不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖生長(zhǎng)及結(jié)實(shí)的影響

潘存軍 孫永秀 劉超 楊艷霞

摘要：為修復(fù)阿勒泰市庫(kù)爾木圖礦區(qū)受損植被群落，在礦區(qū)受損區(qū)域設(shè)置4個(gè)不同試驗(yàn)處理（T1：定植穴換黑土加滴灌；T2：定植穴換黑土無(wú)滴灌；T3：定植穴換沙土加滴灌；T4：定植穴換沙土無(wú)滴灌），探討不同土壤和水分條件對(duì)受損礦區(qū)種植的黑加侖（Ribes nigrum L.）生長(zhǎng)、結(jié)實(shí)及成活率的影響。結(jié)果表明，1）T1處理種植的黑加侖生長(zhǎng)情況最好，平均株高和冠幅最大；但與T3處理種植的黑加侖平均株高和冠幅均差異不顯著，與T2、T4處理種植的黑加侖平均株高和冠幅均差異顯著。2）T3處理種植的黑加侖其結(jié)實(shí)數(shù)和結(jié)實(shí)率最大，但與T1相比差異不顯著。3）T1的黑加侖成活率最高，與T2，T4相比差異顯著，但與T3相比差異不顯著。綜合考慮不同生長(zhǎng)條件下黑加侖種植的經(jīng)濟(jì)投入和所產(chǎn)生的生態(tài)效益，庫(kù)爾木圖受損礦區(qū)種植黑加侖的適宜條件為T3處理。

關(guān)鍵詞：黑加侖（Ribes nigrum L.）；土壤；水分；生長(zhǎng)狀況；庫(kù)爾木圖礦區(qū)

中圖分類號(hào)：S663.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2018）08-0092-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.08.023

The Influence of Different Soil and Water Conditions on the Growth

and Seed Setting of Ribes nigrum

PAN Cun-jun1，SUN Yong-xiu1，2，3，LIU Chao1，YANG Yan-xia1

（1.Forestry Planning Institute of Xinjiang Uygur Autonomous Region， Urumqi 830000， China； 2.Xinjiang Institute of Ecology and Geography， Chinese Academy of Sciences， Urumqi 830011， China； 3.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049， China）

Abstract： In order to restore the damaged vegetation community in Kurt Kizu mining area of Altay city， we setted four different test plots（T1： planting hole in black soil with drip irrigation； T2： planting hole in black soil without irrigation； T3： planting hole in sandy soil with drip irrigation； T4： planting hole in sandy soil without irrigation） in the mining damaged area， to explore the effect of different soil and water conditions on growth， fruiting and survival rate of Ribes nigrum L. in the damaged area. The results showed： 1） Under the growth condition of T1， R. nigrum grew the best（average plant height and crown diameter at maximum）； but compared with T3， there was no significant difference in plant height and canopy. And T2 and T4 had significant difference in plant height and canopy. 2） Under the growth condition of T3， seed setting and seed setting rate of R. nigrum were the maximum； but there was no significant difference compared with T1 growth condition. 3） The survival rate of R. nigrum was the highest on T1 plot. Compared with T2 and T4， there was significant difference， but the difference was not significant with T3. Therefore， for the Kurt Kizu mining area， considering comprehensively economic investment and ecological benefits of planting R. nigrum under different conditions， the appropriate planting condition of R. nigrum was T3.

