榿葉唐棣國內(nèi)研究進展

張東為，王占龍，王玉峰

(遼寧省旱地農(nóng)林研究所，遼寧 朝陽 122000)

榿葉唐棣Amelanchieralniolia原產(chǎn)地北美洲，是一種落葉灌木或小喬木，果實為漿果，屬薔薇科唐棣屬，從美國阿拉斯加州到加拿大西部以及美國的中西部和中北部都有分布，其生長地勢既有低海拔的平地也有高海拔的山地，如海拔3 400 m的洛基山脈也能見其分布，是北美洲內(nèi)陸的重要經(jīng)濟林樹種[1]。榿葉唐棣適應性強，具有喜光、抗寒、耐旱的特點，大多數(shù)土壤類型如栗鈣土、黑鈣土、褐色土和棕壤等都適宜其生長。我國最早引進榿葉唐棣的單位是中國科學院植物所，現(xiàn)有少量引進種保存在中國科學植物所植物園內(nèi)[2]。1997-2001年，原遼寧省干旱地區(qū)造林研究所及北華大學林學院先后從加拿大薩斯喀徹溫省引進Smoky、Honey-wood等10余個品種，分別在遼寧建平及吉林蛟河等地進行引種試驗并取得成功[3]。目前青海、新疆 、陜西、甘肅、北京、寧夏、內(nèi)蒙古、黑龍江等地也相繼開展了引種栽培試驗[4-5]。

1 形態(tài)特征及生物學特性

榿葉唐棣自然生長的樹形為圓形叢狀，皮褐黑色，小枝紫褐色。榿葉唐棣芽為裸芽，可分為混合芽、葉芽和隱芽，枝條上部著生的芽一般為混合芽，混合芽3個并生，中央1個為葉芽，兩端芽為花芽，隱芽常著生在枝條的基部，芽體瘦小，常呈休眠狀態(tài)，當隱芽受到刺激后，即可萌發(fā)出枝條。葉互生，橢圓狀倒卵形或橢圓狀，長2.5～5 cm，寬 1～2 cm，先端急尖或短漸尖，基部寬楔形，邊緣有細鋸齒，無毛，網(wǎng)脈不明顯；葉柄短，長0.2～0.3 cm；托葉條形，邊緣有腺齒?；閮尚曰ǎ瑢偻耆?，在遼寧建平花期為4-5月，總狀花序，位于葉腋或枝頂，萼片5枚，基部連接，花瓣5片，與萼片互生成輻射狀，生于葉腋的一般為1～2簇花穗，花穗長2.5～2.7 cm，每簇15～20朵花，單花直徑一般1～3 cm。果實近球形，成熟期因氣候不同而不同，在原生地果實初夏時節(jié)成熟，根據(jù)引種地觀察，果實生長期40～50 d，一般6月成熟，完全成熟的果實為黑紫色，直徑1～1.6 cm，單果重0.9～2.16 g，果實可食率100%，果實有光澤，果肉多汁[6-9]。組培苗或根蘗苗栽植后一般3 a見果，5 a進入盛果期。榿葉唐棣的根系萌蘗能力強，側(cè)根十分發(fā)達，呈網(wǎng)狀分布于土壤的上層，具有較強的水土保持功能，屬于水土保持高效樹種[10]，具有較高的推廣應用及開發(fā)價值。

2 果實營養(yǎng)成分

榿葉唐棣果實富含多種礦物質(zhì)，每100 g鮮果Ca含量為88 mg[1]，是蘋果含Ca量的近10倍，K、Fe、Mg等礦質(zhì)元素含量也非常豐富。榿葉唐棣果實外觀、味道及成分組成與藍莓相似，含有大量人體必需的總膳食纖維，富含18種氨基酸，榿葉唐棣果實還含胡蘿卜素、原花青素、花色素苷、綠原酸等成分，具有抗氧化、降血脂、預防癌癥、降糖等保健作用，其抗氧化組分含量比常見的野生藍莓、覆盆子和草莓都要高，果實中含有的多酚類抗氧化劑的組成也與藍莓極為相似[11-14]。

