傈僳族产业兴旺关键技术

5.7.1红豆杉

5.7.1.1基本概述

红豆杉是红豆杉属植物的通称,属常绿大乔木,是第四纪冰川后遗留下来的物种,在地球上已有250万年的历史,是世界珍稀濒危植物,素有植物王国“活化石”和植物界“大熊猫”之称。红豆杉果实成熟时红果满枝,艳丽多姿,因酷似南方的“相思豆”而得名。红豆杉全世界共有11种,分布于北半球,即欧洲红豆杉、太平洋紫衫、加拿大红豆杉、南方红豆杉、中国红豆杉、东北红豆杉、弗罗里达红豆杉、墨西哥红豆杉、南洋红豆杉、西藏红豆杉、云南红豆杉。中国将红豆杉列为一级保护植物,主要分布的有5种,即东北红豆杉、中国红豆杉、南方红豆杉、云南红豆杉、西藏红豆杉,其中中国红豆杉和南方红豆杉是中国的特有种。红豆杉叶常绿,深绿色,假种皮肉质红色,颇为美观,可作庭园树;种子可榨油;木材可作为优良的建筑、桥梁、家具、器材等用材,但是产量少,一般仅作细木加工、船桨、拱形制品、车旋、雕刻、乐器及箱板等用。在医学上,红豆杉有着非常重要的药用价值,在其树皮、根、茎、叶中可提取紫杉醇、紫杉酚、双萜类等化合物,其中最重要的是紫杉醇。国内外市场上,紫杉醇市价远高于黄金,故红豆杉有“黄金植物”之称。1963年美国化学家瓦尼(M.C. Wani)和沃尔(Monre E. Wall)首次从一种生长在美国西部大森林中,被称为“太平洋杉”(Pacific Yew)的树的皮和木材中分离出了紫杉醇的粗提物。在筛选实验中,WaniWall发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性,并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物中含量极低,直到1971年,他们才同杜克大学的化学教授姆克法尔(Andre T. McPhail)合作,通过X射线分析确定了该活性成份的化学结构,一种三环二萜化合物,并把它命名为紫杉醇。1980年代后,美国及欧洲等国家证实红豆杉提取物中的紫杉醇具有良好的抗癌效果,其与微管蛋白相结合聚集,可抑制癌细胞增殖扩繁。根据临床经验,紫杉醇对于普通抗癌药物无法救治的某些晚期肿瘤均有非常好的诊治疗效,特别对于多种恶性肿瘤治疗,如结肠癌、宫颈癌、肺癌等的治疗有突出作用,因此在业界被称之为“癌症晚期病人的最后一道治疗防线”。另外,在红豆杉心材中还能提取到紫杉素,在治疗高血压、心脏病、消化道疾病中也有特殊的诊治疗效,具有润肺、止咳、通经、利尿之功效。另外,红豆杉属植物寿命达1000年以上,既是重要的药用植物,又是园林绿化用的名贵树种,故有“风水神树”之称号。

5.7.1.2品种与分布

1.西藏红豆杉

乔木或大灌木;1年生枝绿色,2~3年生枝淡褐色或红褐色;冬芽卵圆形,基部芽鳞的背部具脊,先端急尖。叶条形,不规则两列,质地较厚,先端有凸起的刺状尖头,基部两侧对称,边缘不反曲或反曲(干叶明显)。种子生于红色肉质杯状的假种皮中,柱状矩圆形,微扁,长约5.1毫米,径4.5~5毫米,上部两侧微有钝脊,顶端有凸起的钝尖,种脐椭圆形。产于西藏南部海拔2500~3000米地带。阿富汗至喜马拉雅山区东段也有分布。

