全 文 ：云南小桐子资源调查与评价
?
王 曦 , 龙春林??
( 中国科学院昆明植物研究所 , 云南 昆明 650204 )
摘要 : 对云南省小桐子 ( J atropha curcas) 资源分布、环境因子和种子相关性状展开了调查和分析 , 结果表
明 : 所测居群的种子平均千粒重、出仁率、种仁含油率和种子含油率分别为 567.9 克、56 .67 %、61 .78%
和 35 .13%。居群间种子千粒重、出仁率、种仁含油率、种子含油率都有极显著的差异 , 丽江 A、红河 D、
丽江 C、丽江 B 和玉溪 A 等 4 个居群有较高开发利用价值。温度是影响云南省小桐子地理分布的主要限制
因子 , 分布区的海拔高度和年均温有强负相关性。云南省最适合种植小桐子的地区是金沙江和元江流域的
干热河谷地区 , 其次是临沧、保山、普洱、西双版纳等地的高温低海拔地区。本研究对云南省小桐子的研
究和产业发展提出了建议。
关键词 : 小桐子 ; 千粒重 ; 含油率 ; 环境因子
中图分类号 : Q 948 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 2700 (2009) 05 - 455 - 06
Investigation and Evaluation of J atropha curcas
(Euphorbiaceae) Resource in Yunnan Province
WANG Xi , LONG Chun-Lin
**
( Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650204 , China)
Abstract: The resources, distribution, relevant environmental factors and seed traits of J atropha curcas (Euphorbiaceae)
occurring in Yunnan Province were investigated and studied in the present paper . The resultsshowed that the averagethou-
sand-seed weight, kernel percentage, kernel oil percentage and seed oil percentage are 567 .9 g, 56 .671% , 61 .781%
and 35 .133% , respectively . There are very significant differences in thousand-seed weight, kernel percentage, kernel oil
percentageand seed oil percentage among populations . The populations marked as Lijiang A , Honghe D, Lijiang B , and
Yuxi A are evaluated as themost potential ones for future development . Temperature is themost significant limitationfac-
tors on distribution of J . curcas . There is a remarkable negative correlation between altitude andmean annual temperature
of the distributionareas . The dry-hot valleys in JinshajiangRiver and Yuanjiang River are themost suitableareasfor J . c-
urcas plantation, and followed by the hot and low elevation areas in Lincang, Baoshan, Puer and Xishuangbanna prefec-
tures . Suggestionswere proposed for further studies and development in Yunnan Province .
Key words: Jatropha curcas; Thousand-seed weight; Seed oil percentage; Environmental factors
小桐子 ( Jatropha curcas L .) 又名麻疯树、
膏桐等 , 为大戟 科 ( Euphorbiaceae) 麻疯树 属
( Jatropha) 植物 , 因具有种子含油率高、性能接
近柴油 ( 陈元雄等 , 2006; Forson, 2004 ) 、适应
性强、耐旱易繁 ( 邓志军等 , 2005; Sujatha and
Mukta, 1996; 林娟等 , 2002; 王兆玉等 , 2007) 等
云 南 植 物 研 究 2009 , 31 (5) : 455～460
Acta Botanica Yunnanica DOI : 10 .3724?SP. J . 1143 .2009.09094
?
?? ?通讯作者 : Author for correspondence; E-mail : long@mail . kib. ac. cn 或 chunlinlong@ hotmail . com
收稿日期 : 2009 - 05 - 12 , 2009 - 08 - 11 接受发表
作者简介 : 王曦 ( 1982 - ) 女 , 硕士研究生 , 从事民族植物学和能源植物研究。 ?
