天然檉柳接種管花肉蓯蓉試驗

早爾古·吐遜江 陳啟民 阿通古麗·買買提

摘 要 新疆天然檉柳資源豐富，且大多沿水系分布，可以接種管花肉蓯蓉。為了探尋天然檉柳接種管花肉蓯蓉技術(shù)，對接種區(qū)冬季土壤溫度變化和管花肉蓯蓉接種技術(shù)進(jìn)行研究。結(jié)果表明：研究區(qū)土壤溫度隨氣溫的下降而降低，隨深度的增加而升高;冬季最大凍土層達(dá)70 cm以下，因此接種管花肉蓯蓉深度宜在土壤70 cm以下;水源附近的天然檉柳林進(jìn)行接種時，接種率隨與水源距離的增大而降低;在種子漿中添加旱地龍和赤霉素均能提高接種率;種子紙、人工撒種和種子漿沾根接種方法均可接種成功，接種率相近。

關(guān)鍵詞 天然檉柳;管花肉蓯蓉;接種

中圖分類號：S793.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-5215（2022）01-0050-06

Abstract Natural Tamarix chinensis resources is rich in Xinjiang，most of which are distributed along river，and can be inoculated with Cistanche tubulosa. In order to explore technology of the natural Tamarix chinensis inoculation Cistanche tubulosa，this paper studied the winter soil temperature changes and the inoculation technology of Cistanche tubulosa in the study area. Result shows that the soil temperature decrease with the decrease of air temperature and increase with the increase of soil depth; the maximum permafrost layer in winter is below 70 cm，therefore，the inoculation depth of Cistanche tubulosa should be below 70 cm of soil; when Tamarix chinensis forest near the water source was inoculated，the inoculation rate decrease with the increase of the distance from the water source; result shows that the inoculation rate could be increased by adding dracocephalus and gibberellin to the seed pulp; seed paper，artificial seeding & seed pulp root dipping inoculation methods are all successful with similar inoculation rates.

Key words natural Tamarix chinensis; Cistanche tubulosa; inoculation

肉蓯蓉屬（Cistanche）植物系列當(dāng)科（Orobanchaceae）多年生寄生草本植物，被譽(yù)為“沙漠人參”，具有補(bǔ)腎陽、益精血、潤腸通便等功效[1]。其中，管花肉蓯蓉為法定藥用基原植物，分布規(guī)模和產(chǎn)量也較大。自20世紀(jì)80年代初以來，肉蓯蓉逐漸成為研究熱點(diǎn)，開發(fā)出一系列產(chǎn)品及其食用方法，逐漸被大眾所接受和熟知，消費(fèi)需求增長旺盛[1-3]。但市場需求不斷增加和長期亂采濫挖造成管花肉蓯蓉植物資源銳減，野生資源瀕于枯竭，肉蓯蓉產(chǎn)品供應(yīng)無以為繼。

檉柳（Tamarix chinensis）是新疆荒漠區(qū)最重要建群樹種，其在生態(tài)環(huán)境建設(shè)、防沙治沙工程及生物質(zhì)能源等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價值[4-6]。20世紀(jì)90年代初，新疆策勒縣開始以檉柳為寄主進(jìn)行管花肉蓯蓉人工栽培并獲得成功，因其藥效好、價值高，人工種植規(guī)模迅速擴(kuò)大[7]，僅和田地區(qū)就規(guī)劃種植2×104hm2。并逐步建立起一條以肉蓯蓉生產(chǎn)、加工和銷售為主的產(chǎn)業(yè)鏈，帶動當(dāng)?shù)剞r(nóng)民脫貧致富。至2008 年，和田地區(qū)累計人工定植檉柳1.67×104hm2，接種管花肉蓯蓉1.12×104hm2[5]，在取得可觀經(jīng)濟(jì)收益的同時，也加速了防沙治沙工程建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的改善。但新疆氣候干旱少雨，水資源匱乏，適合栽培肉蓯蓉的土地資源有限，人工種植肉蓯蓉產(chǎn)量很難提升。加之，隨栽培時間的延長，寄主衰退和土壤污染，肉蓯蓉產(chǎn)量逐年下降，市場供應(yīng)前景堪憂。

