茶樹油處理割線對天然橡膠產量及膠乳生理的影響

朱德明， 王 進， 孔令學， 佘風華， 安 鋒，， 林位夫

（1.中國熱帶農業科學院 橡膠研究所，海南 儋州 571737；2.中國熱帶農業科學院 農產品加工研究所，廣東 湛江 524001；3.澳大利亞迪肯大學 技術與研究創新研究所，維多利亞州 吉朗 3125）

天然橡膠由于具有很強的彈性、良好的絕緣性、堅韌的耐磨性、氣密性（隔氣隔水）和耐曲折的通用性能，在工業、農業、交通、軍事、航天航空等領域有著廣泛的應用，因而逐漸成為各國重要的戰略物資和工業用原料[1]。隨著對天然橡膠需求的日益增長，如何進一步提高橡膠樹的產量已成為天然橡膠行業亟待解決的重大課題，在傳統的技術與方法基礎上亟待探索新的途徑。茶樹油是以蒸餾的方式從港木桃金娘科Myrtaceae白千層Melaleuca alternifolia葉中提取的純天然植物精油[2]，原產澳大利亞，無色至淡黃色液體，其成分復雜，主要含有 4-萜品醇（terpinen-4-ol）和 1，8-桉油素（1,8-cineole）等[3]， 無污染、無腐蝕性、滲透性強，具有特征香氣。茶樹油是目前人們所知的活性最強的天然抗菌劑，可高效、無毒、無刺激地殺死真菌和細菌[4]，對植物真菌菌絲生長的抑制作用顯著，可以用來開發農用地殺菌劑[5]。乳化茶樹油可在不同程度上對香蕉起到保鮮作用，且濃度越大效果越好[6]。茶樹油可顯著抑制芭蕉炭疽菌Colletotrichum musae菌絲生長，且分生孢子內部構造也發生了改變，茶樹油體積分數為0.05%時對芭蕉炭疽菌抑制效果最好[7]。關于茶樹油對橡膠樹Hevea brasiliensis產膠量影響的報道尚未見文獻報告，本研究利用茶樹油有溶解天然橡膠、抗菌消炎及提高免疫力的作用機制[8]，嘗試用它作為橡膠產量刺激劑，以利于疏通排膠通道，清潔割膠面及恢復創傷，達到提高膠乳產量的目的。主要觀察了用茶樹油割線處理橡膠樹割線對橡膠樹膠乳產量和產膠生理的影響，探討提高橡膠樹膠乳產量的新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

在中國熱帶農業科學院試驗農場二隊一林段內選擇品種純正、林相整齊、生長均一、大小基本一致的橡膠樹200株。該林段橡膠樹品種均為熱研7-33-97，開割2 a，采用S/2d/3割制且未涂用乙烯利。處理前于2010年6月24日至7月27日首先進行10次觀測，根據觀測結果選出產量、干膠質量分數等性狀指標基本穩定且基本一致的橡膠樹共30株樹作為實驗用樹（5株·處理-1）。

1.2 方法

1.2.1 試驗處理及方法 A1（ck）：S/2d/3（不涂乙烯利）。A2：S/2d/3，采用體積分數為0.5%乙烯利刺激割膠，3刀涂藥1次。A3：S/2d/3，割膠前10～20 h，將噴壺調為射線狀，沿割面噴涂體積分數為100%茶樹油，處理1次·刀-1。A4：S/2d/3，割膠前10～20 h，將噴壺調為射線狀，沿割面噴涂80%（茶樹油與煤油的體積分數）茶樹油，處理1次·刀-1。A5：S/2d/3，割膠前10～20 h，將噴壺調為射線狀，沿割面噴涂為40%（茶樹油與煤油的體積分數）茶樹油，處理1次·刀-1。A6：S/2d/3，割膠前10～20 h，將噴壺調為射線狀，沿割面噴涂為20%（茶樹油與煤油的體積分數）茶樹油，處理1次·刀-1。按試驗要求進行處理，然后由同一膠工進行割膠；采集每株樣樹第25滴以后的膠乳共約25 mL作冰鎮保存，帶回實驗室分析，最后得出膠乳產量、干膠質量分數和相對產量以及膠乳的pH值、硫醇、無機磷、蔗糖和鎂離子質量分數等。其中：相對產量=干膠產量/割線長度，通過實測每次割膠后的膠乳總質量和干膠質量分數（烘干法）及割線長度獲得。膠乳蔗糖質量分數的測定采用簡化的蒽酮法[9]，無機磷質量分數的測定使用鉬銻抗比色法[9]，膠乳pH值用pH計測定，硫醇（R-SH）的測定參照Jacob等的2-硝基苯甲酸（DTNB）法，膠乳中的鎂離子質量分數利用原子吸收分光光度法測定。

