杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.),又名胶木,为杜仲科杜仲属植物。落叶乔木,树高可达20米,胸径约50厘米。杜仲是第四纪冰川侵袭后仅留存在中国中部的单属种孑遗树种,是国家二级珍贵保护植物,在我国是十分重要的战略资源树种,其栽培与利用史可追溯到两千多年前。杜仲既是名贵药材和木本油料,又是优质天然橡胶资源,是国家储备林树种,在国防、交通、通讯、化工、医疗、体育、农林等领域被广泛应用。
植物文化
杜仲 (Eucommia ulmoides Oliv.) 又名木棉、思仙、思仲、思锦树, 为单科单属落叶乔木,是第四纪冰川侵袭后仅留存在中国中部的单属种孑遗树种。
《本草纲目》记载:其皮折之,白丝相连,江南谓之檰;初生嫩叶可食,谓之檰芽;
杜仲在我国有2000多年的药用历史。《神农本草经》和《本草纲目》里将杜仲列为上品, 并记载“杜仲色紫, 味甘而辛, 其性湿平, 甘温能补, 微辛能润, 故能入肝而补肾;主治腰膝痛, 补中益精气, 坚筋骨, 强志, 除阴下痒湿, 小便余沥;久服, 轻身耐劳”。
形态特征
树皮灰褐色,粗糙,内含橡胶,折断拉开有多数细丝。嫩枝有黄褐色毛,不久变秃净,老枝有明显的皮孔。芽体卵圆形,外面发亮,红褐色,有鳞片6-8片,边缘有微毛。
叶椭圆形、卵形或矩圆形,薄革质,长6-15厘米,宽3.5-6.5厘米。基部圆形或阔楔形,先端渐尖;上面暗绿色,初时有褐色柔毛,不久变秃净,老叶略有皱纹,下面淡绿,初时有褐毛,以后仅在脉上有毛。侧脉6-9对,与网脉在上面下陷,在下面稍突起,边缘有锯齿,叶柄长1-2厘米,上面有槽,被散生长毛。
花生于当年枝基部,雄花无花被;花梗长约3毫米,无毛;苞片倒卵状匙形,长6-8毫米,顶端圆形,边缘有睫毛,早落;雄蕊长约1厘米,无毛,花丝长约1毫米,药隔突出,花粉囊细长,无退化雌蕊。雌花单生,苞片倒卵形,花梗长8毫米,子房无毛,1室,扁而长,先端2裂,子房柄极短。翅果扁平,长椭圆形,长3-3.5厘米,宽1-1.3厘米,先端2裂,基部楔形,周围具薄翅。
坚果位于中央,稍突起,子房柄长2-3毫米,与果梗相接处有关节。种子扁平,线形,长1.4-.5厘米,宽3毫米,两端圆形。早春开花,秋后果实成熟。
生长习性
杜仲属阳性树种,喜光喜湿,年均降水量400~1,500mm区域内可正常生长,而在低洼积水地域则不宜栽植。杜仲对气温的适应性较强,年平均气温在11.0℃~18.0℃,最高温42℃,最低温-25℃的范围内均可栽植,在我国北疆以及俄罗斯一些地区栽植时,-30℃~-40℃低温时其根系仍能存活。杜仲对土壤要求不严,酸性土壤(红壤、黄壤)、中性土壤、微碱性土壤及钙质土壤上都能生长。杜仲适宜在丘陵、中山区、向阳坡缓地栽植,过于瘠薄、盐碱地、低洼易积水和土质黏重的地域不宜栽植。
杜仲树高生长初期缓慢,速生期出现在10~20年,20年后逐渐下降,50年后树高生长基本处于停滞状态;胸径生长初期缓慢,速生期出现在15~25年,25年后逐渐下降,至50年左右基本生长停滞。
地理分布
杜仲在我国自然分布范围约在北纬25°~35°,东经104°~119°,南北横跨10°左右,东西横跨15°。引种北移的主要指标是≥10℃年积温3,100℃~4,500℃,≥10℃积温天数160~180天,最高温度43.6℃,最低温度30℃。经过引种驯化,杜仲在我国亚热带至温带的28个省(区、市)均可种植,目前我国杜仲栽培的地理分布位置约在北纬24.5°~41.5°,东经76°~126°,南北横跨17°约2,000km,东西横跨50°达4,000km左右;垂直分布范围约在海拔50~2,500m之间。北自吉林、辽宁,南至福建、广东、广西,东达浙江、江苏、上海,西抵新疆,中经北京、河北、安徽、河南、山东、江苏、山西、陕西、湖北、湖南、江西、贵州、甘肃、云南等省(区)。贵州、河南、陕西、四川、湖南、湖北、江西等地为目前我国杜仲的中心产区。
