白花葛的特征特性及其开发利用
摘要介绍了白花葛的形态特征、生物学特性、繁殖技术,并对其开发利用前景进行展望。
关键词白花葛;特性;开发;利用 白花葛(Pueraria f. niveus)是豆科(Leguminosae)葛属(Pueraria)植物中的新品种,2002年9月在福建武夷山区首次发现。
白花葛富含医疗保健功效的活性成分黄酮类化合物、皂角苷、牛磺酮和微量元素硒、锌、钼等,其含量均比紫花葛高,白花葛黄酮类化合物的含量比甘葛高2倍,是一种亟待开发利用的新药物资源。
2003年白花葛的组织培养无性快速繁殖工厂化育苗工艺研究技术成熟并建立逾6 667 m2的实验基地,从事白花葛生物学特性和栽培技术等方面的研究。
试验证明,该品种栽培当年就能绽放白花,2～3年即进入盛产期,该工艺成熟可靠(已获国家专利),成为福建省星火计划重点研究开发项目,从事白花葛的综合开发利用及其医疗保健的物质基础研究。
研究表明,白花葛可解毒、保健、延缓衰老,葛花可解酒、除酒疾。
白花葛根系发达,有吸收根和贮藏根2种。
吸收根为须根,多分枝,有瘤状突起,内含根瘤菌群,能自身固氮,是白花葛吸收土壤水分和养料的器官[1];贮藏根是贮藏水分、淀粉及其他养分的器官,野生白花葛根呈棒状、半肉质块根,经6年的栽培驯化和选育呈肉质化块根。
1.1.2茎。
茎呈圆形、草质,为缠绕茎,亦称攀援茎,能攀树援枝绕屋墙,因此,白花葛属攀缓植物,生长快,在适宜条件下日生长量可达7cm左右,易发生侧枝,嫩枝绿色、密被黄绿色茸毛,老枝浅褐色、光滑无毛。
1.1.3叶。
叶为羽状3小叶复叶、完全叶,叶色在嫩绿到深绿之间,侧生小叶偏斜,先端短渐尖,全缘三裂叶。
1.1.4花。
白花葛为总状花序,腋生有节结,上面有序地着生10～80朵不同发育阶段的花,但不全部开放,一般靠顶端的十几个花蕾自行萎蔫而不开放。
(1)花柄和花托。
花柄绿色、短小,长约0.6 cm;花托,平顶形,白色,有腺体,能分泌蜜汁,具醇香甘甜味。
(2)花被。
着生在花托最外层的是由4片绿色叶状萼片组成的花萼,其下方还有2片更小、左右对称、膜质的副萼,它们一同保护里层的花冠、雄蕊和雌蕊。
白花葛的花冠由3种大小形状不一的花瓣组成,最大的1片为旗瓣,前端有小裂口,旗瓣的中央为黄色,边缘为白色;居中的2瓣是大小和形状相同、左右对称、往上翘起的翼瓣,均为纯白色,无其他颜色相嵌或相杂,排列整齐;最下端的是大小和形状相同的龙骨瓣,上述3种花瓣和花柄、花托有机结合和巧妙排布,构成了白花葛的蝶型花。
(3)雄蕊。
由10枚雄蕊组成雄蕊群,花丝洁白细长,平均长度2.5 cm左右,其中1枚分离,其他9枚约占总长度3/4,且下部相连结并包裹着子房和花柱,约占1/4长度的上部花丝彼此分离,都在顶端着生黄色的花药。
(4)雌蕊。
花柱平均长度2.5 cm左右,白色;柱头小、圆,表面湿润有3个小乳头突;子房为单雌蕊基部膨大而成的单雌蕊子房,白色葫芦状,为子房上位。
(5)果实和种子。
白花葛的果实为荚果、线状、扁平、直劲,嫩果荚密被绿色粗毛,随着荚果成熟逐渐变为黄褐色;荚果内含8～12粒种子,成熟的种子较硬实。
白花葛在≥10 ℃条件下全生育期为270～300 d,分生长前期、中期和后期。
