橡膠樹RRIM600不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產量和生理效應

仇鍵等

摘 要 研究橡膠樹RIMM600不同濃度乙烯氣刺微割系列實驗，結果表明：氣刺微割的干膠含量與乙烯濃度呈顯著負相關（R=0.962，p=0.009），但干膠增產效應與乙烯濃度并不成比例（R=0.300， p=0.624）。膠乳中蔗糖（R=0.870）和鎂離子（R=0.676）含量的變化與乙烯濃度呈一定的相關性，而無機磷和硫醇含量的變化與乙烯濃度無明顯相關性。綜合比較不同濃度乙烯氣刺微割的干膠產量和生理參數，初步認為：40%乙烯氣刺微割的干膠產量高，生理狀況平穩，是一種適用于橡膠樹RIMM600的氣刺微割的乙烯濃度。

關鍵詞 橡膠樹；RIMM600；氣刺微割；膠乳生理；乙烯濃度

中圖分類號 S794.1 文獻標識碼 A

Effects on Yeild and Physiological Features of Micro-tapping

on Rubber Tree（Hevea brasiliensis）Clone RRIM600 with

Different Stimulation Concentration of Ethylene

QIU Jian， WU Ming，YANG Wenfeng， WEI Fang，

LUO Shiqiao， XIAO Xianzhou*

Rubber Research Institute， CATAS/Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of

Rubber Tree， Ministry of Agriculture， Danzhou， Hainan 571737， China

Abstract The series of experiment involved micro-tapping on rubber tree clone RRIM600 with different concentration of ethylene（ETC）. The results showed that the dry rubber content（DRC）of micro-tapping had significantly negative correlations with the ETC（R=0.962，p=0.009），but no correlation was observed between the increasing yield and the ETC. The decline of sucrose（SUC， R=0.870，p=0.055）and magnesium（Mg2+， R=0.676， p=0.210）were also related to ETC， while the changes in thiols（R-SH）and phosphorus（Pi）contents in latex didn't have a bearing on ETC. Based on the dry rubber yields and physiological parameters of micro-tapping with different ETC， our preliminary view is that， 40% ethylene applied in micro-tapping on RRIM600 gave higher yield and good physiological status implying physical fitness of laticifer cell， would be a practical ETC for micro-tapping on rubber tree clone RRIM600.

Key words Hevea brasiliensis；RIMM600；Micro-tapping；Physiological features of latex；Ethylene concentration

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.08.006

氣刺微割是20世紀90年代初馬來西亞首先提出的一種全新割膠技術，割線僅S/8（八分之一樹圍）或5～10 cm。由于割線短，操作簡單，具有割膠速度快、耗皮少、采膠頻率低等優點[1-3]。氣刺微割可通過擴大樹位株數（中國傳統割膠每人每天割250～300株，微割可割1 000株），增加膠工的日產量、年產量，從而大幅度提高勞動生產效率，降低生產成本，是當前中國進一步深化割膠制度改革的重要研究方向[4-5]。

中國于1995年開始引入氣刺割膠技術后，對橡膠樹膠乳生理特性、刺激劑量、刺激周期、割膠頻率、刺激位置、割線長度等采膠技術環節進行了探索[6-8]，同時開展一定規模的連續性（10 a）生產試驗[9-13]。經過十多年的研究，現已基本掌握了氣刺割膠的技術特點和操作要領，并積累了大量的生產性試驗示范資料和經驗，同時也發現一些負面的問題，如產量不穩定、長流膠嚴重、樹皮木栓層加厚等[14]。目前，中國研究和生產試驗中使用的氣體均為100%濃度的乙烯，理論上的刺激強度是傳統乙烯利的3～10倍，如此高強度的刺激勢必引起橡膠樹的強烈反應[15]。而國外出于對技術知識產權的保護，未公開使用濃度，僅少量報道顯示生產試驗中使用的氣體濃度為80%和100%[16-17]。迄今為止，國內外對氣刺微割技術側重于大田生產試驗，還未對氣刺微割適用的乙烯濃度進行系統研究，未見乙烯濃度在氣刺微割中產量和生理效應的報道。本研究以橡膠樹RIMM600為實驗材料，比較了不同濃度乙烯氣刺微割下的干膠產量和膠乳生理變化，通過干膠產量和生理效應的綜合分析，以期篩選出針對橡膠樹RIMM600氣刺微割的有效刺激濃度。本研究結果解決了氣刺微割技術中乙烯使用濃度問題，將有利于氣刺微割技術的大規模推廣應用。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為中國熱帶農業科學院試驗場7隊的RIMM600健康橡膠樹，于1985年定植，1993年開割。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 采用隨機化完全區組設計，共設7種處理：①S/2 d4 ET（乙烯利）2.5%（對照1）；②S/4U d4 ET（乙烯氣體）3.5%（對照2）；③S/8U d4 ETG20%；④S/8U d4 ETG40% 2；⑤S/8U d4 ETG60%； ⑥S/8U d4 ETG80%；⑦S/8U d4 ETG100%。每個處理3次區組重復，每個區組5株樹。處理①、②每2刀涂1次復方乙烯利，其余5個處理，每2刀充1次對應濃度的乙烯氣體，氣室安裝在割線上方20～30 cm處，排空后，每次充氣40 mL。試驗時間為2012年6月～2013年11月，試前所有參試膠樹均采用4 d 1刀割制，不施乙烯利割3刀，采集樣品測定作為試前基數。隨后開始采用乙烯刺激割膠，2012年14個刺激周期，2013年19個刺激周期。

