蘆竹引種不同繁殖方式對(duì)比研究

劉 飛，張洪江，趙方瑩，王 晶

(1.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院，北京 100083；2.北京圣海林生態(tài)環(huán)境科技股份有限公司，北京 100083)

蘆竹(ArundodonaxL.)為禾本科蘆竹屬多年生草本植物[1]，從歐洲的地中海到亞洲的印度、中國(guó)，再到大洋洲的澳大利亞等地區(qū)都有分布[2]，北美地區(qū)的蘆竹于18世紀(jì)20年代由西班牙引入。蘆竹具有根系發(fā)達(dá)、生物量大、喜光耐陰、生境適應(yīng)性寬等特點(diǎn)，其發(fā)達(dá)的根系易于微生物附著，對(duì)N、P等元素具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)化處理能力[3-4]，除了可用于水質(zhì)凈化，還對(duì)Cu、Cr、Pb、Zn、Ni等重金屬具有一定程度的耐受性，可用于重金屬離子的吸附與去除[5-10]。同時(shí)，國(guó)外也有將蘆竹用于含鹽廢水凈化[11]和鹽堿地修復(fù)工作[12]的報(bào)道與研究。此外，蘆竹可作為一種生物質(zhì)能源作物[13-15]的特性近年來也受到了廣泛關(guān)注。

在我國(guó)，蘆竹主要分布在江浙等南方中低緯度地區(qū)，因此其根系耐寒能力和越冬保存問題一直是蘆竹向中高緯度地區(qū)推廣與應(yīng)用的限制因素之一。根據(jù)已有文獻(xiàn)報(bào)道，蘆竹1965年在河南鄭州引種成功[16]，2000年前后分別在山東的聊城、德州、南四湖等地區(qū)進(jìn)行了引種試驗(yàn)[17-18]，2006年在北京地區(qū)進(jìn)行了越冬保存方面的試驗(yàn)[19]。但在華北地區(qū)，對(duì)蘆竹的應(yīng)用與推廣研究尚不系統(tǒng)。目前，蘆竹較為常見的人工繁殖方式包括分根、埋條、扦插等，我們研究北方地區(qū)不同繁殖方式下蘆竹的生物學(xué)特性，尤其是在越冬保存方面的表現(xiàn)，旨在為蘆竹在我國(guó)北方地區(qū)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用提供有益參考。

1 試驗(yàn)材料及樣地

1.1 試驗(yàn)材料來源

本次蘆竹引種試驗(yàn)所用材料全部來自江蘇省高郵市，包括帶根蘆竹245株、蘆竹莖稈1 500 m，于2015年2月運(yùn)至北京。高郵市位于江蘇省中部，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，寒暑顯著，光照充足，雨水豐沛，年均氣溫15 ℃，無霜期221 d，常年降水量1 018 mm，最大凍土深度24 cm。

1.2 試驗(yàn)樣地

試驗(yàn)樣地位于北京市順義區(qū)。順義區(qū)地處北京東北郊，屬溫帶大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，年均氣溫11.5 ℃，年均日照時(shí)數(shù)2 746 d，無霜期195 d，年均降水量610 mm，年均相對(duì)濕度58%，最大凍土深度80 cm。根據(jù)不同的繁殖方式，設(shè)置3處試驗(yàn)樣地，布置情況見表1。

表1 試驗(yàn)樣地布置情況

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 繁殖方式

本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)扦插、分根兩種繁殖方式。1#樣地選取長(zhǎng)度約40 cm、平均直徑2 cm的莖稈進(jìn)行扦插，插條間距均為10 cm，扦插深度分為20 cm和25 cm兩種，分別扦插116根和48根；2#與3#樣地采用分根栽植方式繁殖，種植穴數(shù)量分別為75個(gè)和170個(gè)。

3月份完成種植后，澆水頻次為每周1次；5月下旬至6月中旬，澆水頻次為每3天1次；7—9月，依靠天然降水維持蘆竹的生長(zhǎng)。

2.2 調(diào)查頻次

5月初有新筍出現(xiàn)，按照每周1次的頻次對(duì)新筍數(shù)量進(jìn)行調(diào)查與記錄；7—9月調(diào)查生長(zhǎng)量，調(diào)查頻次調(diào)整為每月1次。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 不同繁殖方式的引種成活率

3.1.1 扦插繁殖

調(diào)查從2015年5月8日開始至10月27日結(jié)束，扦插繁殖成活率見圖1、圖2。從調(diào)查結(jié)果可知，扦插深度為20 cm時(shí)，初始成活率為47%，至10月末生長(zhǎng)季結(jié)束，成活率穩(wěn)定在了22%；扦插深度為25 cm時(shí)，初始成活率為65%，至生長(zhǎng)季結(jié)束，成活率保持在了60%。此結(jié)果與時(shí)強(qiáng)等[20]的研究成果基本一致。

