三種抗性灌木在吉林省的引種應(yīng)用研究

李 巖，宋全民，才巨峰，李志富，陳士剛，秦彩云，陶 晶

(1.吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 長春 130033;2.吉林省臨江林業(yè)局，吉林 白山 134600;3.寧城縣林業(yè)局，內(nèi)蒙古赤峰 024200)

吉林省西部生態(tài)環(huán)境脆弱，自然條件較差，適生樹種較為單一;土地鹽漬化、沙化和退化的治理是當(dāng)?shù)刂匾恼n題。面對(duì)大面積鹽漬化土地，如何引種優(yōu)良的高抗性樹種，以解決當(dāng)?shù)剡m生樹種較為單一，進(jìn)而解決以土地鹽漬化為主要特征的土地荒漠化問題，已成為保障該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全的關(guān)鍵。

1 引種概況

抗逆性樹種選擇 既是當(dāng)前國內(nèi)外熱門話題，也是吉林省荒漠化土地治理的一項(xiàng)戰(zhàn)略性措施。選用抗鹽堿樹種遏制土地鹽漬化加劇的趨勢(shì)，既具可行性、又具可操作性。吉林省林業(yè)科學(xué)研究院從2001 年開始，先后從加拿大草原三省(Saskatchewan、Alberta、Manitoba)和美國(North Dakota)等地引進(jìn)30 個(gè)種源的銀莓(Elaeagnus commutata Bernh)、3 個(gè)種源牦牛莓(Shepherdia argentea Nutt.)，同時(shí)在加拿大Edmonton 和國內(nèi)甘肅、新疆、內(nèi)蒙古引進(jìn)沙棗(Elaeagnus angustifolia L.)各1 個(gè)種源，并在吉林省西部地區(qū)(長嶺、前 郭、鎮(zhèn)賚、通榆、大安)多縣輕、中、重度鹽漬化地段建立片狀、帶狀、網(wǎng)狀試驗(yàn)示范林1 000 hm2［1］。十余年的試驗(yàn)結(jié)果表明，在吉林省西部，沙棗、銀莓和牦牛莓三種灌木不同種源的適應(yīng)性均較強(qiáng)，可在當(dāng)?shù)仫L(fēng)沙、干旱及鹽漬化區(qū)域廣泛應(yīng)用。

2 生態(tài)適應(yīng)性評(píng)價(jià)［2］

沙棗屬胡頹子科胡頹子屬，是我國新疆、寧夏、青海、甘肅等西北省份鄉(xiāng)土樹種，歐洲、北美等地也有分布。其中，北美引種區(qū)屬于內(nèi)陸冷溫氣候，最低溫度可達(dá)－40℃，全年平均氣溫－0.6℃～5.6℃，無霜期92 ～126 d，降水量304 mm。該樹種生態(tài)適應(yīng)性較強(qiáng)，耐鹽堿、耐瘠薄，抗寒、抗風(fēng)沙、抗干旱。

銀莓屬胡頹子科胡頹子屬，北美地區(qū)鄉(xiāng)土樹種，主要分布在加拿大Saskatchewan、Alberta、Manitoba 等內(nèi)陸地區(qū)、降水量在400 mm 左右的草原省份。

牦牛莓屬胡頹子科水牛果屬，原產(chǎn)于加拿大Manitoba、Saskatchewan 和美國的部分地區(qū)。喜光速生，適應(yīng)性強(qiáng)，耐修剪能力強(qiáng)。平均株高4 m 左右。葉片銀色，3 ～4 月開花，雌雄異株，異花授粉。果期7 ～12 月，果實(shí)紅色或橙色，可食用。極耐干旱、寒冷，耐瘠薄、耐鹽堿;根系發(fā)達(dá)，具根瘤［1］。

2.1 越冬情況

經(jīng)過圃地苗期觀察及多點(diǎn)田間試驗(yàn)，從美國、加拿大引進(jìn)的銀莓及沙棗在未采用任何防寒措施條件下，各種源苗木均可正常越冬，在極端溫度－38.0℃下，無凍害，翌年春季無枯梢現(xiàn)象。從甘肅省引進(jìn)的沙棗種源，因采種區(qū)域緯度略低于栽培試驗(yàn)區(qū)，其抗寒性低于加拿大Edmonton 種源，個(gè)別引種栽培點(diǎn)苗木翌年春季有輕微枯梢現(xiàn)象發(fā)生，但對(duì)正常生長無較大影響。內(nèi)蒙古、新疆種源沙棗越冬狀況良好。3個(gè)種源牦牛莓苗期未采取其他特殊保護(hù)措施，苗木均可正常越冬。翌年春季均頂尖發(fā)芽，正常生長。苗木頂芽嫩綠、小枝柔軟，無干枯現(xiàn)象發(fā)生。3 個(gè)種源均表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗寒性，在栽培地生長表現(xiàn)良好。