1.2.2 試驗時間 試驗于2010年7月30日至11月10日進行。其中：處理A5和處理A6因稀釋劑原因割面出現潰爛，因而于9月3日停止割膠和觀測，且相關處理試驗數據不列入下面統計。

1.2.3 數據處理 數據統計分析使用SAS 9.0軟件。

2 結果與分析

2.1 產量與干膠質量分數

干膠產量是膠乳產量與干膠質量分數的乘積，它表示膠樹排出膠乳的干膠量，干膠產量比產量更能代表橡膠的經濟價值。橡膠的相對產量是干膠產量與割線長的比值，即1 cm割線的干膠產量，它可以排除樹干直徑及割線長度的差異對試驗結果的影響。從表1可以看出：體積分數為80%和100%茶樹油割線處理增加了干膠產量，其中體積分數為100%茶樹油割線處理的干膠產量顯著高于對照和體積分數為80%茶樹油，與體積分數為0.5%乙烯利處理的增產效果持平，無顯著性差異；體積分數為100%茶樹油割線處理的相對產量較高，體積分數為80%茶樹油割線處理的相對產量較低，且兩者之間差異達到極顯著水平（P＜0.01），但與對照和體積分數為0.5%乙烯利處理相比未達到顯著水平；體積分數為80%～100%茶樹油割線處理的干膠質量分數有一定下降，與對照相比沒有顯著差異，而且茶樹油處理和對照的干膠質量分數均極顯著地高于體積分數為0.5%乙烯利處理的干膠質量分數（P＜0.01）。

表1 不同處理對干膠產量、相對產量和干膠質量分數的影響Table1 Effect of different treatments on dry rubber yield，relative rubber yield and dry rubber content

2.2 蔗糖、硫醇與pH值

表2表明：體積分數為80%～100%茶樹油割線處理可以提高膠乳中的蔗糖質量分數，其中體積分數為100%茶樹油割線處理的膠乳中蔗糖質量分數最高，極顯著高于對照（P＜0.01）。體積分數為0.5%乙烯利處理和體積分數為80%茶樹油割線處理的膠乳蔗糖均高于對照，但差異未達顯著水平；茶樹油割線處理橡膠樹的膠乳中硫醇極顯著低于體積分數為0.5%乙烯利處理和對照（P＜0.01），體積分數為0.5%乙烯利處理橡膠樹的硫醇極顯著高于對照（P＜0.01）；不同體積分數茶樹油和體積分數為0.5%乙烯處理對膠乳的pH值無明顯作用，它們與對照均不存在顯著性差異。

表2 不同處理對膠乳蔗糖質量分數、硫醇和pH值的影響Table2 Effect of different treatments on the sucrose content，the thiol content and pH of latex

2.3 無機磷、鎂離子與鎂磷比

鎂磷比值即膠乳中鎂離子與無機磷質量分數的比值。從表3可知：體積分數為80%～100%茶樹油割線處理均可提高膠乳中無機磷質量分數，且極顯著高于對照（P＜0.01），但與體積分數為0.5%乙烯利處理無顯著差異；體積分數為80%～100%茶樹油割線處理橡膠樹的膠乳中鎂離子質量分數都明顯高于對照，其中體積分數為100%茶樹油割線處理和體積分數為80%茶樹油割線處理分別極顯著（P＜0.01）或顯著高于對照（P＜0.05），但與體積分數為0.5%乙烯利處理的膠乳鎂離子質量分數差異不顯著；體積分數為80%～100%茶樹油割線處理都可以降低膠乳中的鎂磷比值，其中體積分數為80%茶樹油割線處理的膠乳中鎂磷比值顯著低于對照（P＜0.05），體積分數為0.5%乙烯利處理的膠乳的鎂磷比值極顯著低于對照（P＜0.01）。

