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薯蕷科

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薯蕷科( Dioscoreaceae) 屬被子植物門單子葉植物綱百合目(統),在植物分類中是一個小科,有9屬650種,廣佈於全球熱帶、亞熱帶和暖温帶地區,尤以美洲熱帶地區種類最多,間斷分佈於世界各地。我國有1屬(薯蕷屬)60種, 主產西南、東南各省及香港、台灣地區,西北和北部分佈較少。薯蕷科雖然在植物分類中是一個小科。但是該科植物中能提取合成激素。薯蕷皂素是重要的醫藥原料,有“ 醫藥黃金” 之稱,還能提取重要的化工原料———龍膠。 [1] 
中文名
薯蕷科
拉丁學名
Dioscoreaceae R. Br.
植物界
被子植物門
單子葉植物綱
百合目
亞    目
百合亞目
薯蕷科 [2] 
分佈區域
浙江,福建,台灣
保護級別
列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約附錄Ⅰ、附錄Ⅱ和附錄Ⅲ》

薯蕷科植物學史

根據文獻記載, 保存下來的最早的薯益科植物化石為發現於始新世地層中的 Dioscoeralyelil Fritel ,這説明至 少在白堊紀末 , 該屬就已存在, 因此其起源時間就可能追溯到更早的時期。根據大陸漂移説 , 二迭紀時地球上只有 一個聯合古陸, 只是自三迭紀起該大陸開始分裂,至白堊紀末各大陸基本分開; 又加上各大陸之間 (尤其是亞洲與美洲之間、非洲與美洲之間) 幾乎沒有共同種類( 除黃獨D.bulbifear L.等個別廣佈種之外) , 因而該科植物的起源應遠在聯合古陸分裂之前。 此外, 該科一些植物具單溝花粉粒、具與毛食類植物相同生源的甾體化合物、具有與馬兜鈴科中的一些植物(如Asarum) 相同類型的篩分子質體、具雙子葉植物類型的葉片等都説明了該科的原始古老性, 它們的祖先很可能在被子植物發生過程中很早就已出現了, 並可能與 現代雙子葉植物中比較原始的類羣( 如馬兜鈴目等) 存在一定的關係。 [3] 

薯蕷科形態特徵

薯蕷科 薯蕷科
中文名:薯蕷科
拉丁名:Dioscoreaceae
纏繞草質或木質藤本,少數為矮小草本。地下部分為根狀莖或塊莖,形狀多樣。莖左旋或右旋,有毛或無毛,有刺或無刺。葉互生,有時中部以上對生,單葉掌狀複葉,單葉常為心形或卵形、橢圓形,掌狀複葉的小葉常為披針形或卵圓形,基出脈3-9,側脈網狀;葉柄扭轉,有時基部有關節。花單性或兩性,雌雄異株,很少同株。花單生、簇生或排列成穗狀、總狀或圓錐花序;雄花花被片(或花被裂片)6,2輪排列,基部合生或離生;雄蕊6枚,有時其中3枚退化,花絲着生於花被的基部或花托上;退化子房有或無。雌花花被片和雄花相似;退化雄蕊3-6枚或無;子房下位,3室,每室通常有胚珠2,少數屬多數,胚珠着生於中軸胎座上,花柱3,分離。果實為蒴果、漿果或翅果,蒴果三稜形,每稜翅狀,成熟後頂端開裂;種子有翅或無翅,有胚乳,胚細小。
本科的模式屬:薯蕷屬 Dioscorea L.
本科約有9屬650 種,廣佈於全球的熱帶和温帶地區,尤以美洲熱帶地區種類較多。我國只有薯蕷屬 Dioscorea L. 約有60種。 [2] 

