編者按:樟樹(shù)是我國(guó)南方地區(qū)的珍貴用材樹(shù)種、特用經(jīng)濟(jì)樹(shù)種、園林景觀樹(shù)種及重要的造林綠化樹(shù)種,具有突出的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。樟樹(shù)獨(dú)特的芳香、堅(jiān)韌的特質(zhì),不僅使其成為園林綠化的優(yōu)選樹(shù)種,更在香精香料、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)外香精香料市場(chǎng)的擴(kuò)展,樟樹(shù)資源的開(kāi)發(fā)利用日益受到重視。然而,樟樹(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也面臨著諸多挑戰(zhàn),如良種匱乏、育苗周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高,以及產(chǎn)品種類少、缺乏競(jìng)爭(zhēng)力等,這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了樟樹(shù)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和升級(jí)。本期訪談特邀請(qǐng)江西省林業(yè)科學(xué)院樟樹(shù)研究所劉新亮博士,就樟樹(shù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值與現(xiàn)代化利用進(jìn)行深入探討。劉博士將詳細(xì)介紹樟樹(shù)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值、現(xiàn)代化利用方式以及樟樹(shù)研究所為樟樹(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展所提供的科技支撐。同時(shí),針對(duì)樟樹(shù)矮林作業(yè)技術(shù)的要點(diǎn),劉博士也將進(jìn)行詳盡的解答和指導(dǎo)。希望通過(guò)本期訪談,能夠幫助更多人了解樟樹(shù)這一珍貴樹(shù)種和其巨大的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值,共同推動(dòng)樟樹(shù)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
記者:劉博士,您好!樟樹(shù)是我國(guó)古老的樹(shù)種,主要分布于長(zhǎng)江流域及長(zhǎng)江以南各省份,可能許多北方的朋友對(duì)樟樹(shù)還不太了解,請(qǐng)您介紹一下樟樹(shù)這個(gè)樹(shù)種。
劉新亮:樟樹(shù)是一個(gè)古老的樹(shù)種,在出土的樟樹(shù)化石中,就有部分被考證為生長(zhǎng)于石炭紀(jì)時(shí)代。李時(shí)珍在《本草綱目》中描述“其木理多紋章,故謂之為樟”,又因樟樹(shù)木材含香,亦稱“香樟”。樟樹(shù)是樟科樟屬植物中最具典型意義的代表種,主要分布于長(zhǎng)江流域及長(zhǎng)江以南地區(qū),是我國(guó)重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)樹(shù)種,在我國(guó)南方具有悠久的栽培和利用歷史,在用材、園林綠化、香精香料、醫(yī)藥、化工、生態(tài)建設(shè)和生態(tài)文化等領(lǐng)域中占有重要地位。
樟樹(shù)尤其是古樟樹(shù),承載著南方一代代人的鄉(xiāng)土情結(jié),被視為“長(zhǎng)壽”“多子多福”“仁愛(ài)”“不屈”“謙遜”的象征。因樟樹(shù)“舒枝散葉遮千尺,溢氣生香驅(qū)百蟲(chóng)”,祖祖輩輩的村人喜歡在樟樹(shù)下納涼,談天說(shuō)地,分享各種各樣的傳說(shuō)故事。江西紅井“偉人樟”、水南“馬鞍樟”、尤溪“沈郎樟”等,每一株都流傳著一段名人軼事;溪口“鴛鴦?wù)痢?、畢浦“娘娘樟”、瑞金“神奇古樟”等,每一株都蘊(yùn)藏著一段神奇?zhèn)髡f(shuō)。愛(ài)樟、護(hù)樟、尊樟成為我國(guó)南方地區(qū)不少村莊的鄉(xiāng)規(guī)民俗。