3 栽培技術研究

由于榿葉唐棣屬于外來引進樹種，到目前為止，國內(nèi)有關栽培技術方面的相關研究報道不多，只是從建園、整地、水肥管理、整形修剪等方面提出原則性建議[4，7-8，15]，并沒形成完整的栽培技術體系。榿葉唐棣栽植密度因立地條件確定，立地條件好的地塊密度可以減少，如株行距可采取2 m×3 m，立地條件差的株行距可采取1 m×2 m，一般栽植密度在1 665～5 000株·hm-2，遼寧省建平縣建園栽植后4年生樹高平均93 cm，最高達134 cm，地徑1.3 cm，最大地徑達1.7 cm，當年生枝條能生長45～60 cm，單株掛果能達到1.76 kg[1]。修剪有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，促進植株健康生長，對提高果品質(zhì)量和產(chǎn)量都有很好的作用。榿葉唐棣定植后應根據(jù)樹齡大小、樹勢進行修剪，如幼樹期修剪應以擴大樹冠，增加枝條數(shù)量，促進根系發(fā)育為主；成齡樹應以改善光照條件為目的進行疏枝，培育結(jié)果枝組。在原產(chǎn)地加拿大推廣的榿葉唐棣樹形為樹籬形，樹高維持在1.5～3.0 m，每叢保留3個骨干枝，骨干枝間距離為20～30 cm，每個骨干枝上保留2～3個側(cè)枝，側(cè)枝上再培養(yǎng)多個結(jié)果枝組[16]。

4 繁殖技術研究

榿葉唐棣可以采取種子繁殖、分蘗繁殖、扦插繁殖及組織培養(yǎng)繁殖等方式。種子播種相對比較容易，但繁殖出的植株變異性較大，不能完全保持母株特性，母株某些優(yōu)良的性狀喪失；分蘗繁殖系數(shù)較低，周期慢，因此以上兩種方式生產(chǎn)上均不常用。扦插和組織培養(yǎng)可以保持母株的優(yōu)良特性，且能在相對較短時間內(nèi)生產(chǎn)出大量的苗木，滿足市場需求。

4.1 扦插繁殖

王麗冬[17]以Thiessen和Martin兩個品種為試材開展榿葉唐棣硬枝及嫩枝扦插試驗，結(jié)果表明不同品種成活率不盡相同，嫩枝成熟度影響扦插成活率，在黑龍江省綏棱縣，6月中旬比較適宜進行扦插，兩個品種成活率可達80%以上，早于或晚于這個時期成活率均降低；在6月初進行硬枝扦插，用去年10月剪取的硬枝插條(1 a、2 a)進行濕沙儲藏，成活率高于當年4月剪取的同一條件下沙藏的硬枝插條；同一樹齡母樹上的2年生硬枝扦插成活率要高于1年生，這一結(jié)論與盛瑋等[18]在新疆昌吉市所做的試驗結(jié)果相同。生長調(diào)節(jié)劑ABT生根粉和GGR6號生根粉均可以有效促進榿葉唐棣生根[17-18]，不同處理濃度及時間對榿葉唐棣扦插生根影響較大，硬枝扦插時用100 mg·L-1ABT生根粉處理4 h或100～150 mg·L-1GGR生根粉處理3～4 h，效果較佳，50 mg·L-1ABT 生根粉 8 h 處理對嫩枝插穗效果較好。以田土+有機肥(3∶1)作為基質(zhì)硬枝扦插、嫩枝扦插成活率均達到80%以上，明顯高于以沙壤土、泥炭土、珍珠巖、河沙等作為基質(zhì)的扦插成活率，扦插20 d后其生根量平均達到4.2根。在扦插過程中尤其是扦插初期遮陰網(wǎng)能提高成活率，不同遮光率對苗木生長有影響，遮光率82%的苗木平均葉片數(shù)及高生長量優(yōu)于遮光率70%和92%處理。

4.2 組織培養(yǎng)

