（环境科学专业论文）丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨.pdf

a b s t r a c t i ti sat ra i m i o n a la n db e n e f i c i a li n d u s t r yi nt e r m so f t u s s a hp r o d u c t i o ni nd a n d o n g ， w h i c hp l a y sav e r yi m p o r t a n tr o l ei ni n c r e a s i n gi n c o m ef o rf a r m e r sa n d a g r i c u l t u r e ，a n d b u i l d i n gw e l l o f fs o c i e t y h o w e v e r ，t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt u s s a hp r o d u c t l o n 趴d e c o l 硒c a le n v i r o n m e n ti sd i r e c t l yr e l a t e dt o t u s s a hp r o d u c t i o nw h e t h e rc a nd e v e j o p 鼬e r 缸l dh o wi td e v e l o p s i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，t h ea u t h o ra n a l y z e dt h e r e l a t i o n s h i p b e 柳e e nt l l s s a hp r o d u c t i o na n de c o l o g i c a le n v i r o n m e n ti nt h e o r ya n dm p r a c t l c e ，孤d d i s c u s s e dt h em 血c a u s eo fd a m a g i n gt u s s a hf i e l d ，a n dg a v es o m es u g g e s t l o n so n h o w t of u l l ym a k eu s eo fr e s o u r c ea d v a n t a g e s ，h o w t od e v e l o pt u s s a hp r o d u c t i o n ，a n dh o w t o a c h i e v es i m l m a n e o u sg r o w t hi nt e r m s o fe c o n o m i c ，e c o l o g i c a la n ds o c i a lb e n e f i t t 、l s s a l lp r o i i u c t i o n i s m a i n l yb a s e do n t h et u s s a hf i e l dw h i c hi si m p o r t a n t c o m p o n e n to fv e g e t a t i o ni nm o u n t a i n a r e a i nr e c e n t3 0y e a r s ，t h eq u a l i t yo f t u s s a hf i e l d i nd a n d o n gh a sd e c r e a s e dd r a m a t i c a l l yb e c a u s eo fs o m er e a s o n s ，s u c h a sd e g e n e r a t l o n o fa b o u t1 3o fo a kt r e e si nt u s s a hf i e l d ，v e g e t a t i o nd e c r e a s e ，l o s so f s o i la n dw a t e r , g r a d u a l l y - i n c r e a s e da r e ao fd e s e r t i f i c a f i o n t h e r e f o r e ，t h a t i sa b i gp r o b l e mt h a tn e e d s t o b es o l v e du r g e n t l y c u r t e n t l y ，m s s a hf i e l d sh a v et h r e ec a t e g o r i e s s u c ha sc l a s s l ，c l a s s 2a n dc l a s s 3 r e s p e c t i v e l y c 1 a s s l t u s s a hf i e l da c c o u n t sf o r2 8 1 o ft a t a l ，a n dc l a s s 3t u s s a hf i e l d a c c o 眦t sf o r2 9 。