七叶一枝花(学名:Paris polyphylla Sm.)是一种多年生草本植物,属于藜芦科重楼属,常见于亚洲的多个地区,尤其是中国的山区。这种植物因其独特的生物特性和多样的用途而被广泛研究和利用,特别是在传统医学、生态保护和植物学研究中占有重要地位。
植物学史
名称由来
七叶一枝花因其叶通常成七片轮生于茎顶部而得名。七叶一枝花最早由英国植物学家詹姆斯·爱德华·史密斯(JamesEdward Smith)命名,并因其独特的形态特征和医药价值而受到关注。史密斯从中国带回植物标本进行了研究,从而将其引入到西方的植物学文献中。
植物历史
这种植物不仅在中国有着悠久的使用历史,同时也分布于亚洲的其他地区。它在传统医药中具有重要地位,特别是在中国传统医学中,七叶一枝花被用来治疗各种疾病,如外伤出血、肿瘤以及作为解毒药。
19世纪,随着对该植物的进一步研究,七叶一枝花的知识逐渐扩散,其在传统医药中的用途也被更多地记录下来。同时,它也引起了西方科学家和植物学家的兴趣,作为一种潜在的药用植物进行研究。
到了20世纪,随着植物学和药理学的发展,对七叶一枝花的研究更加深入。科学家们开始研究其化学成分,尤其是其根和茎中的皂苷类化合物,这些化合物被认为是其药用价值的关键。此外,七叶一枝花也因其在生态系统中的作用以及对环境适应能力的研究而成为生态学和环境科学研究的对象。
形态特征
七叶一枝花通常的植株高度通常在35-100厘米之间,整个植株无毛。
茎
根状茎非常粗厚,直径可达1-2.5厘米,表面是棕褐色的,上面密布着多数环节和许多须根。茎大多带有紫红色,直径在0.8-1.5厘米之间,基部有1-3枚灰白色干膜质的鞘。
叶
叶片通常有7-10枚,形态为矩圆形、椭圆形或倒卵状披针形,叶长在7-15厘米之间,宽度则在2.5-5厘米,叶尖端短尖或渐尖,基部圆形或宽楔形,叶柄明显且长2-6厘米,带有紫红色。
花
花梗长度在5-16厘米之间,但有时可长达30厘米;外轮花被片为绿色,通常有3到6枚,形状为狭卵状披针形,长度在4.5-7厘米之间。内轮花被片则为狭条形,通常比外轮更长。雄蕊的数量在8-12枚之间,
花药较短,长度在5-8毫米,与花丝近等长或稍长,药隔突出部分长度为0.5-1毫米,有时可达2毫米;子房近球形,具稜,顶端具一盘状花柱基,花柱粗短,具4-5个分枝。
果
种子
种子多数,具鲜红色多浆汁的外种皮。
分布范围
七叶一枝花分布于孟加拉国、不丹、中国(河南、福建、广西、江苏、广东、山西、云南、甘肃、湖南、河北、江西、四川、安徽、贵州、西藏、陕西、浙江、湖北、台湾)、印度(喜马偕尔邦、米佐拉姆邦、锡金、查谟-克什米尔、曼尼普尔邦、阿萨姆邦、北阿坎德邦、那加兰邦、梅加拉亚邦)、老挝、缅甸(缅甸大陆)、尼泊尔、巴基斯坦、泰国、越南。
生长习性
生态环境
七叶一枝花主要生长在山坡的林下及灌丛的阴湿处,这种环境通常提供了低光照和高湿度条件。它们主要分布在海拔1800至3200米的区域,能适应较冷的高山环境。
气候偏好
七叶一枝花喜欢温暖、湿润和阴暗的环境,但它们也具有一定的抗寒和耐旱能力。这使得它们能够在多变的气候条件下生存,尽管如此,它们依然惧怕霜冻和直射阳光。适宜的年均气温范围为13至18摄氏度,这种温度范围有利于其生长和繁殖。
土壤要求
七叶一枝花对土壤的要求相对特定。它们最适合生长在有机质和腐殖质含量较高的土壤中,如砂土和壤土。这类土壤通常排水良好且富含养分,有助于根系的发展和植物的整体生长。
栽培技术
七叶一枝花(也称华重楼)是一种较为名贵的中药材,野生资源奇缺。近年来,七叶一枝花野生种植转为人工育苗种植技术的研究受到重视,人们在国内各地建立了七叶一枝花的种植基地。由于七叶一枝花种子休眠期很长、有红色肉质假种皮、种子较小且成熟度较低,其在自然条件下发芽率较低,大概只有5%~10%。七叶一枝花种子繁殖需要2~3年出苗,成苗率也较低。要成功种植七叶一枝花,目前必须经过人工催芽,打破其种子休眠。通过人工方法实现打破休眠并提高发芽率,缩减七叶一枝花种子生长周期,解决其繁殖育苗技术,是七叶一枝花药材规模化生产的关键。七叶一枝花以种子种植为主,也可以采用根茎种植。