1.2.2 產量測定 收集每次割膠的全部膠乳，將同一區組的5株膠樹的膠乳合并，測定每割次的膠乳產量。

干膠產量=膠乳產量×干膠含量（簡稱“干含”）

凈增產率=[（處理組試后干膠產量/處理組試前干膠產量）/（對照1試后干膠產量/對照1試前干膠產量）]×100%-100%

1.2.3 生理參數測定 收集開割后5～35 min流出的膠乳，將同一區組的5株膠樹的膠乳混合作為1個樣品，冰浴帶回實驗室進行生理參數分析。膠乳中的蔗糖含量、硫醇含量、無機磷含量、干含和鎂離子含量按常規方法測定[18-19]。

生理參數變化幅度=試后2 a平均-試前基數

1.3 數據處理

使用SPSS 13.0軟件進行統計分析，采用t-student檢驗分析處理前后差異，采用One-way ANOVA中的Duncan多重比較對比分析不同數據組間的差異，并計算乙烯濃度與干含、生理參數間的Pearson相關系數。

2 結果與分析

2.1 不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產量比較

由表1可知，試后第1年，不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產量均高于常規乙烯利刺激割膠（對照1和2），其中處理④的干膠產量顯著高于其他乙烯濃度氣刺微割。試后第2年，實驗樹位各處理的干膠產量都有明顯的提高（與2013年氣候條件適宜有關，科學院試驗場7隊非試驗區的產量也顯著提高），尤其是對照產量提升顯著，造成氣刺微割的干膠產量低于對照。但對比不同乙烯濃度氣刺微割的干膠產量，處理④的干膠產量仍然顯著高于其他乙烯濃度氣刺微割。綜合試后2 a的產量，在不同乙烯濃度氣刺微割處理中，處理④平均產量高，凈增產率為12.45%；其次是處理⑥、⑦和⑤，凈增產率分別為9.79%、6.46%和4.02%；而處理③平均產量最低，凈增產率僅為0.7%。

2.2 不同乙烯濃度氣刺微割的干含比較

由表2可知，各處理試后的干含均低于試前。試后第1年，不同乙烯濃度氣刺微割的平均干含顯著低于常規乙烯利刺激割膠（對照1和2）。比較氣刺微割處理間的干含，試后第1年顯著下降，平均干含與乙烯濃度呈負相關（R=0.972，p=0.005）。試后第2年，氣刺微割處理平均干含仍顯著低于常規乙烯利刺激割膠，但各處理間的差異不顯著，平均干含在28.5%左右。總體上，氣刺微割處理2 a干含低于對照，且隨著乙烯濃度的增加，膠乳的干含下降越多，平均干含與乙烯濃度呈負相關（R=0.962，p=0.009），其中處理③的最高，2 a平均干含為29.4%；處理⑦最低，僅27.6%。

2.3 不同乙烯濃度氣刺微割的膠乳生理參數分析

由表3可知，陰線割膠的試前蔗糖含量均高于陽線割膠，但處理間無顯著差異。試后，除陽線割膠（對照1）外，陰線割膠各處理的蔗糖含量均都顯著下降（p<0.05），其中處理⑥和⑦（即80%和100%高濃度乙烯刺激割膠）下降幅度最大，降幅分別為3.15、4.5 mmol/L。與蔗糖變化類似，無機磷試后含量低于試前，其中對照2和處理⑤⑥⑦（60%～100%）下降明顯（p<0.05），降幅分別為2.79、2.47、2.15、1.04 mmol/L，而對照1與處理④變化幅度較小，僅為0.36、0.12 mmol/L。

