麻黄科(Ephedraceae)是松纲(Pinopsida)
麻黄目(Ephedrales)的一科,下有1属,即
麻黄属,60余种。麻黄科植物广布于亚洲、美洲、
欧洲东南部、非洲北部等干旱、
荒漠地区。麻黄科植物生长在荒漠、半荒漠、
荒漠草原或季节性干旱地区;海拔从数米到5000米,甚至高达5300米,如岩生
草麻黄(Ephedra rupestris)分布在
厄瓜多尔的
安第斯山脉,
山岭麻黄(Ephedra gerardiana)分布在
喜马拉雅山脉。
麻黄科植物为
小乔木、灌木,
亚灌木或
草本状,茎直立或匍匐,分枝多。小枝对生或轮生,圆筒形,具节,节间有多数细纵槽纹。叶退化成膜质,在节上交叉对生或轮生,先端具裂齿,黄褐或淡黄白色。雌雄异株,稀同株;
球花卵圆形或椭圆形,雄球花单生或数个丛生,或组成复穗花序,苞片厚膜质或膜质,每片生1
雄花,雄花具膜质假花被,假花被圆形或倒卵形,
雄蕊2-8枚,花丝连合成束;雌球花仅顶端1-3枚苞片生有
雌花,雌花具顶端开口的假花被,包于胚珠外,苞片多随胚珠生长发育而增厚成肉质、红或橘红色,假花被发育成革质假种皮。种子1-3颗,胚乳肉质或粉质;
子叶2枚,发芽时出土。
草麻黄科部分种如草麻黄(Ephedra sinica)、
木贼麻黄(Ephedra equisetina)、斑子麻黄(Ephedra rhytidosperma)、
中麻黄(Ephedra intermedia)等具有耐干旱、耐瘠薄的特性,可作为固沙造林的灌木树种。本科植物红色肉质苞片俗称“麻黄果”,十分多汁,可以食用;另外,部分种茎枝绿色,其干草在冬季或枯草期为羊与骆驼所喜食,也可作为饲用,如中麻黄、
草麻黄等。麻黄科植物的草渣还可生产刨花板、油毡原纸和瓦楞原纸。根据中国国家中医药管理局编著的《
中华本草》中记载,麻黄科多种植物还可作为中药材使用,如草麻黄、中麻黄及
木贼麻黄。而在
欧洲医学中,麻黄科植物主要用作血管收缩剂使用。
麻黄科
中麻黄和草麻黄在2013年发布的《中国生物多样性红色名录(高等植物卷)》中处于近危的等级,斑子麻黄在名录中处于濒危的等级,道孚麻黄(
麻黄 sinica)在名录中处于易危的等级。2021年,麻黄科斑子麻黄被列为中国《国家重点保护野生植物名录》的Ⅱ级保护野生植物。
草麻黄科死谷茶麻黄(
麻黄属 funerea)在2022年发布的《世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN)》中处于近危(NT)的等级,
山岭麻黄在名录中处于易危(VU)的等级。
演化
麻黄科的化石记录中有三个属:麻黄属(Ephedra)似麻黄属(Ephedrites)和异麻黄属(AllePhedra)。据化石资料推测,在早
白垩纪时期,麻黄科植物在
亚洲、
欧洲和
北美洲都有分布,甚至
澳大利亚和
南美洲也可能有分布。早白垩纪的化石中,
麻黄属或类似麻黄属的情物已经具有本属独特的形态学特征,如种子外种皮内侧具乳头状突起,花粉在珠孔处萌发时外跑壁脱落并蜷曲形成横纹。这一现象表明在1.1亿年内,麻黄科生殖器官的关键特征未有大的变化。2004年,
瑞典植物学家C.RYDIN推断麻黄科可能经历了2次辐射式
物种形成:第一次发生在早白垩时期,多种麻黄属和近似麻黄属的化石种子的发现表明当时该类群具有丰富的物种,并遍布整个
劳亚大陆,第二次发生在
新生代晚期,形成现有麻黄科的物种。
历史
在中国,麻黄科植物始载于
东汉时期《
神农本草经》;在欧洲医学中首次被提及则是在1557年的