樟樹(shù)是我國(guó)南方地區(qū)古樹(shù)名木中所占數(shù)量最多、樹(shù)齡最大的樹(shù)種,根據(jù)現(xiàn)存古樟樹(shù)數(shù)量的多少以及樟樹(shù)分布密度的高低,以江西、福建、浙江和湖南4個(gè)省分布最為集中。江西正處于這一區(qū)域的地理中心位置,是樟樹(shù)的現(xiàn)代自然分布中心。樟樹(shù)是江西省省樹(shù),也是南昌、九江、吉安、新余、上饒、鷹潭、景德鎮(zhèn)等7個(gè)城市的市樹(shù)。位于江西省安??h的“樟樹(shù)王”譽(yù)冠全國(guó),樹(shù)齡超過(guò) 2000 年。江西省樂(lè)安縣牛田鎮(zhèn)的古樟林,因面積之大、數(shù)量之多、樹(shù)齡之長(zhǎng)、樹(shù)體之大、長(zhǎng)勢(shì)之茂、景色之美,被譽(yù)為“江南第一古樟林”?!爸袊?guó)樟樹(shù)之鄉(xiāng)”——江西省安??h打造的“百里香樟畫(huà)廊”,讓樟樹(shù)成為旅游的主題?!坝姓帘赜写?,無(wú)樟不成村”,這是江西農(nóng)村村落的生動(dòng)寫照,充分說(shuō)明了樟樹(shù)景觀、樟樹(shù)文化所具有的獨(dú)特魅力。
樟樹(shù)的化學(xué)成分復(fù)雜多樣,其根、莖、葉、花、果中均富含精油。按照葉精油主要化學(xué)成分種類及含量的不同,樟樹(shù)主要?jiǎng)澐譃?個(gè)化學(xué)型,即芳樟醇型、樟腦型、龍腦型、1,8-桉葉油素型、檸檬醛型和反式-橙花叔醇型。目前,樟樹(shù)精油及其相關(guān)成分已廣泛應(yīng)用于飲料、卷煙、洗滌用品、化妝品、飼料、紡織品、醫(yī)藥、環(huán)保產(chǎn)品等工業(yè)和人們的日常生活中,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
記者:目前,我國(guó)樟樹(shù)非木質(zhì)資源化利用情況如何?
劉新亮:樟樹(shù)非木質(zhì)資源化利用包括香精香料、藥用和油用等。其中香精香料產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)包括良種繁殖、原料林培育、初加工和精深加工等整個(gè)生產(chǎn)鏈,產(chǎn)業(yè)涉及的省(區(qū))主要有江西、福建(廈門)、湖南、廣西、廣東,其他省份的原料香料都由江西省進(jìn)行精深加工并對(duì)外定價(jià)。藥用產(chǎn)業(yè)主要以冰片、樟樹(shù)根(或枝)、桉葉油素、保健產(chǎn)品和外用藥等延伸產(chǎn)品為主,產(chǎn)業(yè)主要涉及江西省和湖南省。油用主要是利用樟樹(shù)籽中富含的中短鏈脂肪酸制備輕質(zhì)生物柴油和功能性油脂等,主要在江西生產(chǎn)。
我國(guó)樟樹(shù)源精油產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量的80%,是世界上樟屬植物精油產(chǎn)量最多的國(guó)家,在我國(guó)香精香料出口中占有重要地位。國(guó)內(nèi)天然樟樹(shù)精油的生產(chǎn)地主要在華東地區(qū)、華南地區(qū)和西南地區(qū),其所占份額分別為84%、12%和4%,華東地區(qū)又以江西產(chǎn)能最大。江西省對(duì)樟樹(shù)資源的利用可追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代,但作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展則始于二十世紀(jì)中葉。吉安樟木箱曾經(jīng)在二十世紀(jì)六七十年代聞名遐邇,“吉安樟腦丸”曾經(jīng)是江西林產(chǎn)品的第一塊“金字招牌”,“天然冰片”獲國(guó)家原產(chǎn)地注冊(cè)證書(shū)。目前,江西省是全國(guó)樟樹(shù)香料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,全省各地以樟科植物為主的工業(yè)原料林(芳樟、腦樟、龍腦樟、山蒼子等)種植面積在30萬(wàn)畝以上。