漆樹營養(yǎng)液對漆樹生長及生漆質(zhì)量的影響

周光龍,彭經(jīng)壽,丁 莉,余大廷

(1.恩施職業(yè)技術(shù)學院 生物工程系，湖北 恩施 445000；2.湖北民族學院 生物科學與技術(shù)學院,湖北 恩施 445000；3.湖北咸豐壩漆有限責任公司，湖北 咸豐 445600)

漆樹〔ToxicodendronVernniciflum(Stokes)F.A.Barkley〕為漆樹科漆樹屬落葉喬木，是中國特產(chǎn)的重要經(jīng)濟林樹種，其主干可作木材，漆籽可榨油供食用或作化工原料，樹皮、葉、花、干漆可入藥，漆葉可作生物農(nóng)藥和豬飼料，其主產(chǎn)品——生漆是一種環(huán)保、無公害的天然優(yōu)質(zhì)涂料，素有“涂料之王”的美譽，生漆的主要成分漆酚和漆酶在化學工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)領(lǐng)域還有諸多用途[1].因市場因素的影響，目前漆樹資源和生漆產(chǎn)量大幅度下滑，面臨著漆樹品種退化、樹體老化、單產(chǎn)降低、質(zhì)量下降的境況[2].因此，尋找生漆增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的技術(shù)措施并進行技術(shù)推廣，對于促進山區(qū)漆農(nóng)致富具有重要意義.為此，筆者在完成湖北省教育廳青年教師重點基金課題[3]——“促酶劑的研制及其在生漆商品生產(chǎn)上的應用”(編號為97A027)的基礎(chǔ)上，立足于“漆樹營養(yǎng)液”的思考，于2008-2010年在湖北省咸豐縣壩漆產(chǎn)區(qū)進行了較大范圍的應用試驗.

營養(yǎng)液在植物生產(chǎn)上的應用可見化黨領(lǐng)、耿健等人的報道[4-5].但在漆樹生產(chǎn)上的應用尚未見報道.“漆樹營養(yǎng)液”的應用試驗首先要研究其配方.生漆是漆樹在光合作用、呼吸作用等初生代謝的基礎(chǔ)上經(jīng)過次生代謝作用而形成的一種次生代謝產(chǎn)物.凡是影響初生代謝和次生代謝過程的因素都會影響到生漆的產(chǎn)量和質(zhì)量[6].生漆的主要成分是漆酚、漆酶、樹膠質(zhì)、含氮物、水分和其它少量有機物，其中漆酚、漆酶、樹膠質(zhì)和水分與生漆質(zhì)量密切相關(guān).因此，在漆樹體內(nèi)所合成的漆酚、漆酶、樹膠質(zhì)的含量與結(jié)構(gòu)就直接影響生漆的產(chǎn)量和質(zhì)量[7].所以，“漆樹營養(yǎng)液”研制的基本原理就是將P、K、B、Cu、Mg等礦質(zhì)元素和影響韌皮部發(fā)育的植物激素以適當?shù)谋壤渲?，通過根外施肥方式施用于漆樹，達到增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的.ATP是生物體中的高能化合物，許多植物在生長發(fā)育過程中所需能量都是由ATP提供的.ATP的形成與磷密切相關(guān)，磷在糖類、蛋白質(zhì)和脂肪代謝中起著重要作用.施磷能促進各種正常代謝，有利于糖分運輸，使植株生長發(fā)育良好，同時還能提高作物的抗寒性和抗旱性[8].鉀參與呼吸過程，能促進核酸、蛋白質(zhì)的形成及糖類的轉(zhuǎn)化與運輸[8-9].硼能與游離狀態(tài)的糖結(jié)合，使糖帶有極性，從而使糖容易通過質(zhì)膜，促進有機物在植物體內(nèi)的運輸與轉(zhuǎn)化[8-9].銅不僅存在于葉綠體質(zhì)體藍素中作為電子傳遞體系的一員參與光能轉(zhuǎn)化，而且銅也是植物呼吸作用過程中末端氧化酶的重要組分[9]，與漆樹生長和生漆產(chǎn)量密切相關(guān).同時，銅是生漆組分漆酶的活性中心，Cu2+的含量多少直接影響漆酶的活性進而影響生漆的干燥性能[10]，這是筆者1997年申報課題時命名“促酶劑”的立足點.植物體內(nèi)有機物的合成、轉(zhuǎn)化都是通過酶促反應來進行的，而金屬離子的含量水平對酶的活性起著調(diào)節(jié)作用.K+、Mg2+、Zn2+等離子能激活多種酶，其中Mg2+是多種激酶及合成酶的激活劑[11].激素的含量水平不僅可以調(diào)控植物代謝過程，而且還可以影響樹體次生韌皮部的發(fā)育.用人工合成生長素處理可促進形成層的活動，影響形成層的分化.吲哚乙酸(IAA)能促進形成層活動多分化形成韌皮部[12].因此，KH2PO4、H2BO3、CuSO4·5H2O、MgSO4、IAA是配制漆樹營養(yǎng)液主要配方成分.