由表4可知，無論陽線還是陰線割膠，或采用乙烯利和乙烯氣體刺激，各處理的試后和試前硫醇含量變化不顯著，含量均保持在0.5左右。試前基數顯示陰線割膠的鎂離子含量均高于陽線割膠，試后各處理都顯著下降（p<0.05），其中乙烯氣體刺激割膠下降幅度較大，高濃度乙烯（60%～100%）刺激割膠，下降幅度均超過了35 mmol/L；而乙烯利刺激割膠降幅小，對照1僅降11.97 mmol/L。

3 討論與結論

膠乳再生能力（產膠）和排膠是影響橡膠樹割膠產量的2個主要因素。乙烯通過增加膠乳稀釋作用，降低干含，提高膠乳的流動性，促進排膠，達到提高單次割膠的產量。此外排膠量的增加形成“溝壑效應”，能夠激活膠乳再生能力，從而獲得較為持續的增產效應[20]。本研究結果顯示，氣刺微割的干含與乙烯濃度呈顯著負相關（R=0.962，p=0.009），但干膠增產效應與乙烯濃度并不成比例（R=0.300， p=0.624）。膠乳的干含一方面反映橡膠烴合成和膠乳再生的能力，又影響膠乳的粘性和排膠[19， 21]。由此可見，氣刺微割中乙烯濃度在一定范圍內升高，能夠持續增加膠樹的產排膠能力，具有增產效應。但濃度太高，會引起過度排膠，影響了膠乳的再生和橡膠的合成，造成膠樹產膠與排膠失衡，最終導致產量下降。如在割膠初期，高濃度乙烯（60%～100%）刺激割膠產量增長顯著高于較低濃度，但3～4個月后產膠潛力急劇下降。

膠乳蔗糖、無機磷、硫醇和鎂離子含量是目前膠乳生理診斷中應用最廣泛的4項生理參數，反映了膠樹90%的生理信息[21]。本研究結果顯示，除硫醇含量，氣刺微割前后膠乳蔗糖、無機磷和鎂離子含量均呈下降趨勢，這與Apirak等[17]的研究結果類似。但蔗糖含量變化與肖再云等[21]、楊文鳳等[22]的研究結論相反，這種差異可能來自試前基數的采樣方法。此前的研究通常采用陽線割膠膠乳，然后轉為陰線氣刺割膠處理，而陰刀割膠膠乳中糖含量通常比陽刀的高69.3%～82.9%[23]，勢必造成處理膠乳含量高于試前陽線割膠，形成氣刺割膠能夠提高蔗糖含量的假象。而本研究試前基數采樣為陰線割膠，其后直接進行陰線氣刺割膠處理，能夠更加真實的表現氣刺陰線割膠對膠樹生理狀態的影響。

對比不同濃度氣刺微割的膠乳生理參數變化顯示，膠乳蔗糖（R=0.870）和鎂離子（R=0.676）含量變化與乙烯濃度呈一定的負相關性。蔗糖是天然橡膠生物合成的最初原料，反映了膠樹的產膠能力[24]。鎂離子可中和膠粒所帶的負電荷，促使膠乳絮凝[18-19]。由此可見，氣刺微割中，隨著乙烯濃度的升高，鎂離子降幅逐漸增大，可降低膠乳絮凝，促進排膠，同時膠乳蔗糖的下降也預示，高濃度乙烯刺激割膠可能造成橡膠生物合成能力的不足，可能出現生理虧空。而無機磷和硫醇含量變化與乙烯濃度無明顯相關性，但高濃度乙烯刺激割膠同樣引起膠乳中無機磷含量急劇下降。無機磷與能量代謝密切相關[18-19]，其含量的急劇下降預示長期的高濃度乙烯導致乳管能量代謝水平低靡。據此分析，本研究中采用20%乙烯氣刺微割時，試后膠乳的干含、蔗糖、鎂離子含量變化小，無機磷含量降幅較大，表明乙烯刺激強度不足，膠樹的生理反應小，對排膠影響不明顯，膠乳代謝水平低，不利于膠乳的再生，未達到增產效應的閾值。而采用60%～100%乙烯氣刺微割時，試后干含、蔗糖、鎂離子和無機磷含量均大幅下降，表明高濃度乙烯刺激對排膠影響較大，膠乳短期內代謝水平旺盛，蔗糖消耗大，養分流失嚴重；長期效應為膠樹蔗糖和無機磷水平低，乳管能量代謝失衡，出現生理虧缺，最終導致干含下降，產量不穩定。綜合干膠產量和生理效應，采用40%的乙烯氣刺微割，試后膠乳的干含及蔗糖、鎂離子含量降幅適中，無機磷含量穩定，同時干膠產量最高，表明膠樹的產排膠和生理狀態平穩，具有持續的增產效應，可在橡膠樹RIMM600的氣刺微割中推廣應用。

參考文獻

[1] Sivakumaran S， Ahmad Z M T， Chong K. RRIMFLOW： a promising radical method of crop production in Hevea[J]. Planters Bull， 1991， 4（1）： 81-91.