2.云南红豆杉

乔木,高达20米,胸径达1米;树皮灰褐色、灰紫色或淡紫褐色,裂成鳞状薄片脱落;1年生枝绿色,2年生枝淡褐色、褐色或黄褐色,3~4年生枝深褐色;冬芽金绿黄色,脱落或部分宿存于小枝基部。叶质地薄而柔,条状披针形或披针状条形,排列较疏,列成两列,边缘向下反卷或反曲(干叶明显),先端渐尖或微急尖,基部偏歪,上面深绿色或绿色,两侧各有一条淡黄色气孔带。雄球花淡褐黄色,种子生于肉质杯状的假种皮中,卵圆形,长约5毫米,径4毫米,微扁,通常上部渐窄,两侧微有钝脊,顶端有小尖头,种脐椭圆形,成熟时假种皮红色。产于云南西北部及西部(镇康、景东),四川西南部与西藏东南部,生于海拔2000~3500米高山地带。不丹、缅甸北部也有分布。2008年李志良等人从云南红豆杉中选育获得中大红豆杉品种。中大红豆杉为高大常绿乔木,枝叶繁茂;叶片条状披针形,常呈镰状,两列,排列较稀疏,长1.5~4.0厘米,宽2~3毫米;种子卵圆形,长约5毫米。中大红豆杉与普通红豆杉比较的不同点为:种植3年以上的中大红豆杉枝叶中紫杉醇含量达0.02%~0.06%,生长及产物稳定;普通红豆杉植株间差异大、产物含量低且不稳定。中大红豆杉喜欢排水良好的中性或微酸性土壤,在半日照条件下长势较好。

3.中国红豆杉 

乔木,高达30米,胸径达60~100厘米;树皮灰褐色、红褐色或暗褐色,裂成条片脱落;大枝开展,1年生枝绿色或淡黄绿色,2~3年生枝黄褐色、淡红褐色或灰褐色;冬芽黄褐色、淡褐色或红褐色。叶排列成两列,条形,微弯或较直。雄球花淡黄色。种子生于杯状红色肉质的假种皮中,间或生于近膜质盘状的种托(即未发育成肉质假种皮的珠托)之上,常呈卵圆形,上部渐窄,稀倒卵状,种脐近圆形或宽椭圆形,稀三角状圆形。为中国特有树种,产于甘肃南部、陕西南部、四川、云南东北部及东南部、贵州西部及东南部、湖北西部、湖南东北部、广西北部和安徽南部(黄山),常生于海拔1000~1200米以上的高山上部。江西庐山有栽培。

4.南方红豆杉 

南方红豆杉与中国红豆杉的区别主要在于其叶常较宽长,多呈弯镰状,先端渐尖,下面中脉带上无角质乳头状突起点,或局部有成片或零星分布的角质乳头状凸起点,或与气孔带相邻的中脉带两边有一至数条角质乳头状凸起点,中脉带明晰可见,其色泽与气孔带相异,呈淡黄绿色或绿色,绿色边带亦较宽而明显;种子通常较大,微扁,多呈倒卵圆形,上部较宽,稀柱状矩圆形,种脐常呈椭圆形。产于安徽南部、浙江、台湾、福建、江西、广东北部、广西北部及东北部、湖南、湖北西部、河南西部、陕西南部、甘肃南部、四川、贵州及云南东北部。垂直分布一般较红豆杉低,在多数省区常生于海拔1000~1200米以下的地方。

5.东北红豆杉

乔木,高达20米,胸径达1米;树皮红褐色,有浅裂纹;枝条平展或斜上直立,密生;小枝基部有宿存芽鳞,1年生枝绿色,2~3年生枝呈红褐色或黄褐色;冬芽淡黄褐色,芽鳞先端渐尖,背面有纵脊。叶排成不规则的二列,斜上伸展,约成45度角,条形,通常直,稀微弯。种子紫红色,有光泽,卵圆形,长约6毫米,上部具3~4钝脊,顶端有小钝尖头,种脐通常三角形或四方形,稀矩圆形。花期5~6月,种子9~10月成熟。产于吉林老爷岭、张广才岭及长白山区海拔500~1000米,气候冷湿的酸性土地带,常散生于林中。山东、江苏、江西等省有栽培。日本、朝鲜等国家也有分布。