基金项目 : ?科技部科技基础性工作专项重点项目 (2008FY110400-2-2 )、科技部自然科技资源共享平台项目 ( 2005DKA21006 ) 和
中国科学院知识创新工程项目
优点 , 被认为是一种有巨大潜力的生物柴油树
种 , 受到越来越广泛的关注。
小桐子在云南省分布广泛 , 其种植和生物柴
油加工也是云南省“十一五”和“十二五”规划
中重点发展的产业。本文通过对云南省小桐子资
源的实地调查和分析 , 对省内种源进行了初步评
价 , 提出了小桐子种植的适宜及次宜地区 , 旨在
为科学、合理地开发云南省小桐子资源提供科学
依据和参考建议。
1 材料与方法
1 .1 研究材料
2006 年 10 月～2007 年 9 月 , 对云南省和邻近省份的
金沙江流域、元江流域、澜沧江流域及支流流域小桐子
分布区进行了调查 , 共考察了分布于保山市、临沧市、
普洱市、西双版纳州、红河州、玉溪市、楚雄州、丽江
市及四川省攀枝花市的 9 个市 (州 )、24 个县 ( 市或
区)、46 个乡 (镇 ) 的 56 个小桐子居群 , 其海拔高度在
247～1 850 m之间。我们还采集了部分居群的果实和种
子 , 供实验室研究之用。
1 .2 研究方法
1 .2 .1 果实频度统计 对采集的成熟果实 , 以个体植
株为单位 , 统计包含有一粒、二粒、三粒饱满种子的果
实数 , 并对有足够样本量的居群数据进行频数、平均
数、标准差、最大值、最小值和变异系数的分析。
1 .2 .2 种子千粒重 ( thousand-seed weight, TSW) 测定
每个植株取 100 粒自然干燥的种子进行测量 , 不足 100
粒的取全部种子称重 , 换算成千粒重 , 居群千粒重取居
群内个体千粒重的平均值。
1 .2 .3 种子含油量相关性状测定 每个体植株取 5～8
粒种子 , 称量种皮重和种仁重 , 参照 GB?T 5512 - 85 《粮
食、油料检验粗脂肪测定法》 国家标准 , 测定种子出仁
率 (kernel percentage, KP) 和种仁含油率 ( kernel oil per-
centage, KOP) , 二者的乘积即为种子含油率 (seed oil per-
centage, SOP)。
1 .2 .4 环境因子分析 采用偏相关分析的方法 , 对海
拔、年均温、降水量等环境因子及其与小桐子种子性状
的关系进行分析。
海拔数据通过 Garmin GPSMap76 实地测得 , 降水量
数据来源于 CNKI 中国宏观数据挖掘分析系统 ( http:?
number. cnki.net?cyfd?index. aspx) 或当地政府信息公开网
站 , 年均温以 CNKI 或政府网站数据为基础 , 计算调查
样点实际海拔高度与当地县城或气象站海拔高度的差
值 , 依照海拔每升高 100 m、气温下降 0 .6℃的原则折算
而来。与相关种子性状结合在一起分析的 12 个居群信息
如表 1 所示。
1 .2 .5 数据分析 相关数据的处理和分析采用 EXCEL
2003、SPSS 13 .0 和 Minitab15 .0 软件 , 不符合正态分布的
数据进行 Cox-Box 变换后再进行方差分析 , 不满足方差
齐性的数据用 Kruskal-Wallis H非参数检验方法处理。
2 结果
2 .1 果实频度统计
8 个居群的小桐子果实内平均种子数为 2 .47
粒 , 居群间具有一粒种子和二粒种子的果实出现
频度有较大差异。三粒种子果实频度的变异系数
较小 , 且都接近或超过 50%。果实内平均种子
数表现较为稳定 , 变异系数为 4 .67 (表 2)。
2 .2 种子千粒重测定
所测定的 12 个居群的种子平均千粒重为
566 .3±102 .81 克 ( 表 3 ) , 不同居群间千粒重差
异达到极显著水平 ( 表 4 )。
表 1 居群信息
Table 1 Information of the populations
居群编号
No .
