薰衣草在甘肅定西干旱區(qū)的栽培適應(yīng)性

柴春山,蔡國軍,莫保儒,鄒天福,蘆 娟,于洪波

(甘肅省林業(yè)科學(xué)研究院,甘肅 蘭州730020)

薰衣草(Lavandula spp.),原產(chǎn)地中海沿岸,屬唇形科薰衣草屬多年生草本或半灌木天然香料植物[1-2]。目前全世界有37個種,100多個品種,分精油用薰衣草和觀賞用薰衣草兩類[3-4],現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、飲料、化工和化妝品等行業(yè)[5-8]。我國自1952年開始從法國引種[9-10]。目前,在新疆、江蘇、北京等近 10個省(市)都有種植,并且種植面積在不斷擴(kuò)大[11]。其中,新疆已形成規(guī)?；N植,并成為我國薰衣草的主產(chǎn)區(qū)[9],也是世界三大薰衣草種植地之一[12]。傳統(tǒng)上我國種植薰衣草主要用于提取精油,少量用于制作干花。近年來,除了提煉精油和制作干花產(chǎn)品外,在園林觀賞、食品、飲料、醫(yī)療保健、美容等領(lǐng)域也開拓了廣闊的市場[12]。2008年,蘭州市規(guī)劃和啟動了薰衣草種植基地建設(shè)項(xiàng)目,計劃在蘭州引大灌區(qū)(上川、秦川、中川、樹屏 4個鎮(zhèn))種植 3 333.33 hm2薰衣草,使該區(qū)成為我國最大的薰衣草種植基地,并將3 333.33 hm2薰衣草種植用地全部納入蘭州市退耕還林(草)范圍。但目前未見關(guān)于薰衣草在甘肅省引種及栽培技術(shù)方面的研究報道,這將制約著薰衣草在甘肅的快速發(fā)展。薰衣草具有喜光、耐旱、耐寒、喜中性偏堿土壤和冷涼環(huán)境的特性,適合在廣袤的干旱地區(qū)種植[8,13],而且甘肅中部地區(qū)與新疆伊犁薰衣草種植區(qū)域具有相似的氣候和土壤條件,均屬半干旱氣候區(qū)和偏堿性灰鈣土壤,光熱資源接近,適合薰衣草栽培。所以,在甘肅中部進(jìn)行薰衣草引種適應(yīng)性研究具有一定可行性和代表性。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在定西市巉口林業(yè)試驗(yàn)場(104°29′E,35°45′N),該地位于定西市安定區(qū)巉口鎮(zhèn)北部6 km處,屬半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)[14],海拔1 800 m。氣候?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候[15-16],年均氣溫6.8℃,極端高溫36.5℃,極端低溫-24.4℃。年均無霜期152 d。年均降水量386.3 mm,主要集中在7-9月,春季降水很少,沙塵天氣頻繁。自然植被屬干草原類型。土壤為灰鈣土類,較貧瘠,p H值為7.5～8.5,呈弱堿性。

2 材料與方法

2.1 材料來源 薰衣草種子于2008年3月從北京植物園引進(jìn),屬狹葉薰衣草(L.angustifolia)類,數(shù)量為 50 g,于2008-2009年在巉口林業(yè)試驗(yàn)場進(jìn)行了育苗和栽培試驗(yàn)。

2.2 育苗方法 于2008年4月16日,在簡易塑料大棚采用育苗盤播種育苗。苗盤規(guī)格為50cm×30 cm,深度分為3和5 cm。育苗營養(yǎng)土按圃土∶沙子∶泥炭土體積比為4∶2∶1配制。種子用溫水浸泡12 h后,用質(zhì)量濃度為25 mg/kg的赤霉素溶液浸泡2 h,再濾出陰干后將其與圃土、沙子按體積比21∶7∶1混合后撒播,播后用蛭石覆土,厚度以蓋住種子為宜。播后搭蓋塑料棚,并進(jìn)行相應(yīng)觀測和管理。完全出苗后,按出苗率高(每盤出苗株數(shù)≥80)、中(40≤每盤出苗株數(shù)＜80)、低(每盤出苗株數(shù)＜40)各選取5盤調(diào)查出苗率和成活率。