地块选择
七叶一枝花种植,选地最为关键。七叶一枝花喜背阴凉爽、湿润的环境,喜斜射或散射光,忌强光直接照射,既怕积水又怕干旱,在河边、树荫湿处生长最好。七叶一枝花宜在土层较为深厚、疏松肥沃、保水及排水都较为良好的砂质壤土或腐殖土地中种植,如果生长在低洼积水的壤土、黏壤土中就很容易造成根部腐烂。因此,种植七叶一枝花一般选择在日照较短的背阴缓坡地块,同时要求为排水方便、富含腐殖质、有机质含量较高的疏松壤土。
适当的生长调节剂
在七叶一枝花人工栽培过程中,为了提高植物的质量和产量,还需要控制负面影响。在七叶一枝花生长过程中,抗倒伏品种可有效提高其产量,使其在恶劣环境中生长。为了提高七叶一枝花的抗倒伏能力,可使用适当的生长调节剂。生长调节剂是一种具有天然植物激素的活性物质,既有纯天然的,又有人工合成的。根据生长调节剂不同的性质和作用功能,将其分为生长素类、生长抑制剂类、赤霉素类和细胞分裂素类。植物的生长调节剂中包括一种生长延缓剂,可促进光合作用,控制植物的生长,达到抗倒伏的效果,在一定程度上能提高产量。较为常用的生长延缓剂是多效唑,可通过植物的顶部分生组织的生长来延缓植物的生长,在七叶一枝花的栽培中,有效使植株矮化,使其抗逆性增强,并促进其抗倒伏生长。外源激素是生长调节剂中的一种,对于种子的生长也有很大的影响,可有效增加茎壁的厚度,使茎秆内的物质增加,进而提高其机械强度,提高其抗倒伏能力。
育苗移栽
一般来说,七叶一枝花的移栽时间在倒苗后,高山土壤封冻前进行。在移栽过程中应保证随时挖随时栽种,提高成活率。移栽通常采用约5 cm的浅沟条栽,控制好株距和行距,在栽种时要使用土壤将种苗覆盖完全,如果土壤的墒情较弱,移栽后必须立刻补墒浇水,并使用地膜或碎草将其覆盖,以起到保湿的作用。在移栽管理时期应适当追肥,注意施肥以有机肥为主,尽量少使用化肥,并遵循少量多次的原则。在施肥时还需控制各种肥料的混合比例,在后期可以喷洒适量的磷酸二氢钾和叶面肥的混合剂,提高七叶一枝花根茎的产量。在人工移栽的过程中,如果发现植株发生病害,应及时喷洒药剂,防止病害恶化。
田间管理
田间管理包含的工作内容较多,首先,应定期清除杂草,大约在移栽后3个月是地下茎的生长关键时期,这时需要吸收大量土壤内的营养成分,如果周围杂草过多会影响其茎的生长,所以要及时除草。一般选择在晴天上午进行除草,在除草过程中要避免伤害到地下茎的正常生长,并在期间加强管理。其次,还需要加强对作物的遮阳保护工作,条件允许的情况下可使用遮阳网,在条件较为困难的情况下可利用树枝等作为遮阳的材料,在搭建过程中要注意搭建方式和搭建密度。
再次,还需要加强培土工作,一般在6月必须再进行施肥,将肥料追加在植物根部并结合清沟大培土,必须使用松散的土进行培土,保证墒面及沟底没有积水。最后,还需要加强水分管理,为了使土壤保持一定湿润度,需要定期进行喷水,在特殊时期土壤过于干燥时需进行浇水工作,但要注意土壤中的水分不能过多,在雨季要加强注意排水工作,避免田间积水导致七叶一枝花出现病害情况。
栽培繁殖
繁殖方式
野外观察发现,该植物主要通过营养繁殖进行繁殖。重楼种子播种后约七个月萌发初生根,翌年再约四个月后长出叶片。其种子具有休眠特性,这被认为与多种内源激素变化、抑制物质形成以及胚胎生理成熟期物质积累增加有关。单株母本仅能产生单一后代,这导致了其数量迅速下降。
栽培技术