在人工栽培土地資源有限的現(xiàn)狀下，利用天然檉柳人工接種管花肉蓯蓉對提高產(chǎn)量切實可行。以往由于人工種植園的接種技術(shù)落后，成活率較低，研究人員把重心放在人工種植園的接種技術(shù)創(chuàng)新和寄主的栽培管理上[8，9]。而天然檉柳資源，因自然環(huán)境惡劣，接種操作困難而風(fēng)險極大，相關(guān)研究并不多見。迄今為止，人們對天然林和人工種植園土壤養(yǎng)分、含水量、鹽分含量等性質(zhì)差異和天然檉柳根系空間分布特征還不清楚，天然條件下肉蓯蓉接種沒有可循的方法和相關(guān)管護(hù)配套技術(shù)。因此，本文以新疆墨玉縣南坪水庫沿岸天然檉柳林為對象，開展接種試驗，探索和田地區(qū)天然檉柳接種管花肉蓯蓉方法、方位和深度，以期為新疆及相似氣候區(qū)管花肉蓯蓉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供思路及參考。

1 試驗區(qū)概況

研究區(qū)位于墨玉縣南坪水庫北岸天然檉柳林內(nèi)，林地東西長約200 m，南北寬約100 m，坐標(biāo)37°30′33″ N、79°53′33″ E，海拔1 285.9～1 289.5 m。南坪水庫主要積蓄夏季（7—8月）融雪洪水和冬季農(nóng)閑水，用于下游喀瓦克鄉(xiāng)生活和秋、春季農(nóng)業(yè)用水。經(jīng)除險加固，水庫死庫容65×104 m3，興利庫容635×104 m3[10]。庫堤高程為1 288.9 m，豐水期水位高程1 287.5 m;枯水期水邊線后移140 m，水位下降2～2.5 m。試驗檉柳林為天然起源，土壤為風(fēng)沙土，偏堿性（pH為8.43）。林內(nèi)主要有蘆葦（Phragmites australias）、駱駝刺（Alhagi sparsifolia）、火媒草（Olgaea leucophylla）、甘草（Glycyrrhiza uralensis）、羅布麻（Apocynum venetum）等。

墨玉縣屬暖溫帶干旱荒漠氣候，四季分明，春風(fēng)大沙多，夏熱且干燥，秋短降溫快，冬嚴(yán)寒少雪。年均氣溫7.8～12.0 ℃，極端最高氣溫為40.1 ℃，極端最低氣溫-26 ℃，年均降水量25.2 mm，年均蒸發(fā)量2 400 mm，全年盛行西北風(fēng)。

肉蓯蓉接種試驗的研究區(qū)位于墨玉縣南坪水庫。由于研究期較長，天然檉柳林冬季無人員巡護(hù)，為保證試驗設(shè)備安全和監(jiān)測數(shù)據(jù)連續(xù)準(zhǔn)確，土壤溫度監(jiān)測設(shè)置于洛浦縣拜什托格拉克鄉(xiāng)管花肉蓯蓉種植園（與南坪水庫緯度相近，相距40 km）。

2 研究方法

2.1 野外調(diào)查

土樣采集：用環(huán)刀分5層取土樣，測定土壤容重和田間持水量;用鋁盒分別在枯水期（4—9月）和豐水期（10月至第2年3月）在距水庫35、56、73、105、143 m等5個距離取5層土樣，測定土壤含水量。用封口袋采集土樣，測定含鹽量和pH。

檉柳當(dāng)年新梢生長量測定：于2013年10月，對距水庫20～<40、40～<60、60～<80、80～100 m等4個距離測定檉柳當(dāng)年新梢生長量，每個距離隨機(jī)測量新梢30個。

2.2 試驗材料

2.2.1 管花肉蓯蓉種子處理

將管花肉蓯蓉種子過篩后，選擇直徑>0.5 mm的種子（千粒質(zhì)量0.072 g）制備種子漿和種子紙。種子漿為10 g?L-1種子+40 g?L-1多糖（半乳甘露糖類聚糖）溶液;種子紙規(guī)格20 cm×30 cm，包含種子100～200粒。

2.2.2 土壤溫度監(jiān)測

試驗土壤溫度由MicroLitE-U盤型溫度記錄儀自動監(jiān)測，測量范圍-40～80 ℃，精度±0.3 ℃;氣溫由EL-USB-2.0型溫濕度記錄儀自動記錄，測量范圍-35～80 ℃，精度±0.5 ℃。

2.3 試驗方案

2.3.1 天然檉柳接種管花肉蓯蓉試驗 4月，設(shè)置種子紙（處理1）、人工撒種（處理2）、無激素種子漿（處理3）、3 000 mg?kg-1旱地龍種子漿（處理4）、25 mg?kg-1赤霉素種子漿（處理5）、50 mg?kg-1赤霉素種子漿（處理6）、100 mg?kg-1赤霉素種子漿（處理7）、50 mg?kg-1GGR生根粉種子漿（處理8）、100 mg?kg-1GGR生根粉種子漿（處理9）、200 mg?kg-1GGR生根粉種子漿（處理10）共10個處理進(jìn)行接種試驗，比較不同接種方法和激素處理的接種效果。