栽培历史
20世纪50年代,我国在贵州遵义、湖南慈利、江苏南京分别建立了杜仲专业林场。70年代以后,湖北勋西、河南汝阳、河南灵宝、陕西略阳、陕西岚皋、江西井冈山、甘肃陇南、江苏响水等地分别建立了不同形式的杜仲基地。1955年前后辽宁省沈阳市引种栽植获得成功。1993—1996年吉林省白山市的抚松、靖宇、临江,通化的集安等地先后从湖北神农架、北京和洛阳等地引种杜仲,其中集安市引种后16年生胸径达19.3cm,树高15m。白山和通化市引种杜仲,除苗期新梢有部分冻害外,其余生长正常,能够顺利越冬,为杜仲大幅度北移提供了可能。2001年,北京市建立了我国第一个以杜仲为主题的休憩公园,占地面积约66hm2。
近年来,从我国北方地区引种情况看,河北、北京、安徽、江苏北部、陕北、新疆南部、辽宁、吉林南部的引种都获得了成功。从我国南方地区引种情况看,福建福州、南平、建瓯,广西桂林,江西九连山,广东韶关引种后,杜仲生长良好;但广州、南宁等地引种后,杜仲生长发育不良,病虫害较多。从栽培表现来看,杜仲在河南、河北、北京、山东、山西等地的生长速度高于四川、贵州、湖南等南方地区,在新疆阿克苏、喀什等生态脆弱地区生长表现稳定。
国外从我国引种杜仲已有100多年的历史。1896年法国植物园成功引种杜仲,后英国皇家植物园邱园也成功引种,并且长势良好。1899年日本也开始从我国中部地区引种栽培。1906年引入俄国,1931年开始在黑海附近和北高加索地区进行大面积栽培,期望解决本国硬性橡胶缺乏的问题,引种获得成功,并取得了良好的效果,15年生杜仲树高约6m,胸径15~30cm,每年单株果实产量10~20kg,而且经受了1940年冬季-38℃~-40℃低温考验。美国从1952年起,先后在犹它州、俄亥俄州、伊利诺伊州、加利福尼亚州和印地安纳州进行引种和繁殖,主要用于行道树和庭院观赏,其中在美国俄亥俄州,22年生杜仲树高6.9~9.1m,胸径达40cm以上,没有病虫害。近年来韩国与朝鲜也进入引种的行列。除上述国家外,德国、匈牙利、印度、加拿大等国也先后从我国引种过杜仲。
繁殖方法
杜仲繁育方式多样,播种、嫁接、扦插、组织培养等方式均有应用。播种育苗是杜仲最主要的繁殖方式,但由于杜仲种子果皮中富含胶质,导致胚根很难突破果皮,种子发芽遭到抑制。现有的一些研究发现,可通过剥去果皮、赤霉素处理种子等方法解除种子休眠促进种子发芽。
栽培技术
播种育苗
选地整地
杜仲具有喜暖湿气候和光照充足的特点,相对较耐严寒,成株可以在-30℃的条件下正常生长,适应性较强,年平均气温9~20℃的区域均可进行育苗。在苗地选择上,以地势平坦、土层深厚、土质疏松的湿润土壤为佳,土壤要具有良好的排水性,pH值5.0~8.4的砂壤土地块较为理想。
地块选定后,秋季进行翻耕,翻耕深度在25~30 cm,结合秋翻施腐熟有机肥2000 kg/667 m2作基肥,翻耕后作床,床宽100~120 cm,高20~25 cm,长度结合地势而定,苗床间留步道沟,沟为上宽50 cm,下宽30 cm,深30 cm的梯形槽,既可以用作步道,也可以用来排水。春季播种前,在每年2月再次进行苗床整理,通过耙耢将苗床土壤弄细碎平整,清理床间垃圾石块,同时撒消毒土(细土30 kg/667 m2与50%的辛硫磷3 kg/667 m2混拌而成),均匀撒至苗床,再将床面耙平,随时可以进行播种。
种子处理