2.3 生長、發(fā)育觀測 采用定時定株測定方法。約60%幼苗出苗后,隨機(jī)選取35株剛出土幼苗進(jìn)行真葉和側(cè)枝發(fā)育觀測,觀測時間為2008年5-6月,每天早晚各記錄1次;幼苗長到平均株高為5～6 cm時,隨機(jī)抽取55株苗進(jìn)行生長量測定,測定時間為2008年6-10月,每15 d測定1次;于2008年7月11日,幼苗移栽時進(jìn)行根系生長量調(diào)查,調(diào)查樣本20株;于2009年4月下旬移栽定植后,重新隨機(jī)選取34株進(jìn)行生長量測定,測定時間為5-9月,每10 d測定一次。

2.4 物候觀測 于2009年,采用目測法進(jìn)行了主要物候特征觀測。物候期劃分以草本植物的物候期為依據(jù)[17]。

2.5 移栽和定植 于2008年7月11-12日將幼苗進(jìn)行就地移栽,株行距為3 cm×8 cm。移栽時,擬栽苗床和原苗床充分灑水,采用小鏟開溝和起苗,隨起隨栽,同時截去過長和撕裂皮的根系,栽后埋土踩實(shí),并及時澆透水和搭蓋遮蔭網(wǎng)遮蔭10 d左右,并進(jìn)行灑水和松土管護(hù)。2009年4月27-30日進(jìn)行定植移栽,株行距為20 cm×30 cm,苗床為3 m×6 m的低床。定植移栽方法同幼苗移栽,但起苗工具用鐵鍬。定植后及時灌透水和松土一次。于6月4日和7月15日再次灌水、松土和施肥。2次移栽后進(jìn)行移栽成活率調(diào)查。

2.6 越冬試驗(yàn) 采取塑料大棚生長和露天生長2種越冬方式。2種方式都先灌水,11月初搭蓋塑料大棚,次年春季苗木返青后進(jìn)行越冬率調(diào)查。

3 結(jié)果與分析

3.1 出苗特征 薰衣草播種后約8 d出苗,26 d出齊,出苗率和成活率分別為19.2%和97.4%。說明薰衣草種子經(jīng)赤霉素處理后,出苗快而整齊,且成活率高,但出苗率低。

為增加透水性和通氣性,采用純蛭石覆土,但蛭石太輕且覆蓋較淺,灑水時易被水沖散使種子裸露在外,導(dǎo)致出苗率很低,而苗床一角用沙子和蛭石覆蓋較厚的地方出苗率很好。說明,選擇合適的覆土土質(zhì)和適宜的覆土厚度可提高其出苗率。另外,調(diào)整育苗季節(jié)、在西北干旱風(fēng)沙區(qū)種子繁殖采用冬播也可提高出苗率[18]。

3.2 生長特征 薰衣草出苗后約10 d長出第1對真葉,16 d長出第2對真葉,此后每隔6～8 d出現(xiàn)一對真葉,到33 d時長出第1對腋芽。薰衣草多數(shù)幼苗是在第4對真葉長出后,在2片子葉處各長出1個腋芽,當(dāng)?shù)?對真葉長出后,在第1對真葉處又各長出1個腋芽,當(dāng)?shù)?和第7對真葉長出時,子葉處的腋芽已長成側(cè)枝,而少數(shù)幼苗是在第5對或第6對甚至第7對真葉長出后才生出第1對腋芽。在育苗當(dāng)年,有2株苗木抽穗開花,到第2年普遍抽穗開花。經(jīng)試驗(yàn)和觀測,薰衣草長出3～4對真葉后,可以揭去塑料棚管護(hù),長出8～10對真葉后可以移栽。

2008年7月11日根系調(diào)查顯示,生長2個多月的薰衣草苗木平均株高7.6 cm,主根長19.9 cm,側(cè)根數(shù)約30.1?？梢?薰衣草地下根系生長量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地上生長量,且根系比較發(fā)達(dá),說明其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)。

