全 文 ：收稿日期 : 2003210230
基金项目 : 国家高技术项目“杜仲良种快繁及高产栽培技术研究”(99215)的部分研究内容
作者简介 : 杜红岩 (1963 —) ,男 ,河南中牟人 ,博士 ,副研究员.
林业科学研究　2004 ,17 (2) :185～191
Forest Research
　　文章编号 :100121498 (2004) 0220185207
杜仲果实内杜仲胶形成积累规律的研究
杜红岩 , 杜兰英 , 李芳东
(中国林业科学研究院经济林研究开发中心 ,河南 郑州　450003)
摘要 :采用选择典型样株和随机取样的方法对杜仲果实含胶率的年变化及逐年变化特点和规律进行
了研究。结果表明 ,杜仲果实内含胶特性的年变化特点可以划分为两个阶段 :在果实基本停止生长以
前 ,果皮和果实含胶率变化与果实的生长发育密切相关 ,果皮和果实含胶率随着果实的生长而迅速提
高 ;在果实基本停止生长以后 ,含胶率提高缓慢。不同树龄杜仲果皮和果实的含胶率比较稳定。采用
高接换雌建园和嫁接苗建园两种方式建立杜仲高产胶果园都具有十分明显的增产效果。
关键词 :杜仲果实 ;杜仲胶 ;形成积累 ;变化规律
中图分类号 :S75913 + 1 　　　文献标识码 :A
杜仲 ( Eucommia ulmoides Oliv1)是亚热带和暖温带最具开发前景的胶源树种[1 ,2 ] 。利用杜
仲胶独具的橡 (胶)塑 (料)二重性 ,可以开发出具有热塑性、热弹性和橡胶弹性功能等三大功能
材料 ,应用前景十分广阔[3～6 ] 。杜仲果实、树皮和叶片均含有杜仲胶[1 ] 。目前杜仲胶的提取都
是以杜仲叶为原料[2 ] 。由于杜仲叶含胶率一般为 1 %～3 % ,提胶的原料和加工成本都较
高[3 ] 。而杜仲果皮含胶率高达 12 %～17 % ,是杜仲叶的 5～6 倍 ,利用杜仲果皮提胶可以显著
降低杜仲胶生产成本 ,促进杜仲大产业的形成和快速发展[3 ,7 ] 。但是 ,对杜仲果实内杜仲胶形
成积累动态的研究尚未见报道[8 ,9 ] 。本研究通过对杜仲果实内杜仲胶形成与积累的规律进行
全面系统的研究 ,探索杜仲含胶性状的动态变化特点和规律 ,为杜仲胶资源的合理有效利用及
高产胶栽培技术提供理论依据和技术支撑。
1 　材料与方法
111 　果实含胶率的年变化规律
试验材料均取自洛阳市郊区杜仲试验基地 10 年生同一无性系。选择典型样株 6 株 ,从
2002 年 4 月 15 日开始 ,每 15 d 调查并取样 1 次 ,至 10 月 12 日共 13 次。每次选择树冠中部外
围结果枝随机采集杜仲果实 6 ×20 个 ,进行生长动态观测 ,内容包括果长、果宽、果厚 ,另外在
这 6 株样株同样部位采集 6 ×100 个果实 ,烘干后测定平均千粒质量。按照同样方法采样 6 ×
100 g 果实用于杜仲胶测定。采样后及时带回室内处理 ,防止发热。用于测定含水率的样品 ,
取鲜果 100 g ,采样后立即用塑料袋包装保湿。
112 　杜仲结实特点及其果实含胶率的逐年变化规律
试验材料取自上述同一杜仲无性系。分别在嫁接苗建园和高接换雌试验园内选择典型样
株各 6 株。在建园后的第 3～7 年 ,每年调查每株 1 年生枝条的成枝力和单枝结果数 ;果实千
粒质量和杜仲胶测定取样方法同 111。
113 　杜仲胶分离与测定方法
含胶率的测定采用杜仲胶综合提取法。在用非极性溶剂提取、极性溶剂纯化的基础上 ,加
以适当改进。采用无机试剂与有机溶剂相结合 ,物理与化学相结合的方法 ,将杜仲胶浸提出
来 ,通过冷冻法使胶沉淀。主要工艺流程为 :备料 →打碎 →碱煮 (2 %NaOH 90～100 ℃浸提 3
h) →筛洗 →加碱、小量甲苯 70 ℃水浴 15 min →水洗 →干燥 →溶剂抽提 (石油醚 80 ℃浸提 , 提
取 3 次 ,每次 2 h) →热过滤 →冷冻 →过滤 (加丙酮洗) →精胶。
2 　结果与分析
图 1 　杜仲果实生长的年变化
211 　杜仲果实含胶率的年变化特点
21111 　杜仲果实的年生长发育特点 　杜仲为雌
雄异株树种。在河南省洛阳市 ,雌株的芽 3 月中旬
开始萌动 ,3 月 25 —30 日雌蕊和叶同时展开 ,4 月
13 —15 日即完成传粉。由图 1 可以看出 , 4 月
15 —30 日为杜仲果实迅速生长期 ,特别是果长的