选择优良品种杜仲种子,播前进行精选,剔除一些残缺、破败、虫害及不成熟的种子,可以采用冷水浸泡24 h,将水面漂浮的种子滤除,保留沉入水底的种子进行催芽处理。同样采用水浸法,用30℃温水浸泡48 h,每隔12 h换一次水,待种子吸水膨大后便可捞出播种,注意最后一次换水时可以在水中加入适量多菌灵,以杀灭附着在种子表面的细菌,预防苗期病害。
适时播种
春季2~3月,月均温度达10℃以上时便可播种。播种采用条播,在苗床开浅沟,行距20 cm左右,深度3 cm左右,将催好芽的种子均匀播入沟中,再覆盖一层2 cm厚的细土,用种量在7~10 kg/667 m2,播后用稻草帘遮盖苗床,向草帘喷水保持土壤湿润。
苗期管理
种子播后两周左右便可以出芽,出芽后可以在傍晚或阴天将草帘揭去,当幼苗长出2~4片真叶时要进行间苗,将距离过近的苗去除,保留苗间距离,促进苗齐苗壮,在幼苗5~6片真叶期进行定苗,保留株数在2.5万株/667 m2左右。
苗期要适时除草松土,使土壤疏松透气,苗床杂草可人工拔除,在除草时要避免伤及苗根。间苗时可同时追施尿素2 kg/667 m2,1个月后还要进行1次除草和追肥,随幼苗长大可增加施肥量,施尿素5~6 kg/667 m2,6~8月追施尿素10 kg/667 m2、过磷酸钙10 kg/667 m2、氯化钾5 kg/667 m2,立秋前施最后一次肥,以钾肥为主,不施氮肥,避免徒长。
嫁接育苗
嫁接育苗也是杜仲常用的繁殖方式,圃地选择及整地方式与播种育苗相同,在整地时根据地块肥力可施有机肥3000 kg/667 m2和复合肥150 kg/667 m2,增加土壤养分。
嫁接基本在春季苗芽开始萌动时进行,砧木要选择1年生健壮杜仲苗木,地径在0.8 cm以上,接穗一般在早春萌芽前15~20 d采集,使用上述的优良杜仲品种,选择发育好、长势壮、无病害的枝条,可以随采随接,如不能及时嫁接,要将采集的接穗用塑料薄膜密封,置于冷库贮藏。
嫁接前先处理砧木,用锋利刀片切出所需的嫁接口,嫁接位置距地面10~15 cm,生产中多采用带木质嵌芽接法或方块芽接法。嫁接后要加强水肥管理,及时除草,管理方法与播种育苗的管理方法相同。采用春季嫁接,在当年应及时剪砧、除萌和解绑;如果是秋季嫁接,要在嫁接翌年树木萌动前剪砧和解绑,芽萌动后及时除萌。[2]
病虫防治
苗期病害多发生在4-6月多雨季节,病苗近地面的茎腐烂变褐,向内凹陷,植株枯死。
防治方法:苗床地忌用粘土和前作为蔬菜、棉花、马铃薯的地块,播种时用50%多菌灵2.5千克与细土混合,撒在苗床上,或播种沟内。发病时用50%多菌灵1000倍液浇灌。
叶枯病
防治叶枯病,可以在发病时用65%代森锌可湿性粉剂500倍液或1∶1∶100波尔多液喷雾,每隔1周喷1次,连喷3次;防治根腐病,要加强排水,保持林间透风,发现病株及时移除并带出林地进行无害化处理,同时用5%福尔马林对树穴消毒。
根腐病
一般多发生于6-8月间,危害幼苗。雨季严重,病株根部皮层及侧根腐烂,植株枯萎直立不倒,易拔起。
防治方法:选择排水良好的地块作苗床,实行轮作,病初用50%托布津1000倍液或50%退菌。3
豹纹木蠹蛾
豹纹木蠹蛾主要分布在我国华东、陕西、山西等地,是危害杜仲幼树枝、干的主要害虫之一。1996年在安徽省泾县境内初次发现该虫危害之后,在相邻县区也相继发现该虫侵害杜仲幼树。豹纹木蠹蛾成虫体长22mm,翅长43~54mm,整个虫体生灰色绒毛。雌蛾触角丝状,雄蛾飞快惮羽状且先端细长如丝。该虫一般2年1代,以幼虫在树干内越冬,翌年3月继续活动,4月开始化蛹,5月中旬为化蛹盛期,蛹期15—20天。6月中旬成虫大量羽化,羽化后5—6天交尾,17—18天开始产卵。成虫寿命20—25天,卵期15天左右。孵化的幼虫11月后逐渐进入越冬阶段,次年仍以幼虫活动。幼虫期很长,达20余个月。成虫羽化后多不远离羽化场所,夜间活动,飞翔力弱,无趋光性。该虫多发生在幼林内,常以南向山腰以下的疏林、林缘及孤立木受害较严重。该虫防治方法主要通过冬季检查清除被害树木,并进行剥皮等处理,以消灭越冬幼虫;于成虫羽化初期,产卵前利用白涂剂涂刷树干,可防产卵或产卵后使其干燥,而不能孵化;幼虫孵化初期,可在树干上喷洒80%氧化乐果乳剂400~800倍液等;当幼虫蛀入木质部后,可根据排出的新鲜虫粪找出蛀道,再用废布、废棉花等蘸取敌百虫原液或80%氧化乐果500倍等塞入蛀道内,并以黄泥封口。
