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Abbreviation (ISO4): Journal of Agriculture      Editor in chief: Shiyan QIAO

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Cultivation Techniques and Value Analysis of Helleborus in China

  • ZHANG Rongmei , 1 ,
  • DAO Peichun 2 ,
  • DUAN Yuanlu 3 ,
  • LI Ruoyou 2
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  • 1 Kunming Institute of Landscape, Kunming 650224, Yunnan, China
  • 2 Kunming Golden Temple Park, Kunming 650224, Yunnan, China
  • 3 Kunming Daguan Park, Kunming 650118, Yunnan, China

Received date: 2023-05-25

  Revised date: 2023-10-19

  Online published: 2024-04-17

Abstract

The major objective of the present study is to show application potential of Helleborus in China and to accelerate development and utilization of Helleborus in the fields of medicine, manufacturing and landscaping. The biological characteristics, habits and cultivation techniques of the genus were reviewed, and the chemical components, medicinal effects, origin of names, ornamental characteristics and garden application were discussed. It was found that the subjects had significant medicinal, cultural, and ornamental value. It was pointed out that there were insufficient efforts in botany basic research, medicinal plant development, and new variety cultivation in current work. At the same time, countermeasures and suggestions were proposed accordingly.

Cite this article

ZHANG Rongmei , DAO Peichun , DUAN Yuanlu , LI Ruoyou . Cultivation Techniques and Value Analysis of Helleborus in China[J]. Journal of Agriculture, 2024 , 14(4) : 72 -76 . DOI: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0127

0 引言

铁筷子属(Helleborus)为毛茛科多年生草本植物,全世界约有20种,主要分布于欧洲东南部、亚洲西部,中国有1种,即铁筷子(Helleborus thibetanus),常见于四川、甘肃、陕西和湖北等地[1-3]。其根茎是常用的一味中药材,因富含多种化学成分,在医学、制造业具有广泛的应用前景。此外,本属植物因花叶形态新奇,耐阴耐寒,花期早、长等,可在植物配植中形成优美景观,是一个新颖雅致、高级独特的花卉类群,在园林绿化中也具有较大的潜力。研究系统总结了中国铁筷子属植物的生物学特征和生态习性,多角度剖析了其药用、文化和观赏价值,并对后续研究工作进行展望,以期为该类群的开发和应用提供参考。

1 生物学特性

铁筷子属为多年生草本,有根状茎。叶为单叶,鸡足状全裂或深裂。花1朵顶生或少数组成顶生聚伞花序。萼片4~6枚,花瓣状,常见白色、粉红色或绿色,常宿存。花瓣小,筒形或杯形,有短柄,顶端多少呈唇形。雄蕊多数,花药椭圆形,花丝狭线形,有1脉。心皮3~4枚,胚珠多数。蓇葖果革质,有宿存花柱。种子椭圆球形。花期12月—翌年5月,果期5月。

2 生态习性

野生铁筷子常分布于海拔1100~3700 m的树林或灌木丛下。生长地多为含砾石比较多的砂壤、棕壤土,喜养分充足腐殖土,在全光照环境中能提早开花。较耐寒,生长适温5~15℃,-26℃时仍可露地越冬;耐阴,但不耐暴晒,夏季须作荫蔽。不耐涝,忌积水。不耐热,高温会灼伤幼苗,且在35℃时休眠;目前,在杂交铁筷子中可见常绿品种。

3 栽培技术

3.1 繁殖

3.1.1 播种繁殖

通常在5月中旬采收成熟的种子,可于当年夏天播种,也可在阴凉处晾干,至翌年春季再用40℃的温水浸种2~3 d后,放入湿润的环境中催芽。有报道显示,本属异味铁筷子(H. foetidus)的种子经400 mg/L赤霉素处理后发芽率最高[4]。选择光照和通风良好的砂壤种植,先深翻30~40 cm,剔除杂物,底层铺3~5 cm的腐殖质,喷洒0.5% KMnO4溶液消毒,整平作畦。四周开排水沟,防止积水。划出3~5 cm的浅沟,沟间距以15~20 cm为宜,种子以1.5 g/m2为宜[5],播种后覆盖好表面,用遮光膜覆盖,保持避光且潮湿的环境。当有50%数量的幼苗出土后,及时揭去塑料薄膜[6]

