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文档简介
《经济植物资源学》讲稿
教材:戴宝合主编.野生植物资源学。中国农业出版社,2003
主要参考书目:
1、张卫明等.植物资源开发研究与利用,东南大学出版社,2005
2、何明勋主编.资源植物学。华东师范大学出版社,1996
3、谢碧霞、张美琼主编.野生植物资源开发与利用学,中国林业出版社,1995
4、戴宝合主编.野生植物栽培学。中国农业出版社,1997
5、谭仁祥主编.植物成分分析。科学出版社,2002
6、王宗训主编.植物资源利用手册.中国科学技术出版社,1989
目录
第一章植物资源开发利用概述
第一节植物资源的概念与分类
第二节植物资源的基本特性
第三节植物资源研究的基本内容
第四节植物资源的开发利用
第五节资源植物的保护
第二章资源植物的引种与.繁殖
第一节资源植物的引种驯化
第二节资源植物的繁殖
第三节资源植物采收、处理与贮藏
第四节资源植物的采收与贮藏
第三章药用资源植物
第一节药用植物的概念与分类
第二节药用植物的采集与利用
第三节几种药用植物的开发方法
第四章能源植物的开发与利用
第一节能源植物资源的开发
第二节黑皂树(麻疯树)的开发
第三节植物乙醇的开发
第五章芳香植物和色素植物资源
第一节芳香植物资源
第二节色素植物资源
第六章树脂树胶和农药植物资源
第一节树脂植物资源
第二节树胶植物资源
第三节农药植物资源
第七章纤维、淀粉和油脂植物资源
第一节纤维植物资源
第二节淀粉植物资源
第三节油脂植物资源
第八章果树及其他植物资源
第一节果树植物资源
第二节其他植物资源
人类诞生以来,首先开发利用(衣食住行)的就是植物资源。在不同时代,因科技、经济条件和社会需
求等不同,开发利用的植物种类和数量也不同。现在全世界有150多种植物被大面积种植作为食品,有90%
的食物来源于20种作物,75%的事物来自小麦、水稻、玉米、马铃薯、大麦、甘薯和木薯7种作物,前三种
又占总产两的70%以上。
据统计,地球上现存的植物种类约有50万种,其中高等植物近30万种。我国幅员广阔。从地理上看,
横跨寒温带(即亚寒带)、暖温带、亚热带和热带,海拔从海平面到数千米,温、光、水、地势地貌、土壤等
生态条件十分复杂,资源植物极其丰富。据研究,我国高等植物就近3万种,其中木本资源植物就有七千多
种,木本植物中,乔木资源植物约有二千多种(而北美只有六百多种,欧洲也仅有二百多种),而且还有许多
世界有名的经济树种;同时、还有种类繁多的草本资源植物。很多种类的植物都具有极大的开发潜力。
在长期的自然演化和人工选择作用下,每一种植物都形成了自己独有的特征、特性和有效化学成分,对
人类有着各种各样的用途。在地球上现存的植物中,目前已有一部分被人类广泛地开发利用,如粮食作物、
经济作物、饲料作物、栽培果树、蔬菜、部分药用植物、桑、茶及观赏植物等,这些资源植物除直接用于我
们的衣、食、住以外,还是发展工业生产的重要原料,已给我们人类带来了巨大的经济利益。但绝大多数植
物还未被开发利用或未被充分地开发利用。在这些尚未被广泛利用的植物中,许多种类都可能存在巨大的开
发潜力。随着科学技术的不断发展,这些植物的开发利用潜力将会逐渐被挖掘出来。它们除可为人类带来直
接的经济利益外,还是极其宝贵的种质资源,对研究和改良现有栽培植物的抗性,品质和提高其产量具有极
其重要作用.对这些植物开展深入研究,其空间很大。
植物资源的开发与利用是不同的概念。植物资源的开发主要指人们对植物资源进行调查、经营等工作,
达到开采和形成原料形式的措施和过程。利用通常是指人们对已开发出来的资源产品(原料)进行加工或
处理,使之成为可直接利用产品的措施和过程。开发与利用在概念上是有区别的,过程有先后之分,但两
者又是紧密联系、有时无法分割的连续过程。
《植物资源开发与利用》的主要任务是,研究具有明显经济开发利用价值的野生和半野生植物的特点和
开发利用原理与方法。而那些已被广泛深入开发利用的各类农作物、栽培果树、蔬菜、部分药用植物、桑、
茶及观赏植物等均不在本课程的研究之列。
第一章植物资源开发利用概述
第一节植物资源概念与分类
1植物资源的概念
1.1资源的概念与分类
资源(resource)直接含义,生产资料或生活资料的来源。以前泛指人类从事社会活动所需的全部物质
基础。现在指在一定的时空分布和一定的经济条件和技术水平下,由人们发现的、可被利用的、有价值的东
西,包括有形的物质和无形的东西如资本、技术和智慧等。
资源的分类:(1)按来源分:自然资源和社会经济资源两大类。(2)按自然资源的性质分:可更新资源和
不可更新资源。
可更新资源包括太阳能、地热、风能、水力能、生物资源等,生物资源包括植物资源、动物资源和微生物
资源。
1.2植物资源的概念
植物资源,广义:指地球上所有植物的总和。狭义:世界上一切有用植物的总和。因有用的理解在不同社
会、不同经济技术条件、不同民族等差异很大,如薪碳林在发达国家没有多大价值,而是发展中国家重要的
生活能源植物。再如,油枯在发展中国家是肥料资源,而在日本是蛋白质资源。故植物资源的一般概念:是
在一定社会、经济、技术条件下有用植物的总和。
2植物资源的分类
2.1按用途分类
我国1960年出版的经济植物志,根据当时的需要,分类是以用途为主的,分为8大类纤维植物、油料植物、
淀粉及糖类植物、糅类植物、芳香油植物、药用植物、土农药植物、其他植物。
到20世纪80〜90年代,更多的使用植物资源这一概念,各种植物资源手册中增加了不少新的条目,概括起
来有如下一些:①汕脂植物资源。②药用植物资源。③果树物资源。④芳香植物资源。⑤纤维植物资源。⑥
淀粉植物资源。⑦鞅料、染料植物资。⑧树脂、树胶植物资源。⑨饮料植物资源。⑩食用野菜植物资源。(11)
观赏绿化植物资。⑫饲料植物资源。⑬农药植物资源。Q4)育种植物资源。⑮色素、维生素、蛋白质植物级(有
些是将此3项分开单列)。(16)木材植物资源等。
2.2按学科研究方向分类
根据学科研究方向,植物资源分类如下:①药用与兽药植物资源。②饲料、蛋白质与氨基酸植物资源。③
食用、食疗、野菜、食用菌、饮料、代用茶、维生素、色素、调味剂、甜味剂源与花粉植物资源。④油脂与
脂肪酸植物资源。⑤芳香油植物资源。⑥淀粉植物资;⑦观赏、绿化、抗污染、水土保持、固氮植物资源。
⑧纤维、造纸、编织植物资源。⑨农药、有毒植物资源。⑩染料植物资源。(1D能源植物资源。⑫水生植物资
源。Q3)大宗农副产品植物资源。(M)外贸出口植物资源。(⑸南物北移植物资源。(吩种质资源与濒危植物资源。
⑰人文植物资源等。
2.3按植物功能系统分类
(1)成分功用植物资源型
①饮食用植物资源类:野果植物资源相;色素植物资源相;淀粉植物资源相;油脂植物资源相;芳香植物
资源相;野菜植物资源相;饲用植物资源相;蜜源植物资源相;甜味剂植物源相。
②医药用植物资源类:药用植物资源相。
