巴音布魯克野生迷果芹超異質(zhì)生境遷移的生長(zhǎng)適應(yīng)能力及生產(chǎn)性能

梅曉紅，何文革，王 英，米熱古麗，巴音查汗(.新疆和靜縣草原站，新疆 和靜 84300；.新疆巴州草原站，新疆 庫(kù)爾勒 84000)

巴音布魯克野生迷果芹超異質(zhì)生境遷移的生長(zhǎng)適應(yīng)能力及生產(chǎn)性能

梅曉紅1，何文革2，王 英2，米熱古麗2，巴音查汗2
(1.新疆和靜縣草原站，新疆 和靜 841300；2.新疆巴州草原站，新疆 庫(kù)爾勒 841000)

研究了巴音布魯克野生迷果芹在焉耆盆地超異質(zhì)生境下的生長(zhǎng)適應(yīng)能力及生產(chǎn)性能，結(jié)果表明，迷果芹在焉耆盆地超異質(zhì)生境具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)適應(yīng)能力，其生產(chǎn)性能雖較原生地有明顯的降低，但仍具開發(fā)利用價(jià)值。

迷果芹；超異質(zhì)生境；遷移；適應(yīng)能力；生產(chǎn)性能

植物資源的引種馴化就是利用植物本身所具有的潛在適應(yīng)基因，通過人工遷移，使其適應(yīng)新的異質(zhì)生境，表達(dá)出原生地所表現(xiàn)出的本質(zhì)性狀或原生地所未表現(xiàn)出的潛質(zhì)性狀，并在異質(zhì)生境中穩(wěn)定保持或遺傳所表達(dá)出相關(guān)性狀的人工過程。因此，植物引種馴化的本質(zhì)目的，就是使人工遷移的植物能在異質(zhì)或超異質(zhì)生境中完成其生長(zhǎng)過程，表現(xiàn)出應(yīng)有的本質(zhì)性狀或潛質(zhì)性狀，滿足人們的需求。而研究掌握遷移植物在異質(zhì)或超異質(zhì)生境中的生長(zhǎng)適應(yīng)能力及其生產(chǎn)性能則是引種馴化的首要和關(guān)鍵工作。

迷果芹(Sphallerocarpusgracilis)系傘形科(Umbelliferae)迷果芹屬(SphallerocarpusBess.)單種草本植物，在新疆巴音布魯克主要分布于氣候相對(duì)冷涼，降雨相對(duì)較多或水分條件相對(duì)較好以及土層深厚、土質(zhì)疏松、有機(jī)質(zhì)含量較高的區(qū)域[1]。因其根色黃、且形似人參，民間俗稱黃參，是一味傳統(tǒng)的藏藥，具有祛風(fēng)除濕等功效。近年來對(duì)其藥用研究發(fā)現(xiàn)，可用于改善睡眠、抗缺氧，抗疲勞和延緩衰老等方面的治療[2-4]；對(duì)其成分分析發(fā)現(xiàn)，其蛋白質(zhì)、氨基酸、多糖、類胡蘿卜素、微量元素、脂溶性物質(zhì)等含量豐富[5-8]，具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用；對(duì)其飼用性研究發(fā)現(xiàn)，其為各類家畜喜食或樂食，具有較好的適口性、營(yíng)養(yǎng)水平和較高的飼用性[1]；同時(shí)，迷果芹還具“飼用食用藥用兼具”“地下地上雙用”等特性，可以形成以飼用為基礎(chǔ)、以藥用為中端、以保健食用為頂端的“三位一體”的金字塔式開發(fā)利用模式[9]。由于巴音布魯克草原是巴州重要的水源涵養(yǎng)區(qū)，生態(tài)地位極其重要，只能利用其原有的人工飼草料基地開展小規(guī)模的開發(fā)，難以形成規(guī)模效益，如果在此開展大規(guī)模開發(fā)，極易對(duì)原有的草地生態(tài)系統(tǒng)造成難以恢復(fù)的破壞，加之其路途遙遠(yuǎn)、各項(xiàng)基礎(chǔ)條件薄弱等因素，所以在農(nóng)區(qū)的異質(zhì)遷移規(guī)模種植，是加快其產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用的一條主要途徑。本文以巴音布魯克野生迷果芹為研究種質(zhì)資源，探究了迷果芹在焉耆盆地超異質(zhì)生境遷移的生長(zhǎng)適應(yīng)狀況和生產(chǎn)性能，為其規(guī)?；斯しN植和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

