大戟科NE · 未评估

橡胶树

Hevea brasiliensis (Willd. ex A.Juss.) Müll.Arg.

别名巴西橡胶树三叶橡胶树天然橡胶

橡胶树(Hevea brasiliensis)是大戟科(Euphorbiaceae)大型落叶乔木,原产亚马逊流域(据Kew POWO为南美热带:玻利维亚、巴西、哥伦比亚、法属圭亚那、秘鲁、委内瑞拉)。树皮中的乳管产生白色乳状液,约含60%水分与33–35%顺式-1,4-聚异戊二烯——即天然橡胶,是最重要的弹性聚合物之一。1839年硫化法发明后,橡胶自亚马逊传入亚洲,如今泰国、印度尼西亚、越南、印度、中国与西非为主要产区。胶乳含致敏蛋白(Hev b 1–15);IUCN将其列为无危(LC,2020)。

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2026/10/10
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v1.5
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语言VIENZH

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图片来源: Wagino 20100516 (CC BY-SA 3.0)

概述

橡胶树(Hevea brasiliensis)为大型落叶乔木,野生可达43米,但割胶栽培者矮得多(通常15–25米)。树干圆柱形,基部有时膨大如瓶;树皮褐色,内层含乳管(latex vessels),以右手螺旋、与水平约30°向上延伸,高可达15米。叶为三出复叶,螺旋排列;旱季短暂落叶。花单性(雌雄花分开),乳黄色,无花瓣,成簇并具刺鼻气味。果实为蒴果,含三粒大种子,成熟时爆裂散种。染色体数2n = 36。

据Kew POWO,Hevea brasiliensis 的原生范围为南美热带——玻利维亚、巴西北部/南部/中西部、哥伦比亚、法属圭亚那、秘鲁与委内瑞拉,为湿润热带生境中的森林树种。亚马逊原住民很早便利用胶乳;1839年Goodyear发明硫化法后需求激增,引发亚马逊橡胶繁荣(1840–1913),使贝伦、马瑙斯与伊基托斯致富。1873年起有人尝试在巴西以外种植;1875–1876年Henry Wickham将约70,000粒种子带到邱园,其中约2,000株幼苗被送往锡兰(斯里兰卡)与新加坡,1883年又传至茂物(爪哇)。因南美叶疫病在原产地肆虐,大型种植园转向亚洲;至1898年马来亚已有橡胶园,如今泰国、印度尼西亚、越南、印度、中国与西非为主要产区。

新鲜胶乳是白色乳状液,约含60%水分、33–35%顺式-1,4-聚异戊二烯(天然橡胶)与约5%非橡胶物质。橡胶粒子直径约0.5微米,聚合物分子量(Mw)约5×10^5–2×10^6 Da,赋予其特有弹性。非橡胶部分包括蛋白质(Hev b 1——橡胶延伸因子REF;Hev b 3——小橡胶粒子蛋白SRPP;Hev b 2——β-1,3-葡聚糖酶;Hev b 6——hevein……共构成15种过敏原Hev b 1–15)、脂质与磷脂、碳水化合物及环醇(白坚木醇)、树脂、黄酮与矿物盐。种子还含氰苷(linamarin)作为防御物质,其碳氮可回收用于生长与产胶。商品胶乳通常含30–35%橡胶固形物。

橡胶是战略工业原料。硫化法(1839)将聚异戊二烯转变为耐用而有弹性的弹性体,用于轮胎、内胎、鞋底、传动带、输送带与减震垫;浓缩胶乳、烟胶片(RSS)与标准胶(TSR)用于医用手套、避孕套、导管、奶嘴与胶粘剂。橡胶木在种植园超过割胶年限(25–30年)后用于家具,橡胶籽油用于涂料、肥皂与生物柴油。研究方面,Berthelot等(2012)阐明了REF(Hev b 1)与SRPP(Hev b 3)在胶乳过敏中的作用;Guyot与Le Guen(2018)综述了南美叶疫病百年研究;近期综述探讨橡胶胶乳作为生物相容性医用与传感器材料,并寻找替代橡胶来源(银胶菊、俄罗斯蒲公英 Taraxacum kok-saghyz)。

安全方面,天然胶乳过敏是重要的职业健康问题:估计有15万至100万医护人员及全球超过1,500万人受累,由Hev b蛋白引起;有粉手套使过敏原飘散于空气中,故现多用低蛋白手套。溶剂、保存用氨水与加工化学品需安全管控。过去种植园曾使用三氧化二砷(尤其在马来西亚),存在环境风险。保护方面,IUCN在2020年评估中将 Hevea brasiliensis 列为无危(LC)(Fabriani与Hills,e.T62003521A62003529)。然而栽培无性系遗传基础极窄,且均易感由真菌 Pseudocercospora ulei(原名 Microcyclus ulei)引起的南美叶疫病,故亚马逊野生种群与种质库是重要的育种资源;森林砍伐与单一栽培威胁这一基因库。

