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宁夏野生花卉植物柳兰生物学特性及开发利用研究



全 文 :2013.2 林木花卉
野生花卉植物是指现在仍在原产地处于天然自
生状态的观赏植物, 是地方天然风景和植被的重要
组成部分 [1]。 野生花卉植物具有观赏价值高、适应性
强、病虫害少、见效快等优点,成为重要的经济资源
之一,在花卉产业中越来越受到重视 [2]。 我国地处温
带、亚热带,地域辽阔,多种多样的气候、地形和土壤
条件孕育了丰富的野生花卉植物。 具统计,原产我国
的观赏植物约 2 万种,常见的有 2 000 多种,是世界
花卉原产地最丰富的国家之一,被誉为“世界园林之
母”、“世界花卉宝库”[3]。
宁夏野生花卉资源开发研究工作处于起步阶
段, 目前主要开展了一些资源调查、 利用评价的工
作,而被开发用于园林景观绿化的物种寥寥无几 [4,5,6]。
野生花卉植物资源含有丰富的遗传基因, 如果忽略
了宁夏本土野生花卉植物资源的存在和价值, 那后
果将是不言而语的,其损失也是不可估量的。 加强宁
夏本土野生花卉植物资源的研究,对其遗传育种、资
源保护可提供很好的借鉴和利用价值。 因此,我们针
对宁夏野生花卉植物柳兰的生物学特征与开发利用
进行了探讨, 旨在为其选育与开发利用提供理论依
据,为进一步广泛开发利用和产业化提供理论支撑。
1 柳兰的分类及地理分布
1.1 分类
柳兰是柳叶菜科多年生草本植物, 关于柳兰的
分类地位, 不同的学者和专著观点不同, 中国高等
植物图鉴 [7]、西藏植物志 [8]、内蒙古植物志 [9]、秦岭植物
志[10]等书将其定为柳兰属(Chamaenerion),但是中国植
物志[11]、宁夏植物志(第二版)[12]将“柳兰属 Chamaeneri-
on Seg.”归并到柳叶菜属(Epilobium),作为柳叶菜属的
一个组等级对待。 而最新出版的中国植物志英文版
《Flora of china》又将柳兰属作为独立的属等级处理[13]。
由于柳兰叶互生,花两侧对称,雄蕊排成一轮,近等长,
花瓣全缘与柳叶菜叶对生、花辐射对称、雄蕊排成不等
长的两轮、花瓣先端半裂或有凹缺的差异特征,因此我
们支持柳兰独立成属的分类处理。
1.2 地理分布
柳兰广布于北温带与寒带地区,欧洲、小亚细亚
东经喜马拉雅至日本,高加索经西伯利亚东至蒙古、
朝鲜半岛以及北美都有分布。 我国主要分布于黑龙
江、吉林、内蒙古、河北、山西、甘肃、宁夏、青海、新
疆、四川西部、云南西北部和西藏[11]。据实地调查和文
献记载 [12,14],柳兰在宁夏主要分布于六盘山区及贺兰
宁夏野生花卉植物柳兰
生物学特性及开发利用研究
王 兵 1 刘亚兵 2 石 晶 3 王 俊 1
(1.宁夏大学民族预科教育学院 银川 750002;2.宁夏大学新华学院 银川 750021;
3.宁夏大学生命科学学院 银川 750021)
摘要:宁夏柳兰资源丰富,作为最具代表性的野生乡土花卉植物,具有较高的开发利用前景。 我们
对宁夏野生花卉植物柳兰的生物学特征与开发利用进行了探讨,旨在为其选育与开发利用提供理
论依据。
关键词:柳兰;生物学特性;开发利用;宁夏
基金项目:2010 年宁夏大学新华学院科学研究基金项目;宁夏科技攻关项目(KGX-07-09-01)。
作者简介:王兵(1981-),男,助教,硕士,主要从事资源植物学方面的研究。 E-mail:wangb9999@126.com
通讯作者:王俊,男,教授,主要从事植物学及植物资源开发利用等方面的研究。 E-mail:w_jun@nxu.edu.cn
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林木花卉 2013.2
山和大罗山等地。 在六盘山区,以泾源县的东山坡、
野河谷,隆德县的大水沟、金花林场,彭阳县的挂马
林场、西吉县的火石寨分布较多;贺兰山主要分布于
苏峪口、大水沟、贺兰沟、哈拉乌北沟。 柳兰生于海拔
2 000~2 800 m 的山坡、林间草地、沟谷、林缘,常集
成小群落生长。