③工业用植物资源类:芳香油植物资源相;油脂植物资源相;淀粉植物资源相;树脂植资源相;糅质植物
资源相;树胶植物资源相。
④农业用植物资源类:绿肥植物资源相;农药植物资源相。
(2)株体功用植物资源型
①株体自身功用植物资源类:能源植物资源相(薪炭型能源);纤维植物资源相(原纤型);木材植物
资源相:寄主植物资源相;种质植物资源相。
②株体效益植物资源类:指示植物资源相:环保植物资源相;绿化观赏植物资源相;防固沙植物资源相;
水土保持植物资源相。
2.4吴征镒分类法
以上几种分类方法,其出发点均为如何开发利用,只是看问题的角度和侧重点不同。我国著名植物学家吴
征镒先生提出的对野生植物资源的分类分为如下5大类:
(1)食用植物资源类:包括淀粉类、蛋白质类、食用油类、维生素类、饮料类、香料色素类、动物饲料类、
蜜源植物类。
(2)药用植物资源类:包括中草药类、化学药原料类、兽药类、植物性农药类。
(3)工业用植物资源类:包括木材类、纤维类、鞍质类、染料类、芳香油类、植物胶类、树脂类、工业用油
脂类、经济昆虫寄主类。
(4)防护及观赏植物资源类:包括防风固沙类、绿肥类、绿化观赏类、环境检测类。
(5)种质资源植物资源类:包括用于育种及基因工程植物类。
2.5常用分类法
现将常用的一些植物资源类别作些介绍,大致可分为如下22个植物资源类型。
(1)淀粉植物资源:包括食用和工业用淀粉。我国野生植物中蕴藏着大量的淀粉。如葛根、蕨根等是淀粉植
物的主要种类。估计全国可产野生植物淀粉300万t以上。
(2)油脂植物资源:根据多年的调查资料,我国含油率在10%以上的野生油脂植物有1000种之多,其中完
全可食用的有50多种。其中有些含有特种脂肪酸,如r一亚麻酸等,对人体极具营养保健价值。蝴蝶果、油
朴、深木、文冠果等也是很好的食用油源。可供工业用的如油桐等是很有工业价值的油脂植物资源,我国油
桐产的桐油,在世界上颇获盛名。
(3)纤维植物资源:纤维植物量大,用途广泛。我国汉代就开始用纤维植物造纸了,当时使用的原料主要是
竹类和树皮,以后逐渐发展到使用草类纤维和木材纤维。至今瑞香科和桑科中的一些植物的韧皮纤维仍是制
造特种纸张和高级文化用纸的最好原料。我国古代的衣料除了蚕丝外,主要为麻类纤维,其中野葛的韧皮纤
维用于织布,称之为“葛布”。芭麻也是使用较早的织布原料,在棉花引人栽培之前,曾经使用极为广泛。2
锻树科、梧桐科、桑科、亚麻科等的植物纤维可以纺织麻袋利帆布等,也可用于制绳索。纤维植物除用于造
纸、纺织、制绳外,用其编织物品在我国也有很悠久的历史,直到现在仍占有一定地位,如草帽、草席、竹
筐、竹椅、条筐、簸箕等。棕搁科的黄藤、白藤,防己科的青藤,都是特色的编织植物。此外,作为填充料、
刷子等使用的纤维植物也不少,如木棉纤维就是救生圈、枕芯等的优良填充料。
(4)药用植物资源:高等植物是人类现用药物的重要资源。我国药用植物的种类和蕴藏量极为丰富,素有“世
界药用植物宝库”之称。我国已发现的药用植物有11146种,其中绝大多数为野生植物。中草药在我国人民
保健事业中占有重要的位置。国外一些学者也认为“现在是从高等植物,也就是从自然资源中来发现新药的
时代”。美国国立癌症研究所曾对20525种植物进行动物抗癌活性的筛选。国外越来越多的人也把治疗疾病
的希望寄托在天然植物象匕我国民间的兽用药大多数来自植物,其中有许多是中草药。对于民间的兽用药,
也应该相好地加以筛选和整理。
(5)芳香植物资源:芳香植物有食用香料植物和工业用香料植物。食用香料植物的一些芳香油也是重要的
香料工业原料。我国已发现的芳香植物有400余种。其中挂汕、松节油、柏木汕、山苍子汕等的产量已居世界
前列。樟数产的樟脑,产量居世界第一。全世界已发现的芳香植物有1000多种,在国际市场.上有名录的天
然香料约500种。实际上作为天然香料应用而具有商品价值的约200种。
(6)糅质及染料植物资源:糅质是有机酚类复杂化合物的总称。糅质又称单宁,榜胶是它的商品名称,是
从含鞍质植物中浸提出来的产品。鞍质广泛分布于植物中,目前已知含鞍质较多的植物有300多种,但真正符
合经济要求的鞍质植物仅有几十种。生产上常被利用的有:凤尾蕨、落叶松、铁杉、云杉、油松、化香树、
栓皮栋、刺拷等栋类;红树科的角果木、秋茄树、蔷赖科的悬钩子、豆科的黑荆树等。糅质本身也是染料和
媒染剂。其他可作为染料的植物,常见的有靛蓝、桅子、苏木、茜草等等。它们主要用于织物的染色,随着
合成有机染料的发展,植物性染料的使用大为减少。但目前在织物染色行业回归自然的浪潮下,天然植物染
料仍有着其特殊的地位。
(7)树脂及树胶植物资源:树脂包括松脂、橡胶、漆树等,它们的性质和用途各不相同。松脂是我国马尾
松等松树树干流出物,每年产量很大,经提炼后生产脂松香和松节油,主要用于出口,在世界贸易中占有一
定份额。除马尾松外,我国两广地区还引进种植美国湿地松,还有云南松、思茅松、南亚松等都是优良的采
脂树种。橡胶原产巴西热带雨林,现在世界上栽培、开发利用也只200年的历史,可说是植物资源开发利用的
一个典范。生漆的利用在我国有数千年的历史,在20世纪50-80年代是重要的俄出口物资。现在虽然为化学漆
所代替,但在有些特种漆中,它们是不可缺少的原料。
树胶也是重要的工业原料。它能从树木中被提取出来,也能从草本植物的种子中获得,现在都称“植物胶”。
植物胶属于多糖类化合物,水溶性好。我国产的植物胶主要有桃胶类、田青胶、胡芦巴胶等,在食品、化工、
石油、冶金等行业均大量使用。
(8)饮料及野果植物资源:饮料包括以叶类加工产品和野果类加工产品。其发展趋势是从植物资源中寻找
新的天然保健饮料。我国现已发现有开发潜力的野生饮料植物有80多种,其中有柿叶茶、苦丁茶、刺李(果)、
沙棘、野蔷薇果、舜猴桃属植物、野山植、酸枣、山葡萄、君迁子、越桔等。野生果树除少部分果实可直接
食用外,一般均需加了后作饮料或食品使用。
(9)食用色素植物滨源:食用色素植物资源,在我国民间应用历史悠久,用量也较大。如乌饭树、红曲霉、
姜黄、染饭花等都是直接被利用的。在合成食用色素被发现对人体有害而逐渐被摒弃后,天然食用色素越来
越受人们欢迎。胡萝卜素是人们熟知的一类黄色素,现已发现有400多个胡萝卜素化合物。除胡萝卜根中含有
大量胡萝卜素外,许多植物的果实中也含有它们。胡萝卜素对人体有益,卜胡萝卜素在人体内可转化为维生
素A。其他食用色素目前也已开发出许多产品。
(10)甜味剂植物资源:人们通常以蔗糖作为甜味刺,但过多食用蔗糖可造成制齿、肥胖;心脏病和糖尿
病等病害,而合成的糖精对人体有害,已被许多国家禁用或限制使用,这就促让人们从植物中寻找安全、低
能量、优质而廉价的新天然甜味品。我国已从罗汉果、马槟榔、甜茶、白元参、甘草等植物中找到了甜味物
质,有的已在食品中应用了。
(11)维生素植物资源:植物的果实含有大量的维生素,其中许多富含维生素C,如余甘子、刺李、黄蔷赖、
沙棘等。有些植物的叶、花中含有大量的维生素B族类化合物,如许多野菜中均含有较高的维生素B类成分。