生命周期

从种子到成品

种子

橡胶种子大粒但不耐储存,需鲜播。

发芽

在温暖湿润条件下,种子 1 – 3 周萌发。

幼苗

幼苗生长迅速、喜阳;按行种植并配置荫蔽树或绿肥树。

成株

成株为高 25 – 35 米的大乔木;定植 5 – 7 年后树干粗度达到开割标准。

割胶

螺旋割线切入近木质部的乳管层,胶乳流入胶杯;旱季停割以恢复树势。

采收

鲜胶乳从割口定期收集,经氨保存或酸凝固后干燥,制成标准胶(TSR)与烟片胶。

分布与起源

各区域记录占比
  • 泰国32%
  • 印度尼西亚19%
  • 越南9%
  • 科特迪瓦与西非9%
  • 印度6%
  • 中国6%
  • 马来西亚与菲律宾5%
  • 其他地区(巴西、斯里兰卡、柬埔寨等)14%

化学成分

沉香树脂中的相对含量
  • 水分约占鲜胶乳60%60%
  • 顺式-1,4-聚异戊二烯(天然橡胶)占胶乳33–35%;弹性聚合物33%
  • 蛋白质(Hev b 1–15)REF、SRPP、hevein……引起胶乳过敏3%
  • 脂质与磷脂稳定橡胶粒子2%
  • 碳水化合物与环醇(白坚木醇)存在于胶清中1%
  • 树脂、黄酮与矿物质色泽与杂质1%

用途

  • 轮胎、内胎、鞋底、传动带、输送带与减震垫
  • 医用制品:手套、避孕套、导管、奶嘴(需降低蛋白)
  • 浓缩胶乳、烟胶片(RSS)、标准胶(TSR)、胶粘剂
  • 橡胶木用于家具与板材
  • 橡胶籽油用于涂料、肥皂与生物柴油
  • 研究/生物材料:生物相容性胶乳;替代橡胶来源(银胶菊、Taraxacum kok-saghyz)

特性

鲜胶乳颜色
乳白不透明
密度
0.91 – 0.93 g/cm³
玻璃化转变温度
约 −70 ℃
聚合物组成
约 92% 干胶

生境与保护

亚马逊流域的湿润热带雨林低地;喜温暖湿润,适温约25–28℃,年降水至少约1,200毫米且无霜冻(一次霜冻即可使整园橡胶变脆、加工时易碎)。土壤宜深厚、疏松、排水良好且富含有机质。喜光,短暂旱季落叶,适宜湿润热带低地。

保护

IUCN在2020年评估中将 Hevea brasiliensis 列为无危(LC)(Fabriani与Hills,e.T62003521A62003529),因其在热带广泛栽培。野生种群仅存于亚马逊流域,并因森林砍伐而萎缩。主要弱点是种植园遗传基础极窄:多数植株为少数无性系的克隆杂交种,均易感由真菌 Pseudocercospora ulei(原名 Microcyclus ulei)引起的南美叶疫病——该病曾使南美种植业终止,并对亚洲胶园构成潜在威胁。保护重点为保存亚马逊野生种群与种质库遗传多样性,以选育抗病品种,并避免单一栽培与森林砍伐。

参考文献

  1. 1Plants of the World Online — Hevea brasiliensis (Willd. ex A.Juss.) Müll.Arg. (Linnaea 34: 204, 1865) — 英国皇家植物园邱园, 2026
  2. 2Hevea brasiliensis — IUCN Red List e.T62003521A62003529 — Fabriani与Hills,国际自然保护联盟(IUCN), 2020
  3. 3Biochemical composition of Hevea brasiliensis latex: protein, lipid, carbohydrate and mineral contents — HAL/INRAE, 2020
  4. 4Rubber elongation factor (REF, Hev b 1) and small rubber particle protein (SRPP, Hev b 3) in Hevea latex — Berthelot等,PLoS ONE, 2012
  5. 5A Review of a Century of Studies on South American Leaf Blight of the Rubber Tree — Guyot与Le Guen,Plant Disease, 2018
  6. 6Alternative sources of natural rubber — Mooibroek与Cornish,Applied Microbiology and Biotechnology, 2000
  7. 7Cyanogenic Glycosides: Synthesis, Physiology, and Phenotypic Plasticity — Gleadow与Moller,Annual Review of Plant Biology, 2014
  8. 8Allergen nomenclature — Hevea brasiliensis (Hev b) allergens — WHO/IUIS过敏原命名委员会, 2024
  9. 9Statistical Report of the International Rubber Study Group — natural rubber production — 国际橡胶研究组织(IRSG), 2024
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