9 o ft o t a l o b v i o u s l y ，i ti sai m p o r t a n t t a s ko fh o wt od i m i n i s ha r e ao f c l a s s 3t u s s a hf i e l d ， t h r o u g hq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t i v ea n a l y s i s f o rs o m ei n v e s t i g a t i o n s ，t h ea u t h o r s u g g e s t e dt h a ts o m em e a s u r e ss h o u l d b et a k e nt op r e v e n tt u s s a hf i e l df r o mb e i n g d a m a g e dc o n t i n u o u s l y 1 c 1 a r i f yo w i l e r s h i po ft u s s a hf i e l d ，a n dm a k em a n a g e m e n t r u l e so ft u s s a hf i e l d 2 s c i e n t i f i c a l l yb u i l de c o l o g i c a l l y - p a t t e r n e dt u s s a hf i e l d 3 s c i e n t i f i c a l l vr a i s et u s s a hs i l k w o r m ，a n di m p r o v eu t i l i t ye f f i c i e n c yo f t u s s a hf i e l d 4 i m p l e m e r i tt h ep o l i c yo fs t o p p i n gr a i s i n gt u s s a hs i l k w o r mi n s t e a d o fp l a n t i n gt r e e s i ns o m ea r e a s 5 i m p r o v et h el a n d s c a p eo ft u s s a hf i e l da n de c o l o g i c a l c o n d i t i o n 6 c o m p r e h e n s i v e l yp l a na n dm a n a g e 7 s t r e n g t hf i n a n c i a ls u p p o r t 英文摘要 f i n a l l y ，t h ea u t h o rs u g g e s t e dt h a tt u s s a hp r o d u c t i o nw i l lb e c o m ev i r t u o u sc y c l ei n t h e f u t u r ea sl o n ga sw es c i e n t i f i c a l l yc o o r d i n a t e t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt u s s a h p r o d u c t i o na n de c o l o g i c a le n v i r o n m e n t k e yw o r d s ：t u s s a h ；p r o d u c t i o n ；e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ；r e l a t i o n s h i p 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文：悬苤挂蚕生亡皇生查巫撞差丕数拯过= = 。除论文中已经注 明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或 未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 ， 学位论文作者签名：叁2 ，盔垒 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密口( 请在以上方框内打“”) 敝储躲氧 导臌 幽墨 日期哆牮多月以日 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 t 上- j 一 刖吾 中国是柞蚕的发源地，2 0 0 0 多年来一直保持着世界柞蚕业第一大国的地位， 柞蚕茧产量占世界的9 0 。目前，全国有辽、鲁、豫、吉、黑、内蒙、黔、晋、鄂 等1 0 个省、2 0 个市、4 0 个县( 区) 、6 5 0 个乡( 镇) 、1 2 万户农民从事柞蚕生产， 柞蚕茧年产量6 万吨左右，产值1 2 亿元，蚕茧加工及综合利用产值8 0 多亿元， 生丝及制成品年出口创汇1 5 亿美元。