汪洋 冉勇軍 王清河 等

摘要：紅椿和毛紅椿是珍貴保護用材樹種。紅椿在我國零星分布，種群規(guī)模小，發(fā)展?jié)摿薮?。本文從紅椿和毛紅椿的種苗繁育，營養(yǎng)特征與施肥技術(shù)、造林設(shè)計、用材和相關(guān)運用、化學和藥理等方面綜述紅椿和毛紅椿的研究進展，并對研究利用做出展望。

關(guān)鍵詞：紅椿；毛紅椿；醫(yī)藥化工

中圖分類號：S729.99文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2014）06-0057-05

紅椿Toona ciliata又名紅楝子楝科香椿屬，落葉或近常綠高大喬木。毛紅椿Toona ciliata var. pubescens為楝科香椿屬紅椿的變種。都為國家Ⅱ級重點保護野生植物，有“中國桃花心木”之稱[1-2]。是珍貴的用材樹種和優(yōu)質(zhì)家具材樹種，具有很高的經(jīng)濟價值和開發(fā)前景。作為南方地區(qū)珍貴的速生鄉(xiāng)土用材樹種， 因其速生性好、適應性強， 成為很好的造林樹種， 尤其在山區(qū)造林有很大潛力。

紅椿和毛紅椿也是尚未被開發(fā)利用的藥用植物。隨著紅椿和毛紅椿的研究，對它們的化學成分和藥理研究取得一些進展。目前，從其種子、樹皮、枝葉中已經(jīng)分離出多種化合物，有些化合物尚屬首次在兩種樹種中獲取。在藥理活性研究中，已經(jīng)獲得初步成果。

紅椿分布在東經(jīng)100°16′～119°40′ ，北緯24°21′～32°42′[3-4]，在我國分布不廣，呈天然零星分布[5]。過度開發(fā)以及天然更新較慢，其數(shù)量不斷減少[3]。作者此次在湖北谷城縣也發(fā)現(xiàn)了天然紅椿種群，其數(shù)量在百棵以上，是在湖北省境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的最大紅椿種群。毛紅椿主要分布于江西、湖北、廣東、四川、貴州和云南等省。

近年來，越來越多的國內(nèi)學者對紅椿和毛紅椿在種質(zhì)資源、遺傳結(jié)構(gòu)、植物生理、生態(tài)學、育種、栽培、造林、以及醫(yī)藥和化學成分、資源保護等方面進行了較為廣泛的研究。由于紅椿與毛紅椿兩個種生物學特性相似[6]，本文將紅椿與毛紅椿的研究進展相結(jié)合，進行綜合論述。

1育苗技術(shù)研究

目前紅椿育苗技術(shù)主要包括播種育苗與營養(yǎng)繁殖育苗。

1.1播種育苗

多項研究表明，紅椿種子在播種前必須經(jīng)過催芽[5，7]。催芽的方式則可以用溫水或者添加外源激素等，紅椿種子不浸種催芽則難發(fā)芽。造成天然林下很少見到天然更新的紅椿幼樹和幼苗的原因。馬獻良采用50%熱水浸種12 h，陰干、保溫放置7 d，種子發(fā)芽率最高達80%，得出催芽時間越長發(fā)芽率越高[5]。鄒高順提出用溫水浸種24小時，再催芽數(shù)日[6]。馬獻良將紅椿1年生播種苗年生長期劃分成4個階段：出苗期（5月以前）、生長初期（5～6月）、生長盛期（7～9月中旬）和生長后期（9月下旬～11月上旬）。苗木生長前期宜追施氮肥，后期應施磷鉀肥[5]。播種時間對紅椿種子出苗率存在顯著影響[5，6]，播種時間應在3月中旬；育苗密度對苗木質(zhì)量存在顯著影響，育苗密度宜在25～35株/m2。

先播種育苗，后移栽至容器。容器育苗基質(zhì)選用質(zhì)地疏松的泥炭土+黃心土（1：1）混和基質(zhì)。紅椿種子的播種平均發(fā)芽率達到79.2%以上，移栽平均成活率96.8%，成苗率95.2%[8]。

1.2扦插育苗

通過對紅椿扦插繁殖的激素種類和濃度、扦插基質(zhì)、扦插季節(jié)、穗條年齡等進行對比試驗，周永麗等發(fā)現(xiàn)紅椿最適宜扦插季節(jié)在3月。以黃沙為基質(zhì)扦插能夠較大程度提高生根率，成活率平均為80%。穗條母樹年齡效益明顯，1年生母樹頂梢扦插生根率最高，使用IBA 500 mg/L扦插紅椿是最適合處理[9]。

