中国香榧的资源开发研究及产业化对策

2023-12-13 03:51钟早荣王镜琰温远丽张泉龙
浙江农业科学 2023年12期
关键词:香榧

钟早荣,王镜琰,温远丽,张泉龙

(1.杭州桐庐榧留香农业开发有限公司,浙江 桐庐 311500;2.浙江中医药大学 药学院,浙江 杭州 311402)

香榧在我国的种植历史悠久,早在三世纪时就被当作药用,初魏《神农本草经》记载:“彼子,味甘温,主腹中邪气,去三虫,蛇蛰,蛊毒……”。《本草纲目》就记载,常食香榧能“治五痔,去三虫虫毒,鬼主恶毒。食之,消寸白虫。”《中国药典》2020版收录香榧,又名榧子,为红豆杉科榧属植物榧树(TorreyagrandisFort et Lindl.)的干燥成熟种子。其功效具有杀虫消积,润肺止咳,润燥通便。用于钩虫病、蛔虫病、绦虫病,虫积腹痛,小儿疳积,肺燥咳嗽,大便秘结。同时,香榧也被《既是食品又是药品的品种名单》收录。因此,近年来随着国内香榧需求量的逐年增加,香榧的种植、加工和资源开发方面研究也在不断深入,其种植面积和产量也逐年增加。本文收集和整理中国香榧在品种选育、栽培、品质评价及综合利用开发方面的研究报道,从三产融合发展角度提出香榧产业化发展中的瓶颈问题及解决对策,以期为香榧产业的健康快速发展提供参考。

1 香榧适应性的研究

全世界拥有榧属植物6种2变种和11个栽培变种,其中中国产3种2变种11个栽培品种,北美洲分布2种,日本分布1种[1]。香榧的原植物榧树(TorreyagrandisFort et LindL.)为我国特有品种,其种子在榧属植物中品质最优良。但其生长带狭窄,仅分布于我国27°~32°N的低海拔(30~1 400 m)亚热带丘陵山区,主要分布在浙江全省,以及福建、安徽、江西、湖南、广西等部分地区。香榧是一种常绿大乔木,雌雄异株,浅根系,寿命长逾千年。幼苗抗逆性差,需温暖湿润荫蔽环境,成年树抗逆性强,喜温暖多雨,荫蔽,耐寒、耐热。香榧对土壤适应性较强,在黄壤、红壤、黄褐壤地区还是岩石裸露的石缝均能生长。而土层深厚、肥沃、湿润、通透性好的微酸性到中性的沙质壤土更有助于香榧的速生和丰产[2]。由于香榧是风媒花,喜微风忌大风,有助于其风媒传粉和调节温湿度。榧树每年3—5月日均温10 ℃左右时开始抽梢发芽,20 ℃以上营养枝加快生长。雌雄花一般在4月中下旬发育成熟,进入开花授粉期需均温25 ℃以上。雌花授粉后形成的果实原胚至翌年4月除内部经历受精等生理变化外,其形态少变。一代果实从5月才形体膨大,内含物增加到8月底9月上旬成熟。每年5—9月雌树上总是两代果实同挂枝头,还有新一代果实的花原基在分化发育。这种特殊的开花习性与生态要求使香榧的产量和质量与气候条件的关系更为密切和复杂。

温度是影响香榧结果和产量的主要因素,海拔越高温度越低,导致开花期延迟和果实成熟较晚。土壤养分、pH值等对香榧的生长和果实产量具有显著影响。在火山灰土、花岗岩风化土、砂土、黄泥土和石灰岩土5种不同类型土壤栽培比较中,砂土种植的香榧综合品质(种仁含油率和蛋白质、水解氨基酸、淀粉和可溶性糖含量)最佳[2]。而土壤微量元素,如氮、锌、锰含量过高,镁、铜含量偏低则容易导致香榧枝条黄化[3]。香榧种植土壤最佳pH值在6~8,但土壤偏酸性也容易导致香榧枝条黄化[3]。

2 香榧的品种选育研究

香榧树存在生长缓慢、结实期晚的问题,一棵香榧树从种植到开花结果大约要15~20 a的时间,但通过品种选育、嫁接等技术则可把香榧的结果周期大幅度缩短,不少香榧都是种下后8 a就可以挂果。香榧核心产区产地及主要品种见表1。香榧选育的良种繁多,有细榧、珍珠榧、东榧一号、东榧二号等,其中细榧壳薄、仁满、味香、营养丰富、种仁含脂肪高,为目前主栽产品。与细榧相比,新品种磐甜榧、磐月榧、玉山鱼榧、磐安长榧、玉山果榧各有其特点。