近年来，随着科学技术的进步及柞蚕业的 不断发展，柞蚕资源的综合利用也得到了迅速的发展，养蚕不仅限于缫丝织绸， 而且在食品保健、医药、日化及农业等方面也得到了广泛地应用。广义的柞蚕资 源的综合利用指的是柞蚕生产过程中所有副产物的利用，包括树下资源、药物、 茵根菌、轮伐的柞枝、树上的柞叶、橡实，以及柞蚕生命活动本身的各变态( 卵、 幼虫、蛹、蛾) 、蚕粪、僵蚕及茧衣、挽手、废茧、茧扣等。通常我国每年可产柞 蚕茧6 万多吨，产丝3 0 0 0 多吨，作为副产物，每年可产柞蚕蛹5 万多吨，雄蛾5 0 0 0 吨，雌蛾8 0 0 0 吨，废丝2 0 0 0 吨，还可根据需要批量生产柞蚕卵。 1 国外柞蚕生产现状 由于柞树、柞蚕及柞蚕丝绸基本上是中国的本土资源，印度、日本、朝鲜等 国家少量生产经营，所以包括印度在内的柞蚕、丝绸生产、消费大国和其他一些 发达国家在柞蚕丝绸方面的研究远不及我国，偶见蚕丝理化性能和使用方面的文 章，没见过全面而系统的柞蚕生产技术的系统报道和记载。 2 国内柞蚕生产现状 为了论证柞蚕生产与生态环境的关系，准确、有效地归纳出中国柞蚕业的产 生、生产技术、发展、传播的系统理论，理顺出柞蚕生产与生态环境的关系脉络， 笔者做了大量的社会调查和资料的查阅。 查阅的主要资料有： 2 1 查阅的期刊 解放后至今的我国纺织类全国各类期刊杂志，包括：纺织学报、丝绸、 前言 中国纺织、纺织导报、蚕业科学、辽宁丝绸、江苏丝绸、 山东纺织科技、四川丝绸、上海纺织科技、国外丝绸、苏州 大学学报、浙江丝绸工学院学报以及其他有关丝绸纺织方面的高校学报。 2 2 查阅的著作类 天工开物、齐民要素、 中国丝绸史、 中国纺织科学技术史、 ( 古代部分) 、中国近代纺织史、中国柞蚕、纺织史话、丹东与东 方丝绸之路、中国丝绸史话、中国丝绸史稿。 其中丹东与东方丝绸之路主要介绍了东方丝绸之路的初始、形成、辽东 路线及特点、绵延、繁荣，并在“丹东的蚕丝文化”中介绍了“绚丽多彩的柞绸 百花园”、“风味独特的辽东美食一蛹、蚕、蛾 、“僵蚕和雄蚕的药用价值 和“雄蚕蛾补酒”：纺织工业出版社1 9 7 9 年出版的新中国纺织工业三十年介 绍了解放3 0 年来我国的柞丝绸生产经营、贸易等情况：纺织史话和中国丝 绸史稿中没有提及柞蚕丝绸。 以上这些资料均没有一本书能够做到关于从野蚕被先人发现到当今形成辉煌 的柞蚕丝绸业进行记录，尤其是没有将优秀的柞蚕丝绸的产品及生产技术的史实 和资料做出完整而系统的记载。 2 3 中国柞蚕生产发展的五个阶段 中国柞蚕生产的发展是一部科技进步史，在2 0 0 0 多年的发展过程中，大体经 历了以下五个技术进步阶段。 第一阶段搜集、利用野生资源阶段 在公元2 5 年前的相当长时间，中国的柞蚕资源在其发源地鲁中南山区，一直 处于自生自灭的状态。遇合适的生态年份天然柞林可出现较多的柞蚕茧，这时农 民就将之采回，加工制作丝绵。这时不可能形成大规模的连续的产业。 第二阶段野生柞蚕驯化阶段段 从公元2 5 年起，柞蚕生产开始了人工留种、驯养，并进入国家倡导阶段。直 至1 7 4 4 年，中国历史上的第一部柞蚕放养专著一养山蚕成法问世，期间历时 1 7 0 0 年。此阶段技术进步的标志是解决了柞蚕留种的技术问题。将完全野生的柞 蚕驯化为人工留种，控制放养的半野生经济昆虫，以获得稳定的柞蚕茧收成。在 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 该阶段的后期，由于留种问题得到了解决，才使得中国的柞蚕业从山东半岛陆续 传播到河南、辽宁、陕西、四川、贵州、云南、安徽和湖北等地。 第三阶段人工放养及织绸的初级阶段 从1 7 4 4 年到1 9 3 0 年，华洋丝业联合会在烟台创办中国第一所以柞蚕专业教 学为主的蚕业专科学校，又设立五处柞蚕实验场( 传习所) ，开始引进现代科学技术， 开展柞蚕学、柞蚕放养和柞林培养技术研究。改良制丝、染织技术等。属于柞蚕 人工放养第一阶段，期间历时约1 8 6 年。该阶段传统的柞蚕放养经验已经相当成 熟、完整，从柞树的栽培和管护到柞蚕种的制取和选择鉴定，从春蚕到秋蚕，从 稚蚕到壮蚕的放养管理，都形成了初步配套的技术体系。靠这些传统经验指导，该 阶段后期成为中国柞蚕业的鼎盛期。1 9 2 1 年中国的柞蚕茧总量达到9 3 5 k t ，是迄 今为止中国柞蚕茧产量的最高记录。 第四阶段人工放养及织绸的中级阶段 从1 9 3 0 年烟台蚕丝专科学校建立，到1 9 9 0 年国际野蚕研究学会在丹东建立 国际野蚕研究中心，历时6 0 年，属于柞蚕人工放养第二阶段。 在这个阶段，中国的柞蚕产业经历了几多波折。从2 0 世纪3 0 年代起，直到 7 0 年代，几乎每个年代的初期，中国的柞蚕丝业都落入低谷。柞蚕科技的进步速 度缓慢。2 0 世纪6 0 年代初期，由于柞蚕饰腹寄蝇病的危害，使辽宁这个柞蚕主产 区的柞蚕业几乎毁灭。以后，中国的一批柞蚕科技工作者将传统的柞蚕生产经验 与现代科学技术紧密结合起来，在不到4 0 年的时间里，向国家奉献了3 1 4 项科技 成果，其中获得国家级奖励的重大成果9 项，获省部级二等以上奖励的重要成果 2 3 项。这些成果成为我国柞蚕产业稳定发展的支撑力量。 作为该阶段蚕业科学技术进步的一个突出特点是传统生产经验与当代先进生 物技术的结合。