供試迷果芹原生地位于巴音布魯克西部大尤爾都斯草原上的巴西里格村境內(nèi)，海拔高度在2 430 m左右，年均氣溫-4.8 ℃，最低氣溫可達(dá)-48 ℃，最高氣溫30 ℃左右，年均降水量276.2 mm，全年積雪日150～180 d，無(wú)霜期僅12 d，屬典型的高寒氣候；植被豐富多樣，以多年生寒生草本植物為主；土壤類型為高山草甸土，由草皮層、腐殖質(zhì)層、過渡層和母質(zhì)層組成，呈中性或弱酸性反應(yīng)。遷移地位于焉耆盆地南部的塔什店鎮(zhèn)境內(nèi)，海拔高度1 100 m左右，年均氣溫8.2 ℃，最高氣溫38.8 ℃，最低氣溫-35 ℃，年均降水量74.4 mm，無(wú)霜期176 d，屬典型的暖溫帶干旱荒漠氣候；植被稀少，以耐旱灌木半灌木為主；土壤類型為荒漠土，發(fā)育程度差，結(jié)構(gòu)單一，沒有明顯的腐殖質(zhì)層，幾為砂礫質(zhì)，呈堿性反應(yīng)。

1.2 材料

以巴音布魯克野生迷果芹為研究種質(zhì)資源，于2014年9—10月在其原生地采集成熟種子，充分晾曬后，精選出顆粒飽滿、成熟度高的種子作為人工遷移的供試材料備用。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)定項(xiàng)目

采取備用供試種子在原質(zhì)和異質(zhì)生境播種，建立試驗(yàn)小區(qū)，對(duì)比觀察測(cè)定相關(guān)項(xiàng)目和指標(biāo)的方法；同時(shí)，將原質(zhì)生境中的野生迷果芹作為輔助參照對(duì)象。試驗(yàn)小區(qū)均為100 m2(10 m×10 m)，3個(gè)重復(fù)，條播，行距10 cm，每小區(qū)播9行，播種深度2 cm，播種量0.2 kg/100 m2，播種后均不進(jìn)行刻意的人為施肥、除草、噴藥等管理，僅在播種期和水分供給方面不同。焉耆盆地超異質(zhì)生境播種期為2015年4月10日，水分供給為每隔25天人工澆透水一次；巴音布魯克同質(zhì)生境播種期為2015年4月21日，水分供給為自然降水。測(cè)定項(xiàng)目：1)出苗與返青期測(cè)定，以40%的出苗或返青率為基數(shù)，計(jì)數(shù)所需平均天數(shù)；2)株高測(cè)定，于每年植株停止生長(zhǎng)前測(cè)定，每小區(qū)隨機(jī)取3個(gè)1 m×1 m樣方，取測(cè)單個(gè)樣方株均高，再計(jì)測(cè)3個(gè)樣方的植株均高；3)地上地下部分產(chǎn)量測(cè)定，于每年植株停止生長(zhǎng)前測(cè)定，每小區(qū)隨機(jī)取3個(gè)1 m×1 m樣方，分測(cè)地上地下部分產(chǎn)量，再分別計(jì)測(cè)3個(gè)樣方地上地下部分平均產(chǎn)量。觀察項(xiàng)目：1)每年的生長(zhǎng)狀況；2)開花結(jié)實(shí)狀況；3)種子落地自然萌發(fā)狀況。

2 結(jié)果與分析

2.1 原生地與遷移地生境的異質(zhì)狀況

比較原生地與遷移地生境狀況，二者地理位置方面，一個(gè)在北一個(gè)在南，海拔高度相差1 330 m左右；氣候特征方面，一個(gè)為高寒氣候，另一個(gè)為干旱荒漠氣候，年均氣溫相差13 ℃，年均降水量相差202.2 mm，無(wú)霜期相差164 d，最高氣溫相差8.8 ℃，最低氣溫相差13 ℃；區(qū)域植被組成方面，一個(gè)植被豐富多樣，以多年生寒生草本植物為主，另一個(gè)植被稀少，以耐旱灌木半灌木為主；土壤類型方面，一個(gè)為高山草甸土，層次清晰而豐富，有機(jī)質(zhì)含量較高，并呈中性或弱酸性反應(yīng)，另一個(gè)為荒漠土，發(fā)育程度差且瘠薄，沒有明顯的腐殖質(zhì)層，幾為砂礫質(zhì)，呈堿性反應(yīng)。由此不難看出，原生地與遷移地的生境系統(tǒng)在地理位置、海拔高度、氣候特征、植被組成、土壤類型等方面均存在極大的差異，無(wú)任何接近或類似之處，為兩種截然不同的生境系統(tǒng)。因此，本研究中迷果芹的遷移屬超異質(zhì)生境遷移。