6.太平洋紫杉

太平洋紫杉又名短叶红豆杉,分布于北美洲西部地区,从英属哥伦比亚省到加利福尼亚州。原产于北美洲西部的雨林,是一种树形较小的树,一般长在其他大树的遮蔽下,常见于河流和小溪边。是一种常绿树种,宽阔的圆锥形,成树高度约20米,树皮为红褐色,类似于英国紫杉。它的树枝很细,轻微下垂。冬季时抽出的叶芽上有金色的鳞状包被。叶子直形、针状,针叶长约2.5厘米;上表面为暗绿色,下表面为灰绿色,在枝条的同一平面上形成相向的两排。有关专家在它的树皮中发现一种能够抑制某些癌症生长的生物碱泰克索。平均每10棵太平洋紫衫树皮才能提取出足够1个病人治疗所需的2克泰克索。

7.欧洲红豆杉

常绿乔木,植株高10~20米。嫩枝长,水平展出或向上。分枝多、密集,树皮红褐色,叶线形,深绿色,长1~4厘米,螺旋状着生,基部扭转排成二列。假种皮肉质、杯状、红色;种子坚果状,位于假种皮中。原产欧洲北非西部、伊拉克、亚洲西南部。假种皮肉质、杯状、红色;种子坚果状,位于假种皮中。分布广泛,几乎遍布欧洲;在北非西部主要集中在摩洛哥和阿尔及利亚;在亚洲则为西南部,如伊拉克等地。欧洲红豆杉被广泛用作观赏栽培,宜作绿篱、屏障树。其栽培品种众多,近100余种,但通常较矮小。

8.加拿大红豆杉

加拿大红豆杉产于北美,东部包括从加拿大东部纽芬兰岛到美国的弗吉尼亚州,西部包括从加拿大中南部的马尼托巴省到美国中西部的爱荷华州的地区。中国、法国、德国、瑞典、波兰、芬兰在加拿大红豆杉引种栽培方面也具有较大的发展潜力。加拿大红豆杉为小灌木,高约1~1.8米;枝条开展、贴地生长,偶而有宽3~4米。小枝短,覆有密叶;芽黄褐色,呈卵形。叶较密,2列分布,暗绿色,背面颜色较浅,中脉显著,有2条蓝绿色气孔线,冬叶红褐色。

9.佛罗里达红豆杉

主要分布于佛罗里达西部,阿巴拉契科拉河的东岸岸边及溪谷间。该种为灌木或灌木状乔木,高约8米,树干短,枝粗,暗紫褐色,光滑;叶披针形,长约20~25毫米,宽约1~1.5毫米,呈暗绿色,有一模糊中脉,叶尖渐尖;种子和果实与欧洲红豆杉非常相似。

10.墨西哥红豆杉

墨西哥红豆杉又名球果红豆杉,Ehrenberg于1938年发现,主要分布于墨西哥与中美洲。球果红豆杉为小乔木,高约7米;叶线形或披针形,有小凸起,叶长约15~30毫米,种子紧凑,较小,有红色假种皮。

11.南洋红豆杉

南洋红豆杉又名苏门答腊红豆杉,是一种常绿的红豆杉属植物。它们分布在阿富汗巴基斯坦尼泊尔越南印度缅甸中国。它们一般生长在海拔400~3100米的亚热带森林及高地山脊。在中国台湾西藏都有分布。南洋红豆杉的树干很阔,可以高达14米。叶子长1.2~2.7,宽阔2~2.5毫米,沿树枝两排生长,螺旋至顶端。叶面呈淡黄绿色,叶底呈浅绿色。种子多肉,打开呈红色。树皮呈灰红色,有不规则及厚1.5毫米的片子。

12.曼地亚红豆杉

曼地亚红豆杉又名杂种红豆杉,原产于美国和加拿大,是天然杂交品种,其母本为东北红豆杉,父本为欧洲红豆杉,是一种天然的杂交品种,已有近80年的历史,20世纪末引入中国。为常绿灌木,生物量十分巨大,生长时间短。其主根不明显,侧根发达,枝叶茂盛,萌发力强,耐低寒,能耐-25℃的低温。其树形奇特,具有很高的观赏性。曼地亚红豆杉3年就可以结果。3年的曼地亚基本都是带花蕾的,雄性曼地亚的花蕾比较大,比较明显,从8月份花蕾开始明显,一直到来年的3月份左右开花,给雌株授粉。雌株花蕾比较小,和芽很相似,开花的时候是一个小水珠状,没有花粉。