薯蕷科分佈範圍

薯蕷科是單子 葉植物 中比較原始的一個科, 其外部形 態很似 雙子葉植物, 故 曾有人將其 置於 馬 兜鈴科附近。 該科約屬種, 廣佈於全球的熱帶和亞熱帶地區,尤以美洲 熱帶地 區種 類 最 多, 間斷分佈於 界各洲 圖。 其分佈 的北 界 是北緯 約“ , 如分佈於加拿大和美國東 北部 的 “ 分 布 的南 界是 南緯 約, 如分佈於南 美 智 利 的奇 洛埃島的勺。 各大 洲 的種 類分 布情況見表是亞洲 屬約 種, 主 產 於 東南 亞 及南 亞, 東亞次 之,西亞很少 南美洲屬約種, 主要分佈於巴西,其次安第 斯 區, 再次 為南 美北部地 區, 南 部地 區很少北美洲 屬 約 種, 主要分佈於中美洲及加 勒 比海地區其次是墨西哥, 美 國及 加 拿大很 少 非洲 屬 約 種, 主要分佈於西 非 雨林 地 區, 其次為馬達加斯加及中部 非洲,南部及北部很 少 歐洲屬約種,主要分佈 於 地 中海 地 區, 其它地區很少大洋洲屬 種,分佈於澳大利亞 中部 及西 部、 新幾內亞等。 [14] 
Dioscorea banzhuana Pei et C. T. Ting
纏繞草質藤本。根狀莖橫生,圓柱形,彎曲,不規則分枝,外皮深褐色,粗糙,幹後有深皺紋。莖左旋,光滑無毛。單葉互生,葉片薄膜質,兩面光滑無毛,莖基部葉為掌狀裂葉,長8-13釐米,寬7-15釐米,基部深心形,邊緣不等大小的3-5裂,裂片頂端通常鈍圓,葉柄基部通常有刺;頂端葉片為卵狀披針形,基部廣心形,截形或圓形,邊緣全緣或微波狀。花單性,雌雄異株。雄花有梗,長約2毫米,單生或2-4朵聚成小傘狀,再組成總狀花序,花序分枝又呈圓錐花序;雄花通常不全部發育,花被長約2毫米,呈漏斗狀,頂端6裂,裂片卵圓形,花開時不平展;雄蕊 6枚,着生於花被管基部,花葯個字形着生。雌花序與雄花序相似。蒴果三稜形,每稜翅狀,近半圓形,長1.5-1.8釐米,寬0.8-1.2釐米;種子通常每室2枚,着生於每室中軸中部,成熟後四周有薄膜狀翅。花期8-10月,果期9-12月。
產雲南蒙自。常生於海拔1550米左右的山坡稀疏喬灌木林中。模式標本採自雲南蒙自芷村。 [5] 
Dioscorea lineari-cordata Prain et Burkill
纏繞草質藤本。塊莖長圓柱形,垂直生長,外皮干時淡土黃色或棕黃色,斷面白色。莖較細纖,無毛,右旋。單葉,在莖下部的互生,中部以上的對生;葉片紙質,線狀披針形至披針形或線形,長5-15釐米,寬0.8-2.5釐米,頂端漸尖,基部圓形、微心形至心形,有時箭形,兩面無毛,背面常有白粉,基出脈5-7。葉腋內有珠芽。雄花序為穗狀花序,長2-5釐米,2至數個或單個着生於葉腋;雄花的外輪花被片為卵狀寬橢圓形或寬卵形,長約2毫米,頂端鈍,內輪為倒卵狀橢圓形,稍小而薄;雄蕊6。雌花序為穗狀花序,單生於葉腋;雌花的外輪花被片為寬卵形,長約1毫米,內輪為倒卵形,較小;有退化雄蕊。蒴果不反折,三稜狀扁圓形,長1.5-2釐米,寬2-3釐米;種子着生於每室中軸中部,四周有膜質翅。花期6月,果期7月。
