贵州省金花茶引种选育与发展建议

2024-01-28 14:09吴帆张月谢鑫夏浪
中国野生植物资源 2023年12期
关键词:郁闭度金花贵州

吴帆,张月,谢鑫,夏浪

(贵阳康养职业大学 药学院,贵州 贵阳 550081)

金花茶[Camellia petelotii(Merrill) Sealy]隶属于山茶科(Theaceae)山茶属(CamelliaL.),为多年生灌木或小乔木。主要生长于广西、贵州、云南等地,被誉为“植物界的大熊猫”,并被列入国家一级保护植物[1]。金花茶是广西民族传统药材,使用时间较长,深受当地群众欢迎。2010年,金花茶正式批准为国家新资源食品,是一种新发展的药食同源植物[2]。金花茶的花和叶均含有丰富的黄酮、茶多酚、皂苷、多糖等生理活性成分,具有抗氧化、降血脂、降血糖、改善脑出血后损伤、抗肿瘤、抗衰老等保健功效[3]。

贵州地区有自身的金花茶物种,即贵州金花茶(Camellia huanaT. L. Ming & W. J. Zhang),贵州金花茶在贵州范围内分布较窄,野生分布集中于贵州罗甸县附近。而贵州省针对金花茶的引种工作较少,针对贵州范围内金花茶优良种源、家系、无性系等的选育工作更是鲜有报道。另一方面,在广东、福建等省份,已于上世纪80年代后期开始大范围引种金花茶[4],近几年来,更是被各级部门高度重视,频繁列为省市级重点研发物种。因此,针对贵州省范围内金花茶引种、选育工作已是重中之重。据此,本文就贵州引种培育金花茶的可行性、可能存在的问题及对应解决方法进行讨论总结,提出发展前景与建议,以期为贵州省金花茶及其同属植物的引种、种质保存及后续综合开发利用及产业发展提供参考。

1 贵州地区金花茶引种适生性探讨

1.1 金花茶种植温度要求

我国野生金花茶的主要分布区位于广西壮族自治区,其各地年平均气温约为16.5 ~ 23.1℃。据气象网站数据显示,广西境内各地区最冷月平均气温为5.5 ~ 15.2℃,最热月平均气温为28 ~ 30℃。贵州各地区的年平均温度变化范围在11.9 ~ 23.9℃,月平均气温最低为4 ~ 6℃,月平均气温最热为20 ~28℃。两地温度数据对比可知,贵州气温相较于广西而言略低。引种试验结果表明,金花茶对温度的适应范围较大。李文芳[5]将8个不同种的金花茶引种至福建省洋口国有林场。洋口气候环境与广西省内较为相似。引种结果表明,所有参试样品均能在当地环境下存活,其株高、地径等指标之间的差异与物种的关联性更大,与温度的关联性较小。韦霄等[6]研究表明,将金花茶引种至桂林雁山,在当地平均气温7.7 ~ 28.4℃的环境下,参试样本仍能正常生长,并且能够开花结果。黄国烽[7]将金花茶引种至广东梅县,当地平均气温20.7 ~ 21.4℃,金花茶长势优异。

据研究报道,外界环境温度的变化主要影响着金花茶的发育节律,即金花茶在不同的生长阶段,对于温度的需求会有不同[8]。如金花茶种子在11 ~15℃时发芽率最好,营养生长阶段长势最好为19 ~25℃左右;生殖生长阶段在16 ~ 28℃左右。而贵州地区的平均气温基本可以满足上述温度条件。因此,理论上在贵州部分地区适宜进行金花茶引种。

1.2 金花茶种植水分要求

在广西壮族自治区内,金花茶自然分布点的年降水量在1 176 ~ 2 784 mm之间,年平均相对湿度在79% ~ 82%之间,处于偏湿地区。莫木信[9]在开展广东肇庆地区金花茶引种试验时发现,该地区年平均降水量为1 647.9 mm,符合金花茶自然分布点的年降水量;且试验结果表明,金花茶引种后,在水分较为充足的土地中样本长势更佳。蒋运生等[10]将广西十万大山特有的濒危物种东兴金花茶[Camellia indochinensisvar.tunghinensis(Hung T.Chang) T. L. Ming & W. J. Zhang]引种至桂林时发现,年均降水量为1 854.8 mm的桂林极其适合东兴金花茶的生长,引种植株能够正常开花结果,最大采摘穗条的存活率可达56%以上。陈俏蓉等[11]在广东茂名地区引种金花茶的过程中也注意到降雨量对金花茶引种成功率的影响,茂名属于亚热带季风气候,雨量充沛,每年的降雨量为1 400 ~1 800 mm,上述条件都极其满足金花茶的生长环境和引种要求。由此可见,金花茶适合生长在水分充足的环境中。