这阶段在丝织技术及科教方面，东北局部地区使用了机械缫丝， 但在全国大部分地区仍采用手工缫丝。到1 9 7 8 年全国共有水缫缫丝机六万八千五 百多绪，木缫缫丝机三千七百多绪，各类丝织机七千五百多台，绢纺锭三万三千八 百多锭。在计划经济时期，基本形成了以科、工、贸为主体，贸、工、农一体化的 产业格局。 第五阶段人工放养及织绸的高级阶段 前 言 2 0 世纪9 0 年代后到2 l 世纪的今天，尽管柞蚕丝绸业遇到了前所未有的困境， 但以辽宁省蚕业科学研究院开始柞蚕n p v 载体基因工程研究和在辽宁建立国际研 究中心为起点，设计并实施了一批全新的柞蚕业研究课题，使中国的柞蚕业科学 研究开始进入世界生物学研究的前沿。通过基因工程创立的柞蚕n p v 载体表达系 统已经确认可以在s s g 细胞、柞蚕卵巢原代细胞和柞蚕活蛹体内表达多种珍贵的 多肽药物。对柞蚕丝素、丝肤应用于食品及化妆品已经取得了显著的成果。柞蚕 卵的应用研究除了制取赤眼蜂以外，还用来防治农林业鳞翅目害虫【1 1 。 3 柞蚕的开发利用 柞蚕蛹含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质元素、维生素等营养 成分，富含十八种氨基酸，其中人体必需的8 种氨基酸在蛹体蛋白中分布均匀全 面且含量丰富。它可以直接作为家庭餐桌上的一道美味佳肴，仅辽宁而言，每年 就有1 2 万吨柞蚕蛹被食用；柞蚕蛹制取的蛋白胨是微生物的理想培养基，其制 取方法一般采用酶水解法，产品得率可达3 0 以上；以柞蚕蛹为原料经酸水解制备 药用复合氨基酸口服液，对癌症患者术后体力恢复、化疗不良反应及肝炎、胃肠 道疾病、慢性贫血等引起的低蛋白症有明显的疗效，柞蚕滞育蛹经特殊处理制成 的育成蛹粉为主要原料，复配的“肾肝宁 中药，具有同化蛋白、补血肝肾、扶正 固本、促进新陈代谢及增强免疫力的功能。可用于治疗肾小球肾炎、肾病综合症 辅助治疗肝炎及肝硬化，以柞蚕免疫活性物质干冻粉为主药制成的保健药品“九 如肝泰胶囊”具有治疗乙型肝炎的效果，对改善肝功能、恢复体态、体征等也有明 显作用，免疫柞蚕蛹提取物对肿瘤细胞具有杀伤及选择杀伤作用，主要作用部分 在细胞的膜性结构；蛹油是一种特殊的昆虫油质，含有大量的不饱和脂肪酸和多 种脂溶性维生素，具有药理和营养作用。可用于制作降压药物，同时柞蚕蛹油又 具有明显的润肤效果和抗衰老作用，极具开发价值。其成品有雄蚕蛹油胶囊“维 思壮 等；利用柞蚕蛹皮提取甲壳素，得率在2 5 以上，是一项既具有经济价值， 又具有实用价值的产在引起人们的重视；柞蚕蛹虫草其化学成份及药理作用与天 然虫草基本一致，而且其中有效成份“虫草素的含量是天然虫草的3 - 5 倍，已 被列为国家一类新药材，国内外市场应用前景十分广阔，柞蚕蛹蛋白作为鸡雏、 海胆、对虾的饲料添加剂，也具有较好的效果。另外，柞蚕以蛹滞育越冬，蛹期 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 体内主要组织为脂肪体，对柞蚕核型多角体病毒( a p n p v ) 十分敏感。而a p n p v 宿主 范围十分狭窄，对其他昆虫、禽、畜和人类安全无害。柞蚕蛹个体大，易管理， 适合工厂化生产需要，且蚕蛹利用之后，茧皮仍可被加工利用，是理想的杆状病 毒表达载体的活体宿主。张春发等于1 9 9 2 年构建了柞蚕核型多角体病毒( a p n p v ) 转移表达载体。对柞蚕蛹的合理利用，开辟了新的更有效的途径。目前范琦等首 次利用樗蚕细胞和柞蚕蛹表达增强型绿色荧光蛋白( e g f p ) 获得成功，这一结果表 明可以利用由a p n p v 表达载体、樗蚕细胞( p c 一0 1 ) 和柞蚕蛹组成的a p n p v 表达载体 系统进行外源基因的表达。 以柞蚕蛾为主料的保健品、药品、营养酒在调节机体代谢，改善内分泌，壮 阳、治疗前列腺肥大及妇女更年期综合症等方面的具有特殊功效。成品有以雄蚕 蛾干蛾为主料的准字号药品“媚灵丸”、“复方雄蛾益阳口服液”、“复方雄蛾 益阳胶囊 ：酒浸雄蛾为主料的准字号药品“龙燕精”；保健品类的雄蚕蛾油、 雄蚕蛾胶囊、雄蚕蛾养生酒等；以柞蚕雄蛾为原料开发的特色食品有“f d 雄蚕蛾 、 嚣 “方便食用型口嚼香雄蚕蛾块”等；以雌蚕蛾干蛾为主料的“蛾苓丸 ；酒浸雌 蛾为主料的雌蛾酒及药品“九如天宝液”等。同时蛾粉也可作为食品添加剂添加 到普通食品中已经被越来越多的消费者所接受。全国各地的一些制药厂、食品厂 和酒厂近年来一直从事上述产品的开发，给企业带来了巨大的经济利益，同时， 也促进了柞蚕业的发展。柞蚕幼虫、卵的开发利用研究证明柞蚕幼虫血淋巴除含 有丰富的蛋白质、游离氨基酸外，还含有许多昆虫激素。柞蚕幼虫消化液中含有 丰富蛋白、脂肪、淀粉酶类，均有一定的开发价值。利用蚕、桑及其相关产物治疗 消渴病( 糖尿病) ，早在传统中医和国内外民间秘方中就有记载。随着家蚕全蚕粉 开发的逐步深入，对柞蚕全蚕粉的研究也成为人们关注的焦点，初步研究表明， 柞蚕全蚕粉具有同样的降低血糖的效果。卵的开发利用方面，辽宁省蚕业科学研 究所研制的“胚胎精华素 、“胚胎粉 系列产品技术上已经成熟。用柞蚕卵繁 殖赤眼蜂，防治农林害虫，具有防效好、成本低、省工省力、对人畜无毒无害、 有利于保护害虫天敌、不污染环境等优点。