各种植物油脂中均含有维生素E。因为维生素C在人们不能自身转化,必须从食品中获得,因此,维生素C的补
充显得更为重要些。
(12)蛋白质植物资源:植物蛋白,长期以来多从植物的种子,特别是豆科植物的种获得。自上世纪下半
叶以来,叶蛋白引起了人们的极大兴趣。许多野生植物的叶子中含量的蛋白质,并已筛选出一些含量高、氨
基酸全面的叶蛋白植物种类。目前尚未充分利来,主要是提取方法和精制成本没有突破,多停留在研究阶段。
但叶蛋白质资源量大,开用潜力非常大。
(13)野菜植物资源:由于某些野菜有特殊的营养价值和特殊的风味,再加上没有化染或很少污染,因而
越来越受人们的欢迎。目前,我国有关野菜的著作很多,收集的种一400多种,其中有食用菌类、蕨类、木
本类、草本类。有些已经开始小面积栽培,可以常年上丰富人们的菜肴。
(14)饲用植物资源:饲料是发展畜牧业的物质基础。目前我国已发现有开发利用的饲料植物500余种。除
豆科、禾本科植物外,还有许多植物可作饲料,如毛蔗科、玄参科、玄参科、伞形科、旋花科、菊科、眼子
菜科、浮萍科、茄科、藜科、范科、十字花科、莎草科等。此外,鱼虾料有螺旋藻、小球藻等;蚕饲料有桑
叶、马桑、柞树(壳斗科)等。尤其是大戟科的肥牛树,干叶中含碳水化合物23%,蛋白质13.2%,粗脂肪22%,
是牛羊喜食的好饲料,每年可亩产鲜叶1500-2000千克。在两广大有开发利用前景。
(15)木材植物资源:植物界每年向人类提供10〜20亿立方米的木材。随着森林资减少,特别是我国人
均森林资源量少,更应加速营造速生和珍贵的木材树种。我国南方热带、亚热带地区已发掘出一些速生珍贵
造林树种,如云南石梓、团花、八宝树、望天树、顶果木、阿丁枫、番龙眼、格木等。传统的松、杉类当然
也是发展的首选树种。
(16)能源植物资源:以往许多著作中并未提及能源植物,上世纪60〜70年代,世界危机以后才逐渐热
门起来。其实能源植物自古以来与人类生活密切相关,薪柴就是植物在现实生活中主要可替代石油的植物能
源。其中首先想到的是植物油脂,如黑皂树油、加工的废油等,还有豆科的油楠的树脂可以直接代替石油作
动力燃料,按类的枝叶蒸储油也是极好的燃油。由淀粉和糖类转化来的乙醇也是极有开发潜力的植物能源。
(17)农药植物资源:土农药在我国民间应用已久,常与有毒植物联系在一起。现在要研究的问题,是如
何提取出高效、易降解、无农药残留的杀虫成分,以代替现有的化学农药。印楝在印度是常见树种,从它的
叶、树皮中提取的印楝素是很好的植物杀虫(驱虫)药。烟碱也一好的杀虫剂。
(18)观赏绿化植物资源:包括各类草皮、行道树、观赏花卉和盆景等,都是现代生活不可缺少的。我国
是花卉的宝库,从南到北,从高山到平原,从寒温带到热带,到处都有出类拔萃的观赏植物,如菊花、梅花、
兰花、竹、牡丹、芍药、山茶、杜鹃、报春、龙胆、百合、绿绒蒿、马先蒿及供桐、水杉、鹅掌揪、海棠、
樱花、台湾杉、棕檎植物等,都是闻名世界的观赏植物。如今欧美各国庭园之中多有来自中国的花卉和竹类。
(19)育种植物资源:主要用于农作物的品种改良。在果树业中,常以近缘野生种砧木,嫁接优质的果树。
这是利用野生种发达而抗性强的根系来营养果实。野生稻用来改水稻品种以获得高产。现在,转基因育种技
术的发展,更需要从农作物的野生近线种中选择优良的基因材料。
(20)蜜源植物资源:我国已发现的蜜源植物有300多种。它们分布于全国各地区,因养蜂者大多采用游牧
方式,利用各地不同的花期来收采花蜜。如何建立天然和人工栽培蜜源基地,改变游牧式养蜂仍是一个重要
课题。
(21)经济昆虫寄主植物资源:我国已发现的各种经济昆虫寄主植物有50多种,例如柴胶虫寄主植物有三
叶木豆、牛肋巴、秧青、泡火绳、柴钾树等。五倍子蝇虫奇主植物有提灯薛和盐肤木等。胭脂寄主植物为仙
人掌。白蜡虫奇主植物有白蜡树、女贞树等。
(22)环境改良植物资源:包括防风固沙、水土保持、沿海滩涂利用、盐碱地改良、改土增肥以及抗污染等
作用的植物资源。如防风固沙植物有木麻黄、相思树、沙枣、琐琐、怪柳、柠条、花棒子、沙打旺、沙拐枣
等;改土增肥植物有田青、猪屎豆、紫云英、马桑以及一些固氮植物。另外,碱蓬可监测环境中的汞含量;
凤眼莲能快速富集水中的镉,并清除酚类物质;大多数林木抓吸收二氧化硫。
第二节植物资源的基本特性
了解植物资源的基本特性是经济资源植物合理开发利用和保护的重要基础。植物资源是生物资源中的一
个组成部分,它和其他生物资源一样,具有生命现象,即具有生长发育,遗传变异和自我繁衍的各种生命过
程。同时植物资源又不同于其他生物资源,它具有把无机物和太阳能直接转化为自身物质和能量的特性。植
物资源对环境条件的依赖程度很高。因而植物资源从开发利用方面来看,具有以下一些基本特性。
1、植物资源的再生性
植物资源的再生性,是指在自然和人为的条件下,植物具有不断的自然更新和人为繁殖的能力。植物为
了繁衍后代,在其生长发育过程中形成了独特的有性繁殖和无性繁殖的能力。许多植物能在不同的环境条件
下选择自身最佳的繁殖方式,或在同一环境条件下以多种繁殖方式繁衍后代,同时.,同一种植物往往都具有
较丰富的变异类型,保证了植物对环境的较强的适应能力。并且,人工通过对某些资源植物的引栽,驯化、
选择和培育,不仅可以增强这些资源植物的再生能力,还可以得到不同的品种,以满足人类的不同需要。因
此,只有把开发与保护相结合,绝大多数植物资源都能与人类长期共存,为人们永续不断的开发利用。
2、植物资源的可解体性
植物资源的可解体性,是指植物资源受白然灾害和人为破坏时可能会出现群体规模减小、种性劣化甚至
灭绝的的特性。因为每一种植物都具有自己独特的遗传基因。任何植物的繁衍都必须要有一定规模的群体,
或者说一定规模的遗传基因库。当该种资源受到自然灾害和人为破坏或不合理的开发利用时,其种群数量就
会减少:而当种群数量减少到一定程度时,其遗传基因库便有丧失的危险;同时,由于遗传基因库的破坏,
该物种个体间的基因交流受到限制,从而导致该物种的种性劣化,最终导致整个物种的解体,以后很难得以
自然恢复。如我国在几十年内有数十种重要的野生植物资源如人参、刺五加、甘草,黄黄、党参和一些野果
野菜资源等濒临灭绝,不得不靠人工栽培来延续其种群的繁衍。
从这一点看,植物资源又是有限的,要想使有限的资源长期无限的开发利用,就要坚持开发利用与合理
保护相结合。
3、植物资源分布的区域性
植物资源分布的区域性是指一定种类的资源植物只能分布于一定的地区范围;反过来,一定的地区范围
也只能分布一定种类的植物。这是由于一方面植物的生存依赖于生态环境,不同地域的生态环境条件包括热
量、光照、水分、地势地貌和土壤条件等存在着很大的差异;同时;在具有相同或相似生态环境的地区,人
们对植物资源的开发利用的程度和保护的力度也不同。这就使植物资源的地域性分布往往呈现明显的区域性。
一个地区往往都有自己的优势资源植物。
植物资源的分布区域性是我们开发利用植物资源的重要依据之一。在开发利用上要注意发挥当地植物资
