面水分，移到超净工作台上，按无菌操作要求接种于培养基上(每个100 ml三角瓶内放置4～5段)。

3.2.2.4 培养条件。将培养瓶置于温度20～26℃、光照强度为2 000 lux的培养室培养，光照时间为每天12 h。

3.2.2.5 继代培养。接种后10 d左右，叶腋处有腋芽萌发，待芽长至1 cm左右时把芽从茎段上切下来，接种于分化培养基中，当分化出新芽时再进行多次继代培养。

3.2.2.6 生根培养。当苗高2.0 ～2.5 cm 时，转入生根培养基，待苗基部长出数条粗壮短根时，开瓶锻炼2 d，然后移入营养钵中，湿度保持90%。

3.2.2.7 移入苗圃。幼苗长到6.0 cm以上时带土坨移入苗圃(移入苗圃应在当地终霜期过后)。

东北红豆杉如果采用种子育苗，因其发芽率低，育苗时间长，育出的实生苗变异性大，且种子产量有限，严重制约目前大量发展人工东北红豆杉造林基地需要。因此，用无性扦插与现代组织繁殖的方法，可大量培育出东北红豆杉苗木，是为大力发展人工林基地提供苗木保证的良好途径。

4 东北红豆杉人工造林技术研究

4.1 造林立地类型与生态环境选择研究 东北红豆杉在不同立地类型，其生长不尽相同，生长率和成活率差异很大，斜缓坡立地类型的东北红豆杉生长优于山脊陡坡和平谷立地类型(表3)。因此应选择斜缓坡立地类型作为东北红豆杉的人工造林基地。

表3 东北红豆杉人工培育立地类型调查

4.2 东北红豆杉在不同立地营造人工林的成活率与生长率 东北红豆杉可植苗造林，苗龄以3～4年生为好，造林前原生态块状整地(40 cm×50 cm×20 cm)，株行距1.0 m×2.0 m，造林密度3 300株/hm2或5 000株/hm2。造林季节以春季最佳。幼林抚育采用“三清”技术:一清堂除灌，二清苗基杂草灌木，三清上方过多庇荫树枝。在山脊陡坡、斜缓坡、平谷3种类型立地各栽植了2 hm23年生苗，1年后调查其成活生长情况(表4)。

表4 东北红豆杉不同立地造林成活生长情况调查

由表4可知，3种类型立地中斜缓坡东北红豆杉的生长量、成活率均大于山脊陡坡、平谷地类型。

5 结论

(1)东北红豆杉为第三纪孑遗树种，国家一类珍稀濒危树种，零散分布，数量不多，又异雄异株，不宜授粉，种子奇缺，天然生长，更新缓慢。因此建立东北红豆杉标准化示范园区，是功在当代，利在千秋，建设生态文明的当务之急。

(2)选择优良种质资源进行无性扦插繁育是保存优良种性的良好措施，选用100 μg/g 1号ABT生根粉处理插条成活率高;树龄与插条成活率呈负相关。

(3)组织培养是扩大东北红豆杉繁殖系数、快速工厂化现代育苗的有效途径。

(4)东北红豆杉人工造林立地适宜选择斜缓坡立地，且需要做到“三分栽树七分管理”，采用“三清”技术，加强人工林的抚育管理。

［1］王永明，朴达洙.山区资源开发项目与实用技术研究［M］.北京:中国林业出版社，1997:211－218.

［2］汪劲武.红豆杉科皆美木［J］.植物杂志，1999(6):29 －31.