按距水庫距離將10個處理分別進(jìn)行劃分，可以分為1區(qū)—距水庫20～<40 m、2區(qū)—距水庫40～<60 m、3區(qū)—距水庫60～80 m等3個接種區(qū)，比較3個區(qū)域內(nèi)寄主高、冠幅、接種率和肉質(zhì)莖長度、直徑等。

2.3.2 種植園冬季氣溫和土壤溫度監(jiān)測 在距地面1.5 m高度架設(shè)溫濕度記錄儀，由小型簡易氣候箱保護(hù)，每0.5 h記錄1次氣溫和濕度;在兩行檉柳之間（中部）挖土壤剖面，深度1.0 m。于剖面0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 m等8個深度各挖一個能容納溫度記錄儀的水平小洞，將U盤溫度記錄儀包膜保護(hù)后塞入小洞，回填虛土并踩緊。0.5 h記錄1次溫度，研究期為11月22日至次年2月28日。

2.4 數(shù)據(jù)處理

2.4.1 土壤pH、含鹽量和含水量測定

參考鮑士旦[11]的方法，用電位法測定土壤pH，采用1∶5土水比浸提液測定土壤含鹽量，用威爾科克斯法測定田間持水量[12]，采用烘干法測定各土層含水量。

土壤含水量（質(zhì)量%）公式：

式中：W為土壤含水量（%）;M0為鋁盒質(zhì)量（g）;M1為濕土+鋁盒質(zhì)量（g）;M2為干土+鋁盒質(zhì)量（g）。

田間持水量計算公式：

式中：X為土壤田間持水量（%）; m0為烘干空環(huán)刀質(zhì)量（g）;m1為烘干前環(huán)刀+飽和濕土樣質(zhì)量（g）;m2為烘干后環(huán)刀+干土樣質(zhì)量（g）

相對含水量公式：

Y=土壤質(zhì)量含水量/田間持水量×100

式中：Y為土壤相對含水量（%）。

2.4.2 檉柳冠幅計算

式中：S為樹冠投影面積（m2），X和Y分別為南北冠幅和東西冠幅（m）[13]。

2.4.3 數(shù)據(jù)分析處理

采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用Origion 8.5、Excel 2007繪制氣溫變化、土壤溫度變化特征等圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 管花肉蓯蓉接種試驗

3.1.1 土壤含水量變化

由表1可見，研究區(qū)在豐水期（3月上旬）和枯水期（6月中旬）土壤含水量變化差異極顯著（P<0.01）。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，水庫水位快速下降，研究區(qū)土壤得不到充足的水分補(bǔ)給，經(jīng)過3個月強(qiáng)烈蒸發(fā)和植物蒸騰，枯水期各層土壤水分消耗嚴(yán)重，相對含水量均較低，隨距水庫距離的變化，土壤相對含水量變化不大且無規(guī)律?？菟谕翆由疃?0～<40 cm和40～<60 cm土壤平均相對含水量較為接近（分別為3.8±1.0和3.7±0.7），深度60～80 cm土壤平均相對含水量雖明顯升高，但土壤依然比較干燥，最高僅11.8%。豐水期土壤含水量顯著增大（P<0.05），且土壤含水量總體上隨與跟水庫距離增大而減小。但105 m距離，土壤相對含水量增大，可能與此取樣點(diǎn)地勢較低有關(guān)。在豐水期深度20～<40 cm土層主要靠毛管作用從下層獲得有限的水分補(bǔ)給，除距水庫35 m距離相對含水量較高外，其他距離土壤依然十分干燥。隨著土層深度的增加，土壤相對含水量增高，至60～80 cm深土層，距水庫35～105 m范圍土壤水分條件均有很大的改善，土壤相對含水量達(dá)38.5%以上，距水庫35 m距離甚至接近飽和（91.7%）。說明研究區(qū)土壤含水量在豐水期可以得到水庫的側(cè)滲補(bǔ)給而增大，為肉蓯蓉的接種成活創(chuàng)造了有利條件。

