綠色能源植物橡膠草的最佳收獲期研究

馮春罡 盛后財(cái)

摘要 為了確定大規(guī)模種植橡膠草（Taraxacum koksaghyz Rodin）的最佳收獲期，利用栽植的橡膠草進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)定不同年份、不同生長(zhǎng)時(shí)期橡膠草的生物量、橡膠含量，計(jì)算得到單株橡膠草的橡膠產(chǎn)量，對(duì)比分析后，認(rèn)為橡膠草的最佳收獲期為生長(zhǎng)第2年的結(jié)實(shí)期，這可為今后橡膠草大面積種植、橡膠草提取橡膠的工業(yè)化提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 橡膠草；綠色能源植物；最佳收獲期

中圖分類(lèi)號(hào) S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）08-02237-02

Study on Optimum Harvest Date of a Green Energy Plant Taraxacum koksaghyz Rodin

FENG Chungang， SHENG Houcai

（Air Forest Protection Station in Nenjiang， Haizhen， Heilongjiang 161402； College of Forestry， Northeast Forestry University， Habin， Heilongjiang 150040）

Abstract Taraxacum koksaghyz Rodin was studied to determine the optimum harvest date by measuring different years， different growth stages 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 largescale cultivation and extraction industrialization of Taraxacum koksaghyz Rodin.

Key words Taraxacum koksaghyz Rodin； Green energy plant； Optimum harvest date

在全球?qū)ο鹉z資源的需求量連年增加、天然橡膠產(chǎn)量有限且供不應(yīng)求、天然橡膠資源的供需矛盾日益劇烈的背景下，積極尋找天然橡膠的替代品，尋找并順利開(kāi)發(fā)、利用新型能源植物增加橡膠產(chǎn)量，成為解決橡膠短缺問(wèn)題的研究新方向。

橡膠草（Taraxacum koksaghyz Rodin）是世界上主要的產(chǎn)膠植物之一[1-3]，播種當(dāng)年即可收獲提取橡膠，其多年生橡膠草的根（干重）中含20%以上的橡膠[4]，且從橡膠草根部提取的天然橡膠品質(zhì)優(yōu)良，在工業(yè)中的利用價(jià)值不低于巴西橡膠樹(shù)所產(chǎn)橡膠[5]。橡膠草收獲期短，并且可輪種或間作，與巴西橡膠樹(shù)相比，適宜栽培的地區(qū)廣，是有經(jīng)濟(jì)發(fā)展前途的產(chǎn)膠植物。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于橡膠草這種新型綠色能源植物已有一定研究。林伯煌等從橡膠草的形態(tài)特征、生物特性、栽培、組織培養(yǎng)等方面全面介紹了我國(guó)對(duì)橡膠草研究現(xiàn)狀[6-7]。焉妮等論述了橡膠草橡膠的的結(jié)構(gòu)與性能、提取方法以及蒲公英橡膠草的研究進(jìn)展等[8]。梁素鈺等從植物生物技術(shù)領(lǐng)域詳細(xì)闡述了橡膠草的價(jià)值[9]。但較缺乏大面積種植橡膠草的經(jīng)驗(yàn)。

對(duì)橡膠草化學(xué)分析，尤其是橡膠的含量測(cè)定研究表明，不同時(shí)期采樣測(cè)定，橡膠草橡膠含量差異較大，橡膠含量最高達(dá)35.43%，而最低僅為16.10%[10]。為了能夠得到最大含量的橡膠，有效利用橡膠草中的橡膠，確定何時(shí)收獲橡膠草并提取橡膠成為關(guān)鍵。為此，筆者針對(duì)這一問(wèn)題，為快速、準(zhǔn)確地判斷橡膠草的最佳收獲期，獲取最大橡膠草產(chǎn)量而進(jìn)行了研究，以期為今后橡膠草大面積種植、橡膠草提取橡膠的工業(yè)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了獲得不同時(shí)期橡膠草生物量、橡膠含量和產(chǎn)橡膠量的規(guī)律，根據(jù)橡膠草的生長(zhǎng)特點(diǎn)及生理特性，選取橡膠草的長(zhǎng)葉期、開(kāi)花期、結(jié)實(shí)期和根鞘脫落期分別對(duì)1、2年生的橡膠草進(jìn)行葉和根兩部分的取樣，測(cè)定其橡膠含量，并以此為依據(jù)，確定橡膠草采收時(shí)間。