增长比较明显 ,4 月底果实接近正常大小 ,4 月 30
日至 7 月 29 日果实生长逐渐停止 ,此后外形及大
小变化不大 ,果皮厚度则缓慢增加。8 月 30 日果
实生长基本停止 ,果皮变硬 ,革质化 ,紧包长形种
子 ,折断外果皮 ,可见丰富的白色胶丝。
21112 　果实水分的年变化规律 　由图 2 可以看
出 ,春季果实的含水率最高 , 4 月 15 日达到
图 2 　杜仲果实含水率的年变化
77126 % ,随着果实的生长 ,果实含水率迅速下降 ,
至 5 月 30 日降到 73122 % ;5 月 30 日至 7 月 29 日
果实含水率出现一个平稳期 ,变化不明显 ;7 月 29
日以后果实含水率又迅速下降 ,8 月 13 日降至
69146 % ;此后果实含水率变化不大。
21113 　果实千粒质量及果皮与种仁质量百分比
的年变化　由图 3 可以看出 ,杜仲果实千粒质量
随着季节变化和果实的生长而逐渐增加 ,5 月 30
日前增加较快 ,这时杜仲的幼胚尚未形成 ,果实千
粒质量的增加反映的是果皮质量的增加 ;6 月上
旬至 9 月中旬 ,果实千粒质量呈现稳步增加的态
势 ;进入 9 月中旬以后 ,果实千粒质量变化不大 ,
果实生长基本结束 ;杜仲果实中胚的形成从 5 月 30 日以后才开始 ,种仁的生长随着胚的发育
681 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 17 卷
图 3 　杜仲果实千粒质量以及果皮、
种仁质量百分比的年变化
而加快。5 月底至 7 月中旬为种仁迅速生长期 ,
这一时期种仁占果实的质量百分比迅速增加 ,7
月中下旬种仁进入一个短暂的缓慢生长期 ,8 月
上中旬种仁又迅速生长 ,至 8 月下旬种仁和果皮
的生长都基本停止。
21114 　果实含胶率的年变化规律 　杜仲果皮的
含胶率随着果实的生长不断发生变化。由图 4 可
以看出 ,4 月中旬至 5 月中旬为果皮含胶率的快
速增长期 ,含胶率从 4 月 15 日的 2152 %迅速提高
到 5 月 15 日的 6185 % ,说明这一时期杜仲含胶细
胞形成积累比较旺盛 ,含胶细胞随果实的生长和
维管束的分化而迅速形成 ;5 月 15 日以后 ,果皮
含胶率进入平稳增长阶段 ,9 月中旬含胶率的积
累达到高峰 ,这时含胶细胞的数量基本达到恒定
图 4 　杜仲果实含胶率的年变化
状态 ;但 9 月 30 日以后果皮含胶率呈下降趋势 ,
说明在杜仲胶的合成与代谢的动态变化中 ,杜仲
胶分解的速度大于合成的速度。
在 5 月中旬以前 ,杜仲胚尚未发育 ,杜仲果实
的含胶率与果皮含胶率是一致的 ,杜仲果皮的含
胶率即是杜仲果实的含胶率。5 月中旬以后 ,随
着杜仲幼胚的不断发育 ,果实含胶率和果皮含胶
率的差异越来越明显 (图 4) ,果实含胶率在 7 月
30 日以后处于一个相对稳定的状态。
21115 　果实含胶率与果实形态性状年变化的相
关性分析　杜仲果实各性状在整个生长季的变化
与果实含胶率的相关性分析表明 ,果实含胶率与
各果实性状的年生长变化的相关性都没有达到显
著水平。这主要是因为杜仲果实的年生长发育具有明显的阶段性。为了更准确地了解杜仲果
实内杜仲胶年形成积累与杜仲果实各性状的相关性 ,将杜仲的年生长发育划分为两个阶段来
分析 ,即以 7 月 29 日果实基本停止生长时为界 ,分别分析 7 月 29 日前后果实含胶率与各果实
性状的相关性。由表 1 可以明显看出 ,果实基本停止生长前后果实含胶率与各性状的相关性
具有明显的差异。
在 7 月 29 日以前 ,果皮和果实含胶率的变化与果实的生长发育密切相关。果皮含胶率与
果宽、果厚、果实千粒质量的正相关关系达到了极显著水平 ,与果长的正相关关系达到了显著
水平 ,而与果实含水率、果形指数、果皮占果实百分比呈极显著的负相关关系 ;果实含胶率与果
长、果宽、果厚、果实千粒质量的正相关关系均达了极显著水平 ,而与果实含水率呈极显著的负
相关关系 ,与果形指数的变化呈显著的负相关关系。说明在一定时间内杜仲果实含胶细胞随
着果实的生长而不断形成和生长积累 ,果实内杜仲胶的含量也迅速提高 ;果形指数和果实内水
781第 2 期 杜红岩等 :杜仲果实内杜仲胶形成积累规律的研究
分的变化也影响杜仲胶的形成积累 ,果实含水率越高 ,果形指数越大 ,越不利于杜仲胶的形成