忍冬属草药中。
名称考证
在中国古代,“
麻黄”一名最早记载于汉代《神农本草经》中,多指
草麻黄、
中麻黄和
木贼麻黄。“麻黄”还有诸多别名,三国时期《
广雅》中记载:“龙沙,麻黄也。狗骨,
草麻黄也。”其中指出“龙沙”就是麻黄,而“狗骨”为麻黄根;
魏晋时期的《
吴普本草》中记载:“一名卑相,一名卑盐”。明代《
本草纲目》中解释了“麻黄”之名的由来,可能是因为其味麻色黄,即“诸名殊不可解,或云其味麻,其色黄,未审然也”。
产地考证
中国古代,在
秦汉至魏晋时期,中药材
麻黄的产地以
山西省为主;
南北朝时期产地开始增加到
河南省、
山东省、
江苏省、
四川省,但以河南、山东产出质量最佳,四川产出质量不佳;唐及
五代十国时期记载产地与南北朝无太大差异,但以
陕西省产量最大;
宋朝乃至明清时期产地再无变化,以河南产出质量最佳;现代中药材
草麻黄主要分布在
河北省、山西、陕西、
内蒙古自治区、
甘肃省等地,并且质量最佳产地也转至内蒙古、甘肃。
分类
命名
麻黄科(Ephedraceae)是裸子植物的一个科,有1属,即
麻黄属,60余种。麻黄科的学名Ephedraceae由模式属麻黄属学名Ephedra的复合形式Ephedr-加上表示科的等级后缀-aceae构成。麻黄属的学名
麻黄来自古典拉丁语词ephedra,本指
木贼属(Equisetum)植物;它又来自古
希腊语词ἐφέδρᾱ (ephédrā),后
瑞典植物学家
卡尔?冯?林奈将此名转用于麻黄属。
分类变动
1864年,Meyer将当时已知的16种麻黄科植物按珠被管先端的形状和雌球花苞片的数目划分为斜孔组(Sect. Plagiostoma)和盘孔组(Sect. Discostoma);1889年,Stapf依据麻黄成熟果实的苞片质地将当时已知的31种划分为三个组:膜果麻黄组(Sect. Alatae Stapf)、干苞麻黄组(Sect. Asarca)和麻黄组(Sect. Pseudobaccatae Stapf),其中膜果麻黄组又分为两族,麻黄组分为四族;之后,其他学者根据花粉、表皮显微结构和木材解剖结构对Stapf的分类进行了验证,发现并不相互吻合。后学者Stapf将
麻黄属现存约67个种分为三个组,即膜苞组、
干苞组和肉苞组。
生物地理
麻黄属膜苞组和肉苞组的种类在欧亚非大陆、北美大陆和南美大陆都有分布,而干苞组仅分布于北美。
草麻黄科特有现象明显,多数种类局限于一些小地区内,此外,欧亚非大陆、北美大陆和南美大陆之间没有共同的种类;少数地区种类比较密集,如在
塔吉克斯坦、中国的
西北和蒙古的西南部是一个种类非常密集的地区,而在北美的西南部也是一个多样化中心。
形态特征
茎和叶
麻黄科植物茎直立或匍匐,分枝多。其小枝对生或轮生,绿色或被白霜,圆筒形,具节,节间有多数细纵槽纹,髓心棕红色。叶退化成膜质,在节上交叉对生或轮生,2-3片合生成鞘状,先端具三角状裂齿,黄褐或淡黄白色,裂片中央色深,有两条平行脉。
花
雌雄异株,稀同株;
球花卵圆形或椭圆形,雄球花单生或数个丛生,或3-5个组成复穗花序,具2-8对生或2-8轮苞片,苞片厚膜质或膜质,每片生1
雄花,雄花具膜质假花被,假花被圆形或倒卵形,合生,仅顶端分离,
雄蕊2-8枚,花丝连合成1-2束,花药1-3室;雌球花具2-8对生或2-8轮苞片,仅顶端1-3枚苞片生有
雌花,雌花具顶端开口的囊状革质假花被,包于胚珠外,胚珠具一层膜质珠被,珠被上部延伸成直或弯曲的珠被管,自假花被管口伸出,苞片多随胚珠生长发育而增厚成肉质、红或橘红色,假花被发育成革质假种皮。