產湖南、廣東、廣西東部。生於海拔400-750米的山坡灌叢或疏林中。模式標本採自廣西梧州。 [6] 
Sect. Combilium Prain et Burkill
產東南亞和馬來西亞,廣泛栽培,也有野生的。
塊莖供食用。 [7] 
Sect. Enantiophyllum Uline
單葉,全緣,對生或互生。雄花序為穗狀花序,單生或簇生於葉腋,或排列呈圓錐狀;雄花小,無柄,單生;花被片離生,內凹;雄蕊6,少數3,花葯內向。雌花序為穗狀花序,單一或分枝,1-3個着生於葉腋。蒴果不反折。細胞染色體基數x=10 (2n=40、60、80、100、120)。花粉粒扁球形,兩端平截,雙溝,外壁網狀紋飾。除薯莨的塊莖富含鞣質外,其餘各種均含粘液質,尿囊素、膽鹼、精氨酸、澱粉酶、蛋白質、脂肪、澱粉。
主要分佈於非洲和亞洲熱帶;我國約有14種、5變種,分佈於黃河以南,尤以華南及西南地區種類較多。
塊莖主要供食用或提取栲膠。 [8] 
5、複葉組
Sect. Lasiophyton Uline
掌狀複葉,具3-9小葉。雄花序穗狀或總狀,有時再排列成圓錐狀;雄花通常3枚發育雄蕊與3枚不發育雄蕊互生,有時6枚雄蕊全部不發育或大部分不發育。雌花序穗狀,1-3個着生於葉腋。蒴果反折。細胞染色體基部x=10(2n=40)。花粉粒為雙溝型。塊莖不含甾體皂苷元。
約21種,分佈於歐亞大陸;我國約有8種、1變種,多分佈於熱帶與亞熱帶地區。 [9] 
Sect. Opsophyton Uline
塊莖一年生,單生或二個着生,亞洲種類通常塊莖頂端不延長,非洲的通常延長呈柄狀。野生的有毒,栽培後毒性減少。莖無毛,少數有多細胞的指狀毛或單細胞毛。單葉互生,心形。雄花序穗狀或總狀,簇生或排列成圓錐狀;雄花花被片離生。蒴果反折下垂,種子着生於中軸胎座頂部,種翅向基部延伸。細胞染色體基部x=10(2n=80)。 約5-6種,分佈於東半球,我國有以下1種。 [10] 
Sect. Shannicorea Prain et Burkill
單葉互生,心形,紙質。雄花數朵組成小聚傘花序,再排列成穗狀花序;花杯狀、鍾狀或碟形;雄蕊6,着生在花被管喉部或花被裂片基部,花葯揹着,內向。雌花排列成穗狀花序。蒴果反折下垂,長大於寬,少數叢生在短果序軸上,不下垂。細胞染色體基數x=10(2n=20、40、60 )。花粉粒扁球形,兩端平截,雙溝,外壁網狀紋飾。
塊莖含粘液質、尿囊素、膽鹼、精氨酸、澱粉酶、蛋白質、脂肪、澱粉。
約有8種,分佈於緬甸、老撾、泰國、越南和我國;我國約有7種、1變種,分佈於西南。 [11] 
Sect. Stenophora Uline
單葉,少數具複葉;葉片常為心形。雄花序為總狀或穗狀花序,有時再排成圓錐花序,通常在花序基部由2-4朵花集成小傘,中部以上多數為單花。細胞染色體基數x=10(2n=20,40)。花粉粒為一單溝型。根狀莖含甾體皂苷元。
歐亞大陸約有25種;我國是該組的分佈中心,約有17種、1亞種、2變種。 [12] 