和积累。但是 ,在 7 月 29 日杜仲果实生长基本停止以后 ,杜仲果皮和果实内杜仲胶的含量变
化与果实各性状的相关性均没有达到显著水平。说明杜仲果实内含胶细胞在果实基本停止生
长以后 ,仍然在不断地形成积累 ,只是速度有所减慢。这一方面说明 ,随着果实的生长 ,其中含
胶细胞也在不断地形成积累 ;另一方面则说明杜仲胶的形成具有一定的独立性。果实各性状
生长停止后 ,含胶细胞仍继续增加和生长 ,果实含胶率总体上呈增加的趋势。
表 1 　杜仲果实形态性状年变化与含胶率的相关性分析
果实性状
年生长
发育期
果长 果宽 果形指数 果厚
果实
含水率
千粒质量
果皮占
果实比例
果皮
含胶率
果实
含胶率
果长
7 月 29 日前 　11000 0
7 月 29 日后 　11000 0
果宽
7 月 29 日前 　01939 1 3 3 　11000 0
7 月 29 日后 　01612 4 　11000 0
果形指数
7 月 29 日前 - 01478 0 - 01749 7 3 11000 0
7 月 29 日后 - 01250 0 - 01918 6 3 11000 0
果厚
7 月 29 日前 　01756 3 3 　01924 5 3 3 - 01895 5 3 3 　11000 0
7 月 29 日后 　01918 6 3 　01250 0 　01153 1 　11000 0
果实含水率
7 月 29 日前 - 01765 0 3 - 01915 7 3 3 　01878 8 3 3 - 01885 2 3 3 　11000 0
7 月 29 日后 - 01694 4 - 01029 7 - 01310 9 - 01835 6 　11000 0
千粒质量
7 月 29 日前 　01874 2 3 3 　01980 3 3 3 - 01817 2 3 　01971 5 3 3 - 01898 8 3 3 　11000 0
7 月 29 日后 　01953 8 3 　01488 2 - 01121 1 　01924 0 3 - 01697 6 　11000 0
果皮占果实
比例
7 月 29 日前 - 01579 7 - 01759 2 3 　01797 3 3 - 01917 0 3 3 　01682 8 - 01847 9 3 3 　11000 0
7 月 29 日后 - 01836 9 - 01088 2 - 01310 4 - 01980 8 3 3 　01798 7 - 01880 1 3 　11000 0
果皮含胶率
7 月 29 日前 　01821 1 3 　01952 5 3 3 - 01848 5 3 3 　01981 3 3 3 - 01876 0 3 3 　01984 2 3 3 - 01853 6 3 3 　11000 0
7 月 29 日后 　01142 1 - 01065 9 　01151 7 　01207 0 - 01204 2 - 01104 4 - 01177 8 　11000 0
果实含胶率
7 月 29 日前 　01871 7 3 3 　01952 6 3 3 - 01769 8 3 　01884 4 3 3 - 01894 8 3 3 　01936 5 3 3 - 01648 2 　01946 7 3 3 　11000 0
7 月 29 日后 - 01666 6 - 01126 7 - 01178 1 - 01753 1 　01595 6 - 01858 9 　01786 5 　01467 7 　11000 0
　　注 : 3 3 极显著水平 ; 3 显著水平
212 　杜仲成枝与结果特点及其果实含胶率的逐年变化规律
杜仲采用实生繁殖需要 5～7 a 才能进入生殖年龄 ,而采用嫁接等无性繁殖方法第 2～3 年
就进入开花结果期。根据杜仲的生长发育特点和杜仲生产发展趋势以及产业化的需求 ,本文
以嫁接苗建园和高接换雌建园两种模式为对象 ,研究杜仲生长结果特点和杜仲胶逐年形成积
累的规律。
21211 　杜仲成枝力与结果数逐年变化特点　杜仲果实全部着生于当年生枝条的基部。由此 ,
成枝力和单枝结果数是影响杜仲结果量的两个最主要因子。本试验采用统一的树形结构即自
然开心形树形 ,建园第 1 年单株均留 3 个主枝。从图 5 可以看出 ,从建园第 2 年开始 ,成枝力