种子
种子1-3颗,胚乳肉质或粉质;
子叶2枚,发芽时出土。
分布
分布范围
麻黄科植物广布于亚洲、美洲、
欧洲东南部、非洲北部。在亚欧大陆的分布形成了一条宽带,从
加那利群岛和
地中海穿过
中亚干旱的亚热带地区,一直到阿穆尔河和
勒拿河,并在
波斯湾和提贝斯提山脉有部分分布。在美洲,麻黄科植物主要分布在美国西部和
墨西哥北部,在
南美洲沿着
安第斯山脉从
厄瓜多尔到巴塔哥尼亚,覆盖
阿根廷大部分低地。在中国,除
长江下游及
珠江各省区外,其他各地均有分布。
生境
麻黄科植物生长在
荒漠、半荒漠、
荒漠草原或季节性干旱地区;海拔从数米到5000米,甚至高达5300米,如岩生
草麻黄(
麻黄属 rupestris)分布在厄瓜多尔的安第斯山,
山岭麻黄(Ephedra gerardiana)分布在
喜马拉雅山脉。
习性
麻黄科植物多喜阳,部分耐热、耐寒,可以安全度过-35℃的寒冷冬季;耐旱,不耐水湿,在极端生存环境下具有较大的生存概率。
根系发达
麻黄属植物根系发达,纵横交错,可大面积着生于土质松散、易被
风蚀、发生基质流动的平坦沙地上,形成庞大的扩散根系;其直根一般可扎到数米的深处吸收利用地下水,以保证整个干旱时期植物的水分供应和营养生长,具有较强的固沙保土作用。
耐旱
麻黄科植物具有一系列的旱性结构,外部皆具角质层,可有效地防止水分过多的流失。旱性结构和发达的根系使它不仅可以忍受40℃的高温及连续长达100天30℃以上的日平均气温,还能使它在强蒸发和少
降水的极端干旱、炎热的气候下生存。
发芽率低
麻黄科植物种子发芽率较低,这是由于其种子种皮厚、致密,阻碍了萌发过程中对水分的吸收,降低了气体交换的速度,影响吸水膨胀而影响萌发;另一方面,种子内含有的抑制萌发物质也阻碍了种子萌发。
繁殖
麻黄科植物是典型的雌雄异株,但偶尔也有
两性花序,有时甚至两性花。物种为二倍体或四倍体,多倍体和地理分布无关。大部分麻黄科植物都通过风媒授粉,也有小部分通过虫媒授粉。在只通过风媒传粉的物种中,枝条的
空气动力学特性及其方向和花粉本身都有助于将空气传播的花粉粒集中在授粉处;但在不同物种之间可能存在一些空气动力学差异。有些昆虫通过收集
雌性花或两性花中的含糖分泌物
传粉;在雌雄异株植物中,也会通过
雌花的苞片外和
雄花的花被上产生的蜜腺分泌物引诱昆虫。
麻黄科种子的传播与苞片的形态密切相关,通常有三个途径,一是果实的苞片状似膜状、龙骨状的翅膀,这种形态有利于风传播;二是在种子成熟后,苞片变为革质或肉质,有时呈鲜艳的黄色或
橙色,从而形成假
浆果,这种类型的果实适合鸟类传播,如麻黄科植物
麻黄属 helvetica的种子就是通过
画眉传播的;三是苞片干燥、种子较大,此类物种依靠
啮齿动物传播。
栽培
选地整地
麻黄科
中麻黄、
草麻黄的播种地选择在疏松的沙土或沙壤土上;播种前深翻土地,施好基肥,耙平地表,做成小,灌足底水。
育苗
播种育苗
中麻黄、草麻黄、
膜果麻黄在平均气温10℃以上时即可播种。播前需进行种子处理,用
硫酸铜溶液浸泡种子或用开水烫种后迅速加凉水冷却,再用温水浸泡一段时间。播种方法一般采用条播,覆土后需镇压。播种后需要经常洒水保持表土湿润。若采用地膜覆盖技术,覆土深度需加大。
分株育苗
在早春老株还未发出新芽时,将
草麻黄植株挖出,根据株丛大小,分成若干株,挖穴后施足底肥,每穴栽1株,覆土,压实,浇水,约半月即可出苗。
扦插育苗
选择草麻黄健壮植株基部茎枝作插条,插条先在水中浸泡一天,然后插入准备好的苗床内,保持苗床湿润,一段时间后即可抽出新梢,来年春季定植。