全世界约有2 0 种赤眼蜂，被用于大量 繁殖和释放，每年放蜂治虫面积达3 x1 0 7h m 2 以上。我国是世界上放蜂最早、放蜂 治虫面积最大的国家之一，全国放蜂面积达8 x1 0 6 h m 2 ，其中仅辽宁省利用柞蚕卵繁 前言 殖赤眼蜂防治玉米螟的面积就达3 4 1 0 5 h m ，防治效果达7 0 - - 9 0 ，玉米残虫量下 降5 0 一7 0 ，每公顷增产玉米1 5 0 - 1 7 0 k g 。 总之，近2 0 年来，针对柞蚕资源的综合利用研究取得了一定的成绩，为传统 的柞蚕放养业开辟了新的途径【3 羽。但研究的深度还需进一步加强，人力、物力及 资金的投入更需要加大。只有这样，才能拓宽研究领域，延长产业链，保障柞蚕 这项古老而又传统的产业健康可持续发展。 丹东柞蚕场资源的消耗虽远不及草原、土地、水资源损耗严重，但已呈现衰 退趋势，年均衰退率约为仓8 9 。整个丹东山区砂化、退化蚕场已占2 3 4 ，水土 流失逐年加剧，局部地表已出现沟蚀现象。据水土保持部门2 0 0 5 年7 月公布的2 0 0 3 年卫星遥感报告，蚕场砂化是造成丹东山区水土流失的主要原因之一。 由于世界柞蚕9 0 产于中国，国外关于柞蚕生产与生态环境间关系的研究甚 少，国内类似的研究也都不太深入，因此，本文通过研究柞蚕生产与生态环境之 间的关系，以求得柞蚕生产的可持续发展。 4 本课题的研究目的和主要内容 本文从柞蚕被利用，柞蚕、茧等生产加工技术为切入点，用大量的事实 论述了柞蚕生产的起源、发展、技术、贸易等，客观、详实地记载柞树及蚕 的存在、柞蚕产品生产技术及发展变化，其生产加工技术成熟而完备，产品 风格独特，将其定位在柞蚕丝绸及其生产技术是中国古、现代文化与文明的 一个独有而特殊部分，其他国家不具备如此完整的宝贵财富，她的存在是对 世界丝绸技术与进步、中国非物质文化遗产的补充。然而，近3 0 年来，柞蚕 场资源明显出现衰退趋势，树势生长衰弱，萌发力差，灌草矮小稀疏，局部 地段沙石裸露，出现了沙化斑块和沙化坡面，年均衰退率在0 8 9 ，整个丹东 山区的蚕场沙化和退化面积已占2 3 4 ，达8 万公顷，并有继续蔓延的趋势。 这直接影响国土安全和生态环境建设，给生态环境治理带来较高的资金投入 【2 】。因此，如何协调柞蚕产业发展与辽东山区生态环境建设的相互关系，促进 双赢，将成为区域内经济能否持续发展的一个重大问题。本文通过对辽宁柞蚕 资源及停蚕后封育的柞树林现状调查，对柞蚕场生态效益、柞蚕生产过程以 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 及柞蚕场遭到破坏的原因等方面进行分析，提出实现柞蚕场的可持续经营对 策及建议，仅供参考。 第1 章柞蚕及其放养 第1 章柞蚕及其放养 1 1 柞蚕概述 柞蚕属于节肢动物门，昆虫纲，鳞翅目，天蚕蛾科，柞蚕属。 1 1 1 柞蚕的形态 柞蚕由头部和体部组成，体部又分胸部和腹部。雌蚕体长为7 7 6 毫米，体幅 为1 7 8 毫米，体重为2 1 1 克。头壳为红褐色；2 5 龄蚕因品种而异，一般一化 性蚕品种多为黄色，二化性品种为青黄色。体部有1 3 环节。体皮上生长许多刚毛 和棒突。蚕体共生瘤突7 5 个( 第十一环节生尾角) ，左右对称，瘤突上生有几根 较长的刚毛。幼虫有胸足3 对、腹足4 对和尾足1 对。体躯两侧有明显的气门线，从 第五环节直通尾部。气门线一般为槟榔棕色。幼虫气门为椭圆形，共9 对，分别生 于第一，第四至第十一环节的两侧。在第三至第十环节的亚背线瘤突的外侧和气 门上线瘤突的下方，常发生具有金属光泽的辉点，辉点为银白色。 1 1 2 柞蚕的生命周期 柞蚕是完全变态的昆虫，在其一生的2 8 天中，经历了四种形态，即卵、幼虫 ( 蚕) 、蛹、成虫( 蛾) ，它以蛹过冬。其四种形态和机能完全不同。如图1 1 所示。 图1 1 柞蚕发育过程 f i g 1 1t h ed e v e l o p m e n t a lp r o c e s so f t u s s a h 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 1 1 2 1 卵期 卵期自受精至孵化前，是胚胎发育形成幼虫阶段，受精卵是由母蛾产下后经 过1 5 0 m i n ( 2 5 c ) 卵核和精核结合成合子的卵。合子形成后开始卵裂产生许多子核， 子核向卵的周边移动，并以每个核为中心形成单层细胞的胚胎。胚盘卵孔一侧细 胞增厚形成佩胚带，再经过胚层分化、器官形成的阶段形成幼虫而孵化。 1 1 2 2 幼虫( 蚕) 期 幼虫期自孵化至化蛹前，是取食生长阶段。柞蚕幼虫通常要经历4 次生长性 蜕皮、5 各龄期的生长发育过程。由卵孵化的幼虫体色深黑，称为蚁蚕，取食柞叶 后迅速生长，体色逐渐转淡。在幼虫生长期间，由于体细胞的增殖和增长，使蚕 体体积不断增大，当生长到一定程度时即行蜕皮，更换宽大的新表皮，进入下一 龄期的生长。l 一3 龄期的幼虫称为雏蚕，卜5 龄期的幼虫称为眠蚕，刚蜕皮的幼 虫称为起蚕。幼虫至5 龄末期停止食柞叶，体躯缩短为熟蚕。熟蚕吐丝结茧，不 久形态变性蜕皮而成蛹。 1 1 2 3 蛹期 自化蛹至羽化前，是幼虫过渡到成虫的变态阶段。