[2] Chong K， Ahmad Z M T， Sivakumaran S. RRIMFLOW： a novel method of latex extraction from Hevea trees[J]. Planter，1992， 68（2）： 395-399.

[3] 劉實忠， 校現周， 魏小弟， 等. 中國氣刺微割研究現狀（英文）[J]. 熱帶農業科學， 2010， 30（8）： 42-45.

[4] Sivakumaran S， Ismail T， Tham F K. Commericial adoption of RRIMFLOW short cut system of exploitation in several NR producing countries[C]. Kunming：The IRRDB Workshop， 2004.

[5] 校現周， 魏小弟， 羅世巧，等. 論橡膠樹氣刺微割技術發展策略[J]. 熱帶農業科學， 2007， 27（2）： 52-53.

[6] 許聞獻. 跨世紀的割制改革構想——我國割制改革的回眸與前瞻[J]. 熱帶作物研究， 1997， 17（4）： 85-93.

[7] 校現周， 許聞獻， 羅世巧，等. 橡膠樹微割技術若干問題的研究[J]. 熱帶農業科學， 1998， 18（5）： 1-6.

[8] 肖再云， 劉實忠，校現周. 橡膠樹PR107氣刺微割排膠影響面膠乳生理分析[J]. 林業科學， 2010， 46（9）： 65-72.

[9] 黃學全. LIT氣刺微割兩年試驗報告[J]. 熱帶農業科學， 2009， 29（1）： 1-4.

[10] 陳云發， 鄧新華， 紀光惠，等. 氣刺微割在PR107上的應用初報[J]. 熱帶農業科學， 2010， 30（8）： 1-4.

[11] 符慧波. 連續13年氣刺微割試驗總結[J]. 熱帶農業科學， 2010， 30（8）： 5-7.

[12] 校現周， 魏小弟， 羅世巧，等. 試驗場微割技術試驗小結（2007～2009）[J]. 熱帶農業科學， 2010， 30（8）： 18-20.

[13] 校現周， 羅世巧， 魏小弟. 橡膠樹氣刺割膠技術新進展[J]. 熱帶農業科學， 2010， 30（8）： 68-70.

[14] 楊文鳳，校現周. 橡膠樹氣刺割膠技術研究現狀與亟待解決的問題[J]. 中國熱帶農業， 2013， 53（4）： 18-21.

[15] 校現周， 羅世巧，魏小弟. 限制氣刺微割技術發展的幾個問題分析[J]. 熱帶農業科技， 2003， 26（4）： 20-22.

[16] Thongchai S， Sayan S. The impact of ethylene gas application on young tapping rubber trees[J]. J Agro Tech， 2012， 8（4）： 1 497-1 507.

[17] Apirak D， Sayan S. Enhancing the latex productivity of Hevea brasiliensis clone RRIM 600 using ethylene stimulation[J]. J Agro Tech， 2012， 8（6）： 2 033-2 042.

[18] Nair U， Nair R， Thomas B M， et al. Latex diagnosis in relation to exploitation systems in clone RRII 105[J]. J Rubber Res， 2004， 7（2）： 127-137.

[19] She F H， Zhu D M， Kong L X， et al. Ultrasound-assisted tapping of latex from Para rubber tree Hevea brasiliensis[J]. Ind Crop Prod， 2013， 50（4）： 803-808.

[20] Zhu J H， Zhang Z L. Ethylene stimulation of latex production in Hevea brasiliensis[J]. Plant Signal Behav， 2009， 4（11）： 1 072-1 074.

[21] 肖再云，校現周. 巴西橡膠樹膠乳生理診斷的研究與應用[J]. 熱帶農業科技， 2009， 32（2）： 46-50.

[22] 楊文鳳， 牛靜明， 羅世巧，等. 橡膠樹氣刺割膠中不同割線長度生理效應研究[J]. 熱帶作物學報， 2012， 33（11）： 1 971-1 975.

[23] 許聞獻， 曾 慶， 黃文成. 中國橡膠樹割制改革30年[J]. 熱帶農業科學， 2000， 20（6）： 57-71.

[24] Tang C R， Huang D B， Yang J H， et al. The sucrose transporter HbSUT3 plays an active role in sucrose loading to laticifer and rubber productivity in exploited trees of Hevea brasiliensis（Para rubber tree）[J]. Plant Cell Environ， 2010， 33（10）： 1 708-1 720.

責任編輯：黃東杰