移栽
中麻黄、草麻黄、
膜果麻黄一年生的苗即可出圃移栽。起苗在壤解冻时进行,起苗时尽量保留根系,边起苗边定植。栽植前要深翻整地施足基肥,栽植后及时灌足定苗水。生长期全年浇水3次。
田间管理
出苗后要适时灌水和除草,每次灌水量不宜过大;浇水后及时松土除草;苗期可以少量追肥。在早春及高温高湿季节严格监控病虫害情况,交叉使用各种农药,重点防治立枯病及
蚜虫的发生。
采收加工
麻黄科植物体内的生物碱在9~10月间含量最高。采收时割取绿色细枝,以便保留根部继续繁殖,采后除净泥土,再晒至足干即可。捆好后贮存于干燥处,在加工时剪成小段。用根时挖取根部,除去茎枝及须毛细根,去掉沙质杂质,晒或阴干后打成捆,置干燥处。
保护
物种现状
因过度采挖致使麻黄科植物原生境遭到破坏,麻黄科植物的野生种类濒危,资源锐减。
致危因素
导致麻黄科植物资源日益减少的原因有以下几点:一是宣传教育不够,滥采乱挖,同时使用了不正确的采挖方法,从而造成了资源逐年减少;二是随着麻黄科植物需求量的大幅度上升,生产厂家之间互相抢收、哄抬收购价格,刺激人们掠夺式地采挖,采收量超过了允采量,加速了资源的破坏;三是干旱少雨的自然气候以及过度放牧、大面积垦荒,严重影响了麻黄科植物的自然更新繁殖,同时表现出植株低矮,枝条细弱,生活力差,不能开花结实和结实率降低等特性。
保护等级
麻黄科
中麻黄(
麻黄 intermedia)和
草麻黄(Ephedra sinica)在2013年发布的《中国生物多样性红色名录(高等植物卷)》中处于近危的等级,斑子麻黄在名录中处于濒危的等级,道孚麻黄(Ephedra sinica)在名录中处于易危的等级。
2021年,麻黄科斑子麻黄(Ephedra rhytidosperma)被列为中国《国家重点保护野生植物名录》的Ⅱ级保护野生植物。
麻黄科死谷茶麻黄(
麻黄属 funerea)在2022年发布的《世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN)》中处于近危(NT)的等级,
山岭麻黄(Ephedra gerardiana)在名录中处于易危(VU)的等级。
保护措施
中国相继出台了《国务院关于禁止采集和销售发菜制止滥挖甘草和麻黄草有关问题的通知》《
中华人民共和国野生植物保护条例》《
野生药材资源保护管理条例》等有关法律法规,用来管控麻黄科植物的滥采滥挖造成的资源濒危和生态破坏问题。
用途
医学药用
根据中国国家中医药管理局编著的《
中华本草》中记载,麻黄科多种植物可作为中药材使用,如草麻黄(
麻黄 sinica)、
中麻黄(Ephedra intermedia)及
木贼麻黄(Ephedra equisetina ),其茎有发汗解表、宣肺平喘、利水消肿的功效,主治风寒表实证、
恶寒发热、
无汗症、头痛身疼、邪壅于肺、肺气不宣、咳嗽气喘等。其根有固表止汗的功效,用于
自汗、
盗汗。而在
欧洲医学中,麻黄科植物主要用作血管收缩剂使用。
生态用途
麻黄科部分种如
草麻黄、木贼麻黄、斑子麻黄、中麻黄等具有耐干旱、耐瘠薄的特性,可作为固沙造林的灌木树种。以
草麻黄为例,其抗
风蚀、耐沙埋,具有较强的防风固沙、保持水土、改善生态环境的作用。通过在
荒漠区人工建植,既有助于天然草场实现低成本自然恢复,又可以提升牧区草地畜牧业生产力,有效遏制草原退化,并增加草原碳汇。
其他价值
麻黄科植物红色肉质苞片俗称“麻黄果”,十分多汁,可以食用;另外,本科部分种茎枝绿色,其干草在冬季或枯草期为羊与骆驼所喜食,也可作为饲用,如中麻黄、