源的优势。
4、植物资源用途的多样性
植物资源用途的多样性是由植物种类的多样性和同一植物用途的多样性所决定的。植物种类繁多,不同
的植物具有不同的用途,种类繁多的植物可以满足人类的不同开发利用目的;同时,同一种植物的用途大多
都不是单一的,而是具有多种性,人们可以从多方面加以开发利用。如常见植物中的火棘,其果实可以作为
食用果品,嫩叶可作茶饮,根、茎可提取糅料〕还可入药,同时火棘还是较为良好的观赏植物,开发利用范
围相当广泛。
植物资源用途的多样性是人们对资源植物进行综合开发和多种经营的重要依据。
5、植物资源近缘种化学成分的相似性
亲缘关系相近的植物,其形态、结构相似,同时它们的代谢产物也具有相似性。植物亲缘关系越近,则
所含化学成分也越相似。
植物近缘种化学成分相似性的重要意义在于,人们在进行植物资源开发利用时,如果一种植物资源不能
满足利用需要,就可以寻找具有相似化学成分的其它植物作为替代性资源。例如,利血平是50年代国外
研制的一种特效降血压药物,其主要有效成分最初是从印度蛇根木中提取出来的。我国由于没有这种植物,
以前一直只能从国外进口原料生产或直接进口成品药物,价格十分昂贵。后来我国植物工作者在其同属植物
中展开化学研究,找到了能作为生产利血平原料的植物萝芙木。目前我国所生产的萝芙木总碱制剂(降压灵)
不仅能满足国内需要,而且还有部分出口,从而打破了国外对利血平的垄断局面。
6、植物资源的分散性和联动性
植物资源的分散性是指植物资源在自然界中具有分散于其它种群的特性。这是因为每一种资源植物的各
个种,虽然有自己的生长发育规律,要求特定的外界环境条件,但除了人工种植的植物外,其它植物往往都
零星分布于不同的植物群落中,这种情况会给植物资源开发利用带来不少的困难,特别不利于采收和管理,
但它对于植物资源的保护和避免某资源植物的灭绝却是有益的。
植物资源的联动性是指在一定的区域或一定的群落中,•种资源的破坏同时也会带来其它资源或生态环
境破坏的特性。同一区域或群落中的各种植物,由于长期共用同一生态环境,彼此间建立了牢固的相互适应
和相互依存的关系,一损俱损,一荣俱荣。因此,对于任何一种资源植物的开发利用和保护都必须考虑与之
相关联的其它植物甚至整个生态环境。
7、植物资源开发利用的无限性
资源植物是植物界中具有较高经济利用价值的一些植物。由于人们对植物的经济利用价值的认识是无限
的,随着科学技术的发展,越来越多的植物的利用价值将不断被发现出来,可被开发利用的植物种类将越来
越多。同时人们对同一种植物的研究也在不断深入,同一植物新的开发利用价值也可能还会随时被发掘出来,
这无论对于已被广泛开发利用的植物还是人们初步认识或尚未认识的植物来说都是如此。
8、植物资源的可驯化栽培性
植物资源的可驯化栽培性是指野生植物可通过人的引种驯化而变成人工栽培植物。根据植物对环境的生
态适应原理,任何一种野生植物,只要人们给它创造与原产地相似的生态环境,所有野生植物都是可以栽培
的。现在的栽培植物,都是野生植物经过人们驯化而来的。资源植物的引种驯化,不仅可以扩大资源植物的
分布区和提高产量,克服野生资源植物分布零星不易采收、开发利用成本高的困难,同时还可以拯救濒危植
物。
9、植物资源采收利用的时间性
植物在生长发育过程中,体积、重量和化学成分在不断地变化。不同的植物种类。不同的植物器官在不
同的时期所积累的代谢产物都不相同。这就决定了植物资源采收利用的时间性。
植物的采收时间直接关系到目的收获物的产量和品质。如有“三月茵陈四月蒿,五月砍了当柴烧”,说
的是茵陈蒿只有在早春采收才能药用,晚了就失去了药用价值。
采收时期的确定因植物种类,生长发育阶段和所利民的植物器官不同而不同。掌握采收时期总的原则
是按照经济目的要求,选择植物含有效成分最多,单位面积产量最高的时期进行采收,以取得最好的经济
效益。例如,利用植物的根、块茎、球茎、鳞茎、根状茎等地下器官的,应在秋季植株地上部分枯萎时或
在早春植物返青前进行采挖。这时植物的养分及有效成分多集中在地下贮藏器官中。如果地上部分枯萎后
在野外不易寻找的种类,亦可在枯萎之前或早春刚发芽时采收;利用地上部分营养器官的种类,一般在植
物生长最旺盛时期采收。但要由经济目的定。如采收桦树汁应在春季树液活动最旺盛时期进行;来收刺老
芽,蕨菜等需要在芽展开后生长到一定大小,含纤维少的时期采收,因为这一时期既有产量品质又好;利
用生殖器官的植物,如利用花的,应在开花前的花蕾时期采收。如果利用果实种子类,应在果实种子充分
成熟时期来收,若果实种子成熟期不一致的,应分期采收。总之,来收时期服从于经济目的,以获取优质
高产的植物原料或产品为目的。
10、植物资源开发利用的时效性
因经济技术水平和社会需求的变化,使植物资源开发利用在用途、方式方法上随着时间的变化而变化。
人类开发利用植物资源是变植物无用为有用,变植物单一用途为多种用途,变植物低级用途为深层次用途的
过程。这一过程总是要与当时社会经济条件相适应。例如我国建国初期,经济基础较差,开展过“小秋收”
运动,那时对野生植物资源的利用,以补充农业收入的不足为主要目的。淀粉植物主要考虑代替粮食,纤维
植物主要代替棉花,野生油料植物主要用来食用,如此等等。然而我国农业经济发展到今天,对野生植物资
源的认识和要求已有很大的改变。檬子是我国分布广、产量大的淀粉植物,由于它的果实中含单宁类物质多,
很难食用,但将其作为纺织印染的浆料成分方面做过很多研究,使用效果也不错,后因粮食丰收,又由于橡
子淀粉加工成本高等原因,已弃之不用。油茶,在我国长江流域以南的许多省区栽植较多,曾经为解决人们
吃油而作出过贡献,也随着农业的发展,现在除了少数地区外,茶油基本不作食用了。野杂纤维植物资源的
利用,也随着我国工农业的发展,除少数纤维植物种类在造纸、制绳方面有特殊需要外,•般的纤维植物也
没有再利用。
随着人们生活水平的提高,营养食品的畅销,有些野生淀粉植物现在被开发成保健食品,如葛根淀粉、
磨芋精粉在日本作为保健食品十分畅销,金养麦淀粉现在也热门。能源植物在20世纪60~7。年代曾经是
热门话题,也作过不少的工作。后来因为不断发现新的油田,可再生的植物能源被冷落了。近来由于石油价
格的不断卜.涨,植物能源又逐渐受到各国政府重视。最近报道,美国政府鼓励人们将油炸食品时用过的废植
物油掺入汽油和柴油中使用,以节省石油。印度政府也出台以麻风树(黑皂树)种子汕作柴油使用的政策性
补贴等。
第三节资源植物研究的基本内容
资源植物研究是资源植物开发利用的基础。对任何一种资源植物来说,都必须在对其进行必要的研究之
后,才能进行有效的开发利用.对某种资源植物的研究实际上是一个对这种植物的认识过程。资源植物多种
多样,人们对不同资源植物研究的角度和侧重点也各不相同,但其研究内容一般都包括以下几个方面。
1、形态特征研究
不同植物具有不同的形态特征。植物的形态特征是认识和鉴别资源植物的基本依据。通过形态特征的研