2008年9月地上生長量調(diào)查顯示,1齡薰衣草平均株高13.5 cm,一級側(cè)枝平均長7.2 cm(表1)。株高和側(cè)枝生長總的變化較一致,都呈先較快、后變緩慢、再變快、又變慢的生長趨勢,且總體變化緩慢(圖1),說明薰衣草在育苗當(dāng)年生長較慢。其中,株高在生長前期相對側(cè)枝生長較快,生長曲線斜率較大,而在生長后期則相反,說明薰衣草在生長前期以株高生長和側(cè)枝發(fā)育并舉,后期以側(cè)枝生長和發(fā)育為主。此外,株高和側(cè)枝生長曲線分別在7月上、下旬和8月上旬先后出現(xiàn)了3個拐點(diǎn)。其中,前2個拐點(diǎn)出現(xiàn)與7月苗木移栽使其生長停止、后又恢復(fù)生長有關(guān),第3個拐點(diǎn)是苗木自身的生長規(guī)律發(fā)生變化的表現(xiàn)。

圖1 2008年薰衣草株高和側(cè)枝生長變化

2009年地上生長量調(diào)查顯示,2齡薰衣草平均株高44.1 cm,平均冠幅26.0 cm(表1)。2齡薰衣草株高和冠幅生長規(guī)律不太一致,其中,冠幅生長一直持續(xù)、緩慢地增長,而株高生長在5-6月初幾乎沒有變化,之后生長不斷加快(圖2),說明薰衣草在2009年的生長前期以新枝分蘗和生長的營養(yǎng)生長為主,生長量主要體現(xiàn)在冠幅上,中、后期以抽穗和開花結(jié)籽的生殖生長為主,生長量主要體現(xiàn)在株高上。2009年薰衣草生長曲線在6月初、7月中旬和8月下旬出現(xiàn)了3個生長速度加快的拐點(diǎn),且快速生長維持了近1個月左右,而在7月上旬和8月中旬出現(xiàn)了2個生長逐漸變慢的拐點(diǎn),且緩慢生長持續(xù)了10 d左右,這與水分、養(yǎng)分供應(yīng)及氣候干旱密切相關(guān)。出現(xiàn)前2個生長速度加快的拐點(diǎn),主要與6月初和7月中旬的2次澆水和施肥有關(guān),出現(xiàn)第3個生長加快的拐點(diǎn)主要與8月底雨季來臨有關(guān),而7月初和8月中旬生長速度逐漸變慢,且冠幅生長量有所下降,主要與夏季持續(xù)干旱和一個多月未澆水有關(guān)。這說明,在定西這樣春、夏季少雨的干旱地區(qū),為保證薰衣草的正常生長和發(fā)育,在雨季來臨前(8月前),至少1個月澆一次水,雨季來臨后不再澆水。

圖2 2009年薰衣草株高和冠幅生長變化

3.3 物候特征 薰衣草在定西于4月中旬返青,4月下旬開始分蘗新枝,5月中旬開始抽穗,6月中旬開始開花,7月上旬進(jìn)入盛花期并持續(xù)到9月下旬,8月中旬少量種子成熟。其中,抽穗期和開花期均很長,抽穗期歷經(jīng)5個月,最早在5月中旬,為個別植株,最晚在9月中旬甚至到下旬,盛期為6-8月?；ㄆ谝矚v經(jīng)5個月,最早在6月中旬,為個別植株,最晚在10月中旬甚至到下旬,盛期3個月,為7-9月。由于花期長,前期開花的種子于8月中下旬-9月中旬陸續(xù)成熟,而后期開花的種子因氣候變涼未能成熟。

3.4 移栽存活和越冬特征 2008年薰衣草幼苗移栽和2009年1齡苗定植移栽成活率分別為83.3%和99.8%(表2),平均移栽成活率在90%以上。可見,薰衣草移栽成活率比較高,說明其適應(yīng)性強(qiáng)。

表1 2008-2009年薰衣草地上生長量調(diào)查

其中,2008年的幼苗移栽成活率較低,是由于其中2畦苗木移栽2 d后遮蔭網(wǎng)被風(fēng)刮落,造成約16%的幼苗直接成片曬死,而遮蔭完好的移栽苗,即便移栽時未能帶上土,且根系因穿透苗盤而起苗時被撕裂,依然全部成活。所以,薰衣草幼苗剛移栽后的一周內(nèi),除了及時澆定根水外,還必須采取遮蔭措施,而1齡苗移栽后只需澆好定根水并適時松土就可以。