利用多個紅椿無性系，設(shè)計穗條預留的葉片數(shù)、GGR濃度等試驗處理，進行嫩枝扦插繁殖試驗。吳際友等得出結(jié)果，穗條扦插生根率變幅為47.4%～91.5%，無性系間的生根率有極顯著差異；穗條帶2片葉可顯著提高穗條的生根率；不同濃度GGR對穗條生根率有顯著影響[3]。

通過對比研究，枝插苗木生長速度大于根插苗和實生苗，枝插和根插根系發(fā)育好于實生苗[9]。

湖北林業(yè)科技第43卷第6期汪 洋 等：紅椿和毛紅椿種植與醫(yī)藥化工研究進展2養(yǎng)分特征及施肥研究

2.1養(yǎng)分特征

毛紅椿喜溫暖濕潤氣候，喜深厚、肥沃、疏松、濕潤的山地黃紅壤或灰化黃壤，生態(tài)生物學特性具有濕度、有機質(zhì)含量較高的特點[10]。毛紅椿耐貧瘠，但土壤養(yǎng)分不足時，生長緩慢，土壤有機質(zhì)、全氮含量是影響毛紅椿人工林生長的較重要生態(tài)因子[11]。

宗世賢等針對毛紅椿土壤狀況及其營養(yǎng)特性等狀況嘗試了營養(yǎng)診斷的營養(yǎng)元素比率法，探討了引種毛紅椿幼樹期營養(yǎng)元素在莖、干、葉等部位的轉(zhuǎn)移和分配規(guī)律[11，13，14]。毛紅椿莖營養(yǎng)元素的積累量明顯低于葉，葉積累的養(yǎng)分則以枯落物形式歸還給土壤。由于木材中營養(yǎng)元素含量較低，葉積累了大量的營養(yǎng)元素，其枯枝落葉量多、易分解，因此每年歸還給土壤的有機質(zhì)高[12]。毛紅椿人工林通過營養(yǎng)元素的這種循環(huán)利用與枯落物歸回土壤大量有機質(zhì)，能較好地保持林地生產(chǎn)力及其維持其人工林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[11-13]。

南京引種毛紅椿，4年生的光能利用率可達0.6%，吸收土壤氮素的73.8%、磷素的59.0%、鉀的77.2%、鈣的74.1%、鎂的60.2%[11]。在生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學循環(huán)長期的地質(zhì)過程中，毛紅椿幼林對林地養(yǎng)分的利用和消耗非常有限。對馬尾松毛紅椿混交林土壤理化性質(zhì)研究表明，混交林土壤與馬尾松純林比，容重下降了4.2%；最大持水量、毛管持水量和田間持水量分別增加了5.0% 、3.2% 和6.7%，總空隙度增加了6.3%?；旖涣滞寥廊⑷?、全鉀、有效磷、速效鉀和有機質(zhì)含量分別增加了38.9%，23.8%，57.0%，19.5%，13.8%和19.5%，說明馬尾松與毛紅椿混交有利于增加土壤養(yǎng)分[13]?；j福等開展杉木毛紅椿混交試驗，解決了杉木純林連栽的地力衰退問題。30多年生毛紅椿人工林分沒有出現(xiàn)地力衰退的跡象[14]。

2.2施肥技術(shù)

通過毛紅椿人工林的地力概況、毛紅椿速生豐產(chǎn)林的養(yǎng)分需求狀況、施肥方法和施肥時期，施肥種類和施肥量，施肥效應，優(yōu)化營養(yǎng)診斷技術(shù)探討，黃紅蘭等提出了優(yōu)化營養(yǎng)診斷技術(shù)，專用施肥技術(shù)研究，推進中齡林、近熟林施肥研究等建議[12]。采用復合肥作追肥可避免燒苗且方法簡單、效果更好。最后一次追肥時間最遲必須在9月10日前完成[15]。復合肥450～600 kg·hm-2、磷肥375 kg·hm-2和焦泥灰7 500 kg·hm-2作基肥[16]。

3造林設(shè)計與用材及相關(guān)應用研究

造林設(shè)計必須統(tǒng)籌兼顧其生物效應和經(jīng)濟效益。造林設(shè)計是影響林木生長的關(guān)鍵因素。造林密度和生長外界環(huán)境對林木用材有決定性影響，也顯著影響林分結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)力，對林木的干形、材質(zhì)、林分的穩(wěn)定性及其防護效能、觀賞性等都有著不同程度的影響[17]。