表1 核心产区主要产地香榧及特点

香榧实生古树繁多,嫁接资源丰富,种内性状变异大。且有些单株品种差异较大,优点各异,或早熟,含油率高,易脱衣,发芽率高,或雌雄同株,授粉条件好等,为香榧品种选育提供了有利条件。香榧良种主要是嫁接繁殖或从实生古树选育而来,嫁接方法主要有劈接、切接、插皮接、贴枝接等。其中采用嫁接技术培育无性繁殖的香榧苗时,应优先考虑插皮接方法[4]。陈慧玲等[5]总结定砧嫁接实生榧技术,能促进香榧更早结果,改善香榧品质。

3 香榧的产量研究

国内香榧产地中以浙江为最大的生产地,浙江省内会稽山及其周边县市的香榧产量已占我国香榧总产量的95%,此外,福建、江西、安徽、湖南、贵州等地也有种植。从2008年到2017年,浙江省内的香榧种植面积在不断扩大,香榧结果面积也在随之增大。到2019年,全省香榧种植面积达53 933 hm2,产量6 000 t,到2022年,全省香榧种植面积增加到60 000 hm2左右,干籽年产量9 000 t,年产值超过17亿元。随着香榧南扩战略,香榧种植从原来的会稽山脉延伸到兰溪、松阳、遂昌等地。香榧以浙江诸暨、东阳分布最多。据报道,目前香榧种植面积浙江诸暨9 133 hm2,干果产量700 t。浙江嵊州种植面积8 667 hm2,干果产量6 000 t。浙江东阳种植面积5 933 hm2,干果产量1 000 t。浙江浦江种植面积2 533 hm2干果产量400 t。浙江松阳种植面积4 867 hm2,干果产量120 t。浙江宁海种植面积1 333 hm2,干果产量207 t。杭州(桐庐、临安、建德、淳安)种植面积8 000 hm2,干果产量320万t(表2)。

表2 各地香榧种植面积及产量统计

香榧树的存活率、土壤、授粉、病虫害防治等因素是影响产量的关键。香榧对光照敏感,移种受损、嫁接不当、选地不适等是导致香榧造林存活率低的主要原因。研究发现在香榧树生长的过程中,香榧喜钾,可以在肥料中适量增加钾元素的含量,并且在肥料中也可以增加一些锌等微量元素有利于提高香榧的品质和产量[6]。由于香榧是雌雄异株,因此,在香榧树开花授粉的阶段,合理地对香榧雌雄株的布局或进行合理的人工授粉可以增加香榧树的结果率,提高香榧的产量,并通过合理地进行降水、调节温度和控制光照时长,让香榧在开花前雨水调匀、温度适宜,到花期和落花落果期少雨多照和多雨凉夏的气候使香榧的产量增加。现有报道香榧的虫害有55种,病害4种,危害严重,容易导致香榧减产,甚至引起香榧苗死亡。在香榧树结果的时期,合理杀虫,减少病虫害造成香榧提早落果。常见的香榧病虫害及防治措施见表3。最后对香榧进行完熟采摘,可以显著提高香榧的产量和品质[7]。

表3 香榧常见主要病虫害及防治措施

4 香榧的品质评价研究

榧子作为中药材尚未建立中药材传统的品质评价模式。《中国药典》(2020版)仅以薄层鉴别检测项作为香榧的鉴别,缺乏以有效成分为评价指标的质量标准评价方法。作为商品榧常用单粒质量、仁质量、种形指数、油脂(脂肪酸)含量、出仁率、蛋白(氨基酸)含量、酸价和维生素含量等指标进行综合评价香榧品质[10],但尚缺乏统一的标准。

决定香榧品质高低的除了遗传品种的内在因素,还与香榧的种植土壤、采摘时间、处理加工方式等外在因素有关。从香榧种仁中蛋白、水解氨基酸、淀粉、可溶性糖、矿质元素和维生素E含量来评价香榧的品质,可见在不同母岩发育的土壤之间种植香榧,其中以砂土种植的香榧的综合品质最佳[2]。香榧的采摘时间对香榧品质好坏尤为重要,完熟采摘(裂果)可以显著地提高香榧的含油率和总蛋白质[7]。香榧的加工方式也是影响香榧品质的因素。香榧需要经过传统的堆沤、水洗及晾晒再进行炒制。有研究表明,堆沤可加速淀粉分解,促进蛋白质和油脂合成,提升含油率[11]。同时后熟温度升高能够加快香榧的后熟。而一次堆沤与传统二次堆沤在香榧含油量和蛋白含量等方面无显著性差异,可减少传统带假种皮二次堆沤的环境污染和资源浪费[12]。香榧的加工有炒制香榧、烘制香榧和微波加热[13]。有研究发现,炒制和烘制加工方法对香榧的脂肪酸组成影响不显著,但均能增加香气物质(萜烯类化合物)的生成[14-15]。因此,后期可以以香气物质来评价香榧的评价标准。