5.7.1.3高效生产栽培关键技术

1.种苗繁育

红豆杉是适应能力比较强以及耐寒抗旱的植物,也是中国珍稀的保护植物,在对红豆杉的种植繁殖过程中,要充分注重技术的科学应用,保障繁殖的质量,加大红豆杉属植物的繁育种植力度和改进繁育技术成为保护该属植物的重要方式之一。红豆杉可以通过播种、扦插、组织培养等技术手段进行快速繁育。目前,红豆杉播种、扦插繁育技术已经成熟,可以大量繁殖苗木。

(1)播种繁育。

1)种子采集及处理。采集种子最佳时间为10—11月的种子成熟期,果实呈鲜红色。及时采收种子,立即除净种皮。选择通风房间,用湿河沙(水分含量以手捏成团,松手摇晃即散为宜)铺在地,沙厚约5厘米,撤一层种子,铺一层河沙,在河沙中层贮存种子。次年3月播种前,将种子从河沙中分离出来,铺在水泥地上,用鞋底将种子反复磨擦损伤使种子易透水。以50°白酒和40℃温水按1:1比例混合,泡种20分钟,捞出用赤霉素500毫克/升浸泡24小时,诱导水解酶产生,结束休眠期,把种子放24℃温室内,促进发芽,等多数种子胚部露白时,即可播种。

2)苗圃地选择。红豆杉喜酸性土壤生长,注意选择苗圃地。苗圃地为非酸性土壤时,要更换地块,土壤团粒结构优良,土质疏松的微酸性土壤(pH值为5.8~6.8)最佳,中性土壤次之。选择交通方便、水源充足、避风向阳、地势平坦或坡度小于8度、土层深厚、土质疏松和排水良好的壤土地块。

3)土壤处理。做苗床前1个月,翻挖土地,深度20~30厘米。清除石块、树根、杂草和杂物,让阳光照晒。碎土和疏松土层,加上腐殖土、有机肥(比例为1:1),翻挖土层,让肥与土混合均匀。苗床宽120厘米,高25厘米左右,便于日常管理。

4)播种。3月份,床面用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液喷雾进行土壤消毒,均匀撒上种子,用过筛后的细腐殖土覆盖种子,用干松毛覆盖苗床,浇水保持土壤湿润。观察到多数种子发芽时,揭去松毛。用遮荫网搭棚,透光度以40%为宜,防日灼和干旱,遮荫时间15天左右,遮荫时间过长,种苗缺少光照,种苗生长细软嫩弱。

(2)扦插繁育。

1)扦插时期。根据气候与红豆杉生长特性,扦插多在3月或8月进行,可进行两次扦插繁殖。

2)扦插床。在进行扦插繁殖期间,若扦插量相对较小,可通过花盆(或薄塑料营养钵)来进行扦插,若量多可做扦插床,扦插床的宽度以1.2米为宜。两床之间需保留30厘米左右的走道,四周需采用砖砌成20厘米左右宽度,而边侧各保留10厘米,另放置1层粗沙,厚度控制在20~30厘米以内,向其中加入少量消毒处理后的营养土。在扦插床上方搭建一个拱架,取塑料薄膜覆盖在拱架上,主要发挥保暖保湿的作用。

3)插条准备。用当年生长或者同年生长出来的红豆杉枝条来作为插条,取12厘米。采用锋利的修剪刀将插条底部剪成斜面状,去除底部1/3部位的叶子,以50~100根的标准对其进行捆绑,并将其浸泡在生根粉100毫克/升ABT的溶液中,连续浸泡6小时后取出以流水冲洗。

4)土壤消毒。苗床用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液、60%代森锌可湿性粉剂1000倍液、75%百菌清(达科灵)可湿性粉剂1000倍液体喷施土壤,进行土壤消毒,可预防幼苗立枯病、炭疽病、猝倒病等。

