長白山區建立規模化規范化東北紅豆杉藥用林示范園區研究

吳炳強，王永明，徐 錄，張洪偉，吳炳成，崔 利 (汪清東北紅豆杉生物科技有限公司，吉林汪清133200)

長白山區位于我國東北東部，地理坐標為40°40'～44°30'N，126°20'～131°20'E，即威虎嶺—龍崗山脈以東的地區，總面積75 940 km2，約占吉林省總面積的40.5%。該區東部與俄羅斯沿海地區相毗連，東南隔圖們江、鴨綠江與北朝鮮相望，西南與遼寧省接壤，北部僅靠黑龍江省的寧安、東寧2縣。該區的最東邊距日本海15 km，與日本隔海相望。該研究中的長白山區涉及通化地區和延邊地區。通化地區是吉林省偏南的區域，現轄通化、渾江、梅河口、集安、柳河、輝南、靖宇、撫松以及長白山朝鮮族自治縣，面積33 240 km2。延邊朝鮮族自治州現轄延吉、圖們、龍井、和龍、安圖、敦化、汪清、琿春8個市(縣)，面積約42 700 km2。這些地區是一個多山林的地區，其植物類型為長白山植物區系，在部分林分地段混生著為數不多亞寒帶的珍稀樹種——東北紅豆杉。

東北紅豆杉(Taxus cupidata Sieb et Zucc.)又叫紫杉、赤柏松，是地質第三紀孑遺樹種，被國家列為瀕危珍稀一類保護植物。東北紅豆杉葉含槲皮素、桂皮酸、紫杉醇、紫松醇、紫松素、阿西多黃素，莖皮中含有紫醇。東北紅豆杉不僅木材珍貴，樹型優美，其葉、莖、皮和枝均可入藥，中醫認為有通經、利尿之功效，可用于治療腎炎水腫、小便不利、糖尿病等。尤其是自20世紀70年代，美國人發現從太平洋紅豆杉中提取的紫杉醇具有良好的抗癌作用以來，紅豆杉的身價由此大增，被世人稱之為“綠色黃金”和“征服癌癥的希望之樹”。因其散生于海拔800 m以上的針闊混交林中，又雌雄異株，不易授粉，種子特缺，天然生長和更新緩慢，再加上不合理利用等綜合原因，現已瀕臨滅絕。因此，為提取紫杉醇提供大量原料，建立東北紅豆杉藥用林基地勢在必行。

1 建立長白山東北紅豆杉藥用林基地的意義

建立東北紅豆杉藥用林基地，既可為提取紫杉醇所需的大量原料供應提供保障，又可有效保護天然生長的東北紅豆杉珍稀資源，還可以帶來可觀的經濟效益與巨大的社會、生態效益。同時，也可以利用該基地，對東北紅豆杉這一珍稀樹種開展更廣泛深入的科學研究，以縮小我國紅豆杉研究與世界的差距，推動長白山區的山區綜合開發、高效林業建設和當前的林業轉型，甚至對整個社會都將產生積極而深遠的影響。

2 東北紅豆杉生物學特性

東北紅豆杉雌雄異株(圖1)，樹形優美(圖2)，種子卵圓形，紅色，有光澤(圖3)。東北紅豆杉為亞寒帶樹種，是古老的第三紀孑遺植物樹種，是亞寒帶針闊混交林的組成樹種。屬耐陰性或半陰性植物。幼苗怕強光，要遮陰庇陽，對光照適應幅度較大。其對溫度的耐受范圍如下:熱月氣溫為19～20℃，冷月氣溫為－19～－20℃，活動積溫1 923～2 149℃;成樹可耐－40℃低溫，但苗期可覆防寒土或蓋草簾防寒。相對濕度在70%以上東北紅豆杉生長良好，要求土壤含水率40%～60%。積水低洼地不適宜東北紅豆杉生長。東北紅豆杉要求土層深厚，有機質含量豐富、微酸性土壤。在光照條件下，40～60年開始結實。東北紅豆杉壽命一般在200～300年，長白山區有1 000以上的老樹(圖4)。