草麻黄等。麻黄科植物的草渣还可生产刨花板、油毡原纸和瓦楞原纸。
文化
墓葬文化
古楼兰人多处墓地中都有
麻黄随葬,他们赋予麻黄枝以特殊的意义。古楼兰人在当时普遍收集利用
麻黃,利用其治病或驱寒发汗。由于麻黄具有刺激中枢神经系统,引起精神兴奋、体力上升、精力旺盛的体验,而古代药物治疗与巫术、原始宗教又难以分开,因此,麻黄被他们幻想为超人间的力量而奉为神秘的崇拜物,并视为宗教信仰中的一部分。
鼻烟文化
哈萨克族会选择药劲强的麻黄科植物作为鼻烟原料,不同地区的哈萨克族在鼻烟的制作和吸闻方式上存在明显差异。如中国新疆
阿勒泰地区哈萨克族制作鼻烟时将
麻黄灰、特定的烟草、丁香掺水充分混匀。将一小撮鼻烟轻轻吸入鼻内,治疗
鼻炎疗效显著。中国新疆
塔城地区哈萨克族制作鼻烟则是将麻黄灰和特定的烟草按一定比例掺水充分混匀,吸食鼻烟的方式显得尤为特别,鼻烟制作完成后, 把一小撮放入唇颊沟。一段时间后,口腔内会产生大量唾液,需要每隔一小段时间将这些唾液向外吐出。
代表物种
双穗麻黄
双穗麻黄(学名:Ephedra distachya)为麻黄科
麻黄属的模式种。其为
矮小症灌木,高25~40厘米;茎匍匐;小枝灰绿或黄绿色。 叶对生,下部1/3~2/3合生,裂片三角形,先端钝或近尖。 雄
球花单生或3个集生于节上,通常有
花梗,苞片4对;
球果腋生或在小枝上顶生,狭卵球形;苞片3~4对,成熟时肉质红色。种子通常2粒,暗褐色,有光泽,卵球形,表面平滑。在
亚洲和
欧洲均有分布。
斑子麻黄
斑子麻黄(学名:Ephedra rhytidosperma)具有重要的保护意义。斑子麻黄为
矮小症灌木,近垫状,高5~30厘米,根与茎高度木质化,具短硬多瘤节的木质枝,节粗厚结状,绿色小枝细短,在节上密集、假轮生呈辐射状排列。叶膜质鞘状,极细小,下部1/2合生,上部2裂,裂片宽三角形,先端微钝。雄球花在节上对生,无梗,
雄花的假花被倒卵圆形;雌
球花单生,苞片2对,稀3对,
雌花通常2朵,胚珠外围的假花被粗糙,有横列碎片状细密突起。种子通常2粒,黄棕色,椭圆状卵圆形、卵圆形或矩圆状卵圆形,肋间及腹面均有横列碎片状细密突起。分布在中国宁夏、
山西省、
甘肃省,生于山坡及滩地。
木贼麻黄
木贼麻黄(学名:Ephedra equisetina)是重要的中药材原料。其为直立小灌木,高达1米,
木质茎粗长,直立,稀部分匍匐状;小枝细,节间短,纵槽纹细浅不明显,常被白粉呈蓝绿色或灰绿色。叶2裂,
褐色,大部合生,上部约1/4分离,裂片短三角形,先端钝。雄
球花单生或3~4个集生于节上,无梗或开花时有短梗,卵圆形或窄卵圆形,苞片3~4对;雌球花常2个对生于节上,窄卵圆形或窄
菱形,苞片3对。雌球花成熟时肉质红色,长卵圆形或卵圆形,具短梗;种子通常1粒,窄长卵圆形,顶端窄缩成颈柱状,基部渐窄圆,具明显的点状种脐与种阜。分布在蒙古、
俄罗斯、中国。
相关研究
中国学者孙兴姣等查阅了麻黄科植物相关研究文献,对其
化学成分及临床应用概况进行总结,研究发现麻黄科植物中主要的化合物有
麻黄碱类、
芳香油类、
黄酮、多糖类和少量的
有机酸,其中麻黄碱的应用十分广泛,已有60余种化学药品以
盐酸麻黄碱和
盐酸伪麻黄碱作为有效成分,主治咳嗽。中国学者崔治家等在查阅文献和标本馆标本记录的基础上,采用重点区域实地调查和走访调查相结合的方法,对中国
甘肃省省麻黄科植物的种质资源进行整理分析,研究查实甘肃产麻黄科植物7种,并绘制了甘肃省麻黄科植物分布图。