贵州境内属于亚热带湿润季风气候区,境内气候温暖湿润,年降雨量在1 000 ~ 1 400 mm之间,四季分明,光照较少。由此可见,贵州境内的气候环境适宜金花茶的生长发育。

1.3 金花茶种植光照要求

金花茶原生地位于山地常绿林,常见于较荫蔽的沟谷两旁、山坡的乔木林下或灌木丛中,由此可见金花茶对光照的需求量不会太高。陈文荣等[12]在开展不同郁闭度(0.6 ~ 0.9)对不同类型引种金花茶生长效应的影响研究时发现,林分郁闭度与金花茶的长势成正比关系。当林分郁闭度为0.6时,金花茶引种的平均存活率为72.2%,当郁闭度提升到0.8时,其存活率也上升到85.6%。另一方面,郁闭度0.8条件下与郁闭度0.6条件下相比,郁闭度0.6条件下生长的金花茶,其株高、地径、冠幅及当年生长量等性状参数均较低。杨运源等[13]探究了不同光照强度下,四季金花茶(Camellia perpetuaS. Ye Liang & L. D. Huang)的各项光合指标和生理指标参数变化。试验结果表明,随着光照强度的增加,四季金花茶的光合速率、叶片气孔导度会明显下降,不同组别之间达到显著性差异;而CO2的浓度和细胞间的蒸腾速度都会有明显的提高。另一方面,超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量以全光照处理最高,10%光照处理最低。低光照环境更适合于四季金花茶生长,有利于植株进行光合作用,而高强度光照环境对四季金花茶光合生理有抑制作用。

同时关注到,于宏达等[14]在研究南方红豆杉[Taxus wallichianavar.mairei(Lemee & H. Léveillé)L. K. Fu & Nan Li]和构树[Broussonetia papyrifera(L.) L′Hér. ex Vent.]与金花茶套种时发现,郁闭度与金花茶的部分生长性状呈反比:树林郁闭度为0.3(参试郁闭度最低等级)时,金花茶树高达299.21 cm,显著高于其它郁闭度类型的树高平均值;而其茶单株花芽分化量、单片鲜叶质量的平均值、单片叶面积平均值、叶片叶绿素含量等指标,也呈现出相同的趋势。这可能是因为其他气候因素对金花茶长势的影响,会干扰郁闭度的影响效果。因此,在进行贵州地区金花茶引种时,针对引种地环境考察时,需要同时对当地平均气温、降雨量及光照条件进行综合考察。

1.4 金花茶种植土壤要求

金花茶模式标本采集于广西十万大山,该地区土壤由砂页岩、花岗岩和砾岩组成,为酸性红壤土,pH大约在4.36 ~ 5.30之间。土质营养方面,研究发现该地区土壤中的有机质、氮元素、磷元素、钾元素等大量元素的含量都处于较高水平。结合之前讨论结果可以推测,金花茶适合生长于土壤肥力中等、湿润的酸性土壤中。杨一山等[15]在探究金花茶叶中主要活性成分与土壤因子之间的关联性时发现,土壤中的钾元素影响着金花茶叶中总黄酮、茶多酚等活性物质的合成,两两之间的相关系数分别为0.724及0.734,达到极显著相关(P< 0.01)。龙海燕等[16]则进一步指出,土壤中的不同营养元素之间存在互作效应,从而会影响到金花茶各器官的生长。在对金花茶进行种植时,氮元素的补给不宜过高(以2.18 g/株为宜),而应适当增大钾肥与磷肥的使用量,分别为12.52 g/株及3.32 g/株最佳。在此条件下,金花茶幼苗各营养器官的增长量及其地下部分根系发育等,均能处于最佳水平。由此可见,在今后针对贵州地区金花茶育种试验时,引种地土壤环境应以磷元素含量高、钾元素适中、氮元素含量适当低,且排水良好的湿润土壤为佳。

1.5 金花茶种植生境要求

大量研究表明,组成一个群落的各个物种之间存在相互联系与影响,而这种联系与影响将决定整个群落的结构特征与发展动态。因此,研究某物种生长环境,是为其建立自然保护区的基础。从前文的归纳总结中可以看出,金花茶为喜荫、喜湿的多年生灌木,属典型的林下植物。