所在地
Location
海拔
Altitude ( m)
年均温
Mean annual tempreture (℃ )
年降雨量
Annual rainfall ( mm)
楚雄 A 楚雄州元谋县 1433 ?19 .8 616 .0
楚雄 B 楚雄州武定县 1500 ?16 .9 1011 .3
红河 A 红河州绿春县 428 ?24 .5 2400 .0
红河 B 红河州绿春县 1022 ?20 .9 2400 .0
红河 C 红河州元阳县 247 ?25 .1 960 .0
红河 D 红河州绿春县 580 ?23 .5 2400 .0
红河 E 红河州金平县 385 ?23 .6 2330 .0
丽江 A 丽江市永胜县 1248 ?18 .8 929 .0
丽江 B 丽江市永胜县 1433 ?17 .6 929 .0
攀枝花 A 四川省攀枝花市西区 1245 ?19 .1 780 .0
攀枝花 B 四川省攀枝花市东区 1169 ?19 .6 780 .0
玉溪 A 玉溪市易门县 1207 ?18 .5 800 .0
654 云 南 植 物 研 究 31 卷
表 2 不同类型果实频度统计
Table 2 Thefrequency statistic data of different fruit types
居群编号
Population
一粒种子果实比例
One-seed fruit ratio
二粒种子果实比例
Two-seed fruit ratio
三粒种子果实比例
Three-seed fruit ratio
果实内平均种子数
Mean seed-number
楚雄 A 0 ?. 16 0 .35 0 N. 49 2 .33
楚雄 B 0 ?. 08 0 .36 0 N. 56 2 .47
红河 A 0 ?. 12 0 .27 0 N. 61 2 .49
红河 B 0 ?. 04 0 .25 0 N. 71 2 .66
红河 C 0 ?. 09 0 .23 0 N. 69 2 ?. 6
红河 D 0 ?. 04 0 .28 0 N. 68 2 .64
红河 E 0 ?. 15 0 .29 0 N. 56 2 .42
玉溪 A 0 ?. 04 0 .43 0 N. 54 2 ?. 5
平均值 Mean 0 ?. 09 0 .31 0 N. 60 2 .47
最大值 Maximum 0 ?. 16 0 .43 0 N. 71 2 .66
最小值 Minimum 0 ?. 04 0 .23 0 N. 49 2 .33
标准差 SD 0 ?. 05 0 .07 0 N. 08 0 .12
变异系数 CV ( % ) 55 ?. 26 21 .46 13 a. 20 4 .67
表 3 种子千粒重的统计描述
Table 3 Statistical description of thousand-seed weight from different population
居群编号 No . 个体数 N 平均值 Mean 最小值 Minimum 最大值 Maximum 标准差 SD 变异系数 CV
楚雄 A 16 c469 ?. 5 312 .0 619 {. 0 85 .017 18 .109
楚雄 B 22 c530 ?. 7 387 .5 679 {. 3 83 .534 15 .740
红河 A 1 P598 ?. 7 598 .7 598 {. 7
红河 B 2 P650 ?. 5 614 .7 686 {. 3 50 .650 7 z. 787
红河 C 7 P627 ?. 2 501 .7 760 {. 8 89 .928 14 .339
红河 D 1 P701 ?. 2 701 .2 701 {. 2
红河 E 4 P661 ?. 9 488 .6 782 {. 2 136 ?. 291 20 .592
丽江 A 1 P592 ?. 7 592 .7 592 {. 7
丽江 B 3 P689 ?. 2 651 .2 726 {. 1 37 .441 5 z. 433
攀枝花 A 3 P570 ?. 1 480 .4 644 {. 0 82 .966 14 .552
攀枝花 B 6 P552 ?. 4 512 .0 611 {. 7 34 .869 6 z. 313
玉溪 A 17 c617 ?. 3 411 .3 723 {. 4 85 .605 13 .868
合计 Total 83 c566 ?. 3 312 .0 782 {. 2 102 ?. 813 18 .155
表 4 种子千粒重的方差分析
Table 4 ANOVA analysis of thousand-seed weight
平方和 Sum of Squares 自由度 df 均方 Mean Square F Sig .