蛹的外表静止不动，而体 内却在激烈地变化。蛹的前期幼虫组织器官解离，蛹的中后期是成虫组织器官在 发生和形成。 1 1 2 4 成虫( 蛾) 期 成虫期自羽化到死亡，该时期性成熟交配产卵繁衍后代。蛹的后期成虫组织 器官形成后羽化为成虫。成虫从口中吐出弱碱性液体及溶茧酶，溶解茧子头端而 后钻出。雌蛾经过交配，受精产卵，而后在1 4 天左右蚕蛾自行死亡，结束一生。 1 1 3 外部的形态结构 1 1 3 1 卵的外部形态结构 如图1 2 所示。其形状为略呈扁平的椭圆形，一端稍钝，一端稍尖其大小由 卵的大小与品种及幼虫期营养条件有关。如青6 号平均长3 0 9 4 6 m m ，宽为 2 7 2 8 0 m m ，厚为2 2 1 2 0 m m 。钝端中间由7 1 1 个卵孑l ，内有相应的卵孔管，它 是精子进入卵内的通道。卵壳的主要成分是蛋白质，在卵壳外层含有酚类物质， 有鞣化作用使卵壳具有坚韧性。 第1 章柞蚕投其放养 2 妨直3 4 例12 卵的外部形态结构 f i 9 12 t h es h a p ea n ds t t t l c t u f eo f t u s s a he g g s l 132 幼虫的外部形态结构 如图13 所示。幼虫由头、胸、腹三部分组成。外观为粗壮的长桶形，由1 3 个体节组成其中胸部3 个体节，腹部1 0 个。每一胸节腹面有1 对胸足，腹部第 3 “节及第1 0 节每节腹面备有1 对腹足。第1 胸节及第1 - 8 腹节每节两侧各有l 对气门。第2 、3 胸节之间有1 对退化气门。除蚁蚕体色为黑色外，其他龄期体色 因品种不同而异。体表生有多种突起和刚毛。柞蚕幼虫的头部为半圆形骨质构造， 由触角、单眼、口器及吐丝器组成。触角主要用来感受机械刺激，单眼是幼虫的 视觉器官，口器用于咀嚼柞树叶，吐丝器在蚕近于5 龄期时孔口近半圆形以进行 吐丝。胸部以颈膜于头部相连，由前、中、后依次增大的3 个胸节组成。各胸节 腹面均有1 对胸足，从前到后依次增大。胸足略呈锥形，有了胸足，食叶、吐丝 及爬行均方便。腹部与胸部相连，共有1 0 节组成。第3 “腹节及第1 腹节腹面各 有腹足1 对，腹足主要用来爬行和抓捉物体用。气门位于第1 胸节及第1 - 8 腹节 两侧，共9 对。气门是用来交换气体的门户，气门与内部的气管丛、纵横气管及 各级分支气管构成气管系统。 进 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 1 头部2 。舅都3 腹部4 舅足5 腹足6 尾足7 气 1 30 毛囊突起 图1 3 柞蚕l 龄幼虫的外部形态结构 f i g 1 3t h es h a p ea n ds t r u c t u r eo ff i r s t - i n s t a rl a r v ao f t u s s a h 1 1 3 3 蛹的外部形态结构 如图1 4 所示。其外观呈纺锤形。体色随着蛹化时间变长而逐渐加深，刚开始 为浅褐，而后呈深褐。蛹体由头、胸及腹组成。头部很小，头顶的大部分为近白 色半透明的长方形，俗称颅顶板，表面有极少的刚毛，细微处有皱纹和其他多角 形纹。头顶内部为脑。蛹脑是感受光线的重要器官。胸部由3 节组成，以中胸最 大，后胸最小，胸部有短刚毛。腹部由1 0 个体节组成，前3 个腹节腹面被翅遮住， 仅背部可见，第4 7 腹节之间能自由伸缩，为运动节。 柞蚕蛹雌体态大于雄。 够：鹱q 图1 4 蛹的外部形态结构 f i g 1 4t h es h a p ea n ds t r u c t u r eo f t u s s a hp u p 1 1 3 4 成虫( 蛾) 的外部形态 如图1 5 所示。柞蚕蛾体较大，除节缄默节间膜外，全身筱盖着黄褐色鳞毛。 蛾体由头、胸、腹三部分组成，头部有浓密的鳞毛，各部界限不易区分头部 有 第1 章柞蚕及其放养 触角、复眼和口器。触角一对，雄蛾触角发达，常用来判别雌雄。复眼位于头部 两侧，触角下方，是l 对黑色半球形构造，先羽化为白色，然后变为黑色。口器 极度退化，上唇 i t d , ，位于额唇基下方。蛾的胸部分前、中、后三部分，中胸最 发达，后胸次之，前胸最小。成虫体表密覆鳞片，呈复瓦状排列，具有保护蛾体 的作用。成虫体的腹部呈圆筒形，由1 0 节组成。外观雌蛾可见7 个腹节，雄蛾可 见8 个腹节，余者为生殖节，隐缩在腹末。 l 头部2 麓角3 舅接节5 冀足6 气仃7 前矗i 后奠9 扶缝1 0 井生篮( 阜) 图1 5 柞蚕成虫( 蛾) 的外部形态 f i g 1 5t h es h a p eo f t u s s a hm o t h 1 1 4 内部的组织器官及其生理机能 主要包括体壁、消化系统、循环系统、呼吸系统、神经系统、脂肪体、排泄 系统、泌丝系统及肌肉等。各系统在柞蚕的生命活动中各司其职，完成新陈代谢。 1 1 4 1 体壁 构成蚕体最外层的组织，是内部器官与外界环境之间的保护屏蔽，又是蚕体 运动肌肉着生的地方。其作用是调解水分平衡，防止外来病原微生物及化学离子 等有害物质的侵袭，同时对维持蚕体体压、保持蚕体体型、完成蚕体运动、进行 蚕的代谢活动起着重要的作用。另外体壁的外突出形成各种感器接受外界刺激， 内陷形成多种器官和腺体起到独特的作用。 