1 試驗地概況

試驗地選在湖北咸豐縣的壩漆主產(chǎn)地——小村鄉(xiāng)，屬亞熱帶氣候，雨量充沛，海拔1 000 m左右，土壤為黃棕壤.這里有咸豐縣壩漆有限責任公司的生產(chǎn)基地，20世紀90年代末在這里發(fā)展有成片漆林，主要漆樹品種是原產(chǎn)利川市毛壩鄉(xiāng)人頭山的毛壩小木漆樹.

2 試驗材料與方法

2.1 材料

以KH2PO4、H2BO3、CuSO4·5H2O、MgSO4、IAA(可濕性粉劑)和試驗地選擇的毛壩小木漆樹為主要試驗材料.

2.2 方法

2.2.1 營養(yǎng)液配制 根據(jù)植物對上述礦質(zhì)元素含量的適宜承受范圍和前期試驗的情況，分別稱取KH2PO410.0 g、H3BO314.0 g、CuSO4·5H2O 0.8 g、MgSO40.8 g、IAA(可濕性粉劑)3.0 g多份，分別裝入專用的小玻璃瓶中，密封，即成為“漆樹營養(yǎng)液”粉劑.在施用前每份加入少許溫開水于小瓶中，振蕩搖勻，再倒入裝有10 kg山泉水或20 kg山泉水的噴霧器中，攪拌均勻，即成為可在生產(chǎn)上施用的“漆樹營養(yǎng)液”.

2.2.2 試驗設(shè)計 選擇海拔高度、立地條件、樹齡、樹體大小等條件基本一致的幼齡毛壩小木漆樹(2001年栽培，7 a生)40株，每組各選20株分別作為處理組和對照組.觀察處理組與相應對照組的漆樹生長發(fā)育狀況、檢測生漆質(zhì)量，分析試驗效果.

2.2.3 試驗方法 ①將“漆樹營養(yǎng)液”粉劑1份與10 kg山泉水按前述方法配制成“漆樹營養(yǎng)液”，待用.②2008-2010年對幼齡樹施用“漆樹營養(yǎng)液”，均設(shè)相應的對照組，并給對照組漆樹噴施同樣數(shù)量的清水.其它撫育管理措施處理組與對照組相同.③每年的處理從6月中旬開始，10月底結(jié)束，每半月施用一次.具體施用時間在下午16:00后為佳，以利漆樹葉片對處理液的充分吸收.④采用傳統(tǒng)割漆方法采割生漆.請一位割漆技術(shù)較為熟練的老漆農(nóng)負責采收，處理組與對照組的每株漆樹均在7個部位開割口，且割漆次數(shù)相同(均割9刀)，所采收的生漆按處理組和相應的對照組分別用杉木桶盛裝，供分析用.⑤按照《中華人民共和國生漆國家標準》對生漆質(zhì)量進行檢測、分析、評價. ⑥對漆樹葉片和樹皮生長發(fā)育情況進行觀察和測定，并對樹皮結(jié)構(gòu)進行解剖觀察，結(jié)果供試驗效果分析用.

3 結(jié)果與分析

3.1 “漆樹營養(yǎng)液”對漆樹生長發(fā)育的影響

2010年9月16日，從2008-2010年均施用“漆樹營養(yǎng)液”的處理組和對照組按照取樣的原則分別摘取樣葉20片(每株1片)，分別稱量樣葉鮮重、干重、灰分重量；觀察處理組與對照組漆樹葉片的顏色、質(zhì)地和落葉時間；通過漆農(nóng)割漆觀察樹皮的質(zhì)地；取處理組與對照組漆樹主桿部位樹皮，制切片，在顯微鏡下觀察次生韌皮部的發(fā)育情況.將結(jié)果記入表1.

表1 “漆樹營養(yǎng)液”對漆樹生長的影響

表2 “漆樹營養(yǎng)液”對生漆質(zhì)量的影響

漆農(nóng)常說：“割漆就是割的幾片葉子”.說明漆葉的生長狀況對生漆產(chǎn)量與質(zhì)量的重要性[13].同時，生漆主要儲存在次生韌皮部的漆汁道中，其發(fā)育狀況直接影響生漆產(chǎn)量.從表1可以看出，處理組漆葉的鮮重、干重、灰分含量比對照組均有所增加，葉色變深，葉質(zhì)地變得厚實，落葉時間推遲，說明施用“漆樹營養(yǎng)液”后漆樹的代謝能力有所增強，從土壤中吸收礦質(zhì)元素的量有所增大，合成的有機物相對較多，其抗旱性和抗寒性均有所提高；處理組較對照組漆樹次生韌皮部發(fā)育充分，樹皮有所增厚，質(zhì)地變軟，易于采割.上述生長發(fā)育特征的變化，為生漆增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)奠定了良好的基礎(chǔ).