吉水縣是江西省香料產(chǎn)業(yè)的重要基地之一,以植物香料為主的林化產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破100億元;龍腦樟是江西省特有的樟樹(shù)化學(xué)型,吉安和贛州兩市正在大規(guī)模推廣種植,有望成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。金溪縣是原國(guó)家工商總局命名的“華夏香都”,該縣以天然樟科植物為主的香料產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)100億元;“金溪香料不報(bào)價(jià),全球香料定不了價(jià)”,金溪縣樟樹(shù)天然香料占全球產(chǎn)量的80%以上,在國(guó)際市場(chǎng)具有定價(jià)話語(yǔ)權(quán)。隨著國(guó)內(nèi)外香精香料市場(chǎng)的擴(kuò)展,樟樹(shù)植物精油資源開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。
樟樹(shù)葉精油主要成分為單萜類化合物,芳樟醇含量一般為58%~92%,龍腦含量可達(dá)67%~82%,樟腦含量54%~97%,桉葉油素含量32%~52%,反式-橙花叔醇含量16%~57%。與其他草本芳香植物相比,樟樹(shù)具有精油含量高、適應(yīng)性廣、耐瘠薄、枝葉萌發(fā)能力強(qiáng)、生物量大、一次栽培多年受益等諸多優(yōu)點(diǎn),是提取天然芳香精油的理想植物材料之一。
在我國(guó)南方地區(qū),主要以矮林作業(yè)的方式種植樟樹(shù),便于大面積機(jī)械化生產(chǎn),經(jīng)過(guò)規(guī)范化栽培管理,樟樹(shù)葉精油產(chǎn)量可達(dá)225~254 公斤/公頃。龍腦型樟樹(shù)在自然資源中的分布約為萬(wàn)分之一,較為珍稀,后經(jīng)廣泛的繁育與栽培,目前已成為我國(guó)天然龍腦的重要原料林樹(shù)種,是樟樹(shù)精油開(kāi)發(fā)利用最為成功的化學(xué)型之一。
記者:劉博士,我了解到,國(guó)家林業(yè)和草原局樟樹(shù)工程技術(shù)研究中心和江西省樟樹(shù)工程技術(shù)研究中心均掛靠于江西省林業(yè)科學(xué)院,江西省林業(yè)科學(xué)院于2015年3月專門成立了樟樹(shù)研究所。請(qǐng)問(wèn),對(duì)于樟樹(shù)種植基地和樟樹(shù)深加工企業(yè)來(lái)說(shuō),樟樹(shù)研究所可以為其解決哪些發(fā)展中的難題?
劉新亮:樟樹(shù)研究所以樟樹(shù)為研發(fā)對(duì)象,以樟樹(shù)產(chǎn)業(yè)需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展“卡脖子”問(wèn)題為主攻方向,圍繞產(chǎn)業(yè)鏈落實(shí)創(chuàng)新鏈,著力解決樟樹(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大共性關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,促進(jìn)科研與生產(chǎn)緊密結(jié)合,提升科技創(chuàng)新水平。對(duì)于樟樹(shù)種植基地和樟樹(shù)深加工企業(yè)來(lái)說(shuō),樟樹(shù)研究所可在樟樹(shù)良種選育和繁殖技術(shù)、資源高效定向栽培技術(shù)、產(chǎn)品精深加工及資源綜合利用技術(shù)等方面提供科技支撐和技術(shù)服務(wù)。
目前,香料用樟樹(shù)種植大戶種植的芳樟醇型樟樹(shù)葉精油出油率普遍在1%左右,遠(yuǎn)低于現(xiàn)行良種,如江西省通過(guò)林木品種審(認(rèn))定的良種名錄中的“黃樟贛芳2號(hào)”鮮葉精油含量在2.11%以上,右旋芳樟醇含量可達(dá)95.92%,“樟樹(shù)贛芳2號(hào)”鮮葉精油含量在2.08%以上,右旋芳樟醇含量可達(dá)95.86%。受限于香料原料林良種利用率低、經(jīng)營(yíng)集約化程度低、管理粗放,樟樹(shù)香料林目標(biāo)物(精油)產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)未達(dá)到預(yù)期。