5 香榧的栽培技术和相关标准制定的研究

香榧的栽培技术主要涉及育苗、嫁接、病虫害防治、复合套种等技术标准(表4)。早在2008年国家林业局发布《香榧栽培技术规程》 (LY/T 1774—2008)行业标准[16],提供香榧品种选育、区域选择、苗木标准、建园方式、栽培技术、抚育管理、病虫害防治、采收处理与储藏等技术要求。此外,国家林业局还颁布了《香榧籽质量要求》(LY/T 1773—2008)、《果用香榧栽培技术》(LY/T 1940—2011)等国家行业技术标准。随之香榧主产区浙江也颁布地方标准《香榧栽培技术规程》(DB 33/T 340—2012)。近年来一些地方如浙江松阳依托自然环境进行复合经营,先后制定《山地茶园套种香榧种植技术规程》 (DB3311T 51—2016)、《茶园套种香榧种植技术规程》(DB3311/T 51—2016)、《人工榧树林嫁接香榧建园技术规程》 (DB331124/T 24—2017),为香榧生产提质增效提供技术标准。景宁畲族自治县林业技术推广中心实施制定了丽水市地方标准《香榧容器育苗技术规程》(DB 3311/T 89—2019),首次为香榧的容器育苗的种子基质、容器苗培育和圃地选择苗期管理等提出具体技术规范。《榧树造林嫁接香榧建园技术规程》 (DB 3311/T 88—2019)对榧树高枝嫁接通过树形控制、嫁接模式、接后管理等技术集成管理,有效提高嫁接成活率。

表4 现有香榧栽培技术标准

6 香榧综合开发利用的研究

香榧作为经济价值很高的树种,其果仁既是营养价值高的干果,又是中药材。香榧果仁榨油作为高营养价值的食用油。香榧假种皮含多种芳香类物质,可用于提取精油。香榧木材硬度高纹理直,是造船、建筑、枕木、家具及工艺雕刻等良材。近年来随着香榧深加工的发展,以往被作为废弃物的香榧假种皮、壳、内种皮和香榧叶等也被深入研究并挖掘其利用价值。

6.1 香榧假种皮

研究发现香榧假种皮中含有醇、醛、酮、烯等多种芳香萜类成分以及黄酮类成分,其中含量最高的是α-蒎烯、香榧酯、柠檬烯[17]。这些萜类化合物具有较强香气和多种生理活性,比如柠檬烯是香榧精油的主要化学成分之一,具有抗菌、抗氧化、抗癌等功效。香榧酯是一类具有抗艾滋病作用的先导化合物[18]。黄酮类成分则具有抗氧化作用[19]。此外,香榧假种皮精油还具有抗真菌、驱虫等作用,可以开发成护肤品或者驱蚊剂等。香榧假种皮精油常用的提取方法包括:超临界二氧化碳萃取法、水蒸气蒸馏法,但不同的提取方法对所得精油组成和含量存在差异,从而影响精油品质[20]。目前市场上开发的香榧精油主要功效为抗菌,抗氧化作用,用于香薰和制作香皂等。

6.2 香榧内种皮

香榧内种皮也叫黑衣,食用时常将其去除,其中含有多酚类物质是导致味道比较涩的原因,可通过炒制减少涩味。目前发现其醇提物中含有2-羟基-2-4-(羟苯乙基)-丙二酸、原儿茶酸、儿茶素(C)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)和表儿茶素没食子酸酯(ECG)等5种化合物[21],具有较好的抗氧化作用。但对于香榧黑衣的研究报道较少,尚未见香榧黑衣具有驱虫等作用的报道。

6.3 香榧种仁

香榧种仁营养丰富,含油量高达54.49%,其中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的78.40%,亚油酸、油酸、亚麻酸的含量较高[22],这些成分均有利于人体健康,具有降血脂作用[23]。其中分离的特殊脂肪酸-金松酸,能够抑制肝HepG2细胞甘油三酯的蓄积[24]。香榧种仁中分离发现醋酸高良姜和米戈地尔两个化合物对驱虫药有抗药性的线虫菌株具有很好的驱虫效果[25]。此外,香榧中平均还含有10%的蛋白质,不同榧属间的蛋白组成不同,可利用蛋白电泳进行鉴别[26]。目前市场上将香榧种仁榨油制成香榧油,香榧蛋白做成蛋白乳饮等产品。但对香榧种仁中的活性成分和保健功能等方面的研究尚待进一步挖掘,提高香榧蛋白食品资源的深度开发利用。