组间 Between Groups 365 ?, 106 .6 11 n33 , 191 .513 4 . 698 0 z. 000
组内 Within Groups 501 ?, 668 .3 71 n7 , 065 }. 750
合计 Total 866 ?, 774 .9 82 n
2 .3 种子含油量相关性状测定
12个居群的平均种子出仁率为 56.67% , 最高
达到 63 .03%。平均种仁含油率为 61.78% , 最高为
74.01%。平 均种 子含 油 率 为 35 .13% , 最 高 为
47.39% (表 5)。出仁率、种仁含油率和种子含油
率在居群间的差异都达到了极显著水平 (表 6)。
2 .4 环境因子分析
76 .8%的小桐子居群所在地年均温介于 16℃
～20℃之间 , 16℃以下极少有小桐子分布。海拔
在 1 400 m以下的居群占居群总数的 83 .9% , 800
～1 200 m之间的居群占总数的 53 .6% ( 图 1 )。
图 1 小桐子样点在年均温和海拔上的分布
Fig . 1 Distribution of sample sites
7545 期 王 曦和龙春林 : 云南小桐子资源调查与评价
表 5 种子出仁率、种仁含油率、种子含油率的平均值和标准差
Table 5 The mean value and standard deviation of kernel percentage, kernel oil percentage and seed oil percentage
居群编号
Population
个体数
N
平均值±标准差 Mean±SD
出仁率 KP 种仁含油率 KOP 种子含油率 SOP
楚雄 A 16 ?53 .695±8 .447 61 .820±8 . 100 33 .153±6 .846
楚雄 B 20 ?57 .668±5 .768 65 .294±5 . 030 37 .728±5 .364
红河 A 3 ?53 .435±6 .222 48 .097±3 . 490 25 .640±2 .771
红河 B 2 ?52 .824±2 .731 56 .207±2 . 920 29 .651±0 .008
红河 C 7 ?51 .537±5 .455 52 .451±8 . 692 27 .259±6 .403
红河 D 1 ?63 .445 61 .482 39 .007
红河 E 3 ?50 .343±16 . 734 61 .258±6 . 637 31 .573±13 .014
丽江 A 1 ?64 .025 74 .013 47 .387
丽江 B 3 ?63 .033±2 .000 60 .800±3 . 416 38 .295±1 .698
攀枝花 A 3 ?52 .783±15 . 691 62 .955±6 . 655 32 .657±7 .566
攀枝花 B 6 ?58 .719±5 .899 62 .819±2 . 772 36 .801±3 .119
玉溪 A 17 ?60 .392±4 .832 62 .631±3 . 128 37 .799±3 .040
Total 82 ?56 .671±7 .485 61 .781±7 . 038 35 .133±6 .667
表 6 出仁率、种仁含油率和种子含油率的 Kruskal- Wallis 检验
Table 6 Kruskal-Wallis test on kernel percentage, kernel
oil percentage and seed oil percentage
出仁率
KP
种仁含油率
KOP
种子含油率
SOP
Chi-Square 28 }. 022 27 ~. 006 28 ?. 381
df 11 ?11 11 /
Asymp ?.Sig . X. 003 Y. 005 .003
温度是影响小桐子分布的决定因素 , 温度又
和海拔、纬度有密切联系。云南小桐子分布区海
拔差异远大于纬度差异 , 以纬度作为控制变量 ,
对年均温和海拔进行偏相关分析 , 结果证实年均
温和海拔有很强的负相关性 , P < 0 .01, 相关系数
R 为 - 0 .821 (图 1)。据此 , 年均温和小桐子性状
的关系在很大程度上体现海拔和后者的关联。
分析环境因子和种子相关性状的相关性 , 结果
表明 , 年降雨量与种子千粒重及种子含油率之间不