缺乏具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的種質(zhì)資源和優(yōu)質(zhì)高效的栽培技術(shù)措施,嚴(yán)重限制了香料用樟樹(shù)種植業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展壯大。另外,樟樹(shù)研究所還選育了檸檬醛型、4-萜品醇、甲基丁香酚等化學(xué)型的樟樹(shù)新優(yōu)資源,如果這些樟樹(shù)新優(yōu)資源得到大范圍的種植,可以豐富現(xiàn)有的樟樹(shù)種質(zhì)資源,扭轉(zhuǎn)以往種植單一樟樹(shù)品種受市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)劇烈影響的被動(dòng)局面。
在高效繁殖技術(shù)方面,樟樹(shù)研究所創(chuàng)新了樟樹(shù)種苗無(wú)性繁育方式,在組織培養(yǎng)技術(shù)上取得了突破。通過(guò)由外植體—無(wú)菌單芽—叢生芽—繼代—生根—完整再生植株直接器官發(fā)生方式,快速建立的組培體系瓶苗生根率達(dá)90%,移栽成活率85%~90%。通過(guò)外植體—愈傷組織—再生不定芽—繼代—壯苗—生根—再生植株的間接器官培養(yǎng)方式,構(gòu)建了高效誘導(dǎo)愈傷組織及分化不定芽獲取再生植株的繁殖體系,實(shí)現(xiàn)愈傷組織的誘導(dǎo)率達(dá)90%,不定芽分化率達(dá)89%,周期增殖系數(shù)高達(dá)10,再生植株生根率在85%以上。通過(guò)由外植體—無(wú)菌單芽—叢生芽—微扦插—生根—完整再生植株的方式,建立了樟樹(shù)微扦插技術(shù)體系,確定了瓶苗最佳煉苗時(shí)間和激素處理方式,最高生根率可達(dá)83%。以上方法不受季節(jié)及外界環(huán)境的影響,可有效縮短育苗周期,降低育苗成本。另外,運(yùn)用組織培養(yǎng)技術(shù)繁育的苗木可作為采穗圃的營(yíng)建材料,建立擴(kuò)繁的后代,精油相對(duì)含量及有效成分性狀較為穩(wěn)定;相較于傳統(tǒng)的扦插方法培育的苗木,運(yùn)用組織培養(yǎng)技術(shù)繁育的苗木內(nèi)源激素水平較高,活力較強(qiáng),后期生長(zhǎng)旺盛,造林成活率高。以上繁殖技術(shù)可有效解決目前樟樹(shù)香料種植業(yè)存在的良種匱乏、育苗周期長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高的難題。
在種植良種的基礎(chǔ)上,還要注意良法的應(yīng)用。樟樹(shù)研究所在樟樹(shù)栽培技術(shù)措施方面創(chuàng)新開(kāi)展了營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、密度調(diào)控、樹(shù)體管理、病蟲(chóng)害防治、質(zhì)量提升等資源高效栽培共性關(guān)鍵技術(shù)研究,形成了樟樹(shù)香料原料林資源定向培育技術(shù)體系,可為江西省樟樹(shù)香料原料林的高效經(jīng)營(yíng)提供技術(shù)支撐。通過(guò)科學(xué)高效的樟樹(shù)栽培技術(shù)體系的應(yīng)用,以芳樟醇型樟樹(shù)原料林為例,按提高單位面積精油產(chǎn)量20%計(jì)算,即精油產(chǎn)量提高3公斤/畝,就可增加500元/畝的經(jīng)濟(jì)效益,100畝可增加直接經(jīng)濟(jì)效益50000元/年,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
在樟樹(shù)精油產(chǎn)品精深加工技術(shù)方面,樟樹(shù)研究所改良了精油提取設(shè)備,優(yōu)化了精油提取工藝,針對(duì)市場(chǎng)樟樹(shù)源香料產(chǎn)品種類少,產(chǎn)品缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)狀,著力開(kāi)展了精油成分分離,衍生物制備,化合物篩選和合成等工作,為研發(fā)新樟樹(shù)源香料產(chǎn)品提供科研基礎(chǔ)。
