芳樟‘南安1号’的生长特性与精油品质

乐易迅, 苏宝川, 高进兴, 彭金彬, 陈青海, 邹双全

(1.福建农林大学林学院，福建 福州 350002；2.自然生物资源保育利用福建省高校工程研究中心，福建 福州 350002；3.泉州市林业局种苗站，福建 泉州 362000；4.福建省安溪半林国有林场，福建 安溪 362400；5.泉州市洛江区林业技术推广站，福建 泉州 362000；6.泉州市森林公园管理处，福建 泉州 362000)

香樟(Cinnamomumcamphora)为国家二级保护树种[1-2]，是我国亚热带地区重要的用材和特种经济林树种，也是集防护林、园林绿化于一体的多用途树种[3-5]。芳樟是香樟种质资源的一个变种[6]，其精油富含芳樟醇[7-8]。芳樟醇为天然香料，具有抗感染及抑菌作用[9]，可改善皮肤质地，全球年需求量超过2.8万t[10]。但天然芳樟醇产量较低，无法满足市场需求，因此,芳樟种植具有广阔的市场前景[11]。

目前，福建省芳樟产区主要集中在闽南沿海一带，南安市作为主要产区之一，具有适宜的环境条件。2010年4月，自然生物资源保育利用福建省高校工程研究中心在南安市向阳乡发现纯种香樟变异群落，其含油量和芳樟醇含量较高，将其命名为‘南安1号’，并通过福建省林木新品种审定委员会审定(闽 S-SC-CC-029-2019)，可作为油用经济林和园林应用树种。‘南安1号’根、茎、叶、枝均可生产芳香油[12]，富含桉叶油素、β-橙花叔醇、樟脑、龙脑、甲基丁香酚以及少量黄樟油素等[13]。本研究以福建主栽香樟品种‘牡丹1号’为对照，探讨‘南安1号’的生长特性、生物量及其得油率和芳香醇含量，以期为‘南安1号’推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于福建省南安市向阳乡卓厝村(118°31′E，25°16′N)。该区海拔400～800 m，属南亚热带湿润季风气候，年平均气温19.5 ℃，年降水量1 700～1 900 mm，无霜期达330 d以上，土壤为酸性沙壤土。

1.2 移栽技术

1.2.1 苗木来源 选用无病虫害且健壮的‘南安1号’和福建省主栽品种‘牡丹1号’(CK)为种源。其中，‘南安1号’种苗来源于南安市向阳海山林场，‘牡丹1号’种苗由厦门牡丹香化实业公司提供。分别于2013年6月及2016年6月，采用无纺布容器扦插育苗，生根率达80%以上[14]。扦插6个月后，适当延长通风并增加光照时间，以提高苗木适应外部环境的能力。翌年3月待幼苗长到20～30 cm时进行移栽。

1.2.2 移栽方法 分别于2014年3月及2017年3月，将苗木交叉移植到试验地东南、西北坡向的山腰上，以降低环境因素对不同品种的影响[15]。移植密度为5 700株·hm-2，按株行距1.3 m×1.3 m挖穴，穴规格为：50 cm×40 cm×30 cm，穴底施足腐熟有机肥料作基肥。移植后回填表土，扶正并向上提一下，压实土壤，有利于根系舒展。

1.2.3 林分抚育管理 移植后保持土壤湿润，加强水肥管理，以提高成活率。抽发新梢时，喷施体积分数为50%的二溴磷乳剂及50%马拉松乳剂1 000倍液，5 d喷1次，连续2～3次，防治黑斑病、卷叶蛾等病虫害。加强杂草的防除，造林当年及第2年的5—6月和9—10月分别锄草1次，避免杂草同树苗争养分、水分及阳光，保证苗木健壮生长。每年9月追肥1次，每株施0.15 kg尿素和同比例的复合肥。

1.3 样地设计

试验采用简单对比设计，按照坡位设3个重复对照样地。各样地按照品种分别设置10 m×10 m的样方，每个样方随机抽取10株的‘南安1号’和CK植株。于2019年10月，测量植株的生长指标和生物量，并采集叶片带回实验室，测定其含油量和芳樟醇含量。

1.4 指标测定

1.4.1 生长指标及生物量测定 对样地内林木进行每木检尺，测量并记录其树高、胸径、冠幅等生长指标。采用平均标准木法测量生物量，分别选取胸径、树高、冠幅接近平均值的3株标准株，连根挖起称重，并计算单位面积生物量，从而估算该样方的总生物量[16]。

1.4.2 精油的提取 采用改良的常压水蒸气蒸馏法提取精油并测定得油率[17]。分别称取100 g样品鲜叶，在50 ℃下烘至含水量为5%～13%。用粉碎机粉碎后置入500 mL挥发油提取器中，加入200 mL超纯水加热提取60～90 min。蒸馏后取上层精油，经无水Na2SO4干燥后称重，并计算得油率。得油率/%=(精油质量/鲜叶生物量)×100。

