南方红豆杉生长发育及其紫杉醇含量与环境因子的关系分析

陆明

(福建省政和县林业执法大队,福建 政和 353600)



南方红豆杉生长发育及其紫杉醇含量与环境因子的关系分析

陆明

(福建省政和县林业执法大队,福建 政和 353600)

摘要：指出了当前紫杉醇被开发用于治疗风湿关节炎的奇效用药;又能用于植入式心脏血管支架的涂层用药,可防止植入支架后产生的“血管再狭窄”现象,进一步推动人们对红豆杉的需求。因此加强对南方红豆杉生理生态的研究具有重要的现实意义。研究了基肥元素和光照处理对南方红豆杉的生长成活率的影响,以及海拔高度、施肥对紫杉醇的合成和积累方面的影响。

关键词：南方红豆杉;生长;紫杉醇;环境因子

1引言

紫杉醇不仅具有较高经济效益,而且还具有较高的药用价值。据统计全球每年约需要720 kg紫杉醇来治疗约600万的癌症患者,紫杉醇的用量占到治疗药品总量的20 %左右,由此可见紫杉醇的市场具有广阔的空间。人工栽培红豆杉植物是紫杉醇最主要的来源,研究表明16.67 t的红豆杉树皮可生产1 kg的紫杉醇精品,约毁坏1 700颗大树,因此加强红豆杉繁育和造林栽培技术的研究,谋求红豆杉人工林速生丰产以满足医药市场大量需求仍是当务之急[1]。

2试验地概况

福建某林场最高海拔1 763.8 m,最低海拔315 m,相对高差1 448.8 m。试验设置的垂直空间和水平空间很大。气候属中亚热带湿润气候区,场部年降水量1 600 mm,平均气温14 ℃。土壤以山地黄棕壤为主,山地黄壤为次,质地为轻壤土,pH值5.3,呈微酸性,有机质含量5.77 %,大部分土壤肥沃。年降水量1 500 mm。

3不同生长激素处理对南方红豆杉生长成活的影响

3.1研究方法

试验随机区组设计分5个处理:用ABT-1号生根粉100 mg/kg浸根30 min(用A代表),吲哚丁酸100 mg/kg+萘乙酸100 mg/kg浸根30 min(用B代表)。阿司匹林500 mg/kg+退菌特500 mg/kg浸根60 min(用C代表),水与壤土按1∶1的比例充分混合后打泥浆(用D代表)和沾清水处理为对照(用E代表)。每个处理3个重复,每个重复用苗90株,按30 cm×35 cm的株行距定植。

3.2研究结果

研究结果见表1。从表1中看出:①与沾清水处理苗根造林比较,4种处理均有提高南方红豆杉造林成活率的作用:处理A,即ABT-1号生根粉100 mg/kg浸根30 min比对照造林成活率高24.84 %,达90.37 %;处理B,即吲哚丁酸100 mg/kg+萘乙酸100 mg/kg浸根30 min比对照高22.25 %,达88.99 %;处理C.即阿司匹林500 mg/kg+退菌特500 mg/kg浸根60min较对照高15.59 %,达83.71 %;处理D,即水与壤土按1∶1的比例充分混合后打泥浆较对照提高9.70 %,达79.63 %。②4组处理中,对南方红豆杉造林成活率的影响程度有一定差异 A处理较B处理造林成活率高1.66 %,较C处理高7.96 %,较D处理高13.50 %,以处理A即ABT-1号生根粉100 mg/kg浸根30 min最好;处理B,即吲哚丁酸100 mg/kg+萘乙酸100 mg/kg浸根30 min次之;处理C,即阿司匹林500 mg/kg+退菌特500 mg/kg浸根60 min再次之。为检验其试验结果的显著性,对试验数据进行方差分析,并进行F值检验。

表1　生长激素处理对南方红豆杉造林成活率试验的方差分析

F值检验结果如表2所示,从表中可以看出,试验处理间成活株数和成活率的实际F值为5.65大于理论F0.05值,而小于理论F0.01值,其处理间的试验误差达显著水平。

1∶l泥浆是以往造林前对造林苗木的一种常规处理方法。而3种生物药品处理南方红豆杉苗木造林,都能较传统的处理方法提高其造林的成活率。南方红豆杉苗木生长缓慢、纤细,给造林成活率带来一定的障碍,生长激素处理,可弥补这种障碍,而显著提高其成活率,应作为其造林成活的一项重要措施[2]。