3.1.2 檉柳生長量隨距水庫距離的變化特征

檉柳當(dāng)年新梢生長量為66.0±14.0 cm，新梢生長量與距水庫距離呈負(fù)相關(guān)（R=-0.975，P=0.025），距水庫越遠(yuǎn)，新梢生長量越?。▓D1），檉柳新梢生長量隨著土壤含水量減小而減小，這和豐水期時土壤水分條件變化規(guī)律相近。說明檉柳生物量的增長和土壤水分條件息息相關(guān)，距離水庫越遠(yuǎn)，土壤水分條件越差，檉柳地上生物量發(fā)育越緩慢，生長量越小。相對小的地上生物量，也減少了植物蒸騰耗水量。

3.1.3 不同處理管花肉蓯蓉接種效果

在無激素的3個處理中，種子紙和人工撒種的接種率相同（80%），稍高于種子漿沾根接種法的接種率（73.3%）。說明在天然檉柳林中，3種接種方法均可使用，只需考慮操作的方便性。在使用添加激素的種子漿沾根接種的7個處理中，處理4、處理6、處理7接種率均較處理3有所提高，其中處理7接種率最高，為96.7%，處理5和處理3接種率相同。而使用GGR生根粉的3個處理接種率均有所下降（圖2），可能是因為GGR生根粉的作用是促進(jìn)根系恢復(fù)和生長，而采用種子漿沾根接種方法是直接將種子漿刷到檉柳根系上，根系的恢復(fù)和生長均對肉蓯蓉種子和根系的接觸無影響，且接種當(dāng)年由于土壤較干燥未接種成功，隨著時間的延長，GGR生根粉的作用減退。

比較3個區(qū)域內(nèi)寄主高、冠幅、接種率和肉質(zhì)莖長度、直徑等，結(jié)果（表2）顯示：3個接種區(qū)寄主高、冠幅的差異均不顯著（P>0.05），但3區(qū)的接種率和1區(qū)、2區(qū)差異顯著（P<0.05）。無論寄主高、冠幅，還是接種率，2區(qū)均低于1區(qū)，分別降低0.03 m、0.1 m2和5.28個百分點(diǎn)。3區(qū)寄主高較1區(qū)下降0.18 m，較2區(qū)下降0.15 m;冠幅較1區(qū)下降1.14 m2，較2區(qū)下降1.04 m2。3區(qū)接種率較1區(qū)降低23.06個百分點(diǎn)，較2區(qū)下降17.78%。這些變化和豐水期土壤含水量隨距離的變化趨勢相似。3個區(qū)所收獲的肉蓯蓉肉質(zhì)莖長度、直徑隨水庫距離的增大而減小，但差異不顯著（P>0.05）。

3.2 管花肉蓯蓉接種深度研究

3.2.1 試驗區(qū)氣溫變化特征 由和田市氣象站提供的氣溫資料（與供試種植園直線距離42 km）可見，試驗當(dāng)年和田市11月中旬為降溫過程，這可能是受到寒流的影響，氣溫降到0 ℃上下，但在11月下旬氣溫回升，持續(xù)近半個月時間，日平均氣溫變化范圍為2.3～7.9 ℃，至12月中旬，氣溫開始快速下降，12月14日，日平均氣溫降到0 ℃以下，并于1月7日降到最低，日平均氣溫達(dá)-10.5 ℃，較冬至日延后16 d。此后，氣溫開始回升，至1月26日，日平均氣溫重回0 ℃以上。之后的近1個月時間在-1～6.1 ℃上下浮動。在研究期內(nèi)，日平均氣溫0 ℃以下日期共計45 d（圖3）。試驗實測氣溫與氣象站氣溫變化趨勢基本一致，但每日平均氣溫均低于氣象站氣溫，平均低2.78±1.07 ℃，平均氣溫在0 ℃以下總?cè)諗?shù)達(dá)65 d，可能是由于和田市氣象站位于綠洲內(nèi)部，而供試種植園位于綠洲外圍，兩地氣溫受防護(hù)林、人工構(gòu)筑物等環(huán)境影響所致。

比較試驗實測氣溫、氣象站同期氣溫和近20年同期平均氣溫可知，氣象站氣溫和實測氣溫在12月中旬至次年1月中旬最冷的一個月時間均大幅低于近20年平均氣溫，分別低2.84±2.41 ℃和5.97±2.95 ℃，氣象站0 ℃以下氣溫總天數(shù)較近20年平均短20 d，而實測值0 ℃以下氣溫總天數(shù)和近20年平均相等。因此，可以說本試驗進(jìn)行研究的時間是典型的寒冷冬季，溫度變化較快，肉蓯蓉更易發(fā)生凍害。