在剩余物綜合加工利用方面,以樟樹(shù)精油提取后剩余物和樟樹(shù)加工剩余物為研究對(duì)象,采用熱解、模壓、發(fā)酵及重組等技術(shù),制備不同類型的產(chǎn)品,使其變廢為寶,提高其利用價(jià)值。一是將樟樹(shù)精油提取后剩余物粉碎至一定程度,烘干至含水率低于10%,通過(guò)生物質(zhì)膠黏劑噴膠、攪拌、均勻鋪裝在不同規(guī)格的容器模具中,高壓模壓成型,制備不同顏色、不同形狀的模壓容器。二是開(kāi)展樟樹(shù)精油提取后剩余物制備育苗容器相關(guān)性能的檢測(cè)。三是將樟樹(shù)精油提取后剩余物進(jìn)行熱解處理,制備高性能、可吸附、能降解的活性炭,用于室內(nèi)空氣清潔、污水吸附處理等領(lǐng)域。四是將樟樹(shù)精油提取后剩余物進(jìn)行多次粉碎,與動(dòng)物糞便以1∶1的比例混合,進(jìn)行4次發(fā)酵,分析其微生物多樣性,微生物胞外酶以及養(yǎng)分變化,探索生物有機(jī)肥檢測(cè)和制備。五是利用新型重組木技術(shù)研究樟樹(shù)剩余物制備重組木的工藝,實(shí)現(xiàn)樟樹(shù)剩余物的資源化利用。
記者:劉博士,剛剛您提到在我國(guó)南方地區(qū)主要以矮林作業(yè)的方式種植樟樹(shù),起到了明顯提高樟樹(shù)葉精油產(chǎn)量的效果。請(qǐng)您介紹一下樟樹(shù)矮林作業(yè)技術(shù)要點(diǎn)。
劉新亮:矮林作業(yè)為樟樹(shù)香料原料林的主要栽培和經(jīng)營(yíng)方式,采用矮林作業(yè)方式培育樟樹(shù)工業(yè)原料林,從樟樹(shù)枝葉中提煉精油,不但工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益高,而且還可以實(shí)現(xiàn)樟樹(shù)香料原料林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。香料用樟樹(shù)矮林作業(yè)技術(shù)要點(diǎn)如下:
1.造林地選擇。宜選擇地勢(shì)較平緩開(kāi)闊的低丘崗地,坡度小于15°,交通方便,山場(chǎng)相對(duì)集中連片,坡向以陽(yáng)坡或半陽(yáng)坡為宜。土層深60厘米以上,排水良好,土質(zhì)疏松肥沃,pH 4.5~7.0。
2.整地。坡度10°以下的山場(chǎng)采用機(jī)耕全墾整地,深40厘米以上;坡度10°以上的山場(chǎng)采用水平條墾整地,條帶寬1.0~1.2米,深40厘米以上,如有其他樟樹(shù)應(yīng)連根挖除。打穴規(guī)格以30厘米×30厘米×30厘米為宜。
3.施基肥。每穴施1公斤有機(jī)肥和0.2~0.3公斤硫酸鉀型復(fù)合肥,施肥后回填10厘米厚表土,與肥拌勻后,再回填10厘米厚表土。
4.苗木選擇與處理。采用樟樹(shù)1年生無(wú)性系苗木,苗高超過(guò)50厘米的需截干造林,保留苗干30厘米。
5.栽植。栽植時(shí)間在2月中旬至3月上旬。選擇雨后的陰天或細(xì)雨天栽植,天旱土干時(shí)不宜栽植。苗木隨起隨栽,如果不能做到隨起隨栽,要對(duì)已挖取的苗木進(jìn)行保濕和遮陰。全墾地采用1.2米×1.2米的株行距,立地條件好的可采用1.2米×1.4米,條墾地株距1.0米,行距與條墾帶距一致。
6.撫育管理。栽植當(dāng)年的8月底至9月中上旬,清除雜草灌木。栽植第二到第三年的3—5月,結(jié)合中耕,在離植株20厘米兩側(cè)溝施尿素或復(fù)合肥約225公斤/公頃,溝深10厘米;栽植第四年后的3—5月,溝施尿素或復(fù)合肥300公斤/公頃以上。在造林后第二年的春季進(jìn)行缺株補(bǔ)齊。
連年進(jìn)行采割枝葉的樟樹(shù)矮林,如經(jīng)營(yíng)得當(dāng),一般沒(méi)有病蟲(chóng)害發(fā)生。偶有樟葉蜂和樟巢螟為害,常用的藥劑有氯氰菊酯、高氯甲維鹽、甲維氯蟲(chóng)苯甲酰胺等。藥劑的使用濃度和使用方法應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。
7.采割枝葉。造林第二年(或第三年)開(kāi)始采割利用,以后每年采割1次。采割時(shí)間在每年11月前后。采割枝葉的作業(yè)方式,可采用機(jī)械或人工,距地面20~30厘米平茬采收。