表2生长激素处理对南方红豆杉造林成活率试验的方差分析

平方和df均方FF0.01F0.05组间0.00040.0000.0005.993.48栽植株数组内0.000100.000总数0.00014组间508.2674127.0675.656成活数组内224.6671022.467总数732.93314组间624.4574156.8645.653成活率组内277.5081027.751总数904.96514

4不同遮光度对南方红豆杉苗木生长的影响

4.1研究方法

遮光度分别为55 %、70 %、85 %、90 %和透光度为0等5种方法。苗木出土后进行遮光度控制遮荫,透光度由遮荫网的不同型号控制,遮阳网直接向厂家按照不同的遮光度要求订购。生长季结束后,分别调查苗高、地径及生物量。

4.2研究结果

从表3中看出:以遮光度85 %遮荫条件最有利于南方红豆杉生长,主要是由于南方红豆杉在幼苗时期抗高温能力差,适宜的荫蔽能有利于纤细幼苗的生长。为检验各处理间生长的指标差异,进行了方差分析与显著性检验。分析结果表明苗高,值(理论上F0.05为4.07,F0.01为7.59),均呈极显著水平。

表3　不同遮光度对南方红豆杉苗木生长指标的影响

备注:各组处理均为平均值

5环境因子对南方红豆杉紫杉醇含量的影响

5.1施肥种类对南方红豆杉紫杉醇含量的影响

施肥不仅可以促进南方红豆杉幼林的生长,因此被用作红豆杉短周期药用林高效经营的重要技术措施之一,而且对南方红豆杉紫杉醇的生物合成也有一定的影响。为了研究施肥对红豆杉紫杉醇含量的影响关系进行了如下试验:

对农田庇荫设施栽培下的1年生南方红豆杉药用林,进行了为期两年的不同肥种施肥。检测结果如表4所示。从表中可以看出施工猪粪这样的有机肥对鲜枝叶紫杉醇含量的影响最小,复合肥对紫杉醇含量的影响最大,大幅度的降低了紫杉醇含量。由此可以看出使用有机肥对于提高南方红豆杉高产有着积极作用[3]。

表4施用不同肥料对南方红豆杉3年生幼树鲜枝叶紫杉醇含量的影响

施肥种类猪粪火烧土稻草灰复合肥未施肥对照鲜枝叶紫杉醇含量(mg/kg)7367646277

5.2栽植地海拔高度对南方红豆杉紫杉醇含量的影响

南方红豆杉生长气候条件的不同,其紫杉醇含量也各不相同。研究表明,南方红豆杉幼树鲜枝叶紫杉醇含量随海拔高度的增加而增加,如表5所示。从表中可以看出,鲜枝叶紫杉醇含量在海拔高度780 m时最高,达到91 mg/kg,较330 m海拔高度的栽植含量提高了23个百分点。究其原因为海拔越高,气候越凉爽,高温强紫外线的天气越少,为南方红豆杉的生长提供了适宜的环境,也有利于紫杉醇的合成[4]。

表5不同海拔栽植地南方红豆杉2年生幼树鲜枝叶紫杉醇含量

栽植地点南山林地枫溪新场下栽植海拔/m330560660780鲜枝叶紫杉醇含量(mg/kg)74848891

6结语

通过试验研究得知激素处理对于南方红豆沙的生长具有一定的促进作用,并且以ABT-1号生根粉100 mg/kg浸根的促进效果最好;85 %的遮光度条件对南方红豆杉一年苗生长最有利,适度的遮阴有利于创造出苗木的生存生长环境;并且较高海拔栽植地和有机肥有利于幼树紫杉醇合成。在未来的研究中,还需加强对南方红豆杉次生代谢、各个生理指标的动态的研究,希望能够为提高紫杉醇的产量提供更多的理论和技术支持。

参考文献：

[1] 邱德有,李如玉,李铃.红豆杉及南方红豆杉体细胞胚胎发生的研究[J].林业科学,2013(2).

[2] 李先琨,向悟生,苏宗明.南方红豆杉无性系种群结构和动态研究[J].应用生态学报,2014(7).

[3] 洪伟,王新功,吴承祯,等.濒危植物南方红豆杉种群生命表及谱分析[J].应用生态学报,2013(11).

[4] 高兆蔚,王挺良,邹高顺,等.福建省南方红豆杉的分布、生境和栽培技术研究[J].植物研究,2013(3).

中图分类号：S791

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)01-0081-02

作者简介：陆明(1970—)，男，福建政和人,工程师,主要从事林业行政执法工作。

收稿日期：2015-12-22