究,不仅可以对不同科、属、种的植物加以鉴别和区分,还可以鉴别和区分不同变种甚至不同品种的植物:
反过来,也可根据某种资源植物特定的形态特征来寻找这些植物。形态特征包括植物各器官(或其变态物)
的有无、大小、形状、颜色的多个方面。
2、生态习性和生长特点研究
植物的生态习性是植物与一定区域的生态条件长期适应的结果。研究资源植物的生态习性有助于了解资
源植物的分布状况,合理开发利用和保护资源植物,同时也是人们资源植物引种驯化的基本依据。
3、遗传特性和生理生化特征研究
4、有效成分研究
5、引种、驯化及栽培技术研究
6、加工利用途径和方法研究
第四节植物资源的开发利用
资源植物的合理开发利用,是在保护资源植物再生能力的前提下,充分发挥各种资源的经济利用价值,
作到物尽其用;同时,在开发利用过程中,尽可能的优化生产程序,以最少的资源消耗,获取最大经济效益。
1、植物资源合理开发利用的途径
所以合理的开发和利用就是要走综合开发道路,概括起来有以下几个途径:
(1)有计划而合理的采收、挖掘、砍伐和剥取。使野生植物资源永远保持其资源优势,以利永续利用。
(2)充分利用农业和生物技术及其先进手段,进行引种、驯化、人工栽培,组织培养及采用遗传工程
技术。使一些稀少、珍贵的植物资源迅速的增加其数量、提高质量,为植物资源的开发利用扩大或建立原
料基地。
(3)通过提取、加工、精制等工业途径。使植物资源按市场需要形成名优新产品,变当地资源优势为
商品优势,优化生产流程,为市场提供更多更好的优质产品,以满足我们人类对物资的更大需要。
(4)采取一物多用综合开发途径。一种植物资源开发利用后,所产生的一些废料,可以进一步的开发
利用,使之形成更多的产品。如山植果实可加工成各种食品,制成多种中成药,而且山植校可以进一步开
发形成山植核制剂和制成活性炭,由据叶还可以提取黄•酮类物质,这样就可以充分发挥这•植物资源的
优势,形成系列产品,以提高其经济效益。
目前国内外在植物资源合理开发利用上,采用多学科多层次的途径,以植物化学、植物亲缘学、植
物化学分类学等基础学科为其理论依据,把植物资源开发利用,提高到一个新水平。
2、植物资源合理开发利用的原则
(1)植物资源增长量与植物资源开发利用量相一致的原则。在开发利用植物资源时,首先要找出该地
区该植物资源的可采量,求出产量与最大经济效益的结合点。只有这样才能做到资源的可持续利用。
(2)植物资源综合利用、高效利用原则。在野生植物利用过程中,往往顾此失彼,资源和人力浪费较
大。其主要原因是加工技术较低,初级产品、单一产品较多。因此,在可能的条件下,尽可能利用现代高
新技术,对■原材料、副产物和中间产物进行深加工,提高资源利用率和经济效益。
(3)开发新资源,提高资源商品率的原则。当某一•植物资源品质优而又资源少时,在提高该资源的利
用率外,应寻找新的代用资源(如扩大植物器官的利用、在近缘物种中发现新资源),开发新的商品,以
减轻对现有资源的压力。
(4)发挥区域地方特色,立足发展本地资源优势原则。加工业的优势往往是资源优势的体现,没有资
源就是无米之炊。因此,开发利用植物资源,事先应搞清本地区的资源状况,立足本地,发挥本地区的植
物资源优势。只有这样才能把资源优势与加工业相结合,提高经济效益。
(5)建立产业基地,利用与保护并举的原则。包括建立野生可持续利用基地和人工种植、引种驯化基
地,为产业提供稳定而优质的原料。
(6)遵循循环经济“4R”原则,即减量化(Reduce),再利用(Reuse)、再循环(Recycie)、再思
考(Rethink)的行为原则。
在植物资源开发过程中,减量化就是十分重视资源利用率的提高,努力减轻对植物资源原料的需求压
力,促进资源消耗型向高效利用型产业发展。再利用就是对初级加工产品进行精深加工,实现资源的多层
次利用。再循环就是对废弃物和副产物进行综合利用,尽可能多地再生利用或资源化,把废弃物返回工厂,
在那里经适当加工后再融入新的产品中。再思考就是不断深入思考在经济运行中如何系统地避免和减少废
弃物,最大限度地提高资源利用率,实现污染物排放最小化、废弃物循环利用最大化。
3、植物资源开发利用的方法
3.1资源植物调查资源植物调查是资源植物开发利用前必须进行的基础工作。调查的目的是查清一定区
域内资源植物的种类、贮量和分布状况等,为资源植物的合理开发、利用与保护供科学依据。调查内容包括
(1)资源植物的种类和分布包括可开发利用的资源植物的种类和它们的分布区域。
(2)主要资源植物的储量资源植物的储量通常包括三个方面:
①总储量指某一区域内某种资源植物现存储量的总和。亦称之为总蓄积量或总蕴臧量。
②经济储量指某一区域内某种资源植物的符合有关质量标准、可供利用的部分的储量。
③经营储量:指经济储量中,可以被采收和开发利用的部分的量。那些因各种原因(如交通、气候及资
源可利用部分的着生位置等)不能采收利用的部分不计其内。
在上述调查的基础上,绘制出资源植物分布图,同时写出“资源植物分布说明书”,对主要资源植物进
行详细说明与评价,以供开发利用参考。
3.2制定开发利用规划在资源调查的基础上,结合市场需求状况,制定出资源植物开发利用规划。规
划要有科学性、先进性和可行性。要做到利用和保护并举,经济效益与生态效益、社会效益的统一。规划既
有近期开发利用目标,又有长远发展方向。
规划的具体内容应包括以下儿个方面:
(1)近期开发规划对贮量大,分布集中,经济效益高,技术成熟,又有市场的资源植物种类,应立即
组织开发,尽快收到经济效益。并根据利用量与再生量相平衡的原则,确定开发强度与生产规模,提出具体
的开发利用技术措施与资源保护措施。
(2)中期开发规划对于经济效益高,但贮量小,或开发条件还尚未完全成熟,近期开发利用不能形成一
定生产能力的资源,重点是作出扩大资源量和完善开发条件等方面的规划,为在不久的将来组织开发打下基
础。
(3)远期开发规划对于贮量和分布尚未完全明确,或开发条件还很不成熟的资源,要针对存在问题提出
科学研究课题,组织技术攻关,作出长远开发利用的规划。
3.3确定开发的产品和生产工艺
资源植物开发利用所形成的产品,一般可分为原料和工业制成品两大类。因此生产工艺也通常分为原料
生产和工业制成品生产。
原料生产是指将资源植物采收后不经加工处理或只进行简单加工处理后做为工业原料提供给加工部门。
原料生产投资少,风险不大,适合那些贮量大,当地又不具备深加工条件的资源。但原料生产一般难以取得
良好的经济效益,并且还容易造成资源的破坏。
工业制成品生产指通过复杂的工艺流程生产出的科技含量较高和具有良好经济价值的产品。如将中药材
原料制成中成药。工业制成品生产有利于充分利用当地的资源优势,提高资源的附加值,更好地发展当地经
济。但对资金、技术和其它相关条件要求高,也有较大风险。
工业制成品生产项目的确定和工艺流程,必须从当地经济实际和市场条件出发,经有关专家和科技人员
反复论证,以取得预期的效果。
4.植物资源的高效利用技术体系