1.4.3 芳樟醇含量测定 采用液相色谱法测定芳樟醇含量[18]。精密吸取芳樟醇标准品(CAS：78-70-6)43.5 mg，加入甲醇(色谱纯)溶解，定容至10 mL，配制成4.35 mg·mL-1的对照品溶液，摇匀备用。精密称取待测样品的精油提取液45 mg，加入甲醇(色谱纯)定容至10 mL后过滤，滤液即为样品溶液。将样品和对照品溶液注入Dikma Diamonsil C18色谱柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)，流动相为甲醇∶水=70∶30，检测波长210 nm，柱温30 ℃，流速1 mL·min-1。高效液相色谱图见图1。在该色谱条件下，芳樟醇保留时间为9.412 min，符合含量测定要求。

A:对照品溶液；B.待测品溶液。

分别吸取2、4、6、8、10、12 μL对照品溶液注入液相色谱仪，按上述色谱条件进行检测，记录色谱图。以对照品峰面积为纵坐标，对照品溶液质量为横坐标，绘制标准曲线(图2)。待测样品芳樟醇标准曲线的线性回归方程为：y=6×108x+61 162，R2=0.999 9，线性范围为4.35～52.20 μg，符合测量要求。采用峰高定量法将配好的样品溶液进行色谱测定，采用外标法测量芳樟醇含量。

图2 标准曲线

Cx=Cr×(Ax/Ar)

式中，Cx为样品浓度/(mg·L-1)；Cr为对照浓度/(mg·L-1)；Ax为样品峰面积/(V·s-1)；Ar为对照峰面积/(V·s-1)。

1.5 统计与分析

采用SPSS、Excel统计软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 ‘南安1号’的生长表现及生物量

2年生、5年生第3次收获的‘南安1号’生长表现及生物量分别见表1、2。由表1可知，2年生‘南安1号’各样地胸径平均值均超过4 cm，且均显著大于CK；树高平均值均超过3 m，显著大于CK；总生物量明显大于CK。由表2可知，5年生采收3次的‘南安1号’各样地胸径和树高均显著大于CK；各样地冠幅均大于CK，但差异不显著；总生物量明显大于CK。

表1 2年生‘南安1号’生长表现及生物量1)

表2 5年生‘南安1号’生长表现及生物量1)

2.2 ‘南安1号’的得油率及芳樟醇含量

‘南安1号’得油率及芳樟醇含量见表3。由表3可知，不同树龄‘南安1号’及CK得油率均达到4.13%以上，比市面种植的香樟得油率高2～3倍[19]。但2个品种得油率及芳樟醇含量均有差异，2年生‘南安1号’得油率及芳樟醇含量均大于CK，且差异显著；5年生第3次收获的‘南安1号’得油率和芳樟醇含量与CK差异不显著，可能由于连续多次采伐引起的林分衰退所致。

表3 ‘南安1号’得油率及芳樟醇含量1)

2.3 ‘南安1号’的经济效益

‘南安1号’产油量及产值见表4。由表4可知，不同树龄‘南安1号’总生物量均大于CK，且差异显著。叶片是芳樟精油含油量最高的部位，不同树龄‘南安1号’叶片生物量均高于CK，且差异显著；叶片产油量是CK的2倍多，以每吨出口离岸价45万元计算产值，2年生‘南安1号’的精油产值达到39.25万元·t-1，经济价值显著。

表4 ‘南安1号’的产油量及其产值1)

3 小结

本研究表明，2年生‘南安1号’平均树高达3 m以上，比CK提高30%，且差异显著；总生物量达52.20 t·hm-2，比CK(38.54 t·hm-2)提高35%。‘南安1号’叶片鲜样得油率达4.85%～5.57%，比CK(4.13%～4.63%)高17%，是国内香樟品种含油量(2%)的2倍多[19]，可能是由于本研究所选的香樟品种优良，且选用含油量最高的叶片进行精油提取，而国内一般选用香樟枝、叶进行精油提取。同时，本试验采用新的芳樟精油提取方法，也有利于提高精油提取率。但是2年生‘南安1号’芳樟醇含量高于CK，5年生3次采伐的芳樟醇含量与CK基本持平，其原因有待进一步研究。

‘南安1号’抗病虫害能力强，对叶蜂具有一定的趋避性，新叶生长正常；对黑斑病、卷叶蛾等病虫害也具有一定的抗性。‘南安1号’造林成活率可达93%以上，移植后恢复能力强，对环境适应性强，抗寒能力较强，可在广场、街道、庭院孤植、列植或群植，还可作为经济林、防护林、行道树及风景林[20]。

综上所述，相同生长环境条件下，‘南安1号’的生长量、生物量及得油率均高于CK。但由于种植地集中，立地条件差异较小，无法体现立地条件对‘南安1号’生长的影响。5年生连续采收3次的‘南安1号’林分生长量和精油品质有所下降，可能因多次连年采伐导致土壤肥力有所衰退，有待进一步深入研究。