薯蕷科繁殖方法

選擇坡度較緩,灌木林或雜木林林緣地帶腐殖質含量高,土層疏鬆,灌排水便利的地塊。如有條件最好在林間修出3~4 m的地帶進行繁殖。先選用高效、低毒、無公害的農藥按説明進行土壤消毒,並結合深耕施農家肥60 000 kg/hm2或餅肥22 500 kg/hm2。 [15] 

薯蕷科種子處理

將上年採收的種子用40~60 ℃的温水浸燙處理,撈出後,用濕麻袋或稻草覆蓋催芽,期間用40 ℃温水澆灌2~4次,種子露白後播種。或者在播種前15~20 d,將種子和細沙按1∶4混合,在室內先鋪1層沙,上面鋪1層與沙混合後的種子,再用稻草等農作物秸稈覆蓋,處理堆高一般不超過50 cm,堆成長方形或圓柱形。處理堆温度控制在25 ℃以下,超過25 ℃應及時翻堆,種子露白後即可播種。 [15] 

薯蕷科播種

3月上、中旬土壤解凍後即可播種,條播或撒播均可,條播用種量45~60 kg/hm2,撒播用種量90~120 kg/hm2。距地面10 cm高用遮陽網覆蓋,經常灑水保持土壤濕潤,播後約30 d出苗。

薯蕷科苗期管理

薯蕷科 薯蕷科
種子出土後長至10 cm左右,去掉遮陽網,長出5片葉子,地上部分超過20 cm時, 疏去過密小苗、病苗,保留健壯苗,株距3~5 cm。並結合間苗除草。齊苗後注意適時澆水,整個育苗期田間持水量保持在60%~70%。苗期隨灌水追肥2次,每次追施尿素75 kg/hm2、普通過磷酸鈣 30 kg/hm2、磷酸二氫鉀120 kg/hm2。 [15] 

薯蕷科採收

秋季採收種莖,單莖大於5 g以上的移栽種植,小於5 g的繼續留在繁育田生長。採收時注意不要損傷塊莖的表皮,防止水分散發,病毒感染。注意隨採隨種。 [15] 

薯蕷科栽培技術

薯蕷科選地整地

穿龍薯蕷對栽培土壤要求不嚴格,一般選擇向陽,土層深厚、肥沃疏鬆、微酸性的土壤,不起壟,深耕30 cm,結合深耕施農家肥30 000~52 500 kg/hm2 或 餅 肥 30 000 kg/hm2、 尿 素 150kg/hm2、普通過磷酸鈣75 kg/hm2、磷酸二氫鉀150kg/hm2。 [15] 

薯蕷科種莖選擇

選擇人工繁殖的種莖或野生1~3年生健壯、無病害蟲害根莖,穿龍薯蕷根莖先端再生能力強,其次為中端,老根莖再生能力弱,不易做種。每個根莖至少保留2~3個飽滿的潛伏芽。將根莖剪斷,放置2~4 d,等待傷口痊癒後進行栽植。 [15] 

薯蕷科栽種

按行距30 cm開溝,溝深10~15 cm,按株距15cm 將 根 莖 栽 於 溝 中 , 覆 土 壓 實 , 保 苗180 000株/hm2左右。 [15] 

薯蕷科病蟲防治

薯蕷科病害

病害為鏽病、根腐病。 [15] 

薯蕷科蟲害

蟲害為紅蜘蛛。 [15] 

薯蕷科防治方法

鏽病、根腐病
根腐病發生時可用30%甲霜惡黴靈水劑500倍液灌根,或800倍液噴霧防治。鏽病發生時可用25%粉鏽寧可濕性粉劑1 000~1 500倍,或40%多菌靈可濕性粉劑600倍液噴霧防治。 [15] 
紅蜘蛛
麥紅蜘蛛發生時可用24%蟎危懸浮劑4 000~5 000倍液,或40%克蟎特乳油1 000~1 500倍液,或20%蟎死淨可濕性粉劑2 000倍液噴霧防治。 [15] 