4.1植物资源高效利用的方式
①综合利用:包括物多用、分层次利用、区别利用等方面。一物多用是指对同•种原料进行多种产
品开发,或同一植物的不同器官、组织的分别利用。多层次利用是在主要产品的开发过程中,尽可能地实
现副产物的综合利用。区别利用,有些植物原料的不同采收期有不同的性质,应该区别利用,生产出不同
的产品。
②精深加工:包括提纯精制、产物后加工,目的是开发高附加值的新产品。如香料植物生产的精油,
由于进一步加丁的需要而提纯或单离某些主要成分。辛香料的有效成分的提取,开发出辛香料精油、油树
脂以及它们的微胶囊产品等。胡芦巴胶、田青胶和瓜尔胶等的粗加工产品为胶粉,有黏度较低的缺点,通
过压片的物理加工可以生产出大大提高胶粉黏度的新产品。
③新产品、新用途的开发:包括发现新的有用成分和某些成分的新用途两方面。如发现刺梨中超氧化
物歧化酶(SOD)含量高、大豆中蛋白酶抑制剂含量高,并将它们提取出相应的产品。又如有些中草药除
药用外,还可开发出保健食品和保健化妆品。它们有些成分还可应用于化工、医药行业加了成许多新产品。
④加工技术的创新:包括联产新技术、重组分离技术、闭环生产技术等。如烟草烟碱与茄尼醇的联产
技术;小麦谷肮粉与燃料乙醇联产技术等。如将花椒的麻味成分与辣味成分拆分后,再重组新的、适于各
类人群的产品等。
4.2植物资源高效利用技术体系的构成
①种质资源选育体系:在商品经济的今天,要求品牌产品品质一致而且有一定的数量。因而要求每一
种产品(商品)有稳定一致的原料来源。通常在建立原料种植基地的基础上开展优良品种的选育,采用杂
交育种、多倍体及诱变育种、细胞融合技术及转基因育种等方法选育优质高产的新品种,特别要选育适于
加工的加工型品种,以达到品牌产品生产的目的。为了开发新的产品还可引进国外的新品种和新的资源。
②丰产栽培技术体系:包括建立种苗的快速繁育和种苗脱毒技术、适当的栽培方式(根据植物特性要
建立大田的或人工气候室的栽培)、良好的田间管理技术(合理施肥、灌溉、防治病虫害等)、无公害种
植技术(有机方式、绿色方式等)、合理的采收技术(包括采收时间、采收方法、采收后处理或粗加工等)。
③特产植物资源加工的关键技术体系:各种植物特产品的加工都有它一些特定的加工方式和关键技
术,但总的特产植物资源的加了中有如下几方面的先进的和关键的技术手段,可根据企业条件和需要进行
配备。
a.贮运保藏体系:如冷链贮运、保鲜技术(气调库)等。
b.提取和精制技术:如超临界萃取技术、分子蒸储技术(短程蒸储)、离子交换技术、层析技术、
膜分离技术、多相萃取技术等。
c.脱水技术:如真空干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等脱水技术。
d.杀菌技术:如瞬时超高温、超高压、微波、电离辐射、放射线辐射、臭氧等杀菌技术。
e.特殊要求的技术装备:如超微粉碎技术、微胶囊化技术、真空膨化技术、生物酶分解技术等。
f.标准及检测技术:如建立自己的色谱、光谱等分析、检测技术系统,随时掌控产品的质量标准。
g.标准化生产技术:利用现代电子信息技术,建立在线检测控制技术,实现加工过程控制,实现自动
化、自能化,以降低成本、提高生产率和产品质量。
5.提高资源植物开发利用的经济效益
5.1扩大资源量,实现规模效益开发
从市场规律看,要获得好的经济效益,任何资源的开发利用首先都要有一定规模,没有规模就没有效益。
那么,要实现规模效益开发,就要求这种资源有一定的量。如果资源量过小,无法形成一定的规模,开发利
用成本高,难以取得良好的经济效益,资源植物的开发利用价值难以充分体现出来。即常见的“多而贵,少
而贱”的现象。所以,对于一个地区的重点开发对象必须注意扩大其资源量,形成规模开发或形成优势产'I匕
扩大资源量的途径主要有:
(1)充分发挥野生资源植物优势。绝大多数资源植物目前均以野生状态为主,我国非耕地面积广大,野
生资源植物蕴藏量巨大,是开发利用的重要物质来源。发挥野生资源植物优势要在搞好资源调查的基础上,
制定出合理的开发利用规划,并将利用与保护相结合,科学适度地的采收、挖掘、砍伐或剥取,使野生资源
植物得到充分而合理的利用。
(2)充分利用农业和生物技术及其先进手段,进行引种驯化、人工栽培、组织培养及采用遗传工程技术,
建立资源基地,使那些有重大开发价值和名贵、稀有的资源植物迅速的增量,以满足开发利用的需要。
5.2.形成品牌
许多由资源植物开发的产品在未形成品牌之前,其经济价值一般都难以充分体现,而一旦形成品牌以后,
其经济价值将大大提高。所以,在资源植物的开发利用过程中,要特别重视根据市场需求形成名、优、新产
品,通过产品本身的质量和必要的宣传手段形成品牌,扩大知名度,变当地资源优势为商品优势和经济优势。
5.3.综合开发
利用一种资源植物开发主产品以后,会产生各种不同形式的副产物。这些副产物大多可以进一步的开发利用。
因此在利用某一种资源植物开发主产品的同时,还要重视其副产物的利用,变废为宝,充分发挥这一资源植
物的优势,形成系列产品,使其经济效益最大化。
第五节植物资源的保护
1、保护植物资源的重要意义
资源植物不仅可以给人类带来直接的经济效益,同时也具有重要生态价值,对人类的生存和发展起着直
接和间接的作用。
人类利用植物资源的历史悠久,并且也将越来越广泛、深入。但另一方面,资源植物的利用和保护之间
的矛盾也越来越突出。特别是近几十年来,大量有重要开发利用价值的资源植物遭到严重破坏,有的正处于
濒危状态或已经灭绝。所以,资源植物的保护已是刻不容缓。如果不重视资源植物的保护,人们既要失去直
接的经济利益,同时也要失去赖以生存的环境。
2、资源植物保护的内容
2.1、保护资源植物种类的多样性
资源植物是由成千上万的植物种构成的,每一种植物都是在长期的进化、发展和不断对环境的适应过程中
形成的。它们各自都有自己独特的遗传基因,都是资源植物宝库中的重要组成部分。任何植物种都不能代替
其它植物种的基因库和其它植物种在植物群落中的地位和作用。任何--种植物的灭绝对人类来说都是无法挽
回的损失。因此人类必须保证每•种资源植物的存在,才能永续不断地开发利用各种资源植物,以满足自身
的需要。
2.2、维持资源植物的再生能力
资源植物的再生能力是资源植物延续后代的基础,也是为人类开发利用提供足够的资源量的前提。维持资
源植物的再生能力主要从两方面入手:
(1)维持资源植物种群基数一种植物的正常增殖繁衍必须要有一定的种群基数,在环境条件适宜的情
况下,种群基数越大,群体数量增殖越快。若种群基数过小,群体的增殖速度受限,同时还可能影响种群内
的遗传基因交流,引起种性的退化。因此,在利用资源植物强度上,一定要处理好资源利用量和资源留存量
间两者间的关系,要给资源植物以休养生息的机会,使其种群数量能在较短的时间内得到恢复和发展。绝不
能采用掠夺式的经营方式,过度采收利用。
(2)保持资源植物正常的增殖能力在一定种群数量的基础上,增殖能力越强,群体数量增加越快。保