3.1.2 分株繁殖

一般在气候凉爽的9、10月,可结合移栽工作进行。配制基质时需注意添加有机质,用多菌灵配制600~1000倍液消毒,确保土壤肥沃疏松透气且排水良好。分株前用75%的乙醇擦拭刀具,自植株基部进行切割,分离出小植株。为促进新老植株健康生长,需注意在每株的根状茎上保留2~3个芽点,在植株伤口处涂抹多菌灵防止腐烂,将植株种植间距控制在40 cm以上。此外,覆土时需露出芽点,注意控水,做到干湿交替。

3.2 田间管理

3.2.1 灌溉

生长季和花期应适当多浇水,夏季蒸发量大和遇干旱时也要及时补水,防止根系干枯死亡。要防止基质过于潮湿,以免由于沤水而导致烂根、烂芽。冬季最好于温度回升的中午浇水,其他季节则以清晨为宜,浇后移至凉爽阴蔽处。

3.2.2 施肥

合理施肥不仅能增产,同时能缩短铁筷子的采收年限[7]。生长季可间隔2周左右施用1次水溶肥,或每周喷施1次1000倍的KH2PO4叶面肥,早春花期和夏季休眠期则不宜追肥[8]

3.2.3 遮阴和排水

炎热的夏季处于休眠状态,此时要注意遮阴,中大型乔灌木下是地栽植株的最佳环境[9],盆栽则要于5—9月进行遮阴。此外,还要注意降低土壤温度,对于地苗可在根部撒上稻草;对于盆苗,则可以挪到阴凉通风处。再者,雨季时须做好排水,防止积水。

3.2.4 修剪

5月中下旬,须用剪刀从花茎根部及时剪除枯萎茎叶,防止病菌滋生,并促进花芽分化。11—12月,剪除夏季老叶,促进通风和花芽萌发。

3.2.5 病虫害防治

蚜虫和红蜘蛛是铁筷子常见的虫害,前者为害花朵和叶背,导致叶片发黄、枯败,对于规模较大的种植基地,可采用生物防治,利用食蚜虻捕食蚜虫幼虫,效果明显;后者为害叶片,使叶片长出黄褐色小斑点,逐渐卷缩、枯黄、脱落等,发生初期可加强通风,用水冲洗叶背,喷施40 %阿维乙螨唑乳油3000~4000倍液,7~10 d喷施1次,连续3次进行防治。根腐病、软腐病和黑斑病是铁筷子常见的病害,对于前两者的防治,可在雨季来临前,减少根系损伤,做好排水控湿,若发生病害则需剪除病根,并用甲霜恶霉灵、络氨铜、氯溴异氰尿酸等灌根。在通风不良、积水的情况下容易出现黑斑病,叶表面出现黑褐色斑块,严重时扩散至整片叶子,需先将受到病菌侵染的叶片销毁,减少病菌孢子数量,15 d喷洒1次1000倍的多菌灵或百菌清溶液。

4 价值分析

4.1 药用价值

铁筷子为本属在国内分布的野生种,又名黑毛七、小桃儿七、小山桃儿七、九百棒、嚏根草等,是陕西太白著名的“七药”[10]。其根茎是一种疗效确切的中草药,性凉味苦,有小毒,具祛风止痛、理气解毒、活血散瘀、消肿止痛的功效[11-12],因此,关于其化学成分的研究一直较受重视,始于20世纪六七十年代。研究发现,铁筷子根茎具较高的蟾蜍二烯内酯,能使呼吸中枢系统兴奋,增强心肺功能,并有局部麻醉作用,可用于疼痛的治疗和活血散瘀[13-15]。植株具有地上部分含量高于地下部分、开花期高于其他时期的蜕皮激素,能促进人体表皮细胞分化,加速新陈代谢,可用作特殊化妆品的添加剂[16-18];所含的甾体皂甙具有良好的消炎作用,可用于关节炎的治疗;含有少量的二氢黄酮类化合物,具有延缓细胞衰老、预防癌症及增强免疫力的功效[19]。花和叶中富含的豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、桉树脑、龙脑、亚油酸等挥发油,也具有一定的应用价值[20-21]。此外,还从植株中分离到对恶性肿瘤生长具抑制作用的铁筷子多糖(HFPS)[10],能阻断更多细胞的分裂循环过程,初步证实HFPS的体内抑瘤效应与其调节荷瘤鼠机体免疫力及抗氧化能力有关,对人和鼠类恶性肿瘤生长有抑制作用[22-29]。可见,铁筷子在化学、医药和工业制造领域均具有广阔的开发价值和应用前景。