七叶一枝花种子繁殖需要2-3年出苗,成苗率也较低。要成功种植七叶一枝花,必须经过人工催芽,打破其种子休眠。通过人工方法实现打破休眠并提高发芽率,缩减七叶一枝花种子生长周期,解决其繁殖育苗技术,是七叶一枝花药材规模化生产的关键。七叶一枝花以种子种植为主,也可以采用根茎种植。
七叶一枝花种植,选地最为关键。七叶一枝花喜背阴凉爽、湿润的环境,喜斜射或散射光,忌强光直接照射,既怕积水又怕干旱,在河边、树荫湿处生长最好。七叶一枝花宜在土层较为深厚、疏松肥沃、保水及排水都较为良好的砂质壤土或腐殖土地中种植,如果生长在低洼积水的壤土、黏壤土中就很容易造成根部腐烂。因此,种植七叶一枝花一般选择在日照较短的背阴缓坡地块,同时要求为排水方便、富含腐殖质、有机质含量较高的疏松壤土。
在七叶一枝花人工栽培过程中,为了提高植物的质量和产量,还需要控制负面影响。在七叶一枝花生长过程中,抗倒伏品种可有效提高其产量,使其在恶劣环境中生长。为了提高七叶一枝花的抗倒伏能力,可使用适当的生长调节剂。生长调节剂是一种具有天然植物激素的活性物质,既有纯天然的,又有人工合成的。根据生长调节剂不同的性质和作用功能,将其分为生长素类、生长抑制剂类、赤霉素类和细胞分裂素类。植物的生长调节剂中包括一种生长延缓剂,可促进光合作用,控制植物的生长,达到抗倒伏的效果,在一定程度上能提高产量。较为常用的生长延缓剂是多效唑,可通过植物的顶部分生组织的生长来延缓植物的生长,在七叶一枝花的栽培中,有效使植株矮化,使其抗逆性增强,并促进其抗倒伏生长。外源激素是生长调节剂中的一种,对于种子的生长也有很大的影响,可有效增加茎壁的厚度,使茎秆内的物质增加,进而提高其机械强度,提高其抗倒伏能力。
一般来说,七叶一枝花的移栽时间在倒苗后,高山土壤封冻前进行。在移栽过程中应保证随时挖随时栽种,提高成活率。移栽通常采用约5厘米的浅沟条栽,控制好株距和行距,在栽种时要使用土壤将种苗覆盖完全,如果土壤的墒情较弱,移栽后必须立刻补墒浇水,并使用地膜或碎草将其覆盖,以起到保湿的作用。在移栽管理时期应适当追肥,注意施肥以有机肥为主,尽量少使用化肥,并遵循少量多次的原则。在施肥时还需控制各种肥料的混合比例,在后期可以喷洒适量的磷酸二氢钾和叶面肥的混合剂,提高七叶一枝花根茎的产量。在人工移栽的过程中,如果发现植株发生病害,应及时喷洒药剂,防止病害恶化。
田间管理包含的工作内容较多,首先,应定期清除杂草,大约在移栽后3个月是地下茎的生长关键时期,这时需要吸收大量土壤内的营养成分,如果周围杂草过多会影响其茎的生长,所以要及时除草。一般选择在晴天上午进行除草,在除草过程中要避免伤害到地下茎的正常生长,并在期间加强管理。其次,还需要加强对作物的遮阳保护工作,条件允许的情况下可使用遮阳网,在条件较为困难的情况下可利用树枝等作为遮阳的材料,在搭建过程中要注意搭建方式和搭建密度。
再次,还需要加强培土工作,一般在6月必须再进行施肥,将肥料追加在植物根部并结合清沟大培土,必须使用松散的土进行培土,保证墒面及沟底没有积水。最后,还需要加强水分管理,为了使土壤保持一定湿润度,需要定期进行喷水,在特殊时期土壤过于干燥时需进行浇水工作,但要注意土壤中的水分不能过多,在雨季要加强注意排水工作,避免田间积水导致七叶一枝花出现病害情况。
病虫害防治
软腐病
症状:主要危害叶片和茎秆,受害部位呈水浸状的坏死,稀软腐烂,产生刺激性臭味,严重时造成地下根茎腐烂。
发生规律:2月份地上部萌发抽苗,雨水较多时,通风透气不畅、田间湿度大,利于软腐病发生。
防治方法:种植时,全株用50%多菌灵的1 000倍稀释液浸泡20min,并做好排水。发病时,剪去病处,可用20%噻菌铜悬浮剂的350倍稀释液喷施。
茎腐病
症状:植株茎裂、枯萎、变黄、发育不良和萎蔫。
发生规律:多发生在3月至6月,多雨季节田间湿度大,利于茎腐病发生。
防治方法:种植时,全株用50%多菌灵的1 000倍稀释液浸泡20min,并做好排水。发病时,剪去病处,建议使用真菌性药剂防治。