持资源植物的增殖能力要从两方面入手,首先要维护好资源植物的生存条件。只有在良好的环境条件下环境
下,植物正常的增殖能力才能得以充分发挥。第二,对于那些由于生态环境的限制,单靠自然繁衍难以保证
足够种群数量或难以满足开发利用需要的资源植物,必须采用人工手段来增强其增殖能力。
(3)保护资源植物繁衍的生态环境。
保护生态环境是保护资源植物种类多样性和维持资源植物再生能力的根本保证。植物在生长发育和繁衍,
都无时无刻不与环境发生关系。没有正常生态环境,植物的生长发育就会受到影响,其结果就可能导致种群
规模减小,资源量下降,甚至整个种群消失。
生态环境包括非生物环境和生物环境。非生物环境包括光、温、水、土壤等一切可能对植物生长发育产
生影响的非生物因素;生物环境不仅包括一种资源植物与其他植物之间所构成的群落关系,还包括对植物生
长发育关系密切的动物和微生物。
3、资源植物的保护的途径
(1)、制定资源植物保护法规,加强保护资源植物的宣传教育。
(2)、建立、健全相关的管理机构
(3)、建立自然保护区和植物园
(4)、研究与资源植物保护有关的生物科学技术。
第二章资源植物的引种与繁殖
第一节资源植物的引种驯化
1、引种驯化的概念和意义
植物引种是指人类根据自身的需要,使某些植物由一个地区(或国家)传播到另一地区(或国家);驯
化是指人类使被引种植物逐渐适应新的环境或使某些野生的植物逐步适应人工栽培环境的过程。
引种驯化是经济资源植物开发利用中一项重要措施,它具有多方面的重要意义。第一,通过引种驯化,
可以不断增加本地区资源植物的种类,扩大其开发利用的范围;第二,通过驯化栽培,可以使那些经济价值
高,开发潜力大但贮量小或分布零散的资源,迅速增长其种群,成为有效资源;第三,引种驯化还有利于挽
救部分珍稀或濒危植物资源。
2、资源植物引种驯化要考虑的几个问题
据统计,全世界约有50万种植物,其中低等植物约20万种,高等植物近30万种,我国有高等植物近3
万种。在这众多植物中,栽培植物只占很少一部分,绝大多数为野生种。近年来,随着科学的发展和生产上
的需要,人们还在不断发现许多植物新的经济利用价值。
一种植物是否能被作为引种驯化目标,必须要从多方面考虑:
(1)、拟引种或驯化植物的经济利用价值经济资源植物引种驯化的根本目的是开发利用,为当地的经
济建设服务。因此首先要根据本地区经济发展的需要,引进或驯化那些具有经济利用价值(包括近期的和长
远的)的植物,对于那些没有明显经济利用价值的植物不予考虑,以免造成人力、物力的浪费和损失。
(2)、拟引种或驯化植物是否能正常生长发育决定被引种驯化栽培植物是否能正常生长发育的关键在
于被引种驯化前后所处的生态条件的差异性。因此,在确定被引种驯化的植物时,必须进行详细的调查研究,
了解拟引种或驯化植物的分布区、原生地的海拔高度、地形地貌、气候和土壤等自然条件;该植物的主要生
物学特性、群落构成、生长发育习性以及各发育阶段所要求的生态条件、伴生植物、共生植物等;对于栽培
植物的引入,还需详细了解该植物的选育历史、栽培技术、品种的主要性状,生长发育特性及效益指标等
(3)、拟引种或驯化植物是否给当地的生态环境带来不利影响对那些引种后可能对当地的生态环境造
成不利影响的外地植物或那些由野生状态变为栽培植物后可能对农田环境带来不利影响的植物都不宜作为引
种或驯化的目标。
3,引种驯化的方法
3.1直接引种
(D利用植物原有的适应性引种
植物的适应性常因种类不同差异较大。其抗御不良环境条件的方式也各不相同。有些植物常以休眠状态的
种子,块茎,鳞茎、地下根茎、鳞芽等度过寒冷的冬天;有些植物如球根海棠、仙客来等用其根茎度过炎热
的夏季;多年生的乔、灌木中常见的秋冬之际落叶,更是一种自我保护的适应了。
因此,研究植物的适应性,不仅可以在相近地区或不同地区成功的引种各种植物,而且还可以在引种过
程中为采用特殊的栽培技术和改造植物的适应性提供依据。•般那些分布面宽,适应性广,抗性强的种类,
在自然条件相差不大时,依靠它本身的调节作用即可达到引种成功的目的:还有些植物种类能在变化了的外
界环境中产生遗传变异而形成新类型,来适应新的自然环境。通常直接引种容易成功的多是一、二年生植物。
若能人为控制其生长发育的关键时期,同时创造较适宜小气候环境,一些多年生植物也容易引种。
(2)利用植物区系组成的相似性直接引种
植物区系组成不论是在国内还是在地球的其它点上均有•些相似的区域。在这些区系组成相似的区域内
互相直接引种,成功率均较高。例如庐山植物园从日本和北美植物区系中引种的裸子植物不论是在高山、平
原、低山、丘陵地等均表现良好。其原因是由于中国和日本届于东亚植物区系,北美虽属于北美植物区系,
但这两个植物区系基本上是属于第三纪残余植物区系。在这两个植物区系中有许多相似,起源相同,还有许
多同属同种的植物,如落叶松属、冷杉属、铁杉属、柏木属、圆柏属等。
(3)利用气候相似性直接引种
气候相似论是德国林学家迈耶尔(H.Mayr)早在本世纪初提出的。这个理论虽然不够完善,但指出了植物
的生存与环境有密切关系,引导人们从生态学和地理学的角度去研究植物的引种问题,在引种实践中有一定
的指导意义。据我国的各大植物园的引种实践证明,在引种工作中,科学工作者在这个理论指导下,很多植
物被引种成功。如南京中山植物园在我国东部亚热带开展树木引种,庐山植物园在我国东南部的亚热带、日
本本州以南以及美国东部等气候相似的地区直接引种均取得了很大成功。民勒沙生植物园经几十年的努力,
从古尔班通古特沙漠边缘,宁夏腾格里沙漠中卫县一带,内蒙古乌兰布和沙漠、毛乌素沙漠等地引种定植的
植物近300种,为防风固定流沙作出了突出的贡献。
(4)利用生态历史上的相似性直接引种
应用生态历史分析法对植物区系的起源进行深入研究,揭示出植物在生态历史上的自然分布区,认识并
运用植物生态历史发展的规律,使其帮助人们选择引种对象、确定引种方法。根据这一发展规律,科学工作
者在世界范围内直接引种成功的植物种类很多。例如对自然条件具有广泛适应性的水杉、北美红杉、水松、
落羽杉等著名的孑遗植物,其化石始见于白垩纪,是中生代北半球的优势树种。现代各地互相引种后均表现
良好。其中水杉被发现后,欧、亚、北美50多个国家先后从我国直接引种驯化,并形成一定的造林规模。水
杉在国内外广泛引种成功证明它在远古时代曾是北温带森林的主要树种,至今尚保持着长期发展出来的广泛
适应性的遗传性。当它引种到历史上所经历的最适环境,表现出了最好的生产力。引种时也必须充分的研究
植物在历史上形成的变异性和忍耐力。
3.2采用适宜的栽培技术引种
自然条件下,各种植物生长在不同的生态地理环境中,对温、湿度、日照、土壤等诸多因素要求各异。
要想引种成功,必须采取一定的保护性栽培措施,以满足植物的最低限度的生长生活需要。
采用适宜或特殊的栽培技术措施,有时可以成功地解决那些对新环境条件不适应或不太适应的植物种类
的引种驯化问题。方法很多,但要根据本地的实际情况,灵活采用不同的栽培技术措施,以达到引种成功的