圖1 扦插深度20 cm成活率

圖2 扦插深度25 cm成活率

3.1.2 分根繁殖

由圖3可以看出，分根繁殖的初始成活率和最終成活率要明顯高于扦插方式。其主要原因在于根系中儲(chǔ)存的營(yíng)養(yǎng)和水分較為充足，較僅依靠腋芽完成初始生根的扦插繁殖具有較大優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過短暫的環(huán)境適應(yīng)后即可正常生長(zhǎng)，保證了較高的初始成活率，并且最終的成活率穩(wěn)定在了97%的較高水平上(2#、3#樣地分別有74、164個(gè)種植穴發(fā)出新筍)。

圖3 分根繁殖成活率

3.2 不同繁殖方式下的生長(zhǎng)情況對(duì)比

對(duì)扦插和分根兩種繁殖方式下蘆竹的生長(zhǎng)高度進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表2。

表2 不同繁殖方式下蘆竹生長(zhǎng)高度調(diào)查統(tǒng)計(jì)(均值)

對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，計(jì)算結(jié)果p=0.977>0.05，即扦插和分根繁殖對(duì)蘆竹生長(zhǎng)高度的影響無顯著差異。

3.3 越冬保存情況

3.3.1 扦插繁殖

扦插樣地在2015年10月底進(jìn)行地上部分收割，并在原地搭建了陽光棚。棚內(nèi)扦插樣地在2016年1月即開始出筍，經(jīng)調(diào)查在原扦插成活莖稈周圍全部發(fā)出新筍，表明扦插后第二年開始了以新生根狀莖為基礎(chǔ)的繁殖，越冬保存率達(dá)到了100%。

3.3.2 分根繁殖

2#樣地地上部分收割時(shí)間與扦插樣地相同。2016年3月開始有新筍發(fā)出，截至5月初，發(fā)出新筍的種植穴數(shù)量為62個(gè)，5月底發(fā)出新筍的數(shù)量未增加。2#樣地的越冬保存率為84%。

3#樣地收割時(shí)間為2016年3月，在2016年4月的調(diào)查中，已有新筍開始發(fā)出。5月末的調(diào)查結(jié)果顯示，發(fā)出新筍的種植穴數(shù)量為160個(gè)，且在6月初的調(diào)查中數(shù)量未增加。3#樣地的越冬保存率為98%。

4 結(jié) 論

(1)氣候是決定植物生長(zhǎng)邊際范圍的重要因素[21]，我國(guó)北方地區(qū)冬季低溫是影響蘆竹越冬的主要限制性因子[19]。但蘆竹逐漸由江浙一帶向河南、山東、天津地區(qū)引種成功，以及POMPEIANO et al.[22]對(duì)在不同氣候帶上的匈牙利和洪都拉斯進(jìn)行的蘆竹耐寒研究都表明，經(jīng)過一定梯度的低溫馴化后，蘆竹可以逐漸適應(yīng)低溫環(huán)境。

(2)實(shí)際應(yīng)用中，若單純依靠分根繁殖將難以滿足其巨大的物料需求[23]。從本次試驗(yàn)結(jié)果來看，扦插深度為25 cm時(shí)保持了較高且穩(wěn)定的成活率及越冬保存率，因此在實(shí)踐中可選擇以扦插為主、分根繁殖為輔的方式加以應(yīng)用與推廣，且應(yīng)用于坡面時(shí)扦插措施可有效改善坡面徑流條件，有利于水土流失的控制。

5 討 論

蘆竹被北美、非洲及地中海地區(qū)的多個(gè)國(guó)家認(rèn)定為侵入物種[24-25]，在人們?nèi)找嬷匾暽锒鄻有员Ｗo(hù)的背景下，外來物種所帶來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)引起高度重視。一個(gè)物種能否成為侵入物種涉及所在區(qū)域的土壤、水文、氣候、動(dòng)植物群落結(jié)構(gòu)等諸多因素。BLANCHARD et al.[26]利用GIS技術(shù)，綜合物種分布、土地利用、土地覆蓋、物種多樣性等信息，以蘆竹、黑荊(Acaciamearnsii)、假高粱(Sorghumhalepense)等物種為研究對(duì)象，建立了物種分布預(yù)測(cè)模型以驗(yàn)證其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，并在南非東開普敦地區(qū)進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)，建立科學(xué)的評(píng)價(jià)體系和管理機(jī)制[27]，物理、生物措施的聯(lián)合使用[28]可以實(shí)現(xiàn)對(duì)引入物種的有效管控?；谝陨戏治觯J竹在我國(guó)北方地區(qū)的引入仍需開展大量的研究與實(shí)踐工作。