扦插时,注意保持株行距,扦插后,进行覆盖遮阳网,起到降温遮阳的效果。密切观察扦插床的问题,若温度超过25℃,那么就必须及时对其进行通风降温。通常在10月前后需对插条的生根情况进行检查,若插条已经生根就可对其进行移苗,完成移苗后需立即进行一次透水喷雾,并覆盖遮阳网。1个月之后即可选择露地安全越冬。

(3)组培繁育。

1)初代培养外植体的选择及制备。在6月底至7月中旬采集红豆杉当年生长势粗壮、健康、半木质化的枝条(枝条均需带芽)作为材料,长度为3厘米左右,用自来水冲洗24小时。将清洗好的材料在无菌超净台进行消毒,用75%的酒精消毒50~60秒,接着用0.1%升汞(HgCl2)消毒7~8分钟,消毒后要用无菌水冲洗4~5次,再用无菌滤纸吸干表面水渍。将消过毒的植物材料基部1厘米处叶片切掉,同时切除因消毒而被腐蚀的切口处,立即进行接种。

2)初代培养基的制备。培养基配方为1/2B5+琼脂0.6%+白砂糖2%+IBA3毫克/升+AC0.1%+农用链霉素0.4克/升。制备方法为:根据B5培养基配方表,用移液管量取各种营养元素的母液。取一定量自来水(代替蒸馏水)煮沸,用电子天平秤取一定量琼脂及白砂糖,使琼脂含量为0.6%,白砂糖含量为2%,将琼脂倒入沸水中煮化,接着倒入白砂糖,溶化后将琼脂液倒入装营养液的1000毫升大烧杯中。在营养液中加入已灭过菌的活性炭,使其含量为0.1%,当液体温度降低至60℃以下时加入农用链霉素,使其浓度为0.4克/升,最后用自来水定容,用玻璃棒搅拌均匀,置于无菌超净台。

3)初代培养外植体接种及培养。在无菌超净台酒精灯旁进行接种,接种后,将接种杯置于人工气候箱中,温度25±1℃、湿度80%~85%、光照强度2000勒克斯,光暗交替12小时/12小时。培养15天后,芽发生萌动并长出愈伤组织,即可以进行继代培养。继代培养简化培养基的制备:继代培养基为1/2MS+琼脂0.8%+白砂糖3%+IBA2毫克/升+BA0.05毫克/升+AC0.1%+农用链霉素0.4克/升。根据MS培养基配方表进行制备。

4)继代培养外植体转接及培养。将培养15天的初代培养组培苗转接至继代培养基当中。组培苗转接结束后,置于人工气候箱中进行培养,环境同上。之后每隔40天继代一次,继代4~5次,组培苗大约长高至4~5厘米,结束继代培养,即可以进行瓶外生根。

5)瓶外生根。①基质配方为苔藓:蛭石:腐殖土=1:4:5,采用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液浇透拌匀,备用。②将瓶内生长健壮的组培苗基部愈伤组织去除,浸泡在生根剂NAA250毫克/升+IBA150毫克/升+IAA250毫克/升中,持续5分钟取出,立即进行扦插。③在室内进行培养,室温20℃~25℃,湿度为80%~85%,光照为自然光,培养45天开始生根,70天生根率可达95%以上。

2.栽培管护

红豆杉属植物原生区主要在湿润、半湿润季风气候区,多生在海拨500~3500米的高山台地、沟谷、溪流两岸。土壤多为砂岩发育的深厚湿润的森林棕壤,暗棕壤;少数生长于石质岩发育的石砾浅层森林棕色土或砂质岩发育沟谷湿润黄红壤土。环境特点是气候温暖至冷凉,降水多,蒸发少,湿度大,处于阴坡、半阴坡,荫蔽湿润的林冠下。

(1)园区选择。

选择交通便利,土壤pH值在5.8~8.0、土层深厚肥沃、土质疏松、排水良好,以砂土、砂壤土和壤土为佳,阴坡或半阴坡,坡度低于8度的地块或郁闭度小于0.4的林地。

(2)整地。

建园前1年的夏季或秋、冬季整地,土壤封冻前结束。清除杂草、灌木等地被物,捡净石块、杂物等。起垄,沟深深度为50厘米、宽1.2米、高30厘米。垄间留出宽30厘米的步道,以方便农事操作和雨天排涝。