表3 不同處理對膠乳無機磷、鎂離子質量分數和鎂磷比值的影響Table3 Effect of different treatments on the inorganic phosphorus content，the magnesium ion content and the ratio of latex magnesium and phosphorus content

3 結論與討論

3.1 茶樹油割線處理可增加橡膠樹干膠產量

茶樹油割線處理可增加干膠產量，但只有體積分數為100%茶樹油割線處理的干膠產量顯著高于對照，且與體積分數為0.5%乙烯利處理的增產效果持平。

3.2 茶樹油割線處理可引起橡膠樹產排生理參數變化

茶樹油割線處理沒有引起干膠質量分數發生顯著變化，但可以極顯著提高蔗糖質量分數（體積分數為100%茶樹油），顯著增加膠乳無機磷質量分數，顯著或極顯著提高鎂離子質量分數，顯著降低鎂磷比值（體積分數為80%茶樹油），極顯著降低硫醇濃度，對膠乳中pH值沒有影響。目前未見有相關報道。

3.3 茶樹油割線處理的增產機制可能不同于乙烯利刺激

據研究：乙烯利刺激增產主要通過增強某些酶活性，加強糖和水分等物質的運輸，稀釋膠乳促進排膠，提高膠乳中黃色體的穩定性，降低樹皮汁液的絮凝活性和擴大排膠影響面。本試驗也觀測到乙烯利處理極顯著降低干膠質量分數，顯著增加膠乳中硫醇、鎂離子和無機磷質量分數，降低鎂磷比值等現象。而體積分數為100%茶樹油割線處理不但沒有降低干膠質量分數，還可以極顯著提高蔗糖質量分數，并能顯著增加膠乳無機磷質量分數，顯著或極顯著提高鎂離子質量分數，顯著降低鎂磷比值（體積分數為80%茶樹油），其相對產量也明顯提高。這表明，體積分數為100%茶樹油割線處理并不是通過降低干膠質量分數、增大排膠量和延長排膠時間來增加膠乳產量的，它促進橡膠樹干膠產量的增加可能是通過促使橡膠樹向膠乳合成的方向發展實現的。確切機制，尚需進一步的深入研究。

干膠質量分數反映了膠乳原位生物合成能力的大小，并能表示2割次之間乳管細胞物質補充和膠乳再生水平，它不僅是反映產膠潛力的直接指標，而且是2割次之間乳管細胞物質補充率和膠乳再生率的重要參數[9]。膠乳的干膠質量分數和產膠量密切相關[10]，干膠質量分數越高則2次割膠時間之間橡膠的合成和再生速率越高。同時，膠乳的可溶性鎂磷比值與產量之間呈極顯著負相關；蔗糖又是橡膠生物合成的原料[11]，橡膠樹膠乳蔗糖質量分數反映出該部位糖的供求關系，充足的蔗糖供應是獲得高產的最主要因子[12]。當蔗糖是產膠量的限制因子時，提高膠乳中的蔗糖水平，將有利于增加產膠量。體積分數為100%茶樹油割線處理有可能增加了割面蔗糖供給，提高了一些酶的活性，進而提高了橡膠轉化合成能力，同時又降低了鎂磷比值，從而有利于橡膠樹產排膠，因此，在體積分數為100%茶樹油割線處理后橡膠樹干膠質量分數能維持在較高的水平。

巴西橡膠樹膠乳的硫醇主要由半胱氨酸、甲硫氨酸和谷胱甘肽組成，硫醇與抗壞血酸一起組成膠乳中主要的還原因子。硫醇是乳管代謝中主要酶的活化劑，也是黃色體膜的抗氧化劑和保護劑。硫醇質量分數的變化指示著膠乳再生能力的變化。硫醇過低可能會造成非酶促保護系統能力的減弱，從而導致死皮的發生，成為產量低的一種重要限制因素。本試驗中觀測到用茶樹油作割線處理后，膠乳中的硫醇極顯著降低，這是否不利于橡膠樹產排膠安全，引發橡膠樹死皮，仍有待進一步觀測。另外，在本實驗中因稀釋劑選擇不大合理或其他原因導致A5和A6處理割面很快發生潰爛，因此，有必要選擇新的稀釋劑或僅以稀釋劑為對照對茶樹油的噴涂效果進行進一步研究。

[1]何康，黃宗道.熱帶北緣橡膠樹栽培[M].廣州：廣東科技出版社，1987：1-2.