薯蕷科下級分類

薯蕷屬
Dioscorea L.
薯蕷科
薯蕷科(5張)
纏繞藤本。地下有根狀莖或塊莖,其形狀、顏色、入土的深度、化學成分因種類而不同。單葉或掌狀複葉,互生,有時中部以上對生,基出脈3-9,側脈網狀。葉腋內有珠芽(或叫零餘子)或無。花單性,雌雄異株,很少同株。雄花有雄蕊6枚,有時其中3枚退化;雌花有退化雄蕊3-6 枚或無。蒴果三稜形,每稜翅狀,成熟後頂端開裂;種子有膜質翅。細胞染色體基數為10,因種類不同染色體有四、六、八、十倍體。花粉粒的形態基本上可分為二種類型,根狀莖組為單溝型,而其他各組為雙溝型。
本屬的模式種:薯蕷 Dioscorea sativa L.
本屬約600多種,廣佈於熱帶及温帶地區;我國約有49種,主產西南和東南部,西北和北部較少。 [4] 

薯蕷科主要價值

薯蕷科經濟價值

薯蕷科植物具有多種經濟用途, 特別是薯蕷屬含有多種甾體皂素配基, 是合成激素藥用的重要原料。此外, 還有澱粉食用及釀酒等用途。薯蕷皂素又名薯蕷皂甙元,或稱地奧配基, 一種白色微黃結晶粉末,是合成激素的重要中間體, 有抗感染、抗過敏、抗病毒、抗休克的重要藥理作用,是治療風濕、心血管、腦炎和搶救危重病人的重要藥物。
1943年研究證明, 薯蕷皂素是合成甾體激素的藥物原料, 從此薯蕷植物的開發利用在世界迅速發展。我國植物學工作者於1957年開始對薯蕷資源進行調查研究和開發利用。貴州省是薯蕷屬資源分佈的重要地區, 共計有25種1變種,全國所產薯蕷中,共有17種1亞種2變種含有薯蕷皂素, 尤其是柴黃姜 、 穿龍薯蕷、黃山藥和盾葉薯蕷, 是提取合成激素的重要基始原料, 是加工合成的雙烯沃氏氯化物等中間體原料藥物, 如黃體酮布地奈德甲基睾丸素環丙孕酮、 米司酮和去氧表雄酮等系列產品, 用途極其廣泛, 是世界僅次於抗生素的第二大類藥物, 稱為“ 醫藥黃金”。在我國西南貴州發現多種野生薯蕷資源, 計有25種1變種。“我國開始成功提取薯蕷皂素, 從而打破了西方的壟斷。20世紀80-90年代我國一躍而為世界首產國, 並壟斷出口。薯蕷屬很多種的根莖可供食用和藥用。山藥是主要食用種類, 其藥用可補脾養胃、 生津益肺、 補腎澀精, 主治脾虛少食, 泄瀉便溏、 久瀉不止、 肺虛咳嗽、 腎虛遺精和虛熱消渴等;毛膠薯蕷和粘山藥主產雲貴及老撾、 緬甸和泰國,塊莖含薯蕷膠可作粘合劑, 是供製牙膏膠的重要原料(稱龍膠)。薯莨塊莖用作染料, 廣東稱為荔枝綢、 香雲紗的織物, 薯榔塊莖也用為染料, 日本的黑褐色大鳥紬衫即此種染成; 南非產的象腳薯蕷塊莖供可食用, 由於莖基部寬而龐大, 可供觀賞, 在我國有的地方稱作龜甲龍; 歐薯蕷是習見於籬笆上的攀援的植物, 有細長扭絞的綠莖, 光亮的心形葉,供栽培爬籬笆牆用, 塊莖含有洋括摟素。 [1] 

薯蕷科藥用價值

薯蕷科 薯蕷科
薯蕷皂素是重要的醫藥原料,有“醫藥黃金”之稱,還能提取重要的化工原料—龍膠。由於歷史原因和技術條件的差異,到20世紀50年代,薯蕷科植物的醫藥和化工價值僅被西方少數發達國家掌握。 [14] 

薯蕷科保護現狀

保護級別
列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約附錄Ⅰ、附錄Ⅱ和附錄Ⅲ》 [13] 
參考資料
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