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绿色能源植物橡胶草的最佳收获期研究



全 文 :绿色能源植物橡胶草的最佳收获期研究
冯春罡1,2,盛后财2* (1.黑河市嫩江航空护林站,黑龙江海镇 161402;2.东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨 150040)
摘要 为了确定大规模种植橡胶草( Taraxacum kok-saghyz Rodin)的最佳收获期,利用栽植的橡胶草进行试验,通过测定不同年份、不同
生长时期橡胶草的生物量、橡胶含量,计算得到单株橡胶草的橡胶产量,对比分析后,认为橡胶草的最佳收获期为生长第 2年的结实期,
这可为今后橡胶草大面积种植、橡胶草提取橡胶的工业化提供理论依据。
关键词 橡胶草;绿色能源植物;最佳收获期
中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611( 2014) 08 -02237 -02
Study on Optimum Harvest Date of a Green Energy Plant Taraxacum kok-saghyz Rodin
FENG Chun-gang,SHENG Hou-cai ( Air Forest Protection Station in Nenjiang,Haizhen,Heilongjiang 161402; College of Forestry,
Northeast Forestry University,Habin,Heilongjiang 150040)
Abstract Taraxacum kok-saghyz Rodin was studied to determine the optimum harvest date by measuring different years,different growth sta-
ges biomass,rubber content,then calculated the rubber production per plant. After comparative analysis,the optimum harvest date was the
time of fructification on the second year. And the result will provide a theoretical basis for future large-scale cultivation and extraction industri-
alization of Taraxacum kok-saghyz Rodin.
Key words Taraxacum kok-saghyz Rodin; Green energy plant; Optimum harvest date
作者简介 冯春罡( 1986 - ) ,男,助理工程师,从事航空护林及生态学
研究。* 通讯作者,讲师,从事森林水文学研究。
收稿日期 2014-02-17
在全球对橡胶资源的需求量连年增加、天然橡胶产量
有限且供不应求、天然橡胶资源的供需矛盾日益剧烈的背
景下,积极寻找天然橡胶的替代品,寻找并顺利开发、利用
新型能源植物增加橡胶产量,成为解决橡胶短缺问题的研
究新方向。
橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin)是世界上主要的产
胶植物之一[1 -3],播种当年即可收获提取橡胶,其多年生橡
胶草的根(干重)中含 20%以上的橡胶[4],且从橡胶草根部
提取的天然橡胶品质优良,在工业中的利用价值不低于巴西
橡胶树所产橡胶[5]。橡胶草收获期短,并且可轮种或间作,
与巴西橡胶树相比,适宜栽培的地区广,是有经济发展前途
的产胶植物。目前,国内对于橡胶草这种新型绿色能源植物
已有一定研究。林伯煌等从橡胶草的形态特征、生物特性、
栽培、组织培养等方面全面介绍了我国对橡胶草研究现
状[6 -7]。焉妮等论述了橡胶草橡胶的的结构与性能、提取方
法以及蒲公英橡胶草的研究进展等[8]。梁素钰等从植物生
物技术领域详细阐述了橡胶草的价值[9]。但较缺乏大面积
种植橡胶草的经验。
对橡胶草化学分析,尤其是橡胶的含量测定研究表明,
不同时期采样测定,橡胶草橡胶含量差异较大,橡胶含量最
高达 35. 43%,而最低仅为 16. 10%[10]。为了能够得到最大
含量的橡胶,有效利用橡胶草中的橡胶,确定何时收获橡胶
草并提取橡胶成为关键。为此,笔者针对这一问题,为快速、
准确地判断橡胶草的最佳收获期,获取最大橡胶草产量而进
行了研究,以期为今后橡胶草大面积种植、橡胶草提取橡胶
的工业化提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验设计 为了获得不同时期橡胶草生物量、橡胶含