國外的榿葉唐棣商品苗全部采用組織培養(yǎng)方式進行培育，目前國內(nèi)部分科研機構及人員也開始了以榿葉唐棣當年生枝條的腋芽為外植體，對其進行離體培養(yǎng)，并成功誘導出無菌苗，為工廠化育苗提供了技術支撐[19-20]?，F(xiàn)階段組織培養(yǎng)試驗內(nèi)容主要集中在基本培養(yǎng)條件、誘導培養(yǎng)基、增殖培養(yǎng)基及生根培養(yǎng)基的篩選上，基本掌握了添加激素種類與質(zhì)量濃度的最優(yōu)組合，使增殖系數(shù)達到5.5左右。杜保國等[17]使用其研制的培養(yǎng)基配方，增殖系數(shù)最大達到5.4，生根率達87.9%，在增殖培養(yǎng)中添加GA3，對莖芽長沒有顯著的促進作用，隨著GA3濃度增大，苗莖稈周圍和培養(yǎng)基接觸的表面產(chǎn)生棕色松軟的愈傷組織，苗的生長反而受到明顯的抑制，因此建議在組培過程中不宜添加使用GA3；王占龍等[20]使用其研制的各階段培養(yǎng)基配方誘導率74%，增值系數(shù)5.56倍，生根率91%，建議在增殖階段，6-BA質(zhì)量濃度不宜過高，當6-BA質(zhì)量濃度達到1.5 mg·L-1以上時，組培苗有時會發(fā)生玻璃化現(xiàn)象，需采取控溫措施。杜保國等[21]還用經(jīng)過 3 次繼代培養(yǎng)的榿葉唐棣莖尖組培苗的莖段和葉片為外植體，成功誘導出了愈傷組織，并對榿葉唐棣愈傷組織再分化進行了初步探索，分化出了略帶紅色的根，但并沒有苗木生成。

5 果實加工及營養(yǎng)成分提取工藝研究

張卓睿等[22]以榿葉唐棣和糯米為原料，研制出一種新型復合米酒，確定了發(fā)酵溫度和甜酒曲添加量是影響產(chǎn)品品質(zhì)的主要因素，得出唐棣糯米酒的最佳工藝條件為榿葉唐棣添加量40%、加曲量1.0%、發(fā)酵時間4 d、發(fā)酵溫度28 ℃，按此最佳工藝條件制得的復合米酒色澤明亮，口味醇厚，兼具榿葉唐棣風味和米酒清香，具有較強的DPPH自由基清除能力和還原能力，抗氧化性較好。張卓睿等[12]還以榿葉唐棣、藍莓為主要原料，研究了榿葉唐棣藍莓復合果醋的生產(chǎn)工藝，通過單因素試驗，確定榿葉唐棣和藍莓適宜質(zhì)量比為1∶2；通過正交試驗分析，得到酒精發(fā)酵的最佳條件為初始糖度18%，酵母接種量0.10%，發(fā)酵溫度28 ℃，發(fā)酵時間6 d，在此條件下酒精體積分數(shù)可達9.4%；由響應面試驗確定醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件為初始酒精體積分數(shù)7%，發(fā)酵溫度30 ℃，醋酸菌接種量為12%，此條件下發(fā)酵所得的復合果醋中100 mL總酸含量可達5.33 g。曹麗娟等[23]以榿葉唐棣為主要原料，對榿葉唐棣果酒的生產(chǎn)工藝進行了研究，通過單因素試驗和響應面試驗設計優(yōu)化了發(fā)酵工藝，初始糖度22%，酵母接種量0.06%，發(fā)酵溫度25 ℃，發(fā)酵時間12 d為最佳發(fā)酵工藝，果酒酒精體積分數(shù)為14.7%，酒體澄清透明，呈寶石紅色，口感香醇，榿葉唐棣風味十足，100 mL鈣含量為29.71 mg。王晴晴[14]采用香草醛-鹽酸法測定了榿葉唐棣原花青素的含量，并提出了最佳提取工藝條件，最佳提取溫度 70 ℃、乙醇體積分數(shù)60%、料液比1∶15、提取時間 90 min、提取次數(shù)3次，原花青素的提取率為60.5%；利用紫外、紅外及超高效液相色譜-質(zhì)譜分析手段對提取的原花青素結(jié)構進行分析，初步確定榿葉唐棣原花青素的基本構成為兒茶素及其同分異構體表兒茶素。并從多個方面對榿葉唐棣原花青素進行穩(wěn)定性及抗氧化性能的研究，光照、溫度和pH值均會影響榿葉唐棣原花青素的穩(wěn)定性，Cu2+和Fe2+能顯著降低榿葉唐棣原花青素的穩(wěn)定性，VC和 NaHSO4對榿葉唐棣原花青素穩(wěn)定性可起到一定的保護作用。魏坤等[24]以榿葉唐棣中的原花青素為主要功能性成分，輔之以香菇提取物及忍冬花提取物，成功發(fā)明了一種具有美白抗衰老功能的化妝品，并申請了國家發(fā)明專利。蘇小丹等[25]以乙醇溶液為提取劑，應用超聲輔助法提取榿葉唐棣中花色苷，最佳工藝條件為液料比15∶1(mg/mL)，超聲功率360 W，超聲時間20 min，在此條件下，花色苷含量可達260.45 mg/100 g。張二連等[26]利用超聲輔助提取法對榿葉唐棣中果膠的提取工藝進行了研究，在單因素試驗的基礎上，設計響應面試驗，建立了提取工藝的回歸方程，并根據(jù)回歸方程得到最佳的提取工藝為pH值2，液料比31∶1，超聲功率262 W，超聲時間32 min，在此條件下果膠提取率達到37.121%。