逐年的变化比较规律 ,第 2 —3 年树体进入结果期以前 ,成枝力维持一个较高的水平 ,达到 813
～819 个 ,第 4 年以后成枝力逐步下降 ,第 7 年下降至 313～315 个。说明进入生殖期以后 ,杜
仲树体内的营养物质进行了重新分配 ,植株逐步由旺盛的营养生长转向以结果为主的生殖生
长。比较两种建园方式成枝力的差异 ,建园初期第 2 —3 年 ,高接换雌建园的成枝力大于嫁接
苗建园。这主要是由于高接换雌建园时砧木较大 (树龄 3 年生 ,树干中间直径 3～5 cm) ,树体
881 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 17 卷
图 5 　杜仲成枝力与结果数逐年变化特点
营养物质比嫁接苗建园的要充足 ,植株前期生长旺
盛。第 4 年以后 ,嫁接苗建园的成枝力高于高接换雌
建园。但随着建园时间的增加 ,两种建园方式成枝
力趋于一致。
杜仲的两种建园方式都是第 3 年进入初果期 ,单
枝结果数逐年变化呈跳跃式特点 ,说明杜仲逐年结
果的不稳定性 ,无性系在一定程度上存在大小年结
果现象。随着树龄的增加单枝结果数没有明显减少
的趋势。
21212 　杜仲果实千粒质量的逐年变化特点　杜仲果
实千粒质量随树龄的增加而发生变化。在初果期的
第 3 —5 年千粒质量变化不明显 ,从第 5 年到第 6 年
图 6 　杜仲果实千粒质量逐年变化规律
果实千粒质量有一个明显下降的过程 ,第 6 —7 年又
趋于稳定 (图 6) 。在初果期由于杜仲结果量较低 ,树
体供应单个果实的营养相对充足 ,单果的质量较大 ;
随着杜仲盛果期的到来 ,杜仲单株结果量迅速增加 ,
单个果实的营养供应相对减少 ,果实的生长受到一
定限制 ,千粒质量相对下降。两种建园方式不同年
份的果实千粒质量也总是高接换雌高于嫁接苗建
园 ,也说明树体对果实营养的供应是造成果实千粒
质量差异的主要原因。
21213 　杜仲果实和果皮含胶率的逐年变化特点　杜
仲果实和果皮中杜仲胶含量的稳定性是影响杜仲产
图 7 　不同建园方式果实和果皮含胶率逐年变化
胶量的重要因素 ,也直接关系到杜仲胶产业化开发
能否顺利实施。从图 7 中可以看出 ,两种建园模式下
杜仲果实和果皮的含胶率逐年变化曲线比较平稳 ,
第 3 —6 年果实和果皮含胶率均稳步提高 ,第 7 年时
有所下降。在杜仲初果期 ,杜仲的营养生长比较旺
盛 ;随着树龄的增长 ,树体结果数量的迅速增加 ,生
殖生长越来越旺盛。从果实和果皮含胶率逐年变化
规律看 ,杜仲的生殖生长似乎更有利于杜仲含胶细
胞的形成和杜仲胶的积累 ;第 7 年含胶率下降的原因
可能与杜仲结实量过大 ,树体营养供应的相对不足
有关。
21214 　杜仲单株产果量和产胶量的逐年变化特点　
由图 8 可知 ,两种建园模式单株产果量和单株果实产胶量均随树龄增加而有不同程度的提高 ,
第 3 —4 年产果量和产胶量提高比较缓慢 ,高接换雌和嫁接苗建园第 4 年单株产果量仅分别为
0184 kg 和 0149 kg ,单株产胶量分别为 85124 g 和 49187 g。说明初果期的杜仲生殖生长相对较
981第 2 期 杜红岩等 :杜仲果实内杜仲胶形成积累规律的研究
图 8 　不同建园方式单株逐年产果量和产胶量比较
弱 ;第 5 年以后单株产果量和产胶量大幅度提高 ,第
7 年单株产果量则分别达到 6121 kg 和 4138 kg ,单株
果实产胶量分别达到 629176 g 和 429162 g。从利用
杜仲果的角度分析 ,两种建园模式都取得了十分明
显的增产效果。从两种建园模式的比较来看 ,高接
换雌建园第 3 —7 年单株的逐年产果量和产胶量均
高于嫁接苗建园。
3 　结论
杜仲果实在一年中具有春季速生的特点。在果
实基本停止生长以前 ,果皮和果实含胶率的变化与
果实的生长发育密切相关。果皮和果实含胶率随着
果实的生长而迅速提高 ;在杜仲果实生长基本停止以后 ,杜仲果皮和果实内杜仲胶的含量变化
与果实各性状的相关性均没有达到显著水平。说明杜仲果实内含胶细胞在果实基本停止生长
以后 ,仍然在不断地形成积累 ,只是这一阶段杜仲胶形成积累的速度有所减慢。
不同树龄杜仲果皮和果实的含胶率比较稳定。杜仲单株产果量和单株果实产胶量随树龄
的增加而有不同程度的提高 ,初果期产果量和产胶量提高比较缓慢 ,进入盛果期以后 ,单株产