灰霉病
症状:叶片染病后,多从叶尖开始,病斑呈“V”字形向内扩展,呈水浸状,病健交界明显,病部布满灰色霉状物,边缘逐渐变为黄色、干枯。
发生规律:多发生于4月,高温高湿、多雨季节,病害普遍比较严重,一般为雨后发生,传染性强。
防治方法:做好排水,减少田间湿度,下雨前后,可用50%腐霉利可湿性粉剂1 200倍稀释液喷施。若已发病,将病处剪掉,密封带出种植区,以防传染。
根腐病
症状:根茎从染病部位开始腐烂,早期染病植株不表现症状,随着根部腐烂程度的加剧,植株上部叶片出现萎蔫,逐渐枯死,整个根茎腐烂,常溢有黏液,散出腐败酸臭味。
发生规律:根腐病一般在6月开始,造成根茎腐烂的原因既有环境条件,也有生物因素。田间湿度大,积水,气温高,根茎有创伤,易遭受病原物感染时容易产生。施用未腐熟的有机肥、施肥措施不当或土壤黏性大的基地,发病较为严重。
防治方法:选择通风透气、土壤疏松及适宜海拔的基地,疏通排水沟,科学施肥。种子移栽时用多菌灵500倍稀释液浸泡20min,发病区,可用多菌灵500倍稀释液或生石灰水200倍稀释液浇灌,以减轻病害。
豆芫菁
症状:成虫为害叶片及地上部,咬食叶片使叶片出现孔洞或缺刻,甚至吃光。
发生规律:4月开始为害植株,繁殖迅速,同时成虫喜食豆科植物和泡桐树叶片。
防治方法:为害初期可以人工捕捉,用4.5%高效氯氰菊酯乳油等药剂喷雾防治。
保护现状
保护级别
列入《
世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN 2020年 ver 3.1)——易危(LC)。
种群现状
尚未掌握该物种在整个分布区的确切种群数量,但近期多项证据表明其亚种群持续衰退(Cunningham等,2018;Deb等,2015;Kunwar等,2020)。在印度,过度采挖导致野外资源枯竭。中国的情况类似,因过度采集和栖息地破碎化,种群数量急剧下降。尼泊尔的研究显示,即使是本地需求也对重楼亚种群造成了破坏性影响。
在其整个分布范围内,很可能还存在未记录的种群衰退现象。对该物种的过早采挖导致栖息地退化,最终使许多亚种群面临区域性灭绝的风险。由于数据收集与报告体系不完善,加之分布区内各国边境管理存在漏洞,在可预见的未来,该物种剩余亚种群所受威胁难以得到有效缓解。
主要威胁
在其整个分布区内,为药用而进行的野生采集是对该物种最严重的威胁。高市场需求驱动了过度开采,导致该物种在整个分布范围内变得稀少。非法贸易、贸易监测不足以及松散的边境管理加剧了不可持续的采收。根茎是主要的交易产品,而采收根茎对植株是致命的。在种子成熟前无差别地的采挖整株植物,是导致其自然栖息地种群补充失败的原因。其自身生活史特性,如漫长的世代周期、种子休眠期长和对栖息地要求高度专一,是限制因素,使其更容易受到人为活动威胁的影响。
在尼泊尔进行的一项研究中观察到,过度采挖、不科学的根茎采集、在种子成熟前采收植株、种子活力低且产量少以及种子休眠期长,是威胁该植物繁殖的主要因素。重楼被认为是一种常被交易的植物,过去十年中其数量可能已减少,这或许与森林砍伐有关。
不受管制的牲畜放牧也导致了其种群数量下降。鸟类的种子捕食、鹿对果实的取食,以及鹿、熊和兔形目动物对整个植株(包括根茎)的啃食进一步威胁着该物种。有证据表明,该物种适应能力差,容易受到气候变化的影响。
保护措施
七叶一枝花是被世界自然保护联盟列为易危等级的药用植物之一。其种子活力较低,即使在实验室条件下进行不同化学处理也难以萌发。似乎有必要提高重楼生长地区居民的保护意识。科学家必须推广其根茎的可持续利用及栽培实践,以保护这一物种。人们认为,若采挖时将带芽的部分根茎留在地下,将更有利于该植物的可持续利用,并有助于未来其种群的保护。