韦霄等[17]以防城金花茶自然保护区为研究对象,探讨影响金花茶生长的气候因子等条件。结果显示,如果生境中大径级立木种类和数量较少,则认为该金花茶群落仍处于演替的中早期。该阶段主要表现为,群落的均匀度较低,生态优势度较高。在这个阶段,占据各个生态位的物种都会进一步抢占对应区域的空间。因此,若今后引种金花茶的区域处于演替中早期的话,应结合金花茶的种植要求,让金花茶尽快抢占林下层空间。另一方面,庞洁[18]在探究同一保护区植物群落不同层次结构的物种丰富度、多样性、均匀度之间的比较时发现,若乔木层、灌木层或草本层的生态位宽度(某物种可以利用和占据的资源总和)越大,该物种对生态因子的适应范围就越大,在群落中的分布范围也就越大,对各类生态环境资源利用力度也越大。而金花茶由于自身生长特性,需要一定程度的遮光处理才能适应生长环境。调查发现,乔木层的物种丰富度与金花茶的生态位宽度成正比。这些结果证明,若要对金花茶成功引种,需针对其生长特性选择对应生境的种植环境,并尽快让其成为对应生态位的优质群体。

在生境伴生植物种类方面,橄榄科(Burseraceae)中的橄榄[Canarium album(Lour.) Rauesch.];樟科(Lauraceae)中的山胡椒[Lindera glauca(Sieb. et Zucc.) Bl.]、香叶树(Lindera communisHemsl.);壳斗科(Fagaceae)中的红椎(Castanopsis hystrixJ. D.Hooker et Thomson ex A. De Candolle)、青冈(Quercus glaucaThunb.);榆科(Ulmaceae)中的朴树(Celtis sinensisPers.);桑科(Moraceae)榕树(Ficus microcarpaL. f.)、梧桐科(Sterculiaceae)中的广西火桐[Erythropsis kwangsiensis(Hsue) Hsue]等多个科所辖的植物,为金花茶所在群落乔木层的常见种;锦葵科(Malvaceae)中的黄花稔(Sida acutaBurm. F.)、地桃花(Urena lobataL.);山茶科(Theaceae)中的连蕊茶(Camellia fraternaHance)、米碎花(Eurya chinensisR. Br.);大戟科(Euphorbiaceae)中的算盘子[Glochidion puberum(L.) Hutch.]、五月茶[Antidesma bunius(L.) Spreng];蔷薇科(Rosaceae)中的小果蔷薇(Rosa cymosaTratt.)、金樱子(Rosa laevigataMichx.);杜鹃花科(Ericaceae)中的杜鹃花(Rhododendron simsiiPlanch.)等,为金花茶所在群落灌木层的常见种[19]。另外,豆科(Fabaceae)中的猪屎豆(Crotalaria pallidaAit.)、鸡眼草[Kummerowia striata(Thunb.) Schindl.];茜草科(Rubiaceae)中的牛白藤[Hedyotis hedyotidea(DC.) Merr.]、蛇根草(Ophiorrhiza japonicaBl.);菊科(Asteraceae)中的千里光(Senecio scandensBuch. -Ham. ex D. Don)、山黄菊[Anisopappus chinensis(L.) Hook. et Arn.];酢浆草科(Oxalidaceae)中的多花酢浆草(Oxalis corymbosaDC.)等,也为金花茶所在群落灌木层的常见种。在今后针对金花茶引种地或引种生境选择和设计时,可以参考金花茶习性,适当种植以上物种,以尽可能满足金花茶的自然生长环境,使其能够更好地适应。

2 引种可能存在的问题

2.1 由于经验不足导致引种混乱

据中国植物志记载,金花茶全球分布16种,我国境内含有15种,集中分布于广西地区。虽然金花茶之间的亲缘关系与大环境下的生长习性相差不大,但不同金花茶在各性状与生理周期间还是存在明显差距。以不同金花茶花期为例,中东金花茶(Camellia achrysanthaChang et S. Y. Ling)的花期为12月至翌年3月,小瓣金花茶(Camellia parvipetalaJ. Y. Liang et Z. M. Su)的花期为10月至翌年1月,淡黄金花茶(Camellia flavidaH. T. Chang)的花期为8 ~ 9月,簇蕊金花茶(Camellia fascicularisH. T.Chang)的花期为10 ~ 12月,柠檬金花茶(Camellia limoniaC. F. Liang et Mo)的花期为10月下旬至11月。不同花期对应不同的授粉时间,若不能准确把握,则会影响金花茶的座果率,乃至正常的生长。

