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构树研究利用现状及其展望 - 北京汇通天地林业投资有限公司

 陈康瑞 2011-06-05
构树研究利用现状及其展望

     构树(Broussonetia papyrifera(L.)Vent.)又名鹿仔树、奶树、造纸树、沙纸树、沙皮树等,是我国特有的含纤维经济林树种,广泛应用于造纸、织布、饲养家畜、医药、造林绿化及轻工业等,

    1.形态及生物学特征
    构树(Broussonetia papyrifera(L.)Vent)为桑科(Moraceae)构树属(Broussonetia)落叶乔木,全世界共有5种构树,主要分布于亚洲东部及太平洋岛屿。中国有3种,即构树、小构树(Broussonetia kazinoki Sieb.et Zucc)、藤构(Broussonetia kaempferi Sieb)。构树属于落叶乔木,高达16m,茎叶有乳汁,嫩叶有柔毛,后脱落。叶互生,宽卵形至矩圆状卵形,长7~20cm,宽6~15cm,不分裂或不规则的3~5裂,先端尖,基部圆形或心形,边缘有粗锯齿,上面有糙毛,下面密生柔毛,三出脉;叶柄长2.5~8cm。花先叶开放,花单性,雌雄异株;雄花序荑状,长6~8cm,萼4裂,雄蕊3~4月中旬长出,4月中旬开花,花粉弹出;雌花序头状,直径1.2~1.8cm,成熟时可达3cm;雄花被片和雄蕊均为4;雌花苞片棒状,先端有毛,花被管状,花柱侧生,丝状。聚花果球形,径约3cm,肉质,7~9月为果熟期,成熟时红色。
     3.1生物饲料
    长期以来,中国农村就有用构树叶喂猪的习惯。对野生构树叶的营养成分分析表明,构树叶含有丰富的蛋白质、碳水化合物、氨基酸、脂肪、维生素和多种矿物元素,且安全无毒。其粗蛋白质含量达24%,是大米、玉米的3倍,是小麦的2倍,仅次于大豆;粗脂肪含量6%,相当于玉米,是大米、小麦的2倍,仅次于大豆;无氮浸出物含量高于大豆,仅次于大米、玉米、小麦,并含有17.5%的18种动物不可缺少的氨基酸。另含有Zn 23.1%、Mn 64.9%、Fe357.8%、Cu 9.54%、P 0.23%。同龄构树的干物质、蛋白质及矿物质均高于榆树和柳树,可替代20%左右的米糠和麦麸,有较好的饲养效果和经济效益,适宜在广大农村推广应用。
    3.2造纸
    构树皮作为造纸原料由来已久。据记载,东汉和帝时,来阳(今湖南省内)蔡伦,始采构树皮、故帛、鱼网、麻增,煮烂造纸,天下乃通用之。自东汉以来,构树与麻一样,既是纺织原料,又是造纸原料。当时就地取材,故有“蜀人以麻、楚人以褚为纸”之说。至今,贵州贞丰县小屯乡、云南丽江纳西族、西双版纳族传统手工纸都使用构树皮;腾冲、庆宣纸厂至今仍用构树皮生产书画纸、棉白纸、普洱茶内包装纸等特种纸。
    现代研究表明,构树韧皮部含有大量优质纤维,纤维含量近60%,半纤维含量13.49%,纤维平均长度16.0mm,平均强度115.15Nm,平均伸长6%,与亚麻、大麻比较接近,但细度很细,与细绒棉接近;强度低于苎麻、亚麻纤维;伸长却比苎麻、亚麻大。1~2年龄构树不论其韧皮纤维还是木纤维,在纤维特性和纤维含量方面都表现出很好的品质,不仅可纺性好、化学性能稳定,具有较好的耐用性和防腐性,而且光泽柔和、色洁白,具有适用舒适性等。
    构树木材化学组分和纤维形态比三倍体速生杨、普通毛白杨、黑杨、玉米、小麦秸秆等原材料有明显的优越之处。
    3.3药理作用
    构树叶、果实、根、乳汁均可入药。目前已从构树中分离得到大量黄酮类、萜类、挥发性油、脂肪酸、氨基酸及其他类化合物,药理研究表明,当中的多个成分具有抗血小板聚集、抑制芳香化酶、抗氧化、抗菌、抗炎、抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B、细胞毒等活性。
    3.3.1叶的药用:构树叶始载于《名医别录》,被列为中药上品,具有凉血利水的功能。用于治疗吐血、衄血、血崩,外伤出血、水肿、疝气、痢疾、癣疮。
    现代医学研究表明,构树叶还能抑制心房收缩力、钙拮抗和防治皮肤病,保护并降低醋酸铅和亚砷酸钠对人永生化表皮细胞的活性损伤和氧化损伤,亦可作农药,防治蚜虫及瓢虫。
    3.3.2果实的药用:果实有补肾、清肝明目、利尿等功效,临床上用于治疗腰膝酸软、虚劳骨蒸、头晕目昏、目生膜、水肿胀满、顽癣、神经性皮炎、湿疹等疾病。研究发现,果实对正常小白鼠的空间辨别学习、记忆获得有促进作用,可拮抗东茛菪碱造成的记忆获得障碍,改善氯霉素和亚硝酸钠造成的记忆巩固不良,改善30%乙醇引起的记忆再现缺损,并对亚硝酸钠中毒缺氧有明显的改善作用;也可治疗不孕不育症;还可通过降低血清中过氧化脂质、总胆固醇、甘油三酯水平来提高超氧化物歧化酶和高密度蛋白含量,达到抗痴呆或延缓痴呆进一步发展的作用;在肝病及眼科治疗方面亦有很好的疗效。
    3.3.3根的药用:构树根部含有多种活性物质,在治疗人类疾病方面具有极大的潜力。研究发现,从健康根部分离得到的黄酮类化合物具有阿司匹林所没有的抗血小板凝聚作用;分离得到的抑制芳香化酶作用的化合物具有治疗乳腺癌、前列腺癌的作用;分离得到的Broussochalcone A具有多方面清除自由基的能力;还分离出治疗动脉粥样硬化和心血管疾病的化合物及一种具有美容功能的抑制酪氨酸酶的活性物质。随着研究的深入,新的药物用途也不断被挖掘出来,如利用根皮治疗乳腺增生。
    3.3.4乳汁的药用:构树乳汁呈乳白色,pH 5.8~6.2。其定性测定表明,除水外,还含有10余种次生代谢产物或生理活性成分,可抗真菌、杀虫、治脚气病、黄水疮及牛皮癣等,如用构树叶汁液毒杀蚜虫。