目的。
常见的有以下几个方面:
(1)使多年生变为一年生如将多年生的热带或亚热带生长的植物移植到北方后使其变为一年生植物。
为了延长生育期,可提前在温室内育苗,待苗龄适宜时,可移栽到生产田中;或通过一段时间的驯化,也可
在早春直播,到秋季收获。如幕麻在长江以南为多年生,而在北方早已是一年生植物。
(2)埋土防寒有些植物虽然耐寒性稍差,但稍加保护即可越冬,可以采用以下方法。对乔木或灌木类的
树种,用土或其他覆盖材料将树干的中、下部埋上或缠裹盖住;植株矮小或匍匐生长的种类可将整个植株埋
在土中越冬,生长季节再挖出,使其继续生长。
(3)设防护林带在引种地周围种植较高大的防护林带、建立人工防风障或利用天然条件挡风防寒,为引
种植物创造小气候环境。
(4)温室及保护地栽培热带或亚热带的植物引种到温带或寒温带,由于气候条件相差太大,基本上不能
露地越冬,必须在寒冷季节到来之前移入温室或保温的塑料大棚中,人工调整温湿度和光照等诸因子,使其
正常生长发育,待翌春晚霜过后重新移到室外。这种植物多采用盆栽。如南洋杉、台湾相思树、桂树、龙舌
兰等。
(5)改变外形或生理特性有些引种的木本植物,通过整形修剪或化学控制、嫁接等栽培技术措施,使高
大的乔木变矮;使直立树种变为匍匐形;将不耐寒而品种优良的接穗嫁接在抗寒砧木的树冠上,耐寒性就会
有很大提高。如将品质优良的李嫁接在抗寒耐干旱的野生杏树上,在干燥的土壤上能正常开花结果。
⑹从寒冷地区向热带和亚热带引种同样有待解决的问题如植物越夏、温湿度、土壤理化性质等。引种
后要根据植物原产地的生态条件和生长习性,采取不同措施。如耐阴植物可栽于林荫下或人工遮荫;高温季
节对高山植物和冷凉气候下的植株可喷水降温等。
3.3通过育种手段改变植物的遗传性引种
(1)实生苗多世代选择根据植物个体发育的理论,由播种而产生的实生菌可塑性最大,在其幼苗生长
发育过程中,加以人为的定向培育,其遗传性容易发生动摇,从形态上和适应性上都会产生变异,可以从中
选择引种地区所需要的新类型。具体作法即从植物的原产地采收种子,带到引种地区连续播种,逐年选择。
经过几个世代的培育选择,最后选出真正适应本地区的生态环境,并能保持原种的优良性状的植株,经试验
后推广生产。
(2)采用杂交育种的方法杂交育种是农业上最常用育种方法。通过杂交,可动摇植物原有的遗传性从而
造成遗传质重组,在杂交后代中选择理想的变异,提高植物对新区的适应性、增强对不良环境的抗性。同时.,
还可以采用无性杂交、人工诱变、单倍体和多倍体育种等方法来改变植物原有的遗传特性。
(3)组织培养对那些经济价值高,适应性广泛,抗性强的野生植物,可以采用组织培养的方法加速种苗
繁殖,同样是野生经济植物在引种驯化过程中的一个重要的新途径。如沙棘、越桔通过组织培养,采用工厂
化生产可以加快引种驯化的进程。
3.4资源植物引种的观测与评价
3.4.1观测与评价的内容
由于植物种类、生态条件、生长发育规律以及植物的原产地和引种地所处的地理位置各不相同,对引种
植物利用的部位和目的也不一样,因此,评价的重点各异。除了一些特殊的观测和评价项目外,通常包括以
下几项:
(1)种子发芽试验以种子作为引种材料的,在播种前必须作发芽试验,以确定是否有生活力:是否带入
病虫害或恶性杂草等。
(2)系统评价引种植物的适应性适应性主要包括物候期的观测、生长发育规律即营养生长期和生殖生长
期的规律观测等。
(3)引种植物的抗性评价抗性可分为抗旱性、抗寒性、抗盐性、抗涝性、抗热性、耐阴性、抗病虫害及
抗化学物质污染等。
(4)引种植物经济性状评价植物引种到异地,自然条件发生了变化,有时会直接引起经济性状的改变。
如有用部位产量的高低,品质的优劣,营养成分和化学成分的变化等。
3.4.2观测、评价的标准与方法
对上述内容的观测评价标准应根据植物种类而异。即对一般的被引种植物而言,它们有共性也有个性,
不能一概而论。对特殊的植物种类如珍、稀、濒危植物,有些评价标准应单独设立;再如草本植物和木本植
物的生长发育周期不同,评价标准定会不一样。因此,引种植物种类多,特性各异,评价的范围也较广泛,
但不能面面俱到。对一般的被引种植物来说,应主要注重以下儿个方面:
(1)引种材料的评价标准与方法引种材料包括种子、插条、苗木、接穗、球茎、块根等及其他繁殖体。
对这些繁殖材料在种植前也要进行质量鉴定。病虫害应根据检疫部门规定的标准进行;同时检查是否干枯,
发霉变质或腐坏等。发现问题,及时处置。种子品质鉴定和发芽试验应按照“国际种子检验规程”所规定的
统一标准进行处理,然后在检疫苗圃中进行田间评价试验。
(2)植物的适应性评价标准与方法不同植物种类或同种植物在不同生态区,不同的地理类型中,适应
性也不会相同,就要因地制宜,因种制宜。用引种新区的生态条件,生长发育规律以及物候期的标准对引种
植物加以考查评价,脱离具体环境条件评价某一项内容是不科学的。对草本植物和木本植物的适应性评价标
准与方法有所不同。
草本植物生长周期短,适应性强,引种驯化后评价容易。例如适宜直接引种的草本植物通过几个周期的
栽培试验就能鉴定出是否适合在引种新区生长。如果能在当地气候、土壤条件下生长及正常发育,并在适当
管理下表现出与原产地相似或优于原产地的经济性状及优良品质,能充分生产出栽培用的种子,则认为基本
符合引种目标。对经过评价试验选出的种类,可进行田间试验。田间试验目的要明确,设计要合理,一般先
采用小区试验,然后大区试验,经过详细认真的观察记载,充分研究环境条件对植物生长发育的影响,找出
问题的关键,得出正确的结论,以便在推广生产中进一步加以改造。
木本植物生长年限长,受着各种因素的制约,对环境条件的适应不可能在较短的时期内得出结论,必须
经过十儿年或几十年的观察试验才能完成。其中物候期对木本植物引种影响较大,同时也是木本植物适应性
研究的基础,在此基础上进一步研究引种植物到新区后形态结构、生态生理、生长发育的变化规律。要采用
有效措施科学地调整植物从原产地到新区的生长节律,使引种树木在短期内或稍加保护就能适应引种新区的
环境条件,正常生长发育。除物候期之外,影响木本植物生长发育的内外各种因素相当复杂。因此,对每一
种树木的评价都要经过长期的观察记载才能得出较准确的结论。对不同树种应视具体情况分期鉴定,根据我
国植物园的引种实践,通常对木本植物可5-10年评价•次。对那些适应性强、经济价评价值高的树种通过
评价后可尽早推广造林生产。
(3)植物抗性的评价标准和方法植物的抗性与温度、水分、光照、土壤等诸因素有密切的关系。各种
植物在系统发育中形成了各自的生态类型以及对各种不良环境的忍耐力,所谓忍耐力即植物的抗性。如评价
其抗性的强弱,对草本植物评价较容易;对木本植物的评价,很多学者进行过深入的研究,并提出很多评价
方法——积分法、综合鉴定法、五级评分法和
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