2 生物学特性
2.1 形态特征
柳兰为多年生草本,高约 1 m。根状茎粗长,圆柱
形,节部膨大,外皮红褐色,有须根。 茎直立,光滑无
毛。 叶螺旋状互生,近无柄,基生叶地下鳞片状,茎生
叶披针状至狭披针形,长 10~20 cm,宽 1~2.5 cm,上
面绿色,下面灰绿色,两面近无毛,边缘近全缘或稀
疏小齿,稍微反卷。 中脉突起,有毛,侧脉羽状,明显,
全缘。 花序总状顶生,花序轴紫红色,具短柔毛;苞片
狭条形,长 1~2 cm;花梗长 1~2 cm;花萼 4 裂,裂至
近基部,条状倒披针形,长 l~1.3 cm,微带紫红色;花
瓣 4,倒卵形,长 1.5~2 cm,顶端钝圆,基部具短爪,紫
红色;雄蕊 8,4 枚较长;子房下位,花柱弯曲,柱头
4 裂, 密生柔毛。 蒴果圆柱状, 略呈四棱形, 长 6~
10 cm,具长柄,密生毛;种子多数,顶端有一簇白色
种缨。 花期 7~8月,果期 8~9月(见图 1)。
2.2 柳兰茎、叶解剖结构特征
2.2.1 茎解剖结构特征 茎的表皮为一层细胞,细胞
小而排列紧密,形状比较规则。皮层由多层细胞组成,
靠近表皮部分的细胞小,壁薄,排列密集;靠近中央
的细胞大,壁薄,排列疏松。
维管柱内的维管束呈一轮排列于基本组织当
中, 数量较多, 由于是初生结构, 维管束内形成层
明显, 维管束间髓射线清晰可见, 木质部发达, 导
管口径大, 分布密集。 髓居茎的中央, 细胞大且壁
薄(见图 2)。
2.2.2 叶片解剖结构特征 叶为明显的异面叶。 表
皮由一层扁平状细胞紧密排列构成,无明显角质层,
但具腺毛。 表皮分为上表皮和下表皮,上表皮细胞较
下表皮细胞排列整齐、规则,在下表皮可明显看到气
孔凹痕。上表皮下是一层排列规则的栅栏组织, 局部
排列紧密,部分有空隙,整个细胞成长圆柱形,其细
图 1 柳兰居群及花形态特征
图 2 柳兰茎横切解剖结构特征
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2013.2 林木花卉
胞中含较多的叶绿体。 栅栏组织之下是海绵组织,细
胞形状多样,大小不一,胞间间隙较大紧贴下表皮排
列。 侧脉的维管束埋在海绵组织中,木质部不发达。
叶片主脉主要由上下表皮、木质部、韧皮部、纤维和
薄壁细胞组成。 上下表皮各由一层细胞组成,排列紧
密,下表皮具腺毛(见图 3)。
2.3 生活习性
柳兰是喜光植物,野生于草地、林缘,喜凉爽湿
润的气候条件,不耐炎热;耐寒性强,稍耐阴;适生于
湿润肥沃、腐殖质丰富的土壤。 在土壤肥沃、排水良
好、pH5.6~7.8的地方均能健康生长,忌干旱条件。 在
宁夏六盘山区, 柳兰一般 4 月下旬开始萌发,5 月进
行生长、展叶、形成花序;始花期 7 月,盛花期 7 月中
下旬至 8月;果实成熟为 9~10月,11月初干枯。
2.4 柳兰繁殖方式
据文献资料报道,柳兰繁殖方式主要有播种、扦
插、分株和组织培养 4种方式。
2.4.1 种子繁育[15] 柳兰蒴果成熟后,采下的种子经
干藏后,第二年 3月中旬进行播种育苗。 播前将种子
的种缨去掉, 用温水浸种 12 h, 浸种后放在发芽皿
里,使种子保持湿润在恒温箱催芽,温度 25℃~30℃,
约 5~7 天即可出芽。 培养土用腐殖土 6 份、 细沙
2份、田土 2 份混伴均匀,填入播种箱里,整平浇透水
后, 将种子均匀撒在培养土上。 因种子小不宜覆土
过多,将种子压上一少半即可。 播后放在朝阳处,播
种箱盖上塑料膜, 维持在 20℃~25℃的室温,7 天左
右即可出土。 当小苗出现 2片真叶时移苗一次,移苗
株行距为 3 cm×3 cm, 5月下旬可在圃地定植, 当年
即可开花。
2.4.2 扦插繁育 [16] 柳兰扦插育苗从春季至秋季均
可,扦插时,选择茁壮嫩枝,剪成 15 cm 左右的插条
然后在节基下 0.5 cm 处呈 45 度角用刀片平切,剪去
下部入土的 2~3 片叶, 再把上部大叶剪去一半以防
扦插枝萎焉,大叶留 3片叶为好。 扦插用素面沙和隔
年普通培养土各 5 份拌匀, 并掺入适量杀虫和土壤
灭菌农药,做成长 1 m、宽 0.5 m的畦。株行距 10 cm×