Key words： Ribes nigrum L.； soil； water； growth status； Kurt Kizu mining area

黑加侖（Ribes nigrum L.）又名黑醋栗，黑豆果，為多年生小灌木[1]，其成熟果實(shí)富含維生素C、花青素、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分[2，3]，果實(shí)既可以食用，也可以加工成果汁、果醬等食品，深受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛[4]。新疆維吾爾自治區(qū)是黑加侖的原產(chǎn)地之一，尤其是北疆阿勒泰市山區(qū)的生態(tài)條件非常適合黑加侖的生長(zhǎng)發(fā)育。阿勒泰市庫(kù)爾木圖礦區(qū)經(jīng)開礦采金后，河床兩岸的大片草場(chǎng)遭到嚴(yán)重破壞、水土流失、砂石裸露，植被生長(zhǎng)的土壤環(huán)境破壞嚴(yán)重，礦區(qū)環(huán)境日益惡化[5]。在庫(kù)爾木圖礦區(qū)受損區(qū)域大面積推廣黑加侖，不僅可以給礦區(qū)帶來生態(tài)效益，同時(shí)還可以為當(dāng)?shù)鼐用裉岣呓?jīng)濟(jì)效益。近年來，學(xué)者們對(duì)黑加侖的種植條件、培育技術(shù)、營(yíng)養(yǎng)成分分析及生物生態(tài)學(xué)特性等方面做了大量的研究工作[6-12]，但是對(duì)黑加侖在受損環(huán)境下的生長(zhǎng)狀況研究較為少見。試驗(yàn)以庫(kù)爾木圖礦區(qū)受損區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)地，比較了不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖生長(zhǎng)、結(jié)實(shí)及成活率的影響，綜合黑加侖種植的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，以期尋求適宜黑加侖生長(zhǎng)的種植條件，從而有助于改善礦區(qū)退化草地的生態(tài)環(huán)境，為庫(kù)爾木圖礦區(qū)受損區(qū)域大面積推廣經(jīng)濟(jì)作物黑加侖提供理論支持和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

庫(kù)爾木圖礦區(qū)位于阿勒泰市北部，地處北緯46°30′-48°10′，東經(jīng)87°30′-91°00′；海拔高度2 000 m左右。該地屬于大陸型寒溫帶寒冷氣候，年平均氣溫在-9 ℃以下，最熱月7月的高溫僅15 ℃左右，氣溫年溫差約30 ℃，日溫差約12 ℃；植物生長(zhǎng)季（4～9月）日照時(shí)間達(dá)1 800 h，約占全年日照時(shí)間總數(shù)的60%；年平均降水量300～500 mm，年平均蒸發(fā)量為838～1 469 mm，年平均蒸發(fā)量遠(yuǎn)大于降水量。降水季節(jié)分布不均，主要集中在6～8月，12月至翌年4月最少，且降雪期長(zhǎng)達(dá)7～8個(gè)月，積雪融水和降雨占山區(qū)河流年補(bǔ)給量的72%，積雪情況直接影響徑流的年際變化[12]。礦區(qū)的土壤類型主要為高山草甸土，在開礦后，大面積草原遭到破壞，土壤流失嚴(yán)重（土壤含量<1%）。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及處理 2012年9月，在庫(kù)爾木圖礦區(qū)受損區(qū)域，采用典型樣地法選擇環(huán)境條件一致的4塊樣地進(jìn)行試驗(yàn)布置（設(shè)置處理），試驗(yàn)采用的土壤分別為黑土和沙土，黑土有機(jī)質(zhì)含量高，吸收容量大，結(jié)構(gòu)性好，保水保肥力強(qiáng)，潛在肥力很高，十分有利于作物的生長(zhǎng)；而沙土有機(jī)質(zhì)含量低，保水保肥能力差，但土質(zhì)更為疏松，具有良好的透水透氣性[13，14]。采購(gòu)?fù)寥罆r(shí)，黑土的價(jià)格為2.4元/kg，沙土價(jià)格為1.8元/kg，沙土相比黑土價(jià)格低。4塊試驗(yàn)樣地分別設(shè)置為處理T1：定植穴換黑土加滴灌，處理T2：定植穴換黑土無(wú)滴灌，處理T3：定植穴換沙土加滴灌，處理T4：定植穴換沙土無(wú)滴灌，每塊樣地面積均為667 m2，人工將樣地中大塊石頭移除，并利用推土機(jī)將樣地推平，人工開挖定植穴，定植穴規(guī)格為30 cm×30 cm×40 cm（長(zhǎng)×寬×高）。2012年10月初在定植穴內(nèi)種植黑加侖幼苗，每處理都分別種植幼苗200株，株行距1.5 m×2.0 m。定植時(shí)，先將幼苗放置定植穴中間，然后坑內(nèi)覆黑土（T1、T2）或沙土（T3、T4）、填平、拍實(shí)。4個(gè)處理在2012年種植時(shí)均進(jìn)行一次性充分底水灌溉。處理T1和T3于2013年、2014年、2015年的5、6、7、8月初分別灌溉1次，灌溉量為每次15 L/株，灌溉方式為滴灌，以水表計(jì)量。處理T2和T4在2013年、2014年、2015年生長(zhǎng)期間均不進(jìn)行人工灌溉，黑加侖生長(zhǎng)依靠自然雨水和雪水補(bǔ)給。