3.2.2 氣溫和土壤溫度冬季變化特征

由圖4a可見，在研究的前期，土壤溫度隨氣溫的降低而下降，在土壤垂直方向上，各層之間存在明顯的溫度梯度。隨著深度的增加，土壤溫度增高，此階段熱量由下層向上傳遞，但在12月中旬前，各層降溫比較平穩(wěn)，各層土壤溫度曲線基本平行。12月中旬后，隨著氣溫驟降，上層土壤熱量快速散失，向上傳遞的熱量遠(yuǎn)大于向下獲取的熱量，各層土壤溫度曲線呈離散變化，在平均氣溫降到最低后（1月7日），經(jīng)過1～7 d的延遲，各層土壤溫度達(dá)到最小值，之后每層土壤向上傳遞的熱量小于向下獲取的熱量，土壤溫度開始回升，曲線聚合，至1月末，各層土壤溫度接近，溫度差<3 ℃（圖4b），10 cm深度土壤溫度常高于20～40 cm土壤，熱量由地表向下傳遞，所有土層土壤溫度回到0 ℃以上，土壤解凍。分析各層土壤溫度隨氣溫變化，10和20 cm深度土壤溫度變化受氣溫變化影響較大，土壤溫度隨氣溫的變化而上下浮動;30 cm土層受短期氣溫變化影響已較小;40 cm以下土層土壤溫度基本已不隨短期氣溫變化而發(fā)生明顯的變化。

3.2.3 各層土壤凍土期研究 土壤溫度是重要的氣象觀測要素，氣象觀測中將5～20 cm土壤溫度稱為淺層土壤溫度，40～320 cm稱為深層土壤溫度[14]。冬季，隨著土壤深度的增加，土壤最低溫度升高，凍土?xí)r間減少。

由表3可見，種植園中冬季最大凍土層可達(dá)70 cm以下，大于墨玉縣綠洲平均最大凍土層深度（67 cm）。此外，10～60 cm土層冰凍時期較長，淺層土壤在40 d以上，40～60 cm土層也在24～31 d。但至70 cm土層，土壤凍土期大幅縮短，僅2 d，最低溫也只有-0.14 ℃，80 cm土層溫度未降至0 ℃以下。種植園土壤在研究期內(nèi)隨深度的增加，土壤最低日平均溫度非等差升高，但除10和20 cm土層相差較大外（2.93 ℃），其他各層土壤差值均在1.05～1.43 ℃。

4 討論與結(jié)論

枯水期各層土壤水分消耗嚴(yán)重，相對含水量均較低，距水庫不同距離土壤相對含水量變化不大且無規(guī)律。豐水期土壤含水量隨與距水庫的距離增大而減小，隨著土層深度的增加而增高，說明研究區(qū)土壤含水量在豐水期可以得到側(cè)滲補(bǔ)給而增大，為肉蓯蓉的接種成活創(chuàng)造了條件;在天然檉柳林進(jìn)行管花肉蓯蓉接種，種子紙、人工撒種和種子漿沾根3種接種方法均可使用，只需考慮操作方便性。使用旱地龍和赤霉素處理可以提高接種率;無論寄主高、冠幅，還是接種率，均表現(xiàn)為3區(qū)<2區(qū)<1區(qū)，和豐水期土壤含水量隨距離的變化趨勢相近。肉蓯蓉肉質(zhì)莖長度、直徑隨距水庫距離的增大而減小。

在研究期內(nèi)，和田市11月中旬氣溫降到0 ℃左右，但下旬氣溫回升，持續(xù)近半個月時間日平均氣溫在2.3～7.9 ℃之間變化，至12月中旬，氣溫快速下降，1月7日降到最低，較冬至日延后16 d。此后氣溫開始回升，至1月末，日平均氣溫重回0 ℃以上。在之后的1個月時間氣溫在-1 ℃到6.1 ℃上下浮動。日平均氣溫0 ℃以下共計45 d。監(jiān)測的前期，土壤溫度隨氣溫的下降而降低，隨著深度的增加而升高。在12月中旬前，各層降溫比較平穩(wěn)，12月中旬后，隨著氣溫驟降，各層土壤溫度曲線離散。平均氣溫降到最低后經(jīng)過1～7 d的延遲，各層土壤溫度達(dá)到最小值，之后開始回升。至1月末，各層土壤溫度回到0 ℃以上，土壤解凍。種植園中冬季最大凍土層達(dá)70 cm以下，大于墨玉縣綠洲多年平均最大凍土層深度。10～60 cm土層冰凍時期較長，70 cm土層凍土期僅2 d，80 cm土層溫度未降至0 ℃以下，因此，在和田地區(qū)天然檉柳接種管花肉蓯蓉宜在土層70 cm以下接種。

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