(3)定植。

挖定植穴,规格为20厘米×20厘米×20厘米,每穴施用有机肥1千克和复合肥20克,与表土搅拌均匀后回填至坑内,使定植穴呈馒头状隆起。选择经过练苗的无病虫害、苗高≥25厘米的壮苗,为充分利用土地资源,定植时株行距初次设计为30厘米×60厘米,可间隔抽取1株利用,使株行距成为60厘米×120厘米。

(4)栽植技术。

一般在春季2—3月或秋季9—10月栽植。栽植时间应选阴雨天或晴天的早晨和傍晚,避开炎热天气。用生根剂水溶液1500倍与黏细土调配泥浆,对种苗根须进行蘸浆处理。挖开已回填的穴,扶正苗干回填10厘米厚的土,提苗并舒展根系,压实,再回土压实。

(5)田间管理。

栽植成活后的前3年是幼树期管理阶段,管理的关键主要是遮阳,避免阳光直接照射,还要保证每颗小苗能够得到光照,促进其快速生长;幼苗初期生长缓慢,保持土壤湿润、适时除草、松土;追肥结合松土除草进行,施肥要遵循量少次多,先稀后浓的原则。除草后追施尿素10千克/亩或氯化钾1~5千克/亩,红豆杉生长期每年喷施3~4次叶面肥。

(6)病虫害防治。

红豆杉抗虫性强,病虫害少,病虫害防治以预防为主。小苗栽植前用50%多菌灵可湿性粉剂或75%百菌清(达科灵)可湿性粉剂500~1000倍液对土壤杀菌消毒。赤枯病、叶枯病等高温干旱季节易发生,用1%波尔多液喷雾防治;根腐病、茎腐病易在雨季发生,用70%敌克松可湿性粉剂500~800倍液防治;蚜虫、蜘蛛偶有发生,可用10%吡虫啉可湿性粉剂3000倍液、介壳虫可用22.4%螺虫乙酯(亩旺特)悬浮剂或25%噻嗪酮(扑虱灵)可湿性粉剂2500 倍液喷雾防治;蝗虫可用90%敌百虫可溶粉剂500~800倍液喷雾防治。

3.采收与加工技术

经过精心管理,到种植第3年可适当采收枝叶。10月下旬至11月,紫杉醇含量最高(可达到0.033%),为最佳采收期,1年采收1次。如管理得当可年年采收。除1年生枝条用于扦插之外,其他枝条与鲜叶均可采收,枝叶以老枝为好。采收后,如不进行鲜加工,应及时摊开晾晒干或阴干。晾晒约15天,后可简单包装上市销售。采收方法:

(1)采收时间。

红豆杉一般种植3年后即可适当采收枝叶,6~7年后进入盛产期。最佳采收时间为每年的10—12月,此时树体尚未停止生长,树液尚未回落到根部,枝叶中紫杉醇含量较高。

(2)轮流采收。

轮采是指剪枝的时候只剪取整株中的一部分,而另一部分留到来年采集,这样每年都可采收,细水长流,循环利用。

(3)间隔采收。

间采是指剪枝的时候把整株枝叶全部剪掉,只保留树体主干,这样一次性可采收更多枝叶,此方法只能2年采一次,其中1年时间用来等待枝叶再次生长。

(4)采收后处理。

采收来的枝叶应该及时通风晾晒,不要堆在一起,防止枝叶腐变。采剪枝叶后,最好对枝条的伤口进行包扎处置,避免病菌感染和水分丢失。由于紫杉醇具有抗癌的功效,研究紫杉醇的历史悠久,至今为止,国内外已有很多种提取紫杉醇的方法,例如负压空化提取法、超声提取法、冷浸提取法、热回流提取法、索式提取法、渗漉提取法等。超声提取法:选一节已清洗干净的红豆杉枝干,在真空干燥箱中干燥,粉碎成所要求的粒度并通过筛网分别收集不同粒度范围的原始粉末,盛于广口瓶中。精确称量2克粉末,倒入乙醇和蒸馏水的混合溶液,放进超声波清洗器中清洗1.5小时,提取,过滤。

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