造成这一现象的主要原因,是引种时对金花茶种与种之间的区分要点不了解,不重视,统一视其为“金花茶”。这种对于金花茶识别经验不足所引发的后果,会导致将多种金花茶误认为一种而同时引进。有些金花茶在贵州地区因错过最佳引种时间,加上无法短时间适应贵州地区的自然环境,进而引起大批量的死亡。因此,金花茶在引种和繁育过程中,因为物种识别不清而引发的引种混乱现象,将会为金花茶下游产业发展及金花茶的推广造成巨大影响。

2.2 贵州地区推广成本过高

针对金花茶的引种研究,主要是在广西、广东、浙江及福建等地区,在贵州地区的相关试验几乎没有报道。虽然金花茶具有极佳的观赏和药用价值,但因在贵州热度不高,加上过于昂贵的引进成本,造成明珠暗投的现象。据市场调研结果,若引进次年可直接开花的苗木,单株价格在50 ~ 80元不等;若考虑引种小苗木,每株成本也在20元左右。以最低单价,每亩种植密度按100株算,每亩仅苗木成本就会达到2 000元,相较于其他树种而言较高。另一方面,不同繁殖技术对于苗木成本的影响也是需要考虑的。一般而言,实生苗的价格是最贵的,其次是嫁接苗,最后是扦插苗。不同的繁殖技术,在苗木引进存活率、今后的生长趋势、繁殖能力等方面,都具有不同程度的影响。这也是影响金花茶在贵州地区引种是否成功的因素。

2.3 产业链建设落后

金花茶原种分布于我国广西地区,其拥有全球唯一的国家级金花茶自然保护区及金花茶基因库。因此,广西成为我国,乃至全球最大的金花茶种植和加工基地。在当地,金花茶采用“公司订购,基地生产,工厂加工,门店销售”的四步产业链发展模式。每个阶段都有大型企业入驻,人力投资不低于18万人次,每年培育苗木不低于900万株[20]。在已开发产品方面,已有多家龙头企业累计开发金花茶系列产品近60个,总产值不低于15亿元,其中包括广西桂人堂、广西中港高科国宝金花茶产业有限公司等。

仅广西地区的金花茶产业发展较为完善,但广东、浙江、福建,乃至贵州,缺乏类似广西当地的金花茶种植农户及基地、从事对应加工和销售的公司及销售市场,整个产业链没有搭建起来。相关技术领域人员仅将金花茶鲜叶或鲜花进行简单的初加工后直接销售,导致产地种类稀少、可替代性过强、销售渠道单一及利润过低等缺点,以至于最后无人问津。

2.4 相关科学研究滞后

目前而言,金花茶已在多个领域展开其所含代谢产物、药理作用、抗胁迫等方面的研究。据研究结果显示,金花茶含有多种活性成分,如黄酮[21]、皂苷[22]、脂肪酸[23]、十余种氨基酸[24]及各种大量及微量元素[25]。主要应用于抗肿瘤[26]、抗炎症[27]、降血脂[28]、降血糖[29]、降血压[30]等领域,通过相关动物实验已证实了金花茶的上述功效。另一方面,我国学者在金花茶的抗逆性与适生性方面也做了大量的研究工作。利用低温胁迫[31]、干旱胁迫[32]、水分胁迫[33]、高温胁迫[34]、重金属胁迫[35]等条件处理不同类别的金花茶,探讨极端环境条件下金花茶的适应性生长。

需要强调的是,上述研究在金花茶生源地,或引种地区展开,而且实验对象大多数为金花茶中的大宗物种。在贵州地区也有本土金花茶,即贵州金花茶,但目前研究内容也主要停留在常规试验[36-37]、遗传学分析与DNA条形码构建层面[38-39],同时涉及少量生理生化方面研究[40-41],对于其代谢产物方面更深层次的研究比较少见,对其药理作用方面更是鲜有报道。而且上述的大多数相关研究均出自贵州省林业科学研究院,省内其他科研单位或高校对其的研究报道也亟待更新。

3 金花茶选育发展建议

3.1 完善金花茶引种机制

由于金花茶不同种之间生长发育过程存在差异性,因此,在引种前,需要先针对贵州范围内的引种区特定的气候特征及地理环境,结合不同种类金花茶的生长习性,先筛选出不同类别的金花茶进行引进。通过早期选育,选择适合贵州地区种植的金花茶。另一方面,在引进时要充分考虑引种的特点,在引种时要有一定的针对性和目的性。例如,若引种目标为叶片,则需要引入叶片大且厚实的金花茶,如柠檬金花茶、抱茎金花茶。再如,若引种目标切换为金花茶观赏,则需考虑花量大且花期长的,如崇左金花茶。