3.2 “漆樹營養(yǎng)液”對生漆質(zhì)量的影響

3.2.1 對生漆組分含量及分厘的影響 按照取樣的原則，從2009年所采割的生漆(處理組、對照組)中分別取樣，運用理化檢驗方法分別測定漆酚總含量、漆酶含量、樹膠質(zhì)含量，并用煎盤檢驗方法測定生漆分厘(生漆水分和揮發(fā)物蒸發(fā)完后的重量)的高低.將結(jié)果記入表2.

從表2可以看出，參與生漆干燥成膜過程并與漆膜性能密切相關(guān)的生漆化學成分的含量在施用“漆樹營養(yǎng)液”后均有所增加，生漆商品檢驗的主要數(shù)量指標——分厘也有所提高.

3.2.2 對生漆感官檢驗指標的影響 用生漆感官檢驗方法觀察生漆質(zhì)量的“五要素”——色、艷、味、坯、燥發(fā)現(xiàn)，處理組較對照組生漆的顏色更為深黃、漆汁更為稀漂、絲條更為細長、酸香味更濃、轉(zhuǎn)艷更快、米心、砂路更為明顯、含渣更少.用打磨光滑的小杉木板做涂板試驗，觀察表干時間和漆膜性能發(fā)現(xiàn)，處理組漆膜表干約需90 min，而對照組漆膜表干約需105 min；處理組漆膜性能較對照組光澤更亮、質(zhì)感更好、附著力更強.

3.2.3 對生漆質(zhì)量影響的原因分析 漆酚是生漆成膜的主要物質(zhì)，它直接影響生漆成膜后的附著力、質(zhì)感和光澤；漆酶是漆酚氧化干燥成膜過程中的催化劑，它在生漆中的含量多少與其活性的大小直接影響生漆的燥性(干燥速度)；樹膠質(zhì)是一種生漆多糖，它也參與生漆的成膜，影響生漆的燥性和漆膜的附著力[14].附著力、質(zhì)感、光澤和燥性增強主要是施用“漆樹營養(yǎng)液”后漆樹體中的P、K、B、Cu、Mg元素的含量水平改變和激素水平的改變促進了代謝作用，增加了漆酚、漆酶、樹膠質(zhì)的合成量.同時，Cu2+是生漆中漆酶的活性中心，“漆樹營養(yǎng)液”中含有一定量的Cu2+，在促進光合效率的同時，還可增加漆酶中Cu2+的含量，增強漆酶活性，達到增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的效果.

4 討論

1)試驗結(jié)果表明，“漆樹營養(yǎng)液”對漆樹的生長、生漆的質(zhì)量均有較大的促進作用.對生漆產(chǎn)量的影響將另文報道.

2)經(jīng)過多年試驗探索和一些理論原理確定了本試驗研究中的配方比例及處理濃度，但不一定是最佳配制處理方案，有待在今后的推廣試驗中進一步研究.

3)生漆是目前世界上唯一在生物酶催化作用下能在常溫條件自干“水性”的高分子復合材料，在化工、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域有諸多應用，把施用漆樹營養(yǎng)養(yǎng)液作為生漆增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的技術(shù)措施，在生漆產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展進程中有廣闊前景.

[1] 周光龍.生漆豐產(chǎn)經(jīng)營及涂裝技術(shù)[M].成都：電子科技大學出版社，1993：8-25.

[2] 張飛龍.生漆科學研究發(fā)展動態(tài)聚焦[J].中國生漆，2001,20(2)：12-18.

[3] 丁莉.根外施肥對壩漆樹生長的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2005,33(9)：1624-1625.

[4] 化黨領(lǐng)，劉芳，劉世亮，等.營養(yǎng)液離子強度對煙草苗期礦質(zhì)營養(yǎng)吸收與積累的影響[J].中國煙草學報，2011,17(5)：64-68.

[5] 耿健，崔楠楠，張杰，等.噴施芳香植物源營養(yǎng)液對梨樹生長、果實品質(zhì)及病害的影響[J].生態(tài)學報，2011,31(5)：1285-1294.

[6] (英)J Man.次生代謝作用[M].曹日強，譯.北京：科學出版社，1986:27-164.

[7] 甘景鎬.生漆的化學[M].北京：科學出版社，1985:35-68.

[8] 潘瑞熾.植物生理學[M].4版.北京：高等教育出版，2001:132-263.

[9] 蔣德安.植物生理學[M].2版.北京：高等教育出版，2011:121-285.

[10] 周光龍.論影響生漆質(zhì)量的因子[J].中國生漆，1994,13:19-23.

[11] 沈黎明.基礎(chǔ)生物化學[M].北京：中國林業(yè)出版社，1996:361-379.

[12] 王鄂生.代謝調(diào)控[M].北京：高等教育出版社，1990:162-168.

[13] 周光龍.漆樹葉綠素含量動態(tài)變化規(guī)律的研究[J].中國生漆，1996,15：16-21.

[14] 張飛龍，李剛.生漆的組成結(jié)構(gòu)與其性能的關(guān)系研究[J].中國生漆，2000,19(3)：31-37.