1.2.2 農(nóng)藝性狀測(cè)量 2015年7月初，在4個(gè)處理中各隨機(jī)抽取50株成活的黑加侖，分別測(cè)量黑加侖的株高、冠幅，記錄其結(jié)實(shí)數(shù)，并計(jì)算每個(gè)處理中黑加侖的結(jié)實(shí)率和成活率，

結(jié)實(shí)率=結(jié)果數(shù)/開花數(shù)×100%，

成活率=存活株數(shù)/定植數(shù)×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2007程序?qū)υ囼?yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，運(yùn)用SPSS 19.0和Origin 9.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和作圖，采用單因素ANOVA分析方法檢驗(yàn)各處理之間的差異，顯著性水平為0.05，如果差異顯著，則采用Duncans法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖長(zhǎng)勢(shì)的影響

作物的生長(zhǎng)狀況可以通過其高度和冠幅來反映，試驗(yàn)測(cè)定的不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖植株長(zhǎng)勢(shì)的影響情況見圖1。從圖1可見，處理T1、T2、T3、T4種植的黑加侖植株高度分別為45.91、33.74、40.45、24.57 cm，表現(xiàn)為T1>T3>T2>T4；并且T1、T2、T3、T4種植的黑加侖冠幅分別為26.91、17.72、22.08、11.95 cm，也表現(xiàn)為T1>T3>T2>T4。方差分析結(jié)果表明，T1與T2、T4種植的黑加侖株高和冠幅差異均顯著（P<0.05），但與T3種植的株高和冠幅差異均不顯著（P>0.05）；T2與T4相比，黑加侖的株高和冠幅差異均顯著（P<0.05），但與T3種植的株高和冠幅差異均不顯著（P>0.05）。

2.2 不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖結(jié)實(shí)的影響

作物的結(jié)實(shí)狀況是作物產(chǎn)量高低的直接反映，試驗(yàn)測(cè)定的不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖植株結(jié)實(shí)的影響情況見圖2。從圖2可見，不同處理種植的黑加侖平均結(jié)實(shí)數(shù)為T3>T1>T2>T4，分別為34.03、

31.36、9.47和4.76個(gè)/株。其中T3種植的黑加侖結(jié)實(shí)率最高，達(dá)90.67%。T4種植的黑加侖結(jié)實(shí)率最小，僅為33.23%。方差分析結(jié)果表明，T1與T2、T4相比，每株黑加侖的平均結(jié)實(shí)數(shù)和總體結(jié)實(shí)率均差異顯著（P<0.05），但與T3相比，黑加侖的平均結(jié)實(shí)數(shù)和總體結(jié)實(shí)率均差異不顯著（P>0.05）；T2與T3、T4相比，黑加侖的平均結(jié)實(shí)數(shù)和總體結(jié)實(shí)率均差異顯著（P<0.05）；T3與T4相比，黑加侖的平均結(jié)實(shí)數(shù)和總體結(jié)實(shí)率也是差異顯著（P<0.05）。

2.3 不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖成活率的影響

試驗(yàn)測(cè)定的不同土壤和水分條件對(duì)黑加侖植株成活率的影響情況見圖3。由圖3可以看出，4個(gè)處理的黑加侖植株成活率為T1>T3>T2>T4，分別是98.67%、96.50%、88.33%、85.21%。方差分析結(jié)果表明，T1與T2、T4的黑加侖成活率差異顯著（P<0.05），但與T3相比，成活率差異不顯著（P>0.05）；T2與T3、T3與T4相比，黑加侖的成活率差異顯著（P<0.05），說明水分對(duì)黑加侖成活率有顯著的影響；T2與T4相比，黑加侖的成活率差異不顯著（P>0.05），說明土壤類型對(duì)黑加侖的成活率影響不顯著。