3.1造林設(shè)計

紅椿適宜在山坡下部、山洼、土壤條件較好濕度較大的地域進行人工造林[18]。造林必須根據(jù)經(jīng)營目的和方向來確定經(jīng)營密度。只有中徑級以上木材，最好是大徑材，才能發(fā)揮紅椿樹種的優(yōu)勢和作用。紅椿作為大徑材培育時密度宜小[17]。趙汝等認為紅椿宜用穴植造林，穴規(guī)格為50 cm×50 cm×35 cm，秋冬備耕整地，3～5月造林。初植密度3 m×3 m或3 m×4 m為宜[19]。李曉清等則認為紅椿人工造林初植密度和10 a生林分的間伐對林分生長影響，在紅椿造林后3年內(nèi)，初植密度對林分生長影響不顯著；10 a生紅椿人工林間伐后保留密度以1 600株/hm2為宜[17]。戴其生等認為紅椿人造林以全墾整地，穴植造林，初植密度67株/666.7 m2，主伐時根據(jù)立地條件保留30～35株適宜/666.7 m2，其主伐年齡可能在25～30年[18]。

在混交林研究方面，范建華通過馬尾松毛紅椿混交林和馬尾松純林生長量和土壤肥力狀況的對比研究，表明馬尾松毛紅椿混交林中馬尾松胸徑、樹高、單株材積和總蓄積量均高于馬尾松純林?；旖涣种旭R尾松和毛紅椿的生長量呈現(xiàn)出馬尾松毛紅椿混交比例4∶1>3∶1>2∶1的規(guī)律[13]。杉木毛紅椿不同混交比例試驗得出10年生林木胸徑、樹高、林分蓄積量均比杉木純林生長更好。毛紅椿混交比例減少而杉木平均胸徑呈增加趨勢；杉木毛紅椿混交，以杉木毛紅椿8∶1插花混交、4∶1，3∶1帶狀混交較為適宜[14]。

澳大利亞已成功營造包括紅椿、相思樹、南洋杉、大葉杜英、苦楝、桉樹等20個樹種的混交林，效果良好[19]。澳大利亞紅椿生長調(diào)查表明，人工幼林年平均樹高生長0.55 m，平均單株年材積生長量1.01×10-3 m3，造林成活率94%[19]。

3.2用材研究

通過對20年的紅椿人工林的標準地調(diào)查得出每666.7 m2蓄積量為15.76 m3，胸徑平均年生長最為15 mm。超過國家規(guī)定的速生豐產(chǎn)標準，可視為速生樹種之一[18]。柳新紅等將毛紅椿列為浙西南首批推廣的速生工業(yè)用材原料樹種[20]，2008年浙江省林業(yè)科學研究院等提出毛紅椿速生用材的豐產(chǎn)栽培模式。

龍漢利等在四川盆周山地以縣為單位選取16株紅椿平均木，通過樹干解析研究其樹高、胸徑、材積生長規(guī)律。紅椿材積分別與年齡、冠幅NS呈顯著正相關(guān)；材積與胸徑、樹高、胸徑、冠幅EW、第一死枝下高、第一活枝下高呈極顯著正相關(guān)；Q1、Q2、Q3和樹冠長與材積和其余性狀均無顯著相關(guān)性。通過對紅椿的年齡和樹高、年齡和胸徑進行曲線擬合，決定系數(shù)R2對照說明年齡與胸徑之間相關(guān)更高；一元材積曲線和二元材積曲線擬合均有較高的準確性[4]。

不同研究人員對紅椿和毛紅椿樹干解析表明，毛紅椿胸徑平均生長量年均呈上升狀態(tài)（排除間伐和特殊氣候因素）。樹高生長主要是前期生長快，而越往后期樹高生長量越小。材積生長量呈持續(xù)上升趨勢，并逐年增大，且連年生長最大于平均生長量[37]。除去地理因素等條件外，毛紅椿與紅椿的生長特性表現(xiàn)出相關(guān)性。紅椿樹高、胸徑生長在前5年最快，15年后明顯減緩；15，20，25年樹高的平均生長量以及20 年材積連年生長量均隨緯度的增加而減小，隨海拔增加紅椿形率顯著下降，出材量相應降低。因此在培育大徑級用材林時，海拔以不超過800 m為宜，并且在前5年還要保證幼林有良好的光照條件[4]。

3.3其他相關(guān)應用研究

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，紅椿具有一定的吸收和富集Pb的能力，因此紅椿可以考慮作為Pb 污染土壤生態(tài)修復物種[21]。但在生態(tài)恢復試驗中，在重慶地區(qū)用不同耐旱樹種紅椿、任豆、紫穗槐，采用不同生長調(diào)節(jié)劑、不同覆蓋造林技術(shù)措施，在喀斯特峽谷石漠化地區(qū)造林以恢復植被，紅椿作為用材樹種，對土壤要求較高，各項指標不理想[22]。

澳大利亞學者利用紅椿進行樹木年代學相關(guān)的研究，通過紅椿年輪年表重構(gòu)過去氣候變化。研究表明：紅椿可以運用于澳洲熱帶和亞熱帶地區(qū)樹木氣候?qū)W研究。紅椿年輪生長主要與季節(jié)性和年降雨量相關(guān)，對溫度變化不敏感，紅椿立地指數(shù)與“厄爾-尼諾”（海流）南方振蕩相關(guān)性很弱[23]。