橡膠草栽植試驗(yàn)在東北林業(yè)大學(xué)溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。研究中采用花盆栽植橡膠草，確保每個(gè)花盆內(nèi)生長(zhǎng)一株，并將100個(gè)花盆編號(hào)標(biāo)記備用。分別在橡膠草生長(zhǎng)第1年和第2年的長(zhǎng)葉期、開(kāi)花期、結(jié)實(shí)期和根鞘脫落期隨機(jī)選取10株進(jìn)行葉、根生物量及其橡膠含量測(cè)定。

1.2 測(cè)試項(xiàng)目與方法

1.2.1

生物量。 將隨機(jī)選出的10株橡膠草整株收獲，并分成葉和根兩部分洗凈，80 ℃烘箱干燥24 h至恒重，分別稱取質(zhì)量，得到橡膠草葉和根的生物量。

1.2.2

橡膠提取。橡膠提取采用1951年羅士韋等的改進(jìn)方法完成[10-11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長(zhǎng)時(shí)期橡膠草生物量特征分析

由圖1可知，橡膠草葉的生物量，生長(zhǎng)第1、2年均在結(jié)實(shí)期最大，生長(zhǎng)第1年結(jié)實(shí)期葉生物量為35.7 g，第2年為36.2 g，且兩年內(nèi)的相同時(shí)期，葉的生物量與生長(zhǎng)年無(wú)明顯關(guān)系，差異不顯著。橡膠草根的生物量在結(jié)實(shí)期達(dá)到最大值，而到根鞘脫落期則略有降低，并且根的生物量有第2年大于第1年的規(guī)律，即大致為隨著生長(zhǎng)時(shí)間的增加根的生物量增加（根鞘脫落期除外）。這是由于橡膠草是菊科蒲公英屬多年生草本植物，其生長(zhǎng)的第2年是在第1年長(zhǎng)成的老根基礎(chǔ)上生長(zhǎng)出新葉，從而形成獨(dú)立植株。每一個(gè)生長(zhǎng)年，葉片需要重新生長(zhǎng)，而根則是在前1年積累的基礎(chǔ)上進(jìn)行生長(zhǎng)，因而有隨著生長(zhǎng)時(shí)間的增加根的生物量增加的規(guī)律。

圖1 不同生長(zhǎng)時(shí)期橡膠草生物量特征

單株橡膠草生物量與根的生物量具有相同的規(guī)律，即在結(jié)實(shí)期達(dá)到最大值，但由于第2年橡膠草葉的重新生長(zhǎng)，第2年長(zhǎng)葉期的單株生物量略小于第1年結(jié)實(shí)期和根鞘脫落期的生物量。由于橡膠草生長(zhǎng)第2年后老根長(zhǎng)新葉的這一生長(zhǎng)特性，其根葉生物量比值在第2年的長(zhǎng)葉期達(dá)到最大值為1.12，且總有第2年根葉生物量比值大于第1年，差異顯著（圖2）。

圖2 不同生長(zhǎng)時(shí)期橡膠草根葉生物量比值

2.2 不同生長(zhǎng)時(shí)期橡膠草葉和根中橡膠含量

由表1可知，生長(zhǎng)第1、2年橡膠草的葉以及根中橡膠含量具有相同的變化規(guī)律，即橡膠含量長(zhǎng)葉期均最低，而在結(jié)實(shí)期最高；且在同一時(shí)期的采集樣品中，橡膠草根中橡膠含量高于葉中。生長(zhǎng)第1、2年的橡膠草葉中橡膠含量相差不多，差異不顯著，而不同生長(zhǎng)年份的橡膠草根中橡膠含量第2年較大，與1年生橡膠草根中橡膠含量差異顯著。