1 1 4 2 消化系统 幼虫的消化系统是由纵贯体腔中的大型消化管和用来消化的唾腺组成。在蚕 的一生中，幼虫期是取食阶段，幼虫需大量取食、消化、吸收，吸取大量的营养 成分以供其生长发育。幼虫的消化系统特别发达，占蚕体的大部分。凡被蚕体消 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 化吸收的营养物质即被消化吸收，未被蚕体消化吸收的食物残渣以粪便形式排除 体外，消化系统即完成这些工作。 1 1 4 3 循环系统 循环系统由背血管和血液组成。背血管是血液循环的搏动机构，位于消化道 之上。柞蚕的血液即血淋巴。柞蚕的血液是一种浅绿色、透明，具有一定粘滞性 的液体，内含大量的可溶性营养物质。柞蚕属开放式循环，血液在体内运行时只 通过- d , 段血管，其余均在体内流动，各种器官组织及其工作均浸在血液中。血 液不仅是蚕体重要的中间代谢场所，而且对进入到体内的营养物质的存储、运送、 保持生理环境的平衡、传递压力、联系并调节各器官之间生理机能和对付外来病 原微生物的侵袭等具有重要的作用。 1 1 4 4 呼吸系统 蚕体的呼吸系统由气门、气管等组成。气体交换是通过呼吸系统来完成盼； 1 1 4 5 神经系统 由中枢神经系统、外周神经系统和交感神经系统组成。神经系统是蚕体与外 界环境发生联系的纽带，又是体内各组织器官生命活动的调节中心同时是接受 外界环境和体内刺激产生反应的重要器官，对觅食、寻偶、寻找产卵场所及群聚 等行为具有重要的作用。 1 1 4 6 脂肪体 柞蚕的脂肪体是疏松柔软、淡黄白色的片状或带状组织，蚕体本身不形成完 整连续的结构，而是分散在蚕体身体各部位，由结缔组织缀连在一起。脂肪体的 表面布有大量的气管，这些气管用来为肌体提供充分的氧气并固定脂肪体的位置。 脂肪体相当于哺乳动物的肝脏，对蚕体起着十分重要的作用，是蚕体的物质代谢 中心。具体代谢是：存糖原和代谢糖，合成海藻糖，存储脂肪，代谢脂肪、蛋白质、 氨基酸，积存排泄和解毒。 1 1 4 7 排泄系统 排泄器官主要指体壁、消化管、气管、脂肪体、马氏管、围心组织等。排泄 系统用来排泄代谢终产物，使保持蚕体体内盐类和水分的平衡。蚕体排泄物的排 第1 章柞蚕及其放养 放除了气态二氧化碳由气管和体壁排除外，其他状态代谢产物主要通过马氏管来 排泄。 1 1 4 8 泌丝系统 主要指丝腺，丝腺是蚕体体内最大的器官，它能分泌出人类所要的有用物质 茧丝。柞蚕一旦孵化，丝腺就有泌丝活动，但是在1 4 龄期不发达，吐丝很少， 这时主要用于就眠前缠住腹足，固定眠蚕位置，有助于蜕皮。在5 龄期的后半期， 丝腺迅速生长，吐丝结茧结束后，开始萎缩。丝腺是位于消化管背侧面的一对屈 曲的大型管状器官。根据其形态和机能的不同分为吐丝部、前部丝腺、中部丝腺 和后部四部分，另外，在前部丝腺前端还有一对菲氏腺，如图1 6 所示 1 吐丝部2 箭部丝曩3 中部丝奠4 后部丝雎5 菲氏腺6 共遁区 图1 6 柞蚕丝腺 f i g 1 6s i l kg l a n do ft u s s a h 丝腺重量增长达到5 龄初期的3 3 倍时，后部丝腺的重量则是5 龄期的6 5 倍， 其重量约为整个丝腺重量的8 7 。丝蛋白质在丝腺细胞合成后，以液体状态通过 内膜微孔分泌到腺腔。后部丝腺的刚分泌到腺腔的丝素蛋白含量很高，同时未纤 维化。后部丝腺的后部分泌较快，而前部分泌较慢，一起流向中部丝腺，此时中 部丝腺分泌的丝胶包覆在丝素之外，丝素遇到酸性较大的丝胶后聚合度随即增加， 形成q 螺旋结构，在流动中丝素受到分子间的摩擦和定向排列的作用。使丝素逐 渐脱水浓缩，粘度逐渐增大，丝素通过前部丝腺时，由于腺腔管径变小，螺旋结 构聚合，又在强大的内压和后压下迫使h 键断裂，形成较直的b 螺旋长链，丝素 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 进一步纤维化，当丝素和丝胶物质进入吐丝部，经压丝区的挤压，使茧丝排列更 加紧密，最后通过吐丝孔吐出时，受蚕头胸部的牵引作用，液状体遇到外部空气 水分散发，最后凝结成固状的茧丝纤维。熟蚕找到适当的做茧场所便开始吐丝结， 茧。先吐出少量的丝将2 - 3 片柞树叶粘合在一起构成供自己做茧用的架子，同时 排出熟蚕尿，而后吐丝形成疏松的茧衣，再伸出前部身体在小柞树的小枝上做出 茧柄，然后回到茧衣内以s 形做有规律的牵引动作，吐丝结茧。当吐丝结束后， 由肛门排出草酸钙及尿酸盐液体浸在茧层上，这些物质使茧丝的颜色有所加深， 同时也增加了缥丝时的解舒难度。 1 1 4 9 肌肉 肌肉主要生长在蚕体体壁和各个器官上。柞蚕的各种活动都是由神经系统调 节和肌肉的收缩运动来完成的。肌肉在收缩运动过程中释放出大量的能量，其中 一部分转化为机械能，另一部分则转化为热能，以维持肌体的正常代谢活动。 1 1 4 1 0 蛹的生理机能 是介于幼虫和成虫之间的过渡性虫类，其表面似静止不动，实际上体内在进 行着大量而激烈的运动和变化。它完成从幼虫到成虫的改造和重建。蛹期的生理 活动包括组织分解和组织发生。组织分解是指不适于成虫期的幼虫器官组织的分 解、退化和溶解：组织发生是从分解的幼虫器官中发育和形成成虫组织器官的过 程。前期以组织分解为主，中期转入组织发生，然后成虫器官组织急剧形成。 