表2 薰衣草幼苗移栽和大苗定植成活率調(diào)查

經(jīng)調(diào)查,薰衣草在塑料大棚和露天2種越冬方式下的越冬率均為100%,而且露天越冬的苗木比在塑料大棚越冬的苗木于第2年春季萌發(fā)更好,說明薰衣草耐寒性強(qiáng),當(dāng)年生苗在甘肅定西地區(qū)可以自然越冬,在進(jìn)行越冬管護(hù)時,只需在10月底或11月初灌越冬水即可。

4 討論

薰衣草出苗較快且整齊,而且成活率高,但出苗率低,只有19.2%。這與前人研究[19]的結(jié)果一致,薰衣草發(fā)芽率極低而且極其緩慢,不經(jīng)處理的種子出苗率為5%～10%,只有在精選和處理后方可為35%～40%[20],且處理后的種子5～10 d即出苗,否則1個月方能發(fā)芽[13,21]。在本引種試驗(yàn)中,薰衣草出苗率低是受內(nèi)因和外因雙重影響的結(jié)果。薰衣草胚的休眠是影響其種子萌發(fā)的主要內(nèi)部原因[11,20]。采用純蛭石覆土是導(dǎo)致出苗率降低的外因。因此,育苗覆土是影響薰衣草出苗率的一個重要因素,建議薰衣草育苗覆土用透氣性強(qiáng)的沙和鋸末混合物[19]或腐殖質(zhì)土[22],在不具備此條件時,可用沙子與圃土或蛭石與圃土按3∶1混合覆蓋,覆土厚度0.5～0.8 cm為宜。另外,薰衣草的移栽成活率較高,在90%以上,但移栽后應(yīng)注意遮蔭。

薰衣草生長、發(fā)育較快,為早花、早實(shí)物種。在育苗當(dāng)年生長較慢且只有2株苗木開花,這與戴玖勤等[22]的研究結(jié)果(即薰衣草在當(dāng)年就開花且生長較快)有所不同,可能與采取的栽培管理措施和管理強(qiáng)度不同有關(guān),是育苗當(dāng)年移栽密度過大和沒有施基肥及追肥所致。同理,在第2年生長較快與2次施肥和澆水密切相關(guān),尤其是澆水。一般認(rèn)為,為保證薰衣草正常生長,1年澆水4～5次[23-24],河谷地區(qū)全生育期澆水6～8次[25]。在本試驗(yàn)中,盡管定西地區(qū)非常干旱,2009年4-7月幾乎無降水,且全生育期只澆水3次,薰衣草依然生長良好,且開花、結(jié)籽正常。說明薰衣草適應(yīng)性強(qiáng),具有較強(qiáng)的抗旱能力。

此外,薰衣草還具較強(qiáng)的耐寒能力,主要體現(xiàn)在其能在冬季-37～-27℃的條件下安全越冬[25],但在新疆無積雪時,遇上-27℃的低溫時需埋土越冬[26]。而在甘肅定西,當(dāng)年生苗可露天自然越冬,并能忍耐-20℃以下的低溫。說明,薰衣草能適應(yīng)甘肅夏季干旱、炎熱和冬季寒冷、干燥的氣候條件。在影響外來物種引種成敗的環(huán)境諸因子中,氣候因素具有決定性的作用[27-28]。薰衣草能適應(yīng)引種地定西地區(qū)的氣候條件,并能正常開花、結(jié)籽,在一定程度上說明其引種取得了成功。

通過2年引種試驗(yàn)研究,認(rèn)為薰衣草抗旱、耐寒性好,移栽成活率高,適應(yīng)性強(qiáng),能適應(yīng)甘肅省定西地區(qū)的氣候和土壤條件,并且當(dāng)年生苗可以自然越冬,2齡苗能正常開花結(jié)籽。說明薰衣草在甘肅省有栽培發(fā)展的可能性,但大面積栽培有待進(jìn)一步試驗(yàn),也有待多品種引種栽培試驗(yàn)研究。

[1]裴鑒.中國植物志(第65卷,2分冊)[M].北京:科學(xué)出版社,1979:248.

[2]解成喜,王強(qiáng),崔曉明.薰衣草揮發(fā)油化學(xué)成分的GC-MS分析[J].新疆大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2002,19(3):294-296.