2.3 不同收獲期橡膠草產(chǎn)橡膠量比較

根據(jù)橡膠草不同器官（根、葉）生物量及其橡膠含量，計(jì)算得到不同生長(zhǎng)時(shí)期橡膠草葉、根及整株植物提取到的橡膠量（表2）。由表2可知，生長(zhǎng)第1、2年的單株橡膠草提取橡膠量均為長(zhǎng)葉期最低，分別為6.15和8.88 g，結(jié)實(shí)期最高，分別為14.50和19.71 g；除根鞘脫落期，隨著生長(zhǎng)時(shí)間的增加，橡膠草根提取的橡膠量逐漸增加，在生長(zhǎng)第2年的結(jié)實(shí)期達(dá)到最大值12.33 g，占整株橡膠草橡膠提取量的62.54%。

由表3可知，橡膠草生長(zhǎng)第2年提取橡膠量根/整株均明顯高于生長(zhǎng)第1年，且生長(zhǎng)第2年根/整株在60%左右；而葉/整株則沒(méi)有明顯的變化規(guī)律，葉/整株在35.63%～59.44%。橡膠草生長(zhǎng)第1年葉中提取的橡膠量占整株的54.24%（平均值），大于根占整株的45.76%（平均值）；在橡膠草生長(zhǎng)的第2年中則恰好相反，根中提取的橡膠量占整株的62.08%（平均值），大于葉占整株的37.92%（平均值），這也與橡膠草生物量的特征及不同器官橡膠含量規(guī)律完全吻合。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

（1）橡膠草生長(zhǎng)第1年葉的生物量占整株生物量的比率較大，隨著生長(zhǎng)年份的增加，根慢慢替代葉的位置，其生物量占整株生物量比率逐漸增加。

（2）不同生長(zhǎng)時(shí)期的橡膠草葉橡膠含量差異顯著，結(jié)實(shí)期含量最高，而生長(zhǎng)年份對(duì)其橡膠含量影響不大；

不同生長(zhǎng)時(shí)期及不同年份對(duì)橡膠草的根橡膠含量有較大影響，其中以2年生橡膠草結(jié)實(shí)期的根中其橡膠含量最高。

（3）在橡膠草生長(zhǎng)第2年的結(jié)實(shí)期收獲其葉和根能夠獲得最高含量的橡膠，進(jìn)而能夠獲得最高的橡膠產(chǎn)品的收益，因此橡膠草的最佳采收時(shí)間為生長(zhǎng)第2年的結(jié)實(shí)期。

3.2 討論

該研究中僅驗(yàn)證了橡膠草生長(zhǎng)的第1、2年生物量、橡膠含量及橡膠提取量的規(guī)律，對(duì)于多年生草本植物，隨著其生長(zhǎng)的繼續(xù)，是否能夠滿足或進(jìn)一步放大這一規(guī)律還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。另外，作為一種多年生草本植物，橡膠草根可以進(jìn)行逐年積累生物量，而其葉則可以連年收獲提取橡膠，在大規(guī)模種植橡膠草時(shí)，是否可以先連續(xù)收獲橡膠草葉提取橡膠，待其橡膠含量較高的根達(dá)到最大生物量時(shí)再收獲提取橡膠，以獲得最大的橡膠產(chǎn)量也有待于進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

[1]

中國(guó)科學(xué)院《中國(guó)植物志》編輯委員會(huì).中國(guó)植物志[M].北京：科學(xué)出版社，1999：45-46.

[2] 龔祝南，張衛(wèi)明，劉常宏，等.中國(guó)蒲公英屬植物資源[J].中國(guó)野生植物資源，2001，20（3）：9-14.