4.2 文化价值

铁筷子英文名为hellebores,其拼写与其属名Helleborus一样,都来自于分布于巴尔干半岛的东方铁筷子(H. orientalis)。在古希腊时期,铁筷子被称作helleboros,由elein(伤害)与bora(食物)组成,意为“一种有毒植物”。中国分布的野生铁筷子(H. thibetanus),主要生长于秦岭西部人迹罕至的山区,较为稀少,历代本草古籍几乎无记载,直到19世纪后期才有相关学术文献收录。铁筷子的中文名和别称与其外观、花期有关。由于茎杆没有叶子,十分光滑,且质地坚硬,远远地看上去就像是一根根的筷子,故名“铁筷子”。将其根茎磨成粉后有独特的气味,让人闻后忍不住想打喷嚏,又被称为“嚏根草”。黑毛七、小桃儿七、小山桃儿七等别称,则源于对其地上形态的描述,指其叶子为鸟足状分裂,裂片7或9不等。在中医的本草研究中,“铁筷子”有时还指与其根茎形态相似的蜡梅科蜡梅属山蜡梅(Chimonanthus nitens)或蜡梅(Chimonanthus praecox)的根茎[30-39],需特别注意区分。
由于铁筷子的花期正值隆冬时节,也就是圣诞节前后,欧洲人称之为Winter rose或Christmas rose,还流传着一段关于牧羊女觅花祝福耶稣诞生的传说。然而,其名中虽带有“rose”,但毛茛科的铁筷子却与蔷薇科的玫瑰关系甚远。此外,铁筷子的花语为犹豫、矛盾等,正好反映了其集卓越药用和观赏价值,同时有毒的特性于一身的特点。

4.3 观赏价值

铁筷子的株型因品种而异,或矮而紧凑,或高而挺直。茎秆抽出后,初期为嫩红色,较为粗壮,逐渐转绿。叶富于变化,裂片肾形、椭圆形,着生在长柄上,呈现出五角形掌状等,如同展开程度不同的扇子或是鸟足。叶片展开早期为暗红色,逐渐向淡紫、浅绿、碧绿、墨绿过度[40]
铁筷子花瓣已经变态为桶状或杯形的蜜腺,环绕簇拥在萼片的底部,用于存放花蜜。最吸引人的部位实为萼片,含水量低且厚实,“花期”持续时间长,可自12月持续至翌年5月,即使在授粉后也不会脱落,还能起到保护幼果的作用。“花型”乍看与银莲花、铁线莲、桔梗花、风铃花等相似,萼片边缘有类似裙摆的褶皱,增加了观赏性。开花时宛若害羞的少女,微微低垂着头,含蓄中传递出无限明媚。花色丰富,一般以冷色调为主,常见白色、浅绿色、粉色、红色、黑色,其颜色的呈现和明暗的变化与花青素苷的成分及含量有关,由于矢车菊素苷和飞燕草素苷的互作以及酰基化的修饰,还能使其表现出不同程度的紫色[41]。有些品种还具有吸引昆虫进行传粉的斑点或脉纹,此外,萼片边缘的本色晕染还能随时间发生颜色变化,均使其自带专属的高级感(图1)。
图1 铁筷子的部分园艺品种
铁筷子花叶形态奇特,单株或组合栽植均有较高的观赏价值,逐渐被应用于园林园艺领域。由于其耐寒及冬春开花,适宜作隆冬时节的露地花卉,栽植于各类绿地内,增添趣味和色彩;耐阴及秋可赏叶的特性,则适宜作开花地被,栽植于庭院大树和桥梁下,又或是行道树下的花坛内,形成错落有致、饱满生动的景观;通过孤植、对植、丛植和群植等,能展现出不同的视觉效果[42-43]。既可点缀于草坪荫蔽处,与狗牙根、早熟禾、剪股颖等草坪草相映衬,形成单株或群落式地被景观;又可与灌木进行配植,同绣球、结香、迎春等形成色彩斑斓的几何图形;还适宜作为花境植物,与三色堇、花毛茛、狗尾草等进行组合,既能充分展现高颜值,又能呈现耐阴、耐寒等主题特色。出众的外观与7~15 d的长水养期是铁筷子成为切花的突出优势。当前,该类群部分品种已是众多花艺师推广的对象,常作为散状花材,用于创作小众而高级的花艺作品。近年来,其还成功地进入了家庭园艺市场,或被栽植于院落角隅和北阳台,营造出温馨惬意的室内室外空间;又或是经简单的醒花、修剪、疏叶和水位控制后,以瓶插的形式放置于起居环境中,烘托出简约素雅的氛围。可见,铁筷子的推广应用,既能够丰富花卉素材,满足人们对新奇花卉的需要,又能够促进产业发展,实现良好的经济和社会效益。