刺蛾
防治刺蛾,可以人工摘茧,也可以在幼虫期喷施苏云金杆菌进行生物防治,或者采用80%敌敌畏1000倍液喷雾防治。
主要价值
生态价值
杜仲是我国乡土树种。树姿好、干形笔直、树冠浓密,基本无病虫害,在年平均气温6.5℃~20℃,最低气温不低于-30℃,土质p H5.0~8.5范围内,海拔2500米以下均能正常生长。杜仲基因组中含有大量抗寒、抗旱、耐盐碱、抗病虫等功能基因,与杜仲抗逆性强、适应性强等生物学特性相一致。在干旱、半干旱区的兰州北山及黄河滩地、新疆等地均获得成功引种。杜仲可用于绿化荒山、水土保持、水源涵养,改善脆弱区生态环境,也可在公园庭院、田间地头零星种植,在我国生态建设和城镇化建设中具有广阔的应用前景。
经济价值
杜仲“全身是宝”,果、皮、叶均含有杜仲胶和珍贵的药物成分。杜仲胶是高耐磨性轮胎胶料,可改善轮胎的滚动阻力和耐磨耗性能、延长使用寿命,可节油2.5%左右。试验表明,每吨杜仲胶用于轮胎可节油70吨,减少二氧化碳排放200吨[9]。杜仲胶在航空及有关行业轮胎的开发,顺应了国际上以反式胶为主,发展长寿命、高强度、安全、节能“绿色轮胎”的趋势,可以解决长期以来困扰航空业及相关行业中轮胎强度、轮胎寿命、轮胎摩擦放热等一系列重大问题,最大限度地减少由于飞机轮胎爆裂而造成的灾害,为我国国防工业、航空航天工业的发展提供了新型橡胶材料。杜仲胶同时又是合成橡胶和塑料的优良改性材料,杜仲胶与塑料共混改性可以制造高性能塑料合金,广泛用于汽车部件、体育运动器材等,蕴藏着巨大的潜在市场。杜仲胶还可应用于海底电缆、高性能三角带、医用夹板、形状记忆材料、减震降噪集成材料以及其他特殊环境下使用的新型功能材料等。
杜仲皮、花、果、叶等具有很高的食用和药用价值。杜仲雄花氨基酸含量达21.88%、为松花粉的2倍以上,黄酮含量达3.5%~4.0%、为银杏叶的4~5倍;杜仲油α-亚麻酸含量达67.6%,为橄榄油、核桃油、茶油中所含α-亚麻酸的8~60倍;杜仲叶富含绿原酸、京尼平苷酸等活性成分,其中绿原酸含量达3%~5%,在“三降”(降血压、降血糖、降血脂)、“四护”(护心血管、护肝、护肾、护视力)、“六抗”(抗肿瘤、抗梗塞、抗骨质疏松和衰老、抗病毒细菌、抗过敏、抗氧化)等方面具有显著功效,且无毒副作用。已公布的27个保健食品功能中,杜仲具有其一半以上功能,是开发现代中药、保健品、功能食品饮品的上等优质原料[15]。杜仲籽油(杜仲亚麻酸油)是国家批准的第一个以杜仲种仁为原料的新食品原料,研发出的主要产品包括杜仲α-亚麻酸软胶囊、杜仲亚麻酸调味油、富含α-亚麻酸的蛋黄酱、杜仲籽油系列化妆品等。
杜仲叶内含有的粗蛋白、粗脂肪、维生素、氨基酸等各种营养物质,用杜仲功能饲料喂养鱼、牛、羊、鸡、猪等,能够满足动物生长发育所需大部分营养需求。研究表明,用杜仲叶功能饲料养殖3个月后,猪肌纤维密度提高60%以上;鸡血清甘油三酯降低46.3%,胆固醇降低23.9%;鹅肉总脂肪降低71.3%,蛋白质提高57.1%。杜仲叶中所含抗菌消炎等活性成分,能提高畜禽的免疫能力,减少疾病的发生和抗生素的使用,使畜禽肉蛋安全优质,减少抗生素残留等对人体的副作用和危害。
保护现状
杜仲列入《世界自然保护联盟红色名录》(IUCN)中,保护级别为易危(VU)。