另一方面,由于金花茶本身不适宜长时间的光照,因此在引种时,建议实施林下套种。林下套种模式不仅可以满足金花茶本身的生长需求,而且其中乔木层、草本层等也有所产出,可提供更多的经济效益。如在乔木层种植紫檀(Pterocarpus indicusWilld.),在灌木层种植金花茶的套种模式,可采收金花茶鲜花3 000公斤,采收叶片320公斤,金花茶方面的产出高达14.3万元,培育的广西紫檀也可作为家具、工艺品的原材料[42]。陆宏宙[43]指出,马尾松(Pinus massonianaLamb.)纯林经过两轮间伐并套种金花茶后,可大幅度加大经济收入,比培育纯马尾松林每公顷增值168万元。

据上,建议在针对金花茶进行引种时,建立金花茶引种选育示范基地或套种示范林,可以全方位地对引种及培育模式进行筛选和评价,可以加快贵州地区金花茶的推广种植。

3.2 加大金花茶宣传推广力度

金花茶并非贵州地区传统植物物种,在贵州目前也没有广泛种植。因此,首先要在贵州地区开展金花茶的宣传工作。借助现有的媒体设备,结合必要的宣传手段,在农户心中打下基础,并在此阶段挑选具备种植意向和种植能力的农户。然后,对之前筛选出的农户进行专业培训,系统化地讲解金花茶的引种要点及难点,确保参训人员都能学会,都能体会;并将省外有关金花茶的信息,如实时市场价格、苗木批次、最新培育技术等收集汇总后发放给农户,使其与省外市场充分对接。最后,建议当地政府大力支持,划分出金花茶种植示范基地,为农户提供一定程度的场地与政策支持。

3.3 构建金花茶下游产业链

对于农户而言,激励其参与金花茶种植的重要原因之一就是让其看到广阔而持续的利润前景。因此在最开始,建议对农户手中的金花茶原产品(花、叶或苗木)进行收购,解决其对金花茶产品销售渠道的后顾之忧。另一方面,在省外开展金花茶的招商引资。广西为金花茶的原生种所在地,也是全球最大的金花茶加工生产基地,在产品生产及运行管理方面具有较为完善的一整套模式。贵州可以直接引进这些成熟的资源,不仅可以带动金花茶产业的发展,也可以在一定程度上解决当地人口的就业问题。此外,由于金花茶的后续加工产品种类较多,建议不要盲目选择,单纯追求销量高或利润高的产品进行生产。应先针对贵州省内相关领域市场进行调研,结合贵州的实际情况,合理做出产品生产意见书。经过讨论,最后再针对确定下来的产品展开生产加工程度。这样不仅可以节约成本,也可以一举打开贵州市场,为金花茶后续产业链的扩张奠定基础。

3.4 开展贵州地区金花茶相关研究

目前金花茶在贵州范围内的研究具有一定的局限性。因此,在科研领域,应加大对金花茶领域的研究投入。如探讨金花茶在不同逆境下的胁迫应答及分子机制,为金花茶在贵州不同极端环境下的适生性种植提供思路。或分析不同金花茶之间,在不同种植模式下,或不同扩繁方式下体内所含代谢产物的差别及变化趋势;或分析引种后,不同地区种植的不同类别金花茶,对于同一种疾病的治疗效果,为金花茶在入药方面提供更加有力的支持,同时也为当地农户具体种植何种金花茶提供帮助。这不仅可以完善金花茶研究的理论体系,还可以将研究成果反哺于农户,再次激励农户展开更加广泛的种植。

4 结语

金花茶因其具有较高的观赏性、经济性和极高的药用价值,人们对其开发利用也在不断发展。随着其不同价值方面的不断研究,扩繁体系的不断完善,在逐渐走低的成本与逐渐增高的经济效益双重趋势引导下,将会有越来越多的优质金花茶苗木及对应开发的产品进入市场,创造不可估量的价值。贵州作为山区,有着得天独厚的自然环境,极其利于金花茶的种植。因此,应该尽快在贵州地区开展金花茶的引种选育及后续产业链的开发工作,为金花茶在贵州地区的发展及带动地方经济提供帮助。

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