5 展望

5.1 加大植物学基础研究力度

形态学、解剖学、胚胎学等是开展植物基础研究的重要方法,能从宏观形态和微观层面为植物类群分类地位和系统位置的确定提供依据。目前,关于中国铁筷子属植物基础研究的报道较零散[44-45]。有学者认为其茎具有木质部不发达、韧皮部发达,有叶隙,叶肉栅栏组织不甚发达、海绵组织发达等特征,是与生境阴湿相适应的[46-47];花粉形态、主成分分析和聚类分析是区分野生铁筷子与园艺品种的重要途径,花粉粒的形态特征和育性是铁筷子种和品种间鉴别和杂交育种的重要依据[48]。可见,对本属开展系统的植物学基础研究意义重大,不仅能为进一步认识探讨铁筷子属的系统位置、近缘类群以及推断演化过程提供有力支撑,还有助力于弄清其性状、应用价值与器官特殊构造之间的关系,实现对野生资源的有效保护和合理开发利用。

5.2 加大药用植物开发力度

铁筷子属的药用价值被广泛认知,因此,从化学资源角度展开的化学成分研究较多,其结果对丰富人们对该属植物化学成分的认识、实现对化学资源的合理利用及对毛茛科植物的化学分类均具有重要的理论意义和参考价值。然而,还存在一些亟待解决的问题:(1)当前的研究主要集中在根茎及其化学成分方面,对茎、叶及其他组织的研究相对较少。(2)强心和镇痛解痉功能的药理作用研究仍处于初级探索阶段,对其他药效及药理作用机制的研究也有待开展。(3)药用化学成分动态研究较鲜见,植株中药用化学成分的定位和分布,药效物质基础和新的药效骨架结构的研究均有待开展[11]。(4)虽已有关于多糖和皂甙类等物质的定性鉴别研究[49],但还需从种植、加工、使用过程入手,进一步规范中药材的质量控制。(5)需进一步改进铁筷子有效成分的提取工艺,加强新药开发和临床运用。

5.3 加大园艺新品种培育力度

利用野生铁筷子培育园艺品种的研究工作在欧美国家和日本开展得较早。以黑嚏根草(H. niger)为例,其最初生长于阿尔卑斯山,后被欧洲的僧侣和贵族带下山,种植在庭院中,经驯化、选育,获得很多花型大、花量多、重瓣及粉花的品种,它也因此获得皇家园艺学会的“花园优异奖”(RHS Award of Garden Merit)[50-51]。而国内的育种研究起步相对较晚,目前参与育种的单位仍不多。直至2020年,铁筷子才被纳入《中华人民共和国植物新品种保护名录(林草部分)(第七批)》。近年来,通过国内园艺工作者的不懈努力,新品种培育工作取得了一定成效,在国家林业和草原局2023年4月发布的2023年第一批授予植物新品种权名单中,已有27个铁筷子属新品种喜获授权,意味着具有众多优秀特质的铁筷子家族成员将逐渐进入园艺界,成为装点生活的新宠。在上述背景和契机下,应进一步加大对铁筷子园艺新品种的培育力度,从株型、花型、花色、花量、抗性等方面着手研发,推出更多综合性状好、稳定性强、质量高,能满足不同观赏需求的类群。此外,还应制定有关繁殖、栽培、质量等级等的规范性文件,形成完整的标准及控制体系,为成果的转化和推广应用提供技术支撑。
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