[3]郝俊蓉,姚雷,袁關(guān)心,等.精油類和觀賞類薰衣草的生物學(xué)性狀和精油成分對比[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)科學(xué)版),2006,24(2):146-151.

[4]張艷玲,郝俊蓉,姚雷.薰衣草親緣關(guān)系的 RAPD分析[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(農(nóng)業(yè)科學(xué)版),2007,25(6):578-582.

[5]張雪榮.薰衣草芳樟醇合成酶的基因克隆、功能鑒定及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[6]Sudria C,Pinol M T,Palazon J.Influence of plant growth regulators on the growth and essential oil content of cultured Lavandula dentata plantlets[J].Plant Cell,Tissue and Organ Culture,1999,58(3):177-184.

[7]Cavanagh H M A,Wilkinson J M.Biological activities of Lavender essential oil[J].Phytotherapy Research,2002,16:301-308.

[8]許耀祖,王曉軍,趙民安,等.薰衣草細(xì)胞懸浮培養(yǎng)體系的優(yōu)化[J].細(xì)胞生物學(xué)雜志,2005,27:701-704.

[9]陳和平,周賀新,賀瑞振,等.薰衣草葉片高頻再生體系的建立[J].農(nóng)墾醫(yī)學(xué),2005,27(5):371-372.

[10]魏琮,李克勤,張迎春,等.薰衣草的花藥培養(yǎng)[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)報),1979(1):113-118.

[11]江宇飛,仇璇.植物生長調(diào)節(jié)劑對薰衣草種子發(fā)芽和幼苗生長的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(2):169-171.

[12]游海麗.伊犁地區(qū)薰衣草產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及經(jīng)營對策[J].新疆教育學(xué)院學(xué)報,2007,23(3):129-131.

[13]張萍,張靜.薰衣草栽培技術(shù)[J].新疆農(nóng)業(yè)科技,2006(2):20.

[14]莫保儒,蔡國軍,趙廷寧,等.黃土丘陵溝壑區(qū)植被恢復(fù)過程中物種組成及多樣性[J].草業(yè)科學(xué),2010,27(2):48-53.

[15]蔡國軍,張仁陡,柴春山.安家溝小流域綜合治理效益評價[J].草業(yè)學(xué)報,2009,18(6):23-30.

[16]柴春山,蔡國軍,孟少童,等.甘肅引種樹苜蓿越冬失敗原因及預(yù)防對策[J].草業(yè)科學(xué),2007,24(10):47-51.

[17]吳冬秀,韋文珊,張淑敏.陸地生態(tài)系統(tǒng)生物觀測規(guī)范[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2007:74-75.

[18]舒達(dá)銀.薰衣草栽培技術(shù)[J].中國農(nóng)墾,1982(1):24-25.

[19]鄭興國,陸中元,陳建香,等.薰衣草繁殖技術(shù)[J].新疆農(nóng)業(yè)科技,2005(2):45-46.

[20]張瑞麟,李志宏,范敏,等.不同處理對薰衣草種子萌發(fā)和扦插生根的影響[J].新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,30(2):54-56.

[21]劉忠軍,劉虹,熱西達(dá),等.薰衣草的引種栽培及引用研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科技,2005(2):44-45.

[22]戴玖勤,同正科,李金龍,等.薰衣草繁殖及定植栽培技術(shù)[J].農(nóng)村科技,2008(3):41-42.

[23]張琳,唐繼平.薰衣草栽培種植技術(shù)[J].新疆農(nóng)墾科技,2004(5):21.

[24]吳偉.薰衣草特征特性及栽培技術(shù)[J].農(nóng)村科技,2007(3):48.

[25]劉建強(qiáng),張東海.薰衣草的生長特性及高產(chǎn)栽培技術(shù)[J].特種經(jīng)濟(jì)動植物,2006(9):39-40.

[26]許耀祖,韋彥余,王曉軍,等.薰衣草葉片高頻再生體系的建立[J].園藝學(xué)報,2006,3(1):182-185.

[27]Woodward F I.Climate and plant distribution 1:vegetation and climate[M].Cambridge:Cambridge University Press,1987.

[28]柴春山,蔡國軍,孟少童,等.樹苜蓿在甘肅的育苗試驗(yàn)[J].林業(yè)科學(xué),2007,43(12):149-155.