供应庞大市场的重楼野生采集,可以通过该物种的商业化栽培来弥补。中国已开始栽培该物种,主要在云南。尼泊尔的农民也已开始栽培,但尚处于早期阶段。Lepcha等人(2019)建议开发农艺技术、将技术从实验室转移到田间、在适宜栖息地重新引入该物种,并强调在种子成熟后采收根茎对于印度喜马拉雅地区物种保护的重要性。栽培亚种群的遗传多样性相对高于野生亚种群,而野生亚种群之间的区别很小。在进行任何重新引入尝试之前,都应考虑栽培亚种群的遗传多样性。
法律保护以及将自然栖息地划归当地社区进行采收管理,可能有利于该物种的保护。来自尼泊尔和印度锡金邦的已识别适宜栽培区域的生态位模型是可用的。需要进行详细的分布探索以用于生态位建模,从而确定该物种可能存在的区域以及可以成功重新引入的区域。未来的研究应侧重于种群结构和再生状况的长期监测、栽培和繁殖方法的改进,以及评估整个物种分布范围内特定区域的威胁。
主要价值
药用价值
为《中国药典》2015年版收载的2种重楼药材基原植物之一,主要以干燥根茎入药,其性微寒、味苦,有小毒,归肝经,具有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊之功效,用于治疗疔疮痈肿、咽喉肿痛、蛇虫咬伤、跌扑伤痛、惊风抽搐等疾病。
七叶一枝花在传统中医中被广泛使用,其药用部分主要是其根,通常被称为“重楼”。重楼具有清热解毒、散瘀止痛的效果,常用于治疗瘰疬、疮毒、跌打损伤等病症。现代药理研究表明,七叶一枝花含有多种生物碱、皂苷等化学成分,这些成分显示出抗肿瘤、抗炎、抗病毒和免疫调节等多种药理活性。例如,其提取物在体外试验中表现出对某些癌细胞的抑制作用。
此外,重楼也在研究中显示了对心血管疾病的潜在治疗效果,如抗心律失常和降低血压等。因此,七叶一枝花的药用价值是非常丰富的,其活性成分的进一步研究和开发可能有助于新药的开发。
观赏价值
七叶一枝花除了作为药材外,也因其独特的形态而被用作观赏植物。它的叶通常呈轮生,数量多达七片,中间常伴随着一个独特的黑色浆果,外观别致,具有很高的观赏性。春末至夏初,七叶一枝花开放绿色或黄绿色的花,花形独特,增添了几分神秘与野性美。由于其美丽和独特的外观,七叶一枝花逐渐被引入园艺,用于装点庭院和公园。其耐阴性好,适应性强,尤其适合在林下及半阴环境中生长,是很多园林设计中不可多得的选择。
科研价值
七叶一枝花在科研领域具有多方面的价值,主要包括植物药理学研究、生态学研究和遗传学研究等。七叶一枝花的根部含有多种生物活性成分,如多种生物碱、皂苷等,这些成分在现代医学中显示出潜在的药理作用。例如,其提取物具有显著的抗肿瘤活性,能够通过不同的机制抑制肿瘤细胞的生长和扩散。此外,七叶一枝花的提取物还表现出抗病毒、抗菌和抗炎的效果。因此,研究七叶一枝花的活性成分及其作用机制,不仅可以深化对植物药理学的理解,也有助于开发新的药物和治疗策略。
七叶一枝花在自然环境中具有特定的生态位和适应性,适合生长在阴湿的森林底层。这一特性使其成为研究森林生态系统中植物适应性和生物多样性的一个良好模型。通过研究七叶一枝花对环境变化的响应机制,科学家可以更好地理解森林生态系统中的物种如何适应环境压力,例如光照变化、土壤条件和气候变化等。
七叶一枝花的遗传多样性和进化历史也是科研的重要领域。研究其遗传结构和种群动态可以揭示其适应环境的遗传机制以及物种演化的过程。此外,七叶一枝花在不同地理区域内的遗传差异研究有助于了解生物地理学模式和物种分布的历史。这些研究不仅有助于保护和合理利用七叶一枝花这一物种,也为其他植物的保护提供了基础数据和理论支持。七叶一枝花对特定环境条件的高适应性使其成为环境保护和生态恢复研究的一个重要对象。在生态系统恢复项目中,了解并利用七叶一枝花的生长习性和生态功能,可以帮助恢复退化的森林生态系统,促进生物多样性的保护。