10 cm,上搭 60%遮阳网。 扦插枝用 0.2%高锰酸钾浸
泡 20 min,取出放入清水中浸泡 10~20 min,按株行
距 10 cm×10 cm扦插,插后用喷壶浇透水。 夏季 15~
20天生根,春、秋季时间稍长。
2.4.3 分株繁育 [17] 春秋季节将柳兰地下横走根茎
挖出,切割成若干段,每节段留一芽,埋入地下,即可
长成新植株。 秋季分株时注意要带土球,上部分茎秆
可减去一部分,目的是减少蒸腾作用,达到水分代谢
平衡。采挖时不要伤根。分株后,需经常保持湿润,运
到栽培地后快速进行栽植。 栽植后,要灌足水,搭好
遮阳棚,以提高成活率。
2.4.4 组织培养 [18] (1)外植体:选柳兰当年生的幼
嫩枝条,在流水中冲洗 2 h 后,剪成 3 cm 长茎段,用
滤纸吸去多余的水分, 在超净工作台上用 70%的酒
精浸泡 20s,用无菌水冲洗 3 遍,再转入 0.1%的升汞
溶液中振荡消毒 10 min,用无菌水冲 5 遍;然后置于
高压灭菌过的铺有纱布的小瓷碟中, 剪成长 0.5~
1.0 cm,含有一个芽的小茎段。
(2) 芽诱导培养基:MS+6-BA 2 mg/L+IBA 0.5+
LH (水解乳蛋白)500 mg/L; 增殖培养基:MS+6-BA
0.5 mg/L+IBA 0.1 mg/L; 生根培养基:1/2MS+NAA
0.1 mg/L。 培养基附加 0.8%琼脂、3% 蔗糖,pH 值为
5.6~5.8。培养温度为(20±2)℃,光照时间 14 h/d,光照
度 1 600 lx。
图 3 柳兰叶及叶脉解剖结构特征
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林木花卉 2013.2
(3)生长与分化:外植体分化培养,5 d 后顶部和
基部都开始产生愈伤组织,侧芽膨大;15 d 后侧芽部
位及茎段基部的愈伤组织逐渐分化出丛生芽。 30 d
后将簇生芽切成 1 cm 小段转入继代培养基上培养,
10 d后基部及茎节处逐渐分化出丛芽。4周后继代材
料分化出长 1~3 cm 嫩茎数条, 在增殖培养过程中,
6 -BA 的浓度不宜超过 1.0 mg/L,IBA 不宜超过
0.2 mg/L。 当芽苗长至 2~3 cm高时,剪下嫩茎转入生
根培养基中。 1 个月后,待每株生根 3~5 条,根长 1~
3 cm,粗壮,且侧根发达时,将试管苗不开盖在温室
中置 10 d,然后开盖置 1 周,然后移栽于蛭石 ∶河砂 ∶
森林土为 1∶1∶1 的基质中, 用塑料薄膜覆盖,2 周后,
成活率为 95%。
3 柳兰的开发利用
3.1 观赏
柳兰极具观赏性, 其叶披针条形, 色绿叶繁,
茎秆挺直, 红色, 清风拂过, 枝叶摇曳, 婀娜多
姿; 其花紫红色, 花开成串, 色彩鲜艳, 花簇格外
醒目, 由于群花期长达 40 d, 花期贯穿夏季, 所以
民间又叫三伏花, 是很好的夏秋两季观花植物。 柳
兰极适宜作花境背景材料, 可丛植于公园、 广场的
花坛或花境中, 是布置花坛、 花境的主要材料, 同
时又是较好的切花材料。
柳兰在宁夏地区自然分布于宁夏南部山区的六
盘山、 中部地区的大罗山和北部的贺兰山, 资源储
量大, 开发利用潜力巨大。 目前, 宁夏固原地区已
将柳兰应用到城市园林景观和绿化中, 取得了很好
的生态效益。 按照柳兰资源在宁夏的自然地理分
布, 柳兰资源可广泛应用到整个宁夏地区的园林和
景观建设中。
3.2 药用
柳兰全草含黄酮类物质金丝桃苷 (quercetin-3-
O-β-D-galactoside)、 扁蓄苷 (quercetin-3-O-α-L-
arabinoside)、 槲皮素-3-O-(6′-O-没食子酰基)-β-
D-半乳糖苷 [quercetin-3-O-(6′-O-galloyl)-β-D-
galactoside]、槲皮素(quercetin) [19]以及多元酚类物质
1-氧-没食子酰基-4,6-六羟基联苯甲酰基-β-D-吡
喃型葡萄糖 (1-O-galloy 1-4,6-HHDP-β-D-glu-