具显著的相关性 ( R 分别为 0.440 和 - 0.377) , 而
年均温与种仁含油率 ( R = - 0 .676) 、种子含油
率 ( R = - 0 .627 ) 都呈显著的负相关。整体来
看 , 年均温与种子千粒重之间没有紧密联系 ( R
= 0 .247 ) ; 然而 , 在年均温为 17～20℃时 , 二者
呈显著的负相关 ( R= - 0 .873) 。
2 .5 资源评价
以千粒重、种子出仁率、种仁含油率、种子含
油率以及千粒重和种子含油率的乘积为参照 , 对居
群进行降序排列 , 所得结果作为资源评价的依据 ,
以种仁含油率和千粒重×含油率作为综合评价的指
标 , 丽江 A、红河 D、丽江 B 和玉溪 A 四个居群表
现出较高的开发利用价值。结果如表 7 所示。
3 讨论
云南省是小桐子在中国分布 ( 栽培 ) 最广泛
表 7 针对不同性状的居群排序表
Table 7 Descending order of populations according to different traits
排序依据
trait
千粒重
TSW
出仁率
KP
种仁含油率
KOP
种子含油率
SOP
千粒重 * 含油率
TSW×SOP
红河 D 丽江 A 丽江 A 丽江 A 丽江 A
丽江 B 红河 D 楚雄 B 红河 D 红河 D
红河 E 丽江 B 攀枝花 A 丽江 B 丽江 B
红河 B 玉溪 A 攀枝花 B 玉溪 A 玉溪 A
红河 C 攀枝花 B 玉溪 A 楚雄 B 红河 E
居群编号 玉溪 A 楚雄 B 楚雄 A 攀枝花 B 攀枝花 B
Population 红河 A 楚雄 A 红河 D 楚雄 A 楚雄 B
丽江 A 红河 A 红河 E 攀枝花 A 红河 B
攀枝花 A 红河 B 丽江 B 红河 E 攀枝花 A
攀枝花 B 攀枝花 A 红河 B 红河 B 红河 C
楚雄 B 红河 C 红河 C 红河 C 楚雄 A
楚雄 A 红河 E 红河 A 红河 A 红河 A
854 云 南 植 物 研 究 31 卷
的地区 , 南起勐腊磨憨 , 北至鲁甸大水井 ; 西起
腾冲县荷花 , 东至富宁县剥隘都有或者历史上出
现过小桐子分布 (袁理春等 , 2007 ) , 这种分布
体现了小桐子对环境良好的适应性 , 也有一定的
规律性 , 即 : 温度是决定小桐子分布的主要因
素。实地调查的 56 个样点分散于元江、金沙江
流域的干热河谷地区 , 澜沧江、怒江流域的河谷
地区以及西双版纳等地的热带非河谷地区 , 年降
水量最大差异接近 1 800 mm, 并且年均降水量在
1 000 mm以下和 2 400 mm以上的地区 , 都出现了
较多的小桐子居群 , 说明水分对小桐子生长的限
制作用不强。样点的土壤有石灰质土、沙砾质
土、砂壤土、红壤等多种类型 , 表明土壤也不是
影响小桐子生长的主要限制因子。云南省小桐子
分布区的年均温和海拔高度呈很强的负相关性 ,
主要位于海拔 1 600 m以下 , 年均温 16℃以上的
地区 ( 图 1) , 尤其集中分布于海拔 800～ 1 200
m, 年均温 18～20℃的地区。分布形式上以零星
分布和线状分布为主 , 原因可能是小桐子种子较
大 , 传播困难 ( Luo 等 , 2007)。
在普洱、红河、文山的南部以及西双版纳等
地 , 由于小桐子种子含油率高 , 在湿热的环境中
容易腐烂酸败 , 对后代成活率有一定影响。另
外 , 在水热条件好的热区 , 土地开发利用率很
高 , 基本上没有未经开垦的荒地 ( 刘泽铭等 ,
2008) , 发展小桐子种植的空间很有限。
综合考虑可行性和经济价值 , 云南省最适合
发展小桐子种植的地区为楚雄、玉溪、红河、大
理、丽江等地的干热河谷 , 其次是临沧、普洱、
西双版纳、保山、怒江等地的高温低海拔地区。
小桐 子 种 子 含 油 率 一 般 为 30% ～ 50%
(Ferrao and Ferrao, 1984; Heller, 1992; Akintayo,
2004; 李化等 , 2006; 陈波涛等 , 2006 ) , 本研究
结果与之相符 , 并且云南若干居群种子含油率在
现有记载中名列前茅。
对西南地区小桐子种子理化性质的研究表
明 : 随着海拔升高 , 种子含油率和脂肪酸不饱和
度也随之升高 , 并可能借此提高种子的抗冻性以
应对气温降低 ( 李化等 , 2006 )。Li 等 ( 2007 )
在对云南省小桐子资源进行调查后认为 , 由于生