量和产橡胶量的规律,根据橡胶草的生长特点及生理特性,
选取橡胶草的长叶期、开花期、结实期和根鞘脱落期分别对
1、2年生的橡胶草进行叶和根两部分的取样,测定其橡胶含
量,并以此为依据,确定橡胶草采收时间。
橡胶草栽植试验在东北林业大学温室大棚内进行。研
究中采用花盆栽植橡胶草,确保每个花盆内生长一株,并将
100个花盆编号标记备用。分别在橡胶草生长第 1 年和第 2
年的长叶期、开花期、结实期和根鞘脱落期随机选取 10 株进
行叶、根生物量及其橡胶含量测定。
1. 2 测试项目与方法
1. 2. 1 生物量。将随机选出的 10 株橡胶草整株收获,并分
成叶和根两部分洗净,80 ℃烘箱干燥 24 h至恒重,分别称取
质量,得到橡胶草叶和根的生物量。
1. 2. 2 橡胶提取。橡胶提取采用 1951 年罗士韦等的改进
方法完成[10 -11]。
2 结果与分析
2. 1 不同生长时期橡胶草生物量特征分析 由图 1 可知,
橡胶草叶的生物量,生长第 1、2年均在结实期最大,生长第 1
年结实期叶生物量为 35. 7 g,第 2年为 36. 2 g,且两年内的相
同时期,叶的生物量与生长年无明显关系,差异不显著。橡
胶草根的生物量在结实期达到最大值,而到根鞘脱落期则略
有降低,并且根的生物量有第 2 年大于第 1 年的规律,即大
致为随着生长时间的增加根的生物量增加(根鞘脱落期除
外)。这是由于橡胶草是菊科蒲公英属多年生草本植物,其
生长的第 2年是在第 1年长成的老根基础上生长出新叶,从
而形成独立植株。每一个生长年,叶片需要重新生长,而根
则是在前 1年积累的基础上进行生长,因而有随着生长时间
的增加根的生物量增加的规律。
单株橡胶草生物量与根的生物量具有相同的规律,即
在结实期达到最大值,但由于第 2 年橡胶草叶的重新生长,
第 2年长叶期的单株生物量略小于第 1 年结实期和根鞘脱
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2014,42(8) :2237 - 2238,2405 责任编辑 姜丽 责任校对 况玲玲
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.08.055
图 1 不同生长时期橡胶草生物量特征
落期的生物量。由于橡胶草生长第 2 年后老根长新叶的这
一生长特性,其根叶生物量比值在第 2 年的长叶期达到最
大值为 1. 12,且总有第 2年根叶生物量比值大于第 1年,差
异显著(图 2)。
图 2 不同生长时期橡胶草根叶生物量比值
2. 2 不同生长时期橡胶草叶和根中橡胶含量 由表 1 可
知,生长第 1、2年橡胶草的叶以及根中橡胶含量具有相同的
变化规律,即橡胶含量长叶期均最低,而在结实期最高;且在
同一时期的采集样品中,橡胶草根中橡胶含量高于叶中。生
长第 1、2年的橡胶草叶中橡胶含量相差不多,差异不显著,
而不同生长年份的橡胶草根中橡胶含量第 2年较大,与 1年
生橡胶草根中橡胶含量差异显著。
表 1 不同生长时期对橡胶草橡胶含量的影响 %
生长年 器官 长叶期 开花期 结实期 根鞘脱落期
第 1年 叶 14. 01 17. 86 20. 16 16. 24
根 16. 10 23. 16 27. 35 21. 32
均值 15. 06 20. 51 23. 76 18. 78
第 2年 叶 14. 13 17. 23 20. 40 16. 41
根 18. 64 31. 71 35. 43 27. 52
均值 16. 39 24. 47 27. 915 21. 97
2. 3 不同收获期橡胶草产橡胶量比较 根据橡胶草不同器
官(根、叶)生物量及其橡胶含量,计算得到不同生长时期橡
胶草叶、根及整株植物提取到的橡胶量(表2)。由表2可知,
生长第 1、2年的单株橡胶草提取橡胶量均为长叶期最低,分
别为 6. 15和 8. 88 g,结实期最高,分别为 14. 50 和 19. 71 g;
除根鞘脱落期,随着生长时间的增加,橡胶草根提取的橡胶
量逐渐增加,在生长第 2年的结实期达到最大值 12. 33 g,占
整株橡胶草橡胶提取量的 62. 54%。
表 2 不同时期单株橡胶草提取橡胶量 g
生长年 器官 长叶期 开花期 结实期 根鞘脱落期
第 1年 叶 3. 66 5. 68 7. 20 5. 57
根 2. 50 4. 47 7. 30 5. 16
整株 6. 15 10. 15 14. 50 10. 73
第 2年 叶 3. 59 5. 63 7. 38 5. 55
根 5. 29 10. 18 12. 33 8. 97
整株 8. 88 15. 81 19. 71 14. 52
由表 3可知,橡胶草生长第 2 年提取橡胶量根 /整株均
明显高于生长第 1年,且生长第 2年根 /整株在 60%左右;而
叶 /整株则没有明显的变化规律,叶 /整株在 35. 63% ~
59. 44%。橡胶草生长第 1 年叶中提取的橡胶量占整株的