[2]HAMMER K A， CARSON C F， RILEY T V.In vitro activity of Melaleuca alternifolia（tea tree）oil against dermatophytes and other filamentous fungi[J].J Antimicrob Chemother， 2002， 50 （2）： 195-199.

[3]COX S D， MANN C M， MARKHAM J L.Interactions between components of the essential oil of Melaleuca alternifolia [J].J Appl Microbiol， 2001， 91 （3）： 492-497.

[4]WESELER A， GEISS H K， SALLER R， et al.Antifungal effect of Australian tea tree oil on Malassezia pachydermatis isolated from canines suffering from cutaneous skin disease [J].Schweiz Arch Tierheilkd， 2002， 144 （5）： 215-221.

[5]陶鳳云，趙偉，林強.茶樹油對植物病原真菌的抑制作用[J].安徽農業科學，2008，36（34）：15055-15056.TAO Fengyun， ZHAO Wei， LIN Qiang.Inhibition effects of tea tree oil on the growth of phytopathogenic fungi[J].J AnhuiAgric Sci， 2008， 36 （34）： 15055-15056.

[6]鐘業俊，劉偉，劉成梅，等.自然條件下乳化茶樹油在香蕉保鮮中的應用[J].農業工程學報，2009，25（6）：280-284.ZHONG Yejun， LIU Wei， LIU Chengmei， et al.Application of emulsified tea-tree oil on fresh-keeping of banana under natural condition [J].Trans CSAE， 2009， 25 （6）： 280-284.

[7]朱德明，丁麗，匡鈺，等.茶樹油對芭蕉炭疽菌菌絲生長和孢子萌發的抑制活性[J].食品研究與開發，2008，29（6）： 134-136.ZHU Deming， DING Li， KUANG Yu， et al.StudyontheeffectofteatreeoilonCollectotrichummusae [J].FoodResDev，2008， 29 （6）： 134-136.

[8]杜光，鄭恒，宗凱.茶樹油化學成分及抗菌作用研究[J].中國醫院藥學雜志，2004，24（8）：462-463.DU Guang， ZHENG Heng， ZONG Kai.Study on chemical constituents and antibacterial activity of the essential oil from tea tree [J].Chin Hosp Pharm J， 2004， 24 （8）： 462-463.

[9]肖再云.橡膠樹膠乳生理微診斷測定方法[J].熱帶農業科學，2005，25（6）：29-31.XIAO Zaiyun.Physiological microdiagnostic measuring method from latex of Hevea brasiliensis [J].Chin J Trop Agric，2005， 25 （6）： 29-31.

[10]劉子凡，王軍，林位夫.超高產橡膠芽接樹產排膠生理研究[J].北京林業大學學報，2010，32（4）：106-109.LIU Zifan， WANG Jun， LIN Weifu.Physiological characteristics of latex regeneration and latex flow of supper-highyield rubber budding tree [J].J Beijing For Univ， 2010， 32 （4）： 106-109.

[11]鄒智，楊禮富，王真輝，等.橡膠樹中橡膠的生物合成與調控[J].植物生理學通訊，2009，45（12）：1231-1237.ZOU Zhi， YANG Lifu， WANG Zhenhui， et al.Biosynthesis and regulation of natural rubber in Hevea [J].Plant Physiol Commun， 2009， 45 （12）： 1231-1237.

[12]LYNEN F.Biochemical problems of rubber synthesis [J].J Rubb Res Inst Malaya， 1969， 21 （4）： 389-406.

[13]高新生，李維國，黃華孫，等.熱研8-79-旺產期開割樹生理特性研究初報[J].中國農學通報，2009，25（3）：275-278.GAO Xinsheng， LI Weiguo， HUANG Huasun， et al.Primary study on physiological characteristics of tapped reyan 8-79 at high exlploition stage [J].Chin Agric Sci Bull， 2009， 25 （3）： 275-278.