果量和产胶量大幅度提高。从利用杜仲果实的角度分析 ,高接换雌建园和嫁接苗建园两种建
园方式都取得了十分明显的增产效果 ,产果量比现有杜仲林大幅度提高。通过高接换雌的方
式 ,对现有杜仲林进行科学改造建成杜仲高产胶果园 ,可以取得比采用嫁接苗建园更好的效
果。建立杜仲高产胶果园可以采取两种方式 :新建果园可以采用嫁接苗建园的方式 ;对现有杜
仲林可以通过高接换雌的方式进行科学改造建立新的高产胶果园。
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091 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 17 卷
Dynamic of Gutta2percha Formation and Accumulation in
Samara of Eucommia ulmoides
DU Hong2yan , DU Lan2ying , LI Fang2dong
(Non2timber Forestry Research and Development Center , CAF ,Zhengzhou 　450003 ,Henan ,China)
Abstract :For better understanding the annual and year after year changes and regularities of gutta2percha con2
tent in samara of Eucommia ulmoides and for providing scientific theory for effective use of gutta2percha , studies
were conducted in 2002 at the experimental demonstration base in Songxian County , Henan Province. Typical
sample2tree selection and random selection were applied in this study. Integrated extraction was used to test the
gutta2percha content rate. The results showed that gutta2percha content changes in samara could be divided into
two stages. The content in kernel and pericarp performed a close relation with the growth of samara , which in2
creased rapidly along with the samara’s growth before the samara stopped to grow ; while the content increased
slowly after the samara’s development . The gutta2percha content was in stable among the fruits from different
ages of trees. Outstanding production increase was achieved through setting up orchards by grafting female
branches on mature trees and by planting grafted saplings. Therefore , high2yield gutta2percha orchard could be
established either by planting grafted saplings or by grafting female branches.
Key words :samara of Eucommia ulmoides ;gutta2percha ;formation and accumulation ;dynamic 191第 2 期 杜红岩等 :杜仲果实内杜仲胶形成积累规律的研究