圖1 東北紅豆杉雌株

3 東北紅豆杉育苗技術的研究

東北紅豆杉種苗是傳承其遺傳基因、促進東北紅豆杉森林世代繁衍的載體，是保護這一珍稀植物特殊物質基礎和根本保障。可靠的繁殖方法是東北紅豆杉得以推廣的先決條件。東北紅豆杉的繁殖方法可分為兩大類，即有性繁殖和無性繁殖。有性繁殖的后代具有雙親的遺傳特性，有較強的生命力與變異性，遺傳性是不穩定的;無性繁殖能穩定地保持原品種的特性和特征，一致性強，是培育生產東北紅豆杉用苗的主要方法，其具體技術主要有扦插和組織培養。

圖2 東北紅豆杉樹形

圖3 東北紅豆杉果實

圖4 千年東北紅豆杉

3.1 扦插育苗技術研究

3.1.1 試驗材料。無性系:2011年5月份采集汪清縣南溝林場塘石砬子溝10年生以下，約100年生和金溝林場約1 000年生東北紅豆杉樹的中下部枝。

3.1.2 試驗地情況。試驗地設在汪清縣百草溝鎮仲坪村附近，苗床面積為6 800 m2，土壤為沙壤土，無霜期130 d。

3.1.3 試驗方法。

3.1.3.1 1號ABT生根粉濃度對扦插成活率的影響。扦插條長20 cm，下口斜切，用1號ABT生根粉100～500 μg/g藥液浸泡20 h，于5月15日以4～6 cm株距扦插在苗床上，插的深度為插條的1/3。苗床上搭設1 m高弓形遮陰棚，棚內再架設50 cm高的塑料棚，每天噴2次水，保持床面濕度85%左右，溫度控制在25℃左右，超過30℃時及時通風降溫。生根開始經常打開塑料棚增加通風次數，減少澆水次數。

3.1.3.2 樹齡大小對扦插育苗成活率的影響。依上述方法分別把10年生以下、約100年生、約1 000年生東北紅豆杉以20 cm的一年生枝條扦插在苗床上，苗期溫濕度控制及其管理同上。

3.1.4 結果與分析。生根以前嫩枝就進行生理活動，這一時期溫濕度控制格外重要，應適當增加噴水次數，保持地溫穩定，并加設遮陽網，以免燙傷嫩葉。6月11日～7月16日期間愈合組織和根源基已基本形成。這時期在保持原來澆水量的基礎上，要保持穩定的地溫(25℃左右)，超過30℃時應通風降溫，通風后適時澆水，保持棚內濕度。7月16日開始形成根系。此時可適當減少澆水次數，減少土壤濕度，促進根系生長。7月21日開始形成頂芽，這時可以完全撤去遮陽網。

從表1可知，用500 μg/g濃度不如100 μg/g濃度插條成活率高。這與插條過量吸收生長素后比例失調有關。

表1 1號ABT生根粉濃度對扦插成活率影響

從表2可知，樹齡與扦穗成活率呈負相關，樹齡越高，插穗成活率越低，10年生以下樹齡插條成活率90%，約100年生樹齡插條成活率75%，約1 000年生樹齡插條成活率只有50%。這與插條活力有關，樹齡高的東北紅豆杉，其細胞組織器官都在衰老，細胞里的DNA、RNA等活性物質都在減少，整個樹體導管、篩管轉運功能在退化，其同化作用和異化作用不平衡，這是千年樹插穗成活率低的主要原因。

表2 樹齡對扦插成活率的影響

3.2 組織培養與快速育苗技術研究 組織培養主要采用MS培養基，附加不同種類和濃度的細胞分裂素(6-BA，ZT)和生長素(NAA)，組成各種培養基，pH為5.8，誘導及分化培養基中加3%蔗糖，生根培養基加2%蔗糖。

3.2.1 組織培養技術研究。

3.2.1.1 誘導腋芽萌發。將帶腋芽的東北紅豆杉嫩莖外植體接種在附加6-BA 2.0 mg/L+ZT 0.1 mg/L的MS培養基上10 d后，腋芽萌發。

3.2.1.2 芽的增殖培養。采用 MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+ZT 0.1 mg/L。

3.2.1.3 生根培養基。培養基采用 MS+NAA 0.2 mg/L。

3.2.1.4 幼苗移栽。當幼苗高 2.0 ～2.5 cm，每株根數達 3～5條、根長達1.5～2.0 cm時，移栽于經過土壤消毒處理的營養缽中，上覆塑料薄膜保溫、保濕。5 d后去除塑料薄膜，10 d后即可成活。當幼苗長至6.0～8.0 cm時，帶土坨移入苗圃。苗圃地管理與保護地營養育苗方法相同。

