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江西樟樹:科研與產業齊飛

“無樟不江西”,樟樹是江西省樹,是江西人精神的圖騰、靈魂的寄托,全省“無村不樟,無樟不村”。

江西地處亞熱帶季風氣候區,氣候、土壤等條件非常適合樟樹的生長髮育,是樟樹自然分布的中心地區之一,自然分布遍及全省。江西的樟樹品種資源也十分豐富。江西從南到北縱跨近7個緯度,境內的井岡山是華東地區最高峰,這種水準與垂直地帶性特點形成了江西自然環境的多樣性,也造就了豐富的樟樹資源。

近年來,江西省不斷加大對樟樹資源的科學研究、良種選育和開發利用,讓古老的樟樹煥發新的光彩,形成一個巨大的產業。樟樹已不僅僅是江西人鄉愁的寄托,更是鮮活的遺產和發展的標誌。樟樹產業將成為江西打造美麗中國“江西樣板”的重要自然元素兼人文元素。

樟樹

科研關鍵技術取得重大成

章挺

樟科植物在全世界約有2500-3000種,是我國長江以南各省區常見樹種。樟科樹種是國家重點保護的植物,也是我國優良的經濟樹種和生態樹種,具有木材、醫藥、食品、日用化工、香精香料、生物農藥等多種用途,集經濟、用材、生態和景觀於一身,在國民經濟、生態建設和社會發展中具有重要地位。

人們已從樟樹精油中鑒定出約100種化學成分。依據葉精油中主要化學成分的不同,可以將樟樹劃分為油樟、腦樟、異樟、芳樟和龍腦樟5種化學類型。其中龍腦樟為江西發現的特有化學類型。樟樹精油中所含的化學成分在醫藥、香料、日用化工、食品、煙草等諸多行業中廣泛應用。

在原國家林業局、江西省科技廳多個項目的支撐下,江西省林業科學院聯合南昌大學、江西思派思香料化工有限公司,共同完成了“樟樹藥用、香料、油用品系定向選育及精深加工利用研究”,相關成果獲江西省科技進步獎二等獎。

這項研究旨在以樟樹藥用、香料、油用等非木質資源利用為目標,開展樟樹遺傳學分析,尋找樟樹化學分類的遺傳學依據;系統開展樟樹化學類型間、類型內個體間、同一個體不同部位間精油含量、精油中主成分及其含量間的遺傳差異研究,同時尋找樹體太空方面的變化規律,為以精油利用為目標的良種選育、采收期的選擇等提供理論和技術基礎。課題組篩選出生產上急需的優良品系供推廣應用,建立了優良品系的組培、扡插等高效無性繁育技術體系,開展了樟樹5種化學類型精油的精深加工關鍵技術研發等,為樟樹資源的高值化綜合利用提供支撐和引領。

大數據介入樟樹基礎研究

汪信東

長期以來,樟科植物基礎研究十分匱乏。比起楊樹、桉樹等樹種,人們對樟科植物精油、木材等優良性狀形成機制認識幾近空白。樟科植物親緣關係緊密、類群間表型界限含糊不清,種類鑒別難以把握,嚴重阻礙了開發利用與物種有效保護。在傳統的認識規律基礎上,現今以樟樹為代表的樟科植物基礎研究必須擁有跨越式思維。

自2011年起,江西省林業科學院、原國家林業局樟樹工程技術研究中心與華大基因合作,開展樟樹基因組和不同組織轉錄組、蛋白組測序研究;2013年年底,研究組完成了世界樟樹基因組草圖繪製,解析了樟樹約3萬個功能基因,對樟科植物系統進化、重要性狀形成機制解析等研究具有裡程碑意義,樟科植物基礎研究跨越進入組學時代。近兩年,研究組綜合多組學數據和分子生物學手段,基本弄清了樟樹精油重要成分如芳樟醇、天然龍腦/樟腦、桉葉油素等生物合成機制問題,為今後樟樹優良精油種質篩選與創製奠定了理論基礎。

2017年起,江西省林業科學院、國家林業局樟樹工程技術研究中心借助浪潮數據分析平台,開始籌建世界首個樟科植物研究數據庫分享平台。數據庫今後將著力於樟科植物組學數據收集與專業分析軟體開發,世界各地種質資源資訊錄入與分享,各研究部門間種質資源保存、保護與交換,研究成果與產業開發利用消息展示與交流等。

龍腦樟產業年產值超4億元

李江  楊海寬

龍腦樟因含有天然右旋龍腦(又名天然冰片)而聞名,是目前已發現的含有天然右旋龍腦的植物中,鮮葉精油含量(1.53%-2.60%)和精油中右旋龍腦含量(67.06%-81.78%)最高、品質最好的天然冰片新資源,具有極重要的藥用價值,是 “雲南白藥”“六神丸”“喉風散”等名貴中成藥的主要組成成分。目前,國際上,天然藥熱正在興起,國際植物藥(含中藥)市場年增長10%。天然冰片作為名貴藥材,應用於300余種中成藥中,是醫藥、香料、日用化工及食品等諸多行業的重要原料,有著植物黃金的美譽,預計國際市場年需求量超過1萬噸。