1 1 4 1 l 成虫( 蛾) 的生理机能 柞蚕蛾一旦形成，不取食、不生长，其主要的活动是交配产卵、繁衍后代， 因此其生殖器官异常发达。 1 1 4 1 2 卵的生理作用 卵内有卵黄膜、浆膜、卵黄和胚胎。卵黄膜是位于卵壳内面的一层均匀透明 的薄膜，起着保护作用；浆膜是一层多角形细胞，具有保护胚胎的作用；卵黄是胚胎 发育的营养物质，含有蛋白质、糖类和脂肪等物质；胚胎不断地摄取营养物质而逐 渐发育形成蚁蚕。 第1 章柞蚕及其放养 1 1 5 柞蚕的营养与物质代谢 柞蚕生活所需要的营养有氧气、蛋白质、糖类、脂类、无机盐、维生素、水 分等。其中蛋白质、糖类、脂类是营养的基础物质；无机盐、维生素、水分和氧气 是代谢的调节物质。氧气从空气、雨水或露水中获得，其他营养成分主要从柞叶 中获得。蛋白质是构成蚕体的基本物质，无论是结构蛋白、功能蛋白还是营养蛋 白都对蚕起着重要的作用，是蚕体发育所必须的营养物质。蛋白质的营养价值取 决于蛋白质的氨基酸组成，蚕体必需的氨基酸有精氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮 氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、撷氨酸等，所需的氨基酸 从食料中获得，当食料中的任何一种营养成分不足时，将导致蚕体发育不良，甚 至死亡。糖类物质是蚕体的主要能源和碳源物质，糖类是组成蚕体的基本成分之 一。糖类可以转化成氨基酸、脂肪等非糖物质参与代谢或者为合成其他化合物提 供碳原子或碳链骨架。脂类是真脂、磷脂、蜡脂、凿醇类化合物的通称。真脂是 蚕体重要的能源储存物质；磷脂是构成生物膜的重要成分；蜡脂在体表起到保护 作用；凿醇是部分激素的前体物。无机盐也是组织细胞中的重要组分，是蚕体生长 发育的重要物质。它对保持细胞与血液之间渗透压的的相对平衡和血液p h 值的相 对稳定，对许多酶系的激活或抑制及激发神经、肌肉的冲动等均具有重要的作用。 维生素可促进和调节蚕体代谢。其中维生素b 和维生素c 比较重要，缺乏时 严重影响蚕的生长发育，甚至死亡。蚕体不能合成维生素，只能从食料中获得。 水分是蚕体内含量最多的物质，约占整个蚕体重量的8 0 左右。水分是蚕体的主 要成分，是蚕体对营养物质的消化、吸收和进行各种生化反应不可缺少的物质， 各种营养物质必须以水溶液的状态进入细胞。水分含量如果不足或过多均会影响 蚕体的正常生理活动。蚕体内的水分主要来自于柞叶，其次在久早无雨时蚕体也 可以吸饮雨、露来维持正常的生存，但大部分水是靠柞叶来获得。因此柞叶中含 水量的多少直接影响到蚕体的生长发育。目前已有研究表明，在柞蚕的食料中添 加稀土、硫酸锰、硫酸锌、青霉素、链霉素及尿素等对柞蚕的生长发育均有促进 作用【7 】o 1 2 柞蚕蛹 体形近椭圆形，黑褐或黄褐色，雌蛹平均体长4 7 9 毫米，体幅2 4 8 毫米，体 丹东柞蚕生产与生态环境关系的探讨 重9 2 7 克。柞蚕蛹，无异味，具活性，既是高蛋白滋补食品，又是营养药膳的美 容品。它富含精蛋白，高达6 1 。含1 8 种氨基酸，包括人体不能合成的8 种，且比 例均衡，营养学上属全价蛋白源。柞蚕蛹蛋白质多球蛋白和清蛋白，易于人体消 化和吸收。柞蚕蛹中不饱和脂肪酸占8 0 ，能溶解胆固醇，对心脑血管病、动脉硬 化、高血压、慢性肝炎等均有疗效。它还含有活性酶，能有效破坏自由基，发挥 抗衰老作用。蛹蛋白制成的干扰素、医用抗菌肽，还可治疗糖尿病。 1 3 柞蚕的类型及分布情况 除桑蚕外，具有较高经济价值的泌丝昆虫就是鳞翅目( l e p i d o pt e r a ) ，大蚕蛾 科( s a t u m i i d e a ) ，柞蚕属( an t h e r a e a ) ，而且是世界上非桑蚕泌丝昆虫中最大的一 个属，约有8 0 多个种和变种及生态型分布在世界各地。其中3 1 个品种在印澳生物 地理区，3 个品种在太平洋区和1 个品种在美国。此外，还有5 0 多个形态、变态、 变种和品种，其中是2 5 个世上独一无二的印度柞蚕( an t h e r a e am yl i t t ad u r y ) 生态种和变种。但是商业性生产中应有的只有4 个种：中国柞蚕( an t h e r a e ap e r n y i g u e n - me n e v i l l e ) 、日本柞蚕( an t h e r a e ay a ma ma ig u e n - me n e vi l l e ) 、印度 热带柞蚕( an t h e r a e am yl i t t ad u r y ) 和印度温带柞蚕( an t h e r a e apr o y l e i j o l l y ) 。全球上的野蚕丝产量几乎有9 5 是产自柞蚕。通过查阅、翻译大量外文科 技文献，收集、归纳整理，非桑蚕泌丝昆虫柞蚕属( a n t h e r a e a ) 的各个种名和类 型及其分布如下。 1 3 1 柞蚕属的种名 1 an t h e r a e aa n da ma n am o o r e ( 印度) 2 an t h e r a ea a s s a maw e s t w o o d ( 印度东北部) 3 an t h e