6.4 香榧叶

香榧叶中含有香榧酯、花柏酚、4-epiagathadial、3,4-二羟基苯甲酸3-O-β-D-葡萄糖苷、脱氢松香酸、反式璎珞柏酸、顺式璎珞柏酸、2-甲氧基-1,4-苯二甲醇、松脂素、β-谷甾醇等成分[27]。其中3,4-二羟基苯甲酸3-O-β-D-葡萄糖苷具有较强的Huh7和Hep G2细胞抑制活性。香榧叶精油含有柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、香榧酯、β-谷甾醇、月桂烯、δ-杜松烯等成分,具有一定的抑菌和抗氧化能力[28]。从成分比较,香榧叶具有与香榧假种皮相同的化学成分,在开发香榧精油等方面也值得尝试。

7 香榧产业化存在的问题及对策

由于香榧具有较高的经济价值,是浙江、江西、安徽等部分山区农业发展的支柱之一。因此,如何做大做强香榧产业,助力山区共同富裕,是当前急需思考的问题。三产融合发展是香榧产业化发展的必由之路和根本途径。但在发展过程中涉及到以下方面[29-30]:

7.1 香榧一产的规模化和专业化发展

目前香榧产业化发展过程中,普遍存在建设规模小、模式单一、产业集中程度低等问题。规模化种植的难点在于,香榧种植栽培从种苗到产果的周期长,存在投资大回报慢的问题。另外,香榧特殊的生长环境和林地要求,也导致其扩大种植面积很有限。在专业生产上,存在香榧的经营管理粗放,缺乏标准化的种植管理,导致幼苗成活率低、病虫害发生率高、香榧品质低下,口感差和产量低等问题。

因此,在规模化建设上,需要以二产带动一产,加大培育香榧产业龙头企业和合作模式,推广“合作社+基地+农户”、“公司+合作社+农户”等发展模式,以基地带动、农户参与的联动机制,盘活现有香榧资源,带动香榧的良种改造和种植发展积极性。政府引导促进香榧产业链整合,做优做强香榧龙头企业,从标准化育苗、栽培、加工、产品创新开发到品牌建设整体带动香榧产业的快速发展。在专业化生产上,要加大香榧良种繁育场,在香榧良种选育和科学栽培方面,运用遗传育种、分子标记等技术实现香榧早产、高产、高品质等新品种。充分利用已有的香榧栽培技术,通过多层次、多形式的培训,提高林农的栽培、管理技能,通过技术创新逐步实现香榧栽培的标准化、科学化管理。并且根据香榧种植地域的地理地貌,开展适宜性套种模式,提高基地的单位面积产量收益。

7.2 香榧二产的机械化和创新性发展

目前,香榧大多种植在山地,人工授粉、种植、采收、运输等环节均需要大量人工,存在人工成本高、效率低、难度大等问题。香榧加工环节,香榧炒作水平参差不齐,导致市场竞争力上存在缺乏品牌效应和产品质量标准。企业化管理上,目前香榧龙头企业少,多数地方属于家庭作坊式企业,加工设备简单、环境较差,产品质量和安全难以保证,缺乏创新。

因此,在香榧二产上要加大科技研发力度。在产品采收加工方面,开发适宜香榧综合利用的高效采摘和炒制加工机械设备,实现香榧标准化加工生产。并充分利用地理标识,有机食品认证等途径提高产品品牌知名度。在提高产品附加值方面,利用中药现代化技术手段,开发具有润肠通便、润肺止咳、杀虫等功效的药食同源产品。深入挖掘香榧假种皮、黑衣、香榧叶等部位的功效成分,加大香榧生产过程中的废弃物的综合利用。

7.3 香榧三产的特色化和多样化发展

香榧是季节性产品,由于油脂含量高不易长期保存,在销售中产品结构单一,销售市场与销售时间比较狭窄。香榧林的管理存在季节性,如果单纯以香榧带动致富,回报率低。因此,必须结合第三产业开拓香榧基地的营收渠道。

为克服香榧种植产出周期长的瓶颈,提升香榧的经济收益和长期发展,实践证明,香榧产业必须与第三产融合走多元化和特色化发展。可从以下几个方面着手,将香榧产业与当地旅游资源融合发展,利用地域优势,建设香榧特色民宿、农家乐,开发香榧特色旅游资源。例如诸暨市赵家镇利用香榧古树特色开展农家乐、民宿、旅游等融合发展,打造高附加值的香榧全产业链品牌示范区。将香榧产业与当地特色农产品融合发展,组合包装当地特色农产品资源,借力提升特色香榧农产品品牌,比如浙江桐庐新合乡。将当地特色香榧、索面、雪水云绿茶、有机蔬菜等组团,利用红色旅游、大型电商平台等渠道开拓市场。将香榧产业与文化建设融合发展,通过举办香榧节、香榧森林公园、香榧博物馆、农耕文化馆等途径挖掘香榧文化,讲好香榧故事。

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