长期短 , 生长于干热河谷底部低海拔地区的小桐
子比起海拔较高地区的 , 其种子千粒重、出仁率
和含油率都偏低。在本研究中 , 年均温与种仁含
油率、种子含油率呈负相关 , 并在一定范围内
(17～20℃ ) 与种子千粒重呈负相关 , 即气温越
低 , 千粒重和含油率越高 , 与前人结论相符 , 但
似与 Li 等 (2007) “年均温低于 21℃时 , 种仁含
油率随温度上升而增高”的观点相悖。在年均温
高于 20℃的湿热低海拔地区 , 居群的种子千粒
重也较高 , 原因可能是充沛的水分保证了小桐子
的生长速率 , 但对种子含油率有一定影响。若剔
除个别“异常”数据的影响 , 如不考虑含油率最
高的丽江 A 居群 , 则年均温与种子含油率之间
的相关性进一步加强 , 呈极显著负相关 ( R = -
0 .894)。类似地 , 去除丽江 A 的影响后 , 种子千
粒重在大于 600 克时与种子含油率呈极显著的正
相关 ( R= 0 .966) 。Ferrao ( 1984 ) 在非洲的研究
也证实小桐子种子千粒重与含油率之间呈高度的
正相关性。我们认为 , 在满足其正常生长的条件
下 , 适度的低温可延长生长期 , 增加脂肪酸等种
子内物质积累 , 提高千粒重和含油率。并且 , 当
千粒重较大时 , 种子倾向于个大、饱满 , 种皮重
等因素的影响相对较小 , 种子重量可作为判断含
油率的一个指标。我们的研究对象仅限于云南及
邻近地区的小桐子 , 上述规律仍然只在一定范围
内成立 , 且有偏离规律的特殊居群存在。云南地
形、气候等复杂多变 , 省内小桐子来源也可能不
同 (向振勇等 , 2007 ) , 居群间种子性状存在较
大差异。本研究结果与前人结论不尽相同处 , 还
需要进一步的研究。
云南省大部分小桐子分布区的年均温在 17
～20℃之间 , 因此上述规律可在种源选育时作为
参考。同时 , 丽江 A、红河 D 等特殊居群的存在
揭示了挑选优良种源和单株的可行性。
结合前人资料和实地调查分析 , 对于云南省
小桐子的研究和产业发展提出以下建议 :
(1) 云南省小桐子种子相关性状在不同居群
间都达到了极显著的差异 , 说明目前云南省小桐
子种源在主要经济性状上表现差别迥异 , 为获得
更大的经济效益 , 避免盲目开发和资源浪费 , 应
尽快选育优良种源 , 同时注重对优良单株的筛选。
(2) 小桐子单个果实内平均有 2.47±0.12 粒种
子 , 相对于发育完全的果实 , 样本中单个果实的种
子损失率达到 17.67% , 产量上还有较大的提升空
9545 期 王 曦和龙春林 : 云南小桐子资源调查与评价
间 , 可作为今后进行科学研究的一个方向。
(3) 结合分子生物学和生理生化的研究 , 分
析不同地区小桐子的营养状况、生长干扰因素以
及遗传多样性 , 将有助于阐明造成小桐子性状差
异的原因和确定最适生长条件 , 以制定合理高效
的丰产栽培技术。
(4) 为保持和提高小桐子的遗传多样性水
平 , 提高种源质量和环境适应性 , 在对省内种源
进行选育的同时 , 有必要进一步收集国内外的优
良种源。
(5) 虽然小桐子被认为是外来植物 ( Burkill ,
1966) , 但是自身竞争力不强 , 不具扩张性 , 对乡
土物种和当地生物多样性威胁性小 , 是一种比较
安全的能源植物 , 适宜产业化推广种植。
(6) 除用作生物柴油原料外 , 小桐子还有医
药 (Matsuse等 , 1999; Lin等 , 2003)、农药 (Suku-
maran等 , 1995) 等及荒山、荒坡绿化等开发价值 ,
利用现代科学的研究成果 , 结合民间传统知识 ,
充分挖掘小桐子的利用价值 , 提升产品的综合效
益 , 将是推动小桐子产业发展的有效手段。
致谢 本研究中种子出仁率、种仁含油率和种子含油率
测定由中国科学院昆明植物研究所邱明华研究员的研究
组协助完成 ; 刘怡涛先生参加了野外考察。
〔参 考 文 献〕
Akin #tayo ET, 2004 . Characteristics and composition of Parkia biglob-
bossa and J atropha curcas oils and cakes [ J ] . Bioresource Technolo-
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