3 小結(jié)與討論

庫(kù)爾木圖礦區(qū)光照充足，與波蘭、瑞典、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)同處在世界漿果帶上，為發(fā)展黑加侖生產(chǎn)提供了良好的環(huán)境資源和生態(tài)條件[6，15]。在受損礦區(qū)大面積種植經(jīng)濟(jì)作物黑加侖，不僅能減少水土流失，而且還能加快當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)恢復(fù)進(jìn)程[16]，具有較高的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

試驗(yàn)中，種植在處理T1（定植穴換黑土加滴灌）的黑加侖植株生長(zhǎng)最好，其平均株高和冠幅最大，但與處理T3（定植穴換沙土加滴灌）的平均株高和冠幅均差異不顯著，處理T2（定植穴換黑土無(wú)滴灌）與T4（定植穴換沙土無(wú)滴灌）的黑加侖其平均株高和冠幅均差異顯著。這與劉君等[15]對(duì)黑加侖的生長(zhǎng)特性研究結(jié)果一致，說明在水分充足的條件下，黑加侖對(duì)土壤的要求不嚴(yán)格，在黑土、沙土上均適宜生長(zhǎng)。熱依扎·朱木斯別克[17]在研究黑加侖抗旱生理特性時(shí)也指出，黑加侖對(duì)土壤的要求不高，適應(yīng)性較強(qiáng)，不論山區(qū)還是平原均能生長(zhǎng)，但是對(duì)水分的要求較高。

本試驗(yàn)中，黑加侖在處理T3的結(jié)實(shí)數(shù)和結(jié)實(shí)率最大，但與處理T1相比差異不顯著。相關(guān)研究表明[18-20]，黑土的持水能力大于沙土，黑加侖在生育期對(duì)水分的要求較高，當(dāng)水分供應(yīng)不足時(shí)，均會(huì)引起落花、落果，造成植株產(chǎn)量低。本試驗(yàn)研究結(jié)果與相關(guān)研究結(jié)果不一致。這可能是由于在處理T1和T3種植條件下，黑加侖周邊均還自然生長(zhǎng)著一些禾本科植物，但是在T1周圍生長(zhǎng)的禾本科植物的高度和蓋度遠(yuǎn)大于T3周圍生長(zhǎng)的禾本科植物高度和蓋度，禾本科植物將T1上的部分黑加侖覆蓋在底層，削弱了黑加侖的光合作用，從而降低了黑加侖的結(jié)實(shí)數(shù)和結(jié)實(shí)率。

在試驗(yàn)中，處理T1的黑加侖成活率最高，與T2、T4相比差異顯著，說明水分對(duì)黑加侖成活率有顯著影響，但與T3相比差異不顯著。付杰[21]對(duì)黑加侖的栽培養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究表明，在黑加侖催芽期進(jìn)行灌溉，有利于其根系活動(dòng)，促進(jìn)枝干恢復(fù)生長(zhǎng)；若水分不充足，則黑加侖的小芽無(wú)法萌發(fā)、枝干無(wú)法恢復(fù)生長(zhǎng)，最終致使植株死亡。雖然T1周圍生長(zhǎng)的禾本科植物其高度和蓋度遠(yuǎn)大于T3周圍生長(zhǎng)的禾本科植物高度和蓋度，但其并不影響黑加侖的成活率。

綜合考慮在不同種植條件下黑加侖的生長(zhǎng)、結(jié)實(shí)和成活率情況以及土壤的成本價(jià)格，庫(kù)爾木圖受損礦區(qū)種植黑加侖的適宜條件為在定植穴換沙土加滴灌。同時(shí)為了確保庫(kù)爾木圖受損礦區(qū)種植的黑加侖具有較好的生長(zhǎng)和結(jié)實(shí)效果，后期要人工去除自然生長(zhǎng)的禾本科植物，從而獲得更高的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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