2.2 迷果芹超異質(zhì)生境遷移的出苗與生長(zhǎng)特點(diǎn)

表1 迷果芹超異質(zhì)生境人工種子遷移的出苗與生長(zhǎng)適應(yīng)表現(xiàn)

從表1可以看出，巴音布魯克野生迷果芹種子在焉耆盆地超異質(zhì)生境條件下，于4月10日人工遷移播種，可在8 d左右出苗，較原生地晚播種11 d的出苗情況提前5 d左右，這與遷移地播種后的生境溫度高于原生地播種后的生境溫度有關(guān)，表明巴音布魯克野生迷果芹種子只要環(huán)境溫度適宜，在其他超異質(zhì)生境條件仍能萌發(fā)出苗，并在一定溫度范圍內(nèi)其種子萌發(fā)和出苗速度與氣溫成正相關(guān)，也進(jìn)一步說明巴音布魯克野生迷果芹種子有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，而環(huán)境溫度則是制約其萌發(fā)與出苗的主要外界因子。

在焉耆盆地超異質(zhì)生境中，迷果芹出苗后能正常營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)90 d左右，隨后地上部分開始枯黃死亡，較其原生地營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期縮短了30 d左右，平均株高較原生地低13.7 cm，平均地上部分產(chǎn)量較原生地低125.1 g/m2，存在顯著差異，說明超異質(zhì)生境對(duì)迷果芹第一年前期的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制影響；但其地下部分依然鮮潤(rùn)飽滿，顯現(xiàn)出活力；至同年8月20日左右，其根頂部又重新出苗，可持續(xù)生長(zhǎng)40天左右，至9月底前后，二次苗的平均株高為10.2 cm，地上部分平均產(chǎn)量為85.4 g/m2，其二次苗的生長(zhǎng)時(shí)間、株高、地上部分產(chǎn)量均少或低于種子萌發(fā)的首次苗，而在原生地卻無(wú)二次苗現(xiàn)象。每年的7、8月份是焉耆盆地最酷暑炎熱季節(jié)，在這樣的高溫條件下，很可能促使遷移迷果芹產(chǎn)生了某些應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制，通過地面植株的枯死來應(yīng)對(duì)焉耆盆地超異質(zhì)高溫生境，而植物應(yīng)對(duì)高溫的“策略”有多種形式，其中“夏眠”就是植物應(yīng)對(duì)高溫氣候的有效“策略”之一，許多植物均有高溫的“夏眠”階段，焉耆盆地自然分布的原生黑果枸杞就有此明顯的特性，并通過“夏眠”產(chǎn)生了“二次花果”現(xiàn)象[10]。那么，遷移迷果芹高溫季節(jié)地面植株部分的枯死，很可能就是應(yīng)對(duì)高溫的“夏眠” 策略，其在高溫過后適宜條件下的“二次生長(zhǎng)”則可能是一種“補(bǔ)償性”生長(zhǎng)，其兩次生長(zhǎng)的累計(jì)平均時(shí)間130 d左右、累計(jì)平均株高33.3 cm、累計(jì)平均地上產(chǎn)量281.7 g/m2，與原生地對(duì)應(yīng)指標(biāo)有差異但并不太大，表明其在超異質(zhì)生境下仍能顯現(xiàn)出其應(yīng)有的一些性能和性狀，說明其具有應(yīng)對(duì)超異質(zhì)生境較好的“策略”和較強(qiáng)的生長(zhǎng)適應(yīng)能力。

2.3 迷果芹超異質(zhì)生境遷移的物候期與生產(chǎn)性能

表2 迷果芹超異質(zhì)生境人工種子遷移的物候期與生長(zhǎng)生產(chǎn)性能

從表2可以看出，焉耆盆地超異質(zhì)生境條件下種植的迷果芹第二年物候期與原生地種植和野生的迷果芹存在差異，原生地種植與野生的迷果芹之間幾無(wú)差異，表明生境條件變化是影響其物候期變化的主要因子；而其返青期提前20 d左右、花期提前30 d左右、結(jié)實(shí)期提前30～60 d左右、枯死期提前60 d左右、生長(zhǎng)時(shí)間縮短30 d左右，則表明在焉耆盆地超異質(zhì)生境條件下，其生長(zhǎng)速度加快、生長(zhǎng)繁育期縮短，這主要與遷移地海拔高度降低了1 300 m及年均氣溫提高了13 ℃等生境因子變化有關(guān)，也符合某些植物由高緯度或海拔地區(qū)向低緯度或海拔地區(qū)遷移能“縮短其生育期，提早成熟”的一般規(guī)律，也說明巴音布魯克野生迷果芹具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)適應(yīng)能力，可通過“修正”其生長(zhǎng)周期適應(yīng)焉耆盆地超異質(zhì)生境。