1986年,吉安市林科所科技人員在吉安市境內發現了一株特異化學類型——龍腦樟。後經過20多年創新突破,江西省樟樹科技人員逐步攻克了龍腦樟良種選育、扡插繁育、組培育苗、矮林高效栽培、病蟲害防治、天然龍腦精深加工等關鍵技術難題,獲得了“龍腦1號”植物新品種、“水上18號”“江龍1號”“江龍2號”“江龍3號”和“江龍6號”等省級良種、《龍腦樟大田規模化育苗技術》《龍腦樟矮林作業技術》和《龍腦樟采穗圃營建技術規程》等多項研究成果和技術標準。

相關研究不僅為全球找到了一種富含天然右旋龍腦(冰片)的植物新資源,填補了我國不產龍腦的空白,同時促動了一個新產業的誕生與發展,特別是2005年制定並頒發了天然冰片的國家藥典標準後,江西天然龍腦知名度大大提升,市場需求逐步增大,產品價格不斷攀升,產業發展迅猛。據統計,目前全省種植面積已達6萬餘畝,年生產天然龍腦180噸左右,市場價每噸230萬元,年產值可達4.14億元,投資達到一定規模的企業有12家,通過“公司+林農”的運作模式,帶動了2600余戶林農致富。農戶利用荒山種植龍腦樟,每畝增收1500元以上。研究組還開發了以天然冰片為原料的治療、預防、保健、美容等系列產品,產品遠銷國內20多個省市,出口歐美和東南亞市場,深受廣大消費者的青睞。

工業原料林已成規模

邱鳳英

樟樹中,葉精油中富含芳樟醇的芳樟和葉精油富含龍腦(天然冰片)的龍腦樟開發利用最廣。現在江西省金溪縣已經湧現出大批省級龍頭企業,生產芳樟醇等樟樹工業原材料,並推廣種植芳樟醇原料林一萬多畝。在江西吉安地區,大量企業和林農種植龍腦樟,種植規模達到2萬多畝。樟樹香精香料工業原材料林產業屬勞動密集型產業,解決了大批山區林農就業和脫貧致富。

對樟樹香精香料工業原材料林生產企業和產業發展而言,提高部門面積葉產量和降低勞務成本尤為關鍵。近十年來,江西省林業科學院從事樟樹研究的科技人員一直緊密聯繫一線企業,著力於樟樹工業原材料林高效培育技術研究,經過多年田間試驗,總結了一套樟樹矮林作業高效栽培技術。

樟樹矮林作業技術,在不降低葉精油含量和主成分含量的基礎上,因部門面積葉產量高和采收便利的優勢,而被樟樹原材料林生產企業和種植林農廣泛採用。傳統樟樹原材料林采收是從大樹上取樟樹葉,不僅生長周期較長,生長量較小,且采收不便。樟樹矮林作業技術採用株行距1米×(1-1.5米)的密度密植,種植第二年開始每年秋季(10月份)齊地割冠采收1次,也可夏季(7月)和秋末(11月)各采收一次,采收枝葉進行精油提取。矮林作業技術不僅提高了土地利用效率,比傳統培育樟樹大樹采葉,葉生產量提高了2.5倍左右,且采收便利,可實現簡易機械采收,大大降低了樟樹原材料林生產成本。

用材林培育方興未艾

章挺

由於歷史原因,上世紀50年代,我國樟樹林分遭到嚴重破壞,樟樹天然分布資源大幅下降。上世紀80年代以來,樟樹作為園林綠化樹種和香料工業原料樹種,發展迅速,南方各省開展了大規模的樟樹苗木繁育和產業化種植。然而,作為珍貴用材樹種,材用人工林種植極少。

針對我國樟樹用材資源少、培育技術落後和產業發展緩慢等問題,江西省林業科學院依托“十三五”國家重點研發計劃課題,通過樟樹優質苗木繁育以及高效培育技術手段,開展了體胚發生及組培快繁、輕基質育苗及大田大苗培育、造林立地選擇、密度調控、營養診斷與精準施肥、栽植方式與混交模式等方面的試驗研究,從良種、壯苗、栽培技術、培育模式等方面構建了一套科學、系統、實用的用材高效培育技術,並進行集成示範,解決樟樹人工林高效培育關鍵技術,為我國木材戰略儲備提供了有效支撐,一定程度上緩解了生態產品與木材供給“兩個短缺”,從資源角度上促進了區域社會經濟的可持續發展。(圖片來源於網絡)

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