copyranose)、1,6-2-氧-没食子酰基-β-D-吡喃型葡
萄糖(1,6-di-O-galloyl-β-D-glucopyra)、氯原酸(3-
O-cafeoyl-quinic acid)、没食子酸(gallic acid) [20]。 叶
含儿茶酚鞣质、山楂酸、熊果酸、齐墩果酸、柳兰萜
酸、甘九烷、β-谷甾醇、2α-羟基熊果酸(2α-hydrox-
yursdic acid)、甘六烷醇[21,22]。 花中含一种水溶性毒性
酚类聚合物柳兰聚酚,(Chanerol), 能抑制小鼠移植
瘤的生长 [23]。 柳兰聚酚有抗肿瘤作用, 叶的提取物
有抗炎作用。 柳兰全草入药, 夏秋季割取全草, 去
泥土杂质, 晒干即可; 其性平, 味辛、 苦, 有小
毒, 具有调经活血、 消肿止痛之效, 用于月经不
调、 骨折、 关节扭伤 [24]。
作为中药材,柳兰在宁夏一直未被重视,大量的
资源目前尚未被开发利用, 柳兰作为中药材在宁夏
的开发利用前景良好。 柳兰自然资源储量毕竟有限,
今后一旦作为药材进行开发, 野生资源将遭受极大
的破坏。 因此,建议在今后对柳兰开发利用方面,结
合人工繁育和种植,将开发和保护并举,走资源可持
续发展的道路。
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文冠果是无患子科、文冠果属落叶乔木,全世界
只有一种。 在我国的河北、山西、陕西、内蒙等地都有
野生种资源。 在黑龙江省有人工栽培作绿化树用,未
见有野生种的文字报道。 因文冠果的种子、种仁含油
量高,多在 35%~70%,成了名符其实的木本油料植
物,开发利用价值很高。 经观察,作园林绿化树种生
长的也非常好,具有观树、观叶,又有观花、观果的效
果,树枝繁叶茂,花朵满树,盛花时期,远望粉红一
片。 因花多又是蜜源的优良树种,综合效益显著。 利
用野生植物文冠果作为提取生物柴油替代石油的重
要树种,将有着推进能源革命的意义,栽培文冠果发
展前途和市场开发利用前景看好。 利用荒山、荒地以
及那些栽杨不易成活,栽松不易成材,种地不多收粮
的土地以及低碳经济林进行大面积栽植, 不但对荒
山绿化、 防止水土流失, 防风固沙加快植树造林步
伐,改善生态环境益处多多,而且对提高栽培者的经
济收入以及观赏等都有重大意义。
文冠果树栽植一次可收获数十年。 经近十年对
文冠果树的观察认为, 文冠果树抗寒性、 耐旱性能
强,在 2001 年当地温度达到了-37.5℃,与文冠果树
比邻的杨树、 苹果树、 梨树、 龙须柳树冻死了很
多, 而文冠果树树体无冻害, 枝条无冻伤, 安全度
过了寒冬, 夏季生长正常良好。 在 2 300℃~2 700℃
积温区栽培的文冠果树已生长了近 30 年, 无病无
灾。 在 2011年夏季连续 40多天无雨天干地旱下,一
些矮生杂草有许多都枯萎, 而文冠果树表现出了极
其耐旱的特性。
近几年来我们对文冠果种子繁育苗木进行了多
方面的试验 , 有干种春季直播 、 冷水浸泡直播 、
70℃热水浸泡直播、 上冻前直播和拌湿沙催芽春季
播种等方法, 其结果是技术方法简单易于操作掌
握, 管理方便。
1 选种
文冠果树品种比较单一, 不象其他农作物品种
那样众多。 文冠果以果实外观形状区别可分为 3 开
裂果实和 4开裂果实。 4开裂果实有种子粒数略比 3
文冠果种子苗木繁殖技术
作者简介:董建军(1993-),男,园林技术专业在读本科生。 电话:18846033693
董建军 1 张德武 2 刘英帅 1 朱 琳 1 曹振岭 3
(1.黑龙江农垦科技职业学院 哈尔滨 150431;
2.黑龙江省牡丹江师范学院生命科学与技术学院 牡丹江 157011;
3.黑龙江省宁安市海浪镇宁西学校 宁安 157402)
摘要:文冠果的种子、种仁含油量高,多在 35%~70%,成了名符其实的木本油料植物,开发利用价值
很高。 通过选种、选地、播种、嫁接、管理等方面,介绍了文冠果苗木的繁殖技术。
关键词:文冠果;苗木;繁殖
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