    4. 开发利用新前景
    构树是一种投资少、周期短、见效快、受益长的特种经济林,具有很好的生态、社会和经济效益。构树适应性、抗逆性强,在改善生态环境方面具有很大的优势;树姿高大优美,是优秀的园林绿化树种;树叶、果实、根、乳汁有很高的药用价值,可作为药材原料;果实和树叶营养价值高,可以开发新型饮料及饲料;树皮和枝干是我国高档用纸的来源,市场需求量大。因此,加强对构树资源的开发利用,既保护了构树资源,又是山区人民脱贫致富的一条好途径。
    4.1生态建设
    在我国,构树是一种分布广、适应性强的优良乡土树种,平原、山坡荒地、工矿地、风沙砂石地、主干道、庭院等不同的生态环境均能正常生长。自生繁衍能力强、速生、易繁殖,种子自播和地下走根萌芽能力强;构树根系分生,再生能力强,须根极为发达,部分根还可以形成根瘤菌,在土壤中形成网络坚固结构,固土固沙效果很好,能牢固锁定泥土,防止水土流失;地上丛生植株能够形成良好的保护结构,减少风蚀,其防治效果胜于刺槐、杨树和顶坛花椒。构树抗污染、耐污染能力极强,还可吸滞粉尘、净化空气。常以片植、丛植、列植、孤植等形式应用于园林绿化中,尤其以干旱贫瘠地及污染较重的工矿区域居多。据调查,在南京的一些工厂里,因有毒气体常使一些树木如法国梧桐、杨树、水杉、雪松等的叶子出现伤斑并变黄或脱落,成片受害,而构树仍可茁壮生长。
    4.2扶贫开发
    大面积种植构树,每公顷地平均可出售20吨以上干树枝叶给构树饲料厂,可获得6万多元的收入。如每个农户栽种0.35hm2构树,1~2年成林后每年采构叶经发酵加工制成的饲料足够养肥40头猪,利润超过20000元,40头猪的粪尿熟化后可以养鱼,也可以返还构树林和农田作底肥,其效益远远超过种粮食和其他经济作物,而且构树种下地后,一次投入,长期受益。一个年产60万吨构树饲料的加工基地可直接安排1250多人就业,需要发展0.67万hm2以上的人工构树林地,可安排种植基地管理人员2000人,可以带动和辐射20000余农民就业,每人每年创收8000元以上。如果构树产品经过深加工出口国外,可获得更为丰厚的报酬。
    4.3开发新药
    构树属植物的提取物被发现具有抗真菌、抗肝毒、抗过氧化、抗血小板形成以及抑制晶状体醛糖还原酶等活性作用,而其中起药效作用的主要是黄酮类和生物碱类两大类活性物质。但一些新的活性化合物也逐渐被分离出来,并在开发新药方面展示出很好的前景。研究发现,从受伤的或注射过镰孢霉菌的构树根皮中分离出的物质可以较好地抵抗腐烂菌的作用,这些物质在较低浓度时(10-4mol·L-1)就能抑制细菌萌芽,为植物保护提供了一条新途径,并有可能发展成为药物;上海药物研究所从构树汁中分离得到对PTP1B有抑制作用的化合物,为开发具有治疗Ⅱ型糖尿病的新药提供了参考。刘新民也提取出一种属于供氢体、供电子体,具有还原剂性质即抗氧化性质的物质,并做了皮肤刺激性试验、眼睛刺激性试验、皮肤致敏性和人群试用试验,结果证明构树根皮提取物不失为一种颇得我国化妆品界同行们认可的皮肤脱色组分。
    4.4开发保健食品
    构树果实作为丰富的野生资源,其聚花果及果实原汁含有丰富的营养物质,如氨基酸、糖类、矿物元素以及其他有利于人体健康的生物活性物质,具有抗氧化、美容、健身、缓解疲劳、提高人体免疫力等功能,可加工制成天然性保健果汁饮料,被专家称为第4代功能性饮料。从构树果实中提取出的红果色素,在中性和酸性介质中对光、热、多数金属离子以及蔗糖、葡萄糖等食品添加剂都是稳定的,有望作为饮料、糕点、糖果的色素添加剂。此外,构树种子油和雄花序也有很高的营养价值。
    4.5开发新型饲料
    构树叶在饲料开发中具有诸多优势:绿色环保,不含农药、激素,适口性好,猪喜吃、贪睡、生长快;猪的形态好,肉质纯正、瘦肉率高、味道鲜美。但由于构树叶蛋白质分子结构复杂,动物难以消化吸收,80%以上随粪便排出,直接饲养效率并不高。据报道,武汉大学等单位利用生物技术对构树叶进行发酵处理,使畜禽蛋白质消化吸收率达到80%以上,喂养增效达46%~108%。目前,构树牌饲料已经研制成功,并投入了规模化生产,在广西、湖北等省区已经形成了较为成熟的构树饲料产业规模。

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