前期(从定植至6月)为营养体(枝叶和吸收根)快速生长扩展期;中期(6—8月)为营养体继续生长扩展和块根的形成期;后期(9—12月)为开花结果和块根中淀粉的转化、积累期[2]。
9月中旬至10月初为白花葛开花期,由于白花葛的花托和花瓣基部都有腺体分泌蜜汁和香味,常引来许多昆虫采蜜传粉,故授粉受精率高,但荚果成熟时落粒性强,种子硬实、不透水透气,造成自然萌发率很低,故有性繁殖困难;10月至11月上旬为白花葛结果实期;冬至前后为块根收获期。
白花葛生长最适温度为20～30 ℃,能耐高温,日温高达38 ℃也不凋萎死亡,在日温33～35 ℃、夜温30～32 ℃下反而生长最快;气温低于12 ℃则生长不良,地上部分不耐霜冻,特别是嫩枝霜冻均会死亡。
在闽北山区的深冬,白花葛一般均落叶死亡,但在福州以南的地区一般不落叶,藤蔓和根系缓慢生长,但不见侧蔓发生。
尽管气温在零度以下,根系也能安全越冬[3]。
块根形成和膨大生长的最适温度为15～20 ℃,在福建,一般在中秋节以后,日夜温差较大的季节最适宜块根淀粉的转化、积累。
1.2.2适应性和抗逆性。
白花葛根系发达,自身具有固氮能力,吸收根具有很强的吸收土壤水分和养分的能力,而块根又能深入土层,是贮藏水分和淀粉的器官。
虽然其地上部分不耐寒,但地下部分的抗寒性却很强,冰霜下也能安全越冬,来春再萌发生长。
白花葛抗病虫害的能力也很强。
2繁殖技术 因白花葛落粒性强不利种子的采收,加上种子硬实度高、透水透气性差,自然萌发率很低,故白花葛的有性繁殖较困难,一般多采取无性繁殖方式。
目前白花葛的无性繁殖有4种,即扦插、压蔓、分株和组织培养无性快速繁殖。
试验证明,扦插成活率与插床的土质、插床含水量、扦插季节、茎切段长度及是否有药剂处理等关系密切,一般在砂壤土中的成活率高,以土壤含水量35%、空气相对湿度80%左右、遮光度40%～50%为宜,过冬的藤蔓茎段比当年生的成活率高。
在春天则老茎比嫩茎的扦插成活率高,藤蔓含2个潜伏芽的茎段比只含1个潜伏芽的茎段扦插的成活率高,由于茎段下端切口处常会积累发根抑制物质2,3—二双氧环葵烷及其衍生物等,故必须用药剂(如0.1%高锰酸钾)将其清除,才能提高扦插成活率。
但总体来看,扦插的成活率仍较低,一般在20%～40%,经生根剂处理后最高的可达70%左右。
但必须建立採穗圃,但此方法经济效益低,故此法只适于小规模生产,不适应于珍稀品种或新品种的大面积推广和产业化要求。
2.2压蔓繁殖法 将藤蔓平放在地上覆土2～4 cm,保持土壤湿润,待节上长出根芽后,将其剪切下来供种植用。
这种传统无性繁殖法由于母株仍能供给茎节发根、促芽所需水分和养分,是一种简易、成活率高、成本较低的方法,成活率最高可达60%左右。
但仍然不能适应新品种白花葛的产业化要求。
2.3分株繁殖法 将“兜头”(藤蔓基部与块根连接处的膨大部分)埋藏于土中,翌年春天兜头发芽后,将芽分切开(每芽均需带一定大小的兜头切块),分别扦插于插床中,待发根后进行大田定植,或分切后即在大田定植。
这种方法因繁殖系数低,操作繁琐,故较少采用。
2.4组织培养无性快速繁殖技术 为生物工程中细胞工程最常应用的一项技术,其繁殖速率以几何级数倍增。
因此,该技术已成为世界各国普遍采用的快速繁殖珍稀、名贵、创新植物品种的新技术,也是福州珍奇生物工作研究所快速繁殖白花葛并使其走向产业化的育苗技术(已申请国家专利)。