4紅椿醫(yī)藥化工研究

4.1化學成分研究

研究紅椿提取物的生物活性及活性機制在理論和實際上都有重要意義。目前，應用多種色譜方法紅椿枝葉進行分離和純化，并利用NMR和IR等方法解析化合物結(jié)構(gòu)，研究紅椿化學成分。已經(jīng)從紅椿枝葉的石油醚和氯仿提取物中分離得到7個化合物，4種化合物首次從紅椿中提取，其中一項為新的化合物[24]。劉玉波，成向榮運用不同色譜手段分離和純化化合物， 再通過光譜學的方法，結(jié)合化合物的理化性質(zhì)鑒定它們的結(jié)構(gòu)。從毛紅椿莖葉的95%乙醇提取物中分離得到23個化合物，且所有化合物均為首次從毛紅椿中分離得到[25]。

4.2藥理研究

盧海嘯等對紅椿的乙酸乙酯萃取物各部分進行了菜青蟲的拒食活性測試，并對活性較高的部分進行了乙酰膽堿酯酶活性、蛋白酶活性、蛋白質(zhì)含量等測定。紅椿提取物對菜青蟲的消化系統(tǒng)蛋白酶活性的影響不是十分明顯， 即胃毒活性不是很理想， 但其神經(jīng)毒性很好[26]。

檢測紅椿4種不同萃取物對正常大鼠血壓及腸系膜微循環(huán)的血管管徑、血液流速和血流量的影響，發(fā)現(xiàn)紅椿提取物具有調(diào)節(jié)微循環(huán)、影響血壓的藥理活性。提出紅椿對動物血壓的影響可能是通過調(diào)節(jié)其微動脈、微靜脈和毛細血管的管徑、血流速度及血流量，從而改變血液循環(huán)外周阻力和血容量來實現(xiàn)的[27]。紅椿乙醇萃取物對小鼠耐力有降低作用，紅椿石油醚萃取部分對小鼠耐力影響最大，應降低小鼠耐力活性部位；紅椿氯仿提取物有明顯的提高小鼠記憶能力的作用，為活性最高的部分[28]。

近年來的研究還發(fā)現(xiàn)， 紅椿提取物具有抗菌、抗病毒、滅螺及抗瘧等多種生物活性[29]。紅椿樹皮二氯甲烷提取物具有強烈的細胞毒性而石油醚提取物與長春新堿對照則有中度的抗癌作用[30]。最新試驗表明，紅椿提取物對人類乳腺癌的細胞株的抗癌作用。紅椿樹葉粗提物在500 μg/mL時，對癌細胞抑制力達57%。其分餾物在200 μg/mL濃度時比粗提物更有活性。檢測發(fā)現(xiàn)紅椿乙酸乙酯分餾萃取物在200 μg/mL濃度時對癌細胞抑制達78%[31]。因此，紅椿的乙酸乙酯萃取物作為重要的抗癌藥物源前景十分廣闊。

5展望

（1）目前毛紅椿分子遺傳研究取得階段成果[32]。應該從DNA技術(shù)層面對紅椿進行研究。應用分子標記技術(shù)，對紅椿進行遺傳多樣性分析，可排除環(huán)境干擾，快捷準確地獲得豐富遺傳信息，可靠揭示地理種源變異規(guī)律。

（2）湖北省內(nèi)紅椿種質(zhì)資源收集亟待開展。通過實地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)紅椿分布范圍在湖北窄，種群規(guī)模極小，在湖北境內(nèi)紅椿自然資源消失的可能性極大。湖北地方香椿的鄉(xiāng)土名稱就是紅椿。另外，香椿屬植物在本省較多，紅椿不能食用，破壞程度很大。因此，建立種質(zhì)資源收集圃，進行優(yōu)樹選擇，建立優(yōu)樹選擇標準，遷地保護種質(zhì)資源意義重大。

（3）進行紅椿的空間居群及動態(tài)研究，將會揭示種群空間分布規(guī)律，種群和群落結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)瀕危原因，有助于了解紅椿居群的生存現(xiàn)狀，而且有助于制定居群的合理保護和增殖措施。

（4）紅椿與毛紅椿是珍貴速生用材樹種，也是針闊葉混交林進行樹種結(jié)構(gòu)調(diào)整的首選樹種之一。毛紅椿已在南方地區(qū)針葉闊葉化改造中受到廣泛重視[33]。紅椿豐產(chǎn)栽培體系建立，其適生高產(chǎn)研究意義重大。紅椿多倍體育種將進一步為紅椿產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

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