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1、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,20052、何明勋主编. 资源植物学。华东师范大学出版社,19963、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,19954、戴宝合主编. 野生植物栽培学。中国农业出版社,19975、谭仁祥主编. 植物成分分析。科学出版社,20026、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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、
8、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、鞣类植物、芳香油植物、药用植物、土农药植物、其他植物。到20世纪8090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:油脂植物资源。药用植物资源。果树物资源。芳香植物资源。纤维植物资源。淀粉植物资源。鞣料、染料植物资。树脂、树胶植物资源。饮料植物资源。食用野菜植物资源。观赏绿化植物资。饲料植物资源。农药植物资源。育种植物资源。色素、维生素、蛋白质植物级(有些是将此3项分开单列)
9、。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:药用与兽药植物资源。饲料、蛋白质与氨基酸植物资源。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。油脂与脂肪酸植物资源。芳香油植物资源。淀粉植物资;观赏、绿化、抗污染、水土保持、固氮植物资源。纤维、造纸、编织植物资源。农药、有毒植物资源。染料植物资源。能源植物资源。水生植物资源。大宗农副产品植物资源。外贸出口植物资源。南物北移植物资源。种质资源与濒危植物资源。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
10、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。医药用植物资源类:药用植物资源相。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;鞣质植物资源相;树胶植物资源相。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。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
11、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
12、别作些介绍,大致可分为如下22个植物资源类型。(l)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1 000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
13、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”。苎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和帆布等,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
14、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11 146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 20 525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上。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
15、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。其中挂油、松节油、柏木油、山苍子油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)鞣质及染料植物资源:鞣质是有机酚类复杂化合物的总称。鞣质又称单宁,栲胶是它的商品名称,是从含鞣质植物中浸提出来的产品。鞣质广泛分布于植物中,目前已知含鞣质较多的植物有300多种,但真正符合经济要求的鞣质植物仅有几十种。生产上常被利用的有:凤尾蕨、落叶松、铁杉、云杉
16、、油松、化香树、栓皮栎、刺拷等栎类;红树科的角果木、秋茄树、蔷赖科的悬钩子、豆科的黑荆树等。鞣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
17、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年代是重要的饿出口物资。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
18、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、猕猴桃属植物、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)食用色素植物资源: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
19、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龋齿、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
20、得,因此,维生素C的补充显得更为重要些。(l2)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
21、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,如毛茛科、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、苋科、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102 O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
22、,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 6070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,按类的枝叶蒸馏油也是极好的燃油。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
23、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、棕榈植物等,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
24、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、柴铆树等。五倍子蚜
25、虫奇主植物有提灯藓和盐肤木等。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、柽柳、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
26、,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
27、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,是指植物资源受自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
28、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,黄芪、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
29、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
30、叶可作茶饮,根、茎可提取鞣料,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
31、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一资源植物的
32、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,一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
33、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
34、。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
35、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
36、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。橡子是我国分布广、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
37、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,一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,金荞麦淀粉现在也热门。能源植物在20世纪 6 0 7 0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上涨,植物能源又逐渐受
38、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)种子油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
39、、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
40、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
41、,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,山据叶还可以提取黄一酮类物质,这样就可以充分发挥这一植物资源的优势,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
42、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
43、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
44、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
45、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: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藏量。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。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
46、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几个方面: (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
47、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综合利用:包括一物多用、分层次利用、区别利用等方面。一物多用是指对同一种原料进行多种产品开发,或同一植物的不
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