表1 引種地區(qū)與栽培地區(qū)環(huán)境條件對(duì)比Tab.1 The environment condition comparison of introduction and cultivation area

注:1.Bismarck 氣象臺(tái)站的數(shù)據(jù)引自Climatography of the United States(1971—2000)。2.Edmonton 和Saskatoon 氣 象臺(tái)站的數(shù)據(jù)引自National Climate Data and Information Archive(1971—2000)。3.前郭、長春氣象臺(tái)站的數(shù)據(jù)引自中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(1971—2000)。

2.2 生長性狀

沙棗、銀莓天然分布區(qū)多為降水量400 mm以下、土質(zhì)較瘠薄、風(fēng)沙較大的干旱草原地帶和農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)，生命力較強(qiáng)，較其他區(qū)域引進(jìn)的樹種有較強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性和抗逆性。2006 年吉林省林業(yè)科學(xué)研究院苗圃播種的沙棗、銀莓高度已達(dá)3 m 以上，并已經(jīng)開花結(jié)實(shí)。主要原因?yàn)榧质〉囊N栽培區(qū)介于39.90°～45.80°N，較北美引種地區(qū)47°～55°N 條件好。2004年是吉林省西部歷史上較為干旱的一年，春、夏季2 個(gè)月持續(xù)干旱，全年降水量在200 mm 以下，兩種灌木仍可正常生長。相比較而言，銀莓比沙棗在干旱脅迫方面的適應(yīng)性更強(qiáng)。雨季積水對(duì)沙棗生長影響不大，而在排水不良地段銀莓則不能正常生長?？傮w而言，沙棗、銀莓的根系對(duì)較為干旱的土質(zhì)比較適應(yīng)，對(duì)水的需要量不多，是吉林省西部干旱、半干旱地區(qū)植被恢復(fù)較為理想的樹種［3］。

牦牛莓1 ～3 a 生實(shí)生苗高度分別為12.0～16.0 cm、25.5 ～30.5 cm、60.0 ～70.0 cm。5 a生優(yōu)良單株可達(dá)170 cm，冠幅達(dá)到100 cm左右。苗期生長良好，生長節(jié)律與原產(chǎn)地一致。

2.3 物候觀測

以長春地區(qū)為例，經(jīng)3 a 的跟蹤觀測發(fā)現(xiàn):沙棗、銀莓種子播種后一般15 d 左右出現(xiàn)第一片真葉;大約30 d 左右，出現(xiàn)5 ～6 片真葉;2 個(gè)月時(shí)苗高達(dá)10 ～12 cm，根長達(dá)10 ～15 cm;10月末，苗高生長停止。當(dāng)年生苗苗高達(dá)30 ～40 cm，根系長達(dá)30 ～35 cm;2 a 生苗高可達(dá)60～70 cm。

牦牛莓播種后15 ～20 d 出現(xiàn)第一片真葉;一般40 d 左右，長出5 ～6 片真葉;10 月末，高生長停止。苗木的木質(zhì)化程度、頂芽封頂狀況及長勢(shì)均良好。

表2 不同引種地牦牛莓的物候觀測(長春地區(qū))Tab.2 The phenological observation of Shepherdia argentea of different introduction area

表3 部分地區(qū)沙棗物候觀測對(duì)比Tab.3 The phenological observation comparison of Elaeagnus angustifolia of part area

3 耐鹽堿能力

盆栽和田間鹽堿脅迫試驗(yàn)結(jié)果顯示，沙棗、銀莓不僅具有抗旱、耐瘠薄特性，而且有較強(qiáng)的耐鹽堿能力。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.6%時(shí)，高生長量為對(duì)照的90.2%以上，當(dāng)鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.8%～1.0%之間時(shí)，依舊可以達(dá)到對(duì)照的83.4%～85.9%。5種堿性復(fù)合鹽處理(pH 值9.07 ～10.57)結(jié)果顯示，苗木高生長量是對(duì)照的83.7% ～85.6%。說明在含鹽量0.2%～1.0%、pH 值9.07 ～10.57 范圍之內(nèi)，隨著鹽堿脅迫程度增加，對(duì)沙棗、銀莓的苗木生長有一定抑制，但不至于影響苗木的正常生長。在鹽堿脅迫對(duì)根冠比、葉和根相對(duì)含水量、苗木生物量、質(zhì)膜透性及根系活力影響的試驗(yàn)結(jié)果中，同樣可以得到大體相同的結(jié)論。但當(dāng)pH 值大于10.57、含鹽量超過1.0%時(shí)，結(jié)果還需深入研究，沙棗、銀莓在重度鹽堿地上栽植要慎重。此外，通過鹽堿脅迫對(duì)苗木生物量、葉和根相對(duì)含水量、質(zhì)膜透性、根系活力、脯氨酸積累等的影響研究顯示，隨著脅迫處理時(shí)間的延長，pH 值10.57 以下的堿性復(fù)合鹽和1.0%以下中性鹽脅迫對(duì)葉和根相對(duì)含水量影響不大，膜透性并沒有明顯增大，全株生物量變化不顯著，根系活力個(gè)別增強(qiáng)，脯氨酸積累量明顯加快，說明沙棗、銀莓既具有較強(qiáng)的抗中性鹽能力，還有較強(qiáng)的抗堿性復(fù)合鹽能力的生理特性［4］。