6 今后的研究方向

6.1 豐產(chǎn)栽培技術研究

根據(jù)不同品種的生物學特性進行整形修剪研究，開展榿葉唐棣不同生長時期及生長過程中養(yǎng)分吸收利用規(guī)律，水分和養(yǎng)分耦合機制，土壤管理等方面研究；開展病蟲害綜合防控研究，掌握其在栽植地的病蟲害種類及發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，探求綜合防治方法；最終形成不同栽培地區(qū)完整的豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)栽培技術體系。

榿葉唐棣果實可以鮮食，經(jīng)濟價值較高，為使果實提前上市，延長供應鏈，有條件的地區(qū)可以嘗試促成栽培，掌握在設施條件下榿葉唐棣生長規(guī)律及栽培技術。目前促成栽培方面應用及研究國內(nèi)未見報道。

6.2 逆境生理研究

榿葉唐棣適應性強，耐旱、耐寒，但相關逆境生理方面的研究國內(nèi)開展不足，應著重圍繞干旱、鹽堿、低溫等開展逆境生理研究，尤其是應針對不同品種開展抗旱性差異研究，從生理、生化和分子水平上的響應進行深入探索，為其在干旱半干旱區(qū)推廣栽培及培育抗旱性較強的品種提供理論支撐。

6.3 良種繁育研究

榿葉唐棣屬引進樹種，目前國內(nèi)種質(zhì)資源少，遺傳多樣性較小，因此繼續(xù)加大引種力度，引進國外優(yōu)良品種進行馴化，豐富國內(nèi)的種質(zhì)資源；同時充分利用現(xiàn)有資源，在現(xiàn)有表現(xiàn)優(yōu)良的引進品種中進一步選擇優(yōu)良變異單株，并加以培育利用；實踐發(fā)現(xiàn)，組培苗木在生根培養(yǎng)過程中有時進入休眠狀態(tài)，導致無菌苗在瓶內(nèi)生長不良，應進一步優(yōu)化榿葉唐棣組培苗生根培養(yǎng)基配方，提高生根苗質(zhì)量，精細化管理煉苗環(huán)境，改進煉苗營養(yǎng)液成分配比，進而建立起高效、穩(wěn)定的榿葉唐棣組培快繁技術體系，徹底解決榿葉唐棣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術瓶頸障礙；開展實生苗選育及雜交育種工作，充分利用種子繁殖后代變異性大的特點，培育具有自主知識產(chǎn)權的優(yōu)良品種。

6.4 果實保鮮技術及產(chǎn)品加工技術研究

榿葉唐棣屬鮮食水果，因此加強采收后不同保鮮處理方式對果實生理變化影響等方面研究，為果實儲藏及運輸提供理論支撐；對果實營養(yǎng)成分尤其是抗氧化成分(原花青素、多酚類化合物、黃酮等)進行深入分析檢驗，優(yōu)化各種營養(yǎng)成分提取工藝，使之能應用于規(guī)?；a(chǎn)，加強對榿葉唐棣具有保健功能的成分和保健機理的研究，進一步開發(fā)果實深加工產(chǎn)品(食品、藥品等)，增加其附加值。