3.2.2 培養技術要點。

3.2.2.1 培養基滅菌。對分裝入三角瓶的培養基，用0.1 MPa壓力熱壓滅菌20 min。

3.2.2.2 材料的選擇與滅菌。選取生長健壯的嫩莖頂端作外植體，剪去葉片和葉柄后用自來水沖洗，并加少量洗衣粉加以洗滌，用自來水沖洗4～5 h，然后切成約5.0 cm長的莖段。滅菌。先用70%酒精浸泡30 s，再用0.2%升汞溶液消毒8 min，取出后用無菌水沖洗5次。

3.2.2.3 切斷與接種。材料經滅菌處理后，切成長度約0.5 cm的小段，每段至少有1個葉腋，置于無菌培養皿內，用濾紙吸去表面水分，移到超凈工作臺上，按無菌操作要求接種于培養基上(每個100 ml三角瓶內放置4～5段)。

3.2.2.4 培養條件。將培養瓶置于溫度20～26℃、光照強度為2 000 lux的培養室培養，光照時間為每天12 h。

3.2.2.5 繼代培養。接種后10 d左右，葉腋處有腋芽萌發，待芽長至1 cm左右時把芽從莖段上切下來，接種于分化培養基中，當分化出新芽時再進行多次繼代培養。

3.2.2.6 生根培養。當苗高2.0 ～2.5 cm 時，轉入生根培養基，待苗基部長出數條粗壯短根時，開瓶鍛煉2 d，然后移入營養缽中，濕度保持90%。

3.2.2.7 移入苗圃。幼苗長到6.0 cm以上時帶土坨移入苗圃(移入苗圃應在當地終霜期過后)。

東北紅豆杉如果采用種子育苗，因其發芽率低，育苗時間長，育出的實生苗變異性大，且種子產量有限，嚴重制約目前大量發展人工東北紅豆杉造林基地需要。因此，用無性扦插與現代組織繁殖的方法，可大量培育出東北紅豆杉苗木，是為大力發展人工林基地提供苗木保證的良好途徑。

4 東北紅豆杉人工造林技術研究

4.1 造林立地類型與生態環境選擇研究 東北紅豆杉在不同立地類型，其生長不盡相同，生長率和成活率差異很大，斜緩坡立地類型的東北紅豆杉生長優于山脊陡坡和平谷立地類型(表3)。因此應選擇斜緩坡立地類型作為東北紅豆杉的人工造林基地。

表3 東北紅豆杉人工培育立地類型調查

4.2 東北紅豆杉在不同立地營造人工林的成活率與生長率 東北紅豆杉可植苗造林，苗齡以3～4年生為好，造林前原生態塊狀整地(40 cm×50 cm×20 cm)，株行距1.0 m×2.0 m，造林密度3 300株/hm2或5 000株/hm2。造林季節以春季最佳。幼林撫育采用“三清”技術:一清堂除灌，二清苗基雜草灌木，三清上方過多庇蔭樹枝。在山脊陡坡、斜緩坡、平谷3種類型立地各栽植了2 hm23年生苗，1年后調查其成活生長情況(表4)。

表4 東北紅豆杉不同立地造林成活生長情況調查

由表4可知，3種類型立地中斜緩坡東北紅豆杉的生長量、成活率均大于山脊陡坡、平谷地類型。

5 結論

(1)東北紅豆杉為第三紀孑遺樹種，國家一類珍稀瀕危樹種，零散分布，數量不多，又異雄異株，不宜授粉，種子奇缺，天然生長，更新緩慢。因此建立東北紅豆杉標準化示范園區，是功在當代，利在千秋，建設生態文明的當務之急。

(2)選擇優良種質資源進行無性扦插繁育是保存優良種性的良好措施，選用100 μg/g 1號ABT生根粉處理插條成活率高;樹齡與插條成活率呈負相關。

(3)組織培養是擴大東北紅豆杉繁殖系數、快速工廠化現代育苗的有效途徑。

(4)東北紅豆杉人工造林立地適宜選擇斜緩坡立地，且需要做到“三分栽樹七分管理”，采用“三清”技術，加強人工林的撫育管理。

［1］王永明，樸達洙.山區資源開發項目與實用技術研究［M］.北京:中國林業出版社，1997:211－218.

［2］汪勁武.紅豆杉科皆美木［J］.植物雜志，1999(6):29 －31.