鹽堿脅迫試驗(yàn)及造林觀測中還發(fā)現(xiàn)，在輕、中度鹽堿脅迫下能促進(jìn)沙棗、銀莓根瘤菌的形成。這兩個(gè)樹種根系比較發(fā)達(dá)，有改良土壤、提高土壤肥力的作用。測量數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)中性鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.8%時(shí)，銀莓根瘤含量達(dá)到4.2%～4.9%，同對(duì)照根瘤含量相近或略高;當(dāng)中性鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%時(shí)，其根瘤的含量有所下降，不過仍為對(duì)照的57.0%左右。在堿性復(fù)合鹽處理中，當(dāng)pH 值在9.1 ～10.3之間時(shí)，根瘤含量為4.6%～6.5%，總體高于對(duì)照值，較中性鹽處理效果好，在pH 值達(dá)到10.57 時(shí)，根瘤含量呈下降趨勢(shì)，為對(duì)照的76.3%。這說明一定程度的堿性復(fù)合鹽脅迫對(duì)沙棗、銀莓根瘤形成有促進(jìn)作用，但過重的鹽堿脅迫則會(huì)抑制根瘤形成。

牦牛莓同樣具有較強(qiáng)的抵抗中性鹽和堿性鹽的能力，可在吉林省西部中、重度鹽堿地上生長。中性鹽、堿性復(fù)合鹽脅迫條件下，綜合分析牦牛莓的苗木高生長量、根相對(duì)含水量、根系活力、質(zhì)膜透性和脯氨酸含量的變化趨勢(shì)，認(rèn)為牦牛莓不僅具有較強(qiáng)的抗中性鹽能力，還有較強(qiáng)的抗堿性復(fù)合鹽能力，在含鹽量達(dá)1.0%、pH值10.30 的條件下仍能正常生長。這一試驗(yàn)結(jié)論遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了國外相關(guān)文獻(xiàn)的報(bào)導(dǎo)［5］。

4 應(yīng)用前景與展望

十余年的引種栽培試驗(yàn)結(jié)果證明，沙棗、銀莓、牦牛莓三種灌木具有廣泛的生態(tài)適應(yīng)性以及潛在的開發(fā)利用價(jià)值?？剐詮?qiáng)，可在氣候寒冷、干旱、瘠薄及鹽漬化土地上正常生長，對(duì)逆境脅迫有很強(qiáng)的抗性，是鹽漬化和荒漠化土地植被恢復(fù)的優(yōu)良樹種;固氮能力強(qiáng)，沙棗、銀莓在輕、中度鹽堿脅迫下形成根瘤，改變土壤的氮元素含量及理化特性，在鹽漬化土地生態(tài)治理方面可起重要作用;根系發(fā)達(dá)，是防風(fēng)治沙和防止水土流失的適宜栽培樹種，適于護(hù)岸護(hù)坡和水土保持;具有較好的綠化效果，沙棗、銀莓、牦牛莓的葉片和果實(shí)顏色獨(dú)特，是園林綠化的理想彩色樹種。

沙棗、銀莓、牦牛莓的引種和應(yīng)用對(duì)提高吉林省乃至東北西部地區(qū)的生態(tài)多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、推進(jìn)生態(tài)建設(shè)及促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，會(huì)產(chǎn)生良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

［1］王憲成，陶晶，劉福金，等.“加拿大沙棗優(yōu)良品種栽培技術(shù)”考察報(bào)告［J］.吉林林業(yè)科技，2002，31(6):54－57.

［2］陶晶，陳士剛，劉寶，等.抗逆性灌木樹種——銀莓的引種及抗性評(píng)價(jià)［J］.東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2006，38(1):87－90.

［3］袁寶財(cái)，單巧玲.沙棗樹經(jīng)濟(jì)價(jià)值與栽培技術(shù)［J］.林業(yè)科技通訊，2001，(8):36.

［4］陶晶，陳士剛，李青梅，等.耐寒型抗鹽堿樹種銀莓、沙棗引種及應(yīng)用［J］.防護(hù)林科技，2007，(5):94－96.

［5］侯星燁，陳士剛，李青梅，等.牦牛莓引種與繁育技術(shù)研究［J］.吉林林業(yè)科技，2012，41(2):4－6，10.