54. 24%(平均值),大于根占整株的 45. 76%(平均值);在橡胶
草生长的第 2年中则恰好相反,根中提取的橡胶量占整株的
62. 08%(平均值),大于叶占整株的 37. 92%(平均值),这也与
橡胶草生物量的特征及不同器官橡胶含量规律完全吻合。
表 3 不同时期橡胶草根、叶与整株提取橡胶量之比 %
生长年 项目 长叶期 开花期 结实期 根鞘脱落期 平均
第 1年 叶 /整株 59. 44 55. 96 49. 64 51. 91 54. 24
根 /整株 40. 56 44. 04 50. 36 48. 09 45. 76
第 2年 叶 /整株 40. 40 35. 63 37. 46 38. 20 37. 92
根 /整株 59. 60 64. 37 62. 54 61. 80 62. 08
3 结论与讨论
3. 1 结论
(1)橡胶草生长第 1年叶的生物量占整株生物量的比率
较大,随着生长年份的增加,根慢慢替代叶的位置,其生物量
占整株生物量比率逐渐增加。
(2)不同生长时期的橡胶草叶橡胶含量差异显著,结实
期含量最高,而生长年份对其橡胶含量影响不大;不同生长
时期及不同年份对橡胶草的根橡胶含量有较大影响,其中以
2年生橡胶草结实期的根中其橡胶含量最高。
(3)在橡胶草生长第 2年的结实期收获其叶和根能够获
得最高含量的橡胶,进而能够获得最高的橡胶产品的收益,
因此橡胶草的最佳采收时间为生长第 2年的结实期。
3. 2 讨论 该研究中仅验证了橡胶草生长的第 1、2 年生
物量、橡胶含量及橡胶提取量的规律,对于多年生草本植
物,随着其生长的继续,是否能够满足或进一步放大这一规
律还有待于进一步验证。另外,作为一种多年生草本植物,
橡胶草根可以进行逐年积累生物量,而其叶则可以连年收
获提取橡胶,在大规模种植橡胶草时,是否可以先连续收获
橡胶草叶提取橡胶,待其橡胶含量较高的根达到最大生物
量时再收获提取橡胶,以获得最大的橡胶产量也有待于进
一步试验验证。
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8322 安徽农业科学 2014 年
竹的生长特性,采取相应的栽培方法。通常散生竹是通过母
竹移栽、埋鞭进行育苗的;丛生竹则是通过分篼、埋秆、埋节、
埋蔸、侧枝进行育苗的;混生竹的育苗方式与散生竹类
似[16 -17]。例如过去北京极难看到竹子,近十几年己在几个
公园成功引种几种观赏竹种,但冬天均需采取防冻措施。
4. 5 生物学特性及抗逆性的研究 观赏竹的生物学特性和
抗逆性即光合作用和抗寒性、抗旱性,是植竹造林或园林植
物配置时人工选配观赏竹种的依据[18]。我国对竹子栽培、
种植、加工、抗病虫害、遗传育种等做了大量的研究工作,对
竹子的抗旱、抗寒和光合作用的研究尚属起步阶段,并仅限
于少数竹种。我国快速发展的城市建设所产生的环境绿化、
保护等课题都对观赏竹产业提出了迫切的需求。广东林科
院通过杂交育种,培育出撑高竹、撑麻竹等优良竹种,有条件
的科研院所,继续做好观赏竹种杂交育种的开发研究,对观
赏竹的引种栽培、开发利用和丰富竹种资源等具有十分重要
的意义。
5 观赏竹在园林绿化中的应用
竹子因为特殊的造型和结构成为“虚心”、“向上”、“有
节”的品德象征,与传统文化的价值取向相吻合,因而受到了
人们广泛的敬仰[19]。竹子不仅有很高的观赏价值,而且有
遮阴、挡风、固土、制造氧气等良好的生态功能,是重要的生
态、游憩、绿化美化和经济林树种[20 -21]。
作为竹类植物的重要组成部分,观赏竹类被广泛应用于
城市园林绿化、公园广场绿地、绿色乡镇村庄、绿色通道、水
岸、校园、社区等绿化。以福建为例,其沿海 10 个县市位于
南亚热带,观赏丛生竹类一般不受冻害,因此在城区公园绿
地、大学校园、住宅小区、开发区、旅游景点、环城主干道两侧
等地,多采用观赏丛生竹。如福州、厦门几乎所有城市公园、
大学校园都可看到佛肚竹、凤尾竹、黄金间碧玉竹、金丝黄竹
等。福建农林大学拓荒广场弧植 3 丛泰竹,学院庭院栽植黄
金间碧竹、凤尾竹球等。厦门大学校园内到处可看到大小佛
肚竹、凤尾竹球、观音竹、青皮竹;厦门植物园观赏竹种多达
60多种,所有近代住宅小区均有数量不等的观赏丛生竹种;
厦门环岛路新建一座房车旅馆,以观赏竹为基调,每一独立
房车单元弧植小佛肚竹、青砖墙边种植一排橄榄竹或紫竹、
茶秆竹、金丝黄竹,明显提升房车旅馆的文化品位。
在福建中西部的中亚热带,有些观赏丛生竹种常遭受冻
害,因此多选用散生、混生观赏竹种(如茶秆竹、橄榄竹、方
竹、孝顺竹)和较耐寒的观赏丛生竹种,如青皮竹、小黄竹、吊
丝竹、粉单竹等。永安市主要公路绿化均以观赏竹为主,永
安、华安竹种园以繁殖观赏竹种为主,品种多达 50 多种。龙
岩市绿化办在建设美丽村庄的绿化活动中,普遍选用观赏兼
笋用的竹种,如新罗区规划建设美丽培斜竹乡,选用观赏竹
种多达 20多种。
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