在生產(chǎn)性能方面，焉耆盆地遷移地迷果芹的株高、地上部分和地下部分產(chǎn)量均低于原生地種植和原生地野生迷果芹，并與原生地種植的存在顯著差異，表明超異質(zhì)生境遷移對(duì)其生產(chǎn)性能具有顯著影響，這可能與其生長(zhǎng)周期縮短，導(dǎo)致其地上與地下部分生長(zhǎng)或營(yíng)養(yǎng)積累不充分等原因有關(guān)；與原生地野生之間的生產(chǎn)性能指標(biāo)存在差異但不顯著，表明在超異質(zhì)生境下，其生產(chǎn)性能具有良好的“可塑性”，可通過人工馴化或其他技術(shù)措施提高其生產(chǎn)性能。而原生地人工種植與野生迷果芹的各項(xiàng)生產(chǎn)性能指標(biāo)存在差異但不顯著，則可能與原生地人工種植的迷果芹未進(jìn)行刻意的人工管理有關(guān)，同時(shí)也進(jìn)一步表明，巴音布魯克生境系統(tǒng)非常適宜迷果芹的生長(zhǎng)發(fā)育，在人工種植的條件下，“過度”的人為管理對(duì)其生產(chǎn)性能的提高效果不明顯，反而會(huì)增加成本、降低效益。

綜合巴音布魯克野生迷果芹在焉耆盆地超異質(zhì)生境遷移的兩年表現(xiàn)不難發(fā)現(xiàn)，其不但完成了萌發(fā)、出苗、開花、結(jié)實(shí)等生長(zhǎng)發(fā)育過程，而且還顯現(xiàn)出較好的生產(chǎn)性能和第一年“二次生長(zhǎng)”的性狀，表明其具有較強(qiáng)的生長(zhǎng)適應(yīng)能力；雖然其生產(chǎn)性能較原生地有所差異，但仍處于可以接受的區(qū)間范圍，并可通過進(jìn)一步的人工馴化和技術(shù)措施提高其生產(chǎn)性能，則說明其在焉耆盆地仍具有開發(fā)利用價(jià)值。

3 討 論

通過對(duì)迷果芹根系的觀察發(fā)現(xiàn)，其第二年地上植株部分死亡后，其肉質(zhì)根也顯現(xiàn)萎蔫、失色、無(wú)活力、將死的狀態(tài)，與第一年地上植株部分死亡后，其肉質(zhì)根依然鮮潤(rùn)飽滿、顯現(xiàn)出生機(jī)活力的狀態(tài)完全不同，表現(xiàn)出二年生植物的屬性，而《中國(guó)高等植物圖鑒》也將其定性為“兩年生”植物[11]，但有一部分文獻(xiàn)將其描述為多年生植物，那么它們是否是同一種植物或迷果芹是否存在“變種”等問題，有待于探究。同時(shí)，巴音布魯克野生迷果芹在原生地種子自然脫落后的自然萌發(fā)率極高，在一些廢棄的人工飼草料地上往往形成連續(xù)多年的單優(yōu)勢(shì)種群落，那么在超異質(zhì)生境的焉耆盆地是否具有侵染性及如何做好相應(yīng)的防范措施等問題，也有待于進(jìn)一步研究。

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Adaptive Capacity and Production Performance of Bayanbulak WildSphallerocarpusgracilisin Hyper-heterogeneous Environments

Mei Xiaohong1，He Wenge2，Wang Ying2，Mi Reguli2，Ba Yinchahan2
(1.Xinjiang Hejing Grassland Workstation，Hejing 841300，China；2.Xinjiang Bazhou Grassland Workstation，Kuerle 841000，China)

The adaptive capacity and production performance of Bayanbulak wildSphallerocarpusgracilisin hyper-heterogeneous environments of Yanqi basin were studied.The results show：Sphallerocarpusgracilishas a strong adaptability.Although its production performance was obvious lower than that in native area，it has a development and utilization value.

Sphallerocarpusgracilis；hyper-heterogeneous environments；migration；adaptive capacity；production performance

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.03.015

2016-10-18

巴州第二次草地資源調(diào)查工作資助項(xiàng)目。

梅曉紅(1975—)，女，高級(jí)畜牧師，主要從事草業(yè)技術(shù)推廣。E-mail：1450653819@qq.com

*通訊作者： 何文革(1969—)，男，推廣研究員，主要從事草地資源研究與開發(fā)。E-mail：hwg18997602187@126.com

Q948.13

A

1006-9690(2017)03-0070-04