刺山柑的生長特性及物候特征＊

李威龍,趙倩云,曾新德,張有佳,王承勛

（甘肅民勤連古城國家級自然保護區(qū)管理局，甘肅 武威 733000）

刺山柑(Capparis spinosa)又名老鼠瓜、野西瓜、抗旱草，屬山柑科或白花菜科山柑屬蔓生小半灌木。分布于新疆、西藏和甘肅等地。刺山柑枝葉繁茂，其枝條平鋪于地表，增加了與地面的有效接觸面積，提高了地表粗糙度，可以有效降低風(fēng)速、阻擋風(fēng)沙、防止土地風(fēng)蝕。在刺山柑生長的地方往往會形成一個沙包，刺山柑被沙埋后生長越旺盛，而且其植株高度隨沙包高度而增加，有效固定流沙，因此刺山柑具有固定流沙的作用。刺山柑在干旱區(qū)不僅具有重要的生態(tài)價值，可以用于固沙造林，而且其具有重要的藥用價值，據(jù) 《新疆藥用植物志》記載，刺山柑葉、果和根皮均能入藥，主要功能有祛風(fēng)除濕、止痛、消腫，外敷患處治風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和瘡毒[1-4]。刺山柑葉、果、根皮均可入藥，可止痛、消腫；其枝葉是一種飼用價值很高的牧草，刺山柑在初花期的粗蛋白含量約為17%以上，粗脂肪含量4.5%，無氮浸出物26%左右，是牛、羊、馬、驢、駱駝等動物喜食的飼用價值較高的牧草，新鮮植株駱駝喜食，冬季霜殺干枯后可供牛羊采食；同時刺山柑種子可用于榨油，種子含油率高，可達36.37%[5-6]。

刺山柑作為一種生態(tài)經(jīng)濟型荒漠植物在植物資源匱乏的西北干旱荒漠區(qū)具有重要的開發(fā)利用價值，開發(fā)利用前景廣闊，但目前對刺山柑的研究范圍還十分有限，且研究多集中與刺山柑藥用成分方面，其繁殖和造林技術(shù)沒有徹底得到解決，開發(fā)利用程度很低。盡管刺山柑在干旱荒漠區(qū)引種取得了成功，但是對其生長規(guī)律及物候特征研究較少，影響了刺山柑資源的進一步開發(fā)利用，今后應(yīng)該不斷加強刺山柑生態(tài)適應(yīng)性、防風(fēng)固沙效益以及藥用價值的研究，為刺山柑在西北干旱荒漠地區(qū)推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)，使其發(fā)揮更大的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。

1 試驗地自然概況

試驗地設(shè)在甘肅省民勤治沙綜合試驗站，地處騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠交匯處，E103°58'、E38°34'，海拔1 378.5 m。屬典型的溫帶大陸性荒漠氣候，氣候干旱，蒸發(fā)強烈，日照充足，風(fēng)大沙多，晝夜溫差較大，四季分明，自然環(huán)境惡劣。年均降水量115 mm，多集中于 7、8、9 月份；干燥度 5.3，年均蒸發(fā)量在2 643.9mm，是降水量的23倍；年均氣溫7.8℃，最高氣溫38.1℃，最低氣溫-28.8℃；無霜期139 d，風(fēng)沙日數(shù)139 d，沙暴日數(shù)37d；土壤類型主要有灰棕荒漠土及風(fēng)沙土，土壤pH值為7.5～8，地下水位20m左右。

2 試驗材料及方法

2.1 研究材料

試驗材料為民勤治沙站于1980年從吐魯番沙漠植物園引進的種子，育苗后造林，造林地立地條件為土質(zhì)丘間低地，造林株行距為2m×2.5m。刺山柑生長旺盛，目前保存有30株，均能夠正常開花結(jié)實。在農(nóng)田附近不同距離均有刺山柑生長，為開展刺山柑生長規(guī)律研究試驗提供了理想的材料。

2.2 研究方法

2.2.1 生長規(guī)律

選擇距離農(nóng)田5m、15m、30m的刺山柑，每月定時測定一次生長量等指標，包括高度、冠幅、地徑、分枝數(shù)等，每個梯度重復(fù)測定5株。通過這些指標的觀測來研究刺山柑的生長規(guī)律。

2.2.2 物候觀測

物候是植物生長發(fā)育過程與活動規(guī)律對氣候的反應(yīng)，通過物候觀測和分析，可以為病蟲害防止、植物種子實時采收提供可靠依據(jù)，同時還可以衡量引種植物的適應(yīng)性。因此物候觀測具有重要的意義。物候觀測采用定株定時觀測法[7]，從春季開始對刺山柑的物候規(guī)律進行觀測，在生長季節(jié)每2～3d天觀測一次，一直觀測到落葉為止。

3 結(jié)果分析

3.1 刺山柑生物學(xué)特性

刺山柑抗旱、耐高溫、耐風(fēng)蝕、耐瘠薄，在干旱地區(qū)有很強的適應(yīng)性。刺山柑多生長在干燥的石質(zhì)低山、丘陵坡地、山麓沖溝以及礫石質(zhì)戈壁中或沙丘丘間低地[4]。其地上部分在冬季干枯死亡，春季又重新抽出新芽，形成完整的植株。刺山柑在降雨量為110mm的民勤沙區(qū)丘間低地依靠天然降水就可以正常生長，以頑強的生命力適應(yīng)著干旱少雨的嚴酷環(huán)境，表現(xiàn)出很強的抗旱性特征。新疆吐魯番夏季溫度高達46.7℃，降雨量只有16.4 mm，而干燥度為7，自然環(huán)境條件遠差于民勤，而刺山柑在這種條件下也可以正常生長，說明刺山柑生態(tài)幅寬，適應(yīng)性很強。綜合民勤和吐魯番氣候條件，刺山柑無論是在海拔相對較高的民勤還是在海拔較低、蒸發(fā)量較大、極端高溫達47.6℃的吐魯番都能夠正常生長，表明刺山柑具有很強的抗高溫能力。刺山柑在原產(chǎn)地和引種地的氣候條件比較見表1。

表1 刺山柑在原產(chǎn)地和引種地的氣候條件比較

3.1.1 生長規(guī)律

刺山柑生長高峰期主要集中在5到7月中旬，這2個多月生長量最大，測定植株的平均地徑達到0.61mm，平均冠幅達到2.5m×2.1m，二級分枝達到16條。從圖1可看出刺山柑地徑和一級枝條生長量趨勢基本一致，枝條生長量和地徑在5月份隨著氣溫的逐步升高刺山柑生長量迅速增大，7月份氣溫度達到一年中的高峰期，老鼠瓜生長量達到極值，進入8月份后生長量迅速降低，9、10月份生長量都很小。刺山柑生長迅速，分枝稠密，在丘間低地沒有灌溉的條件下平均分枝數(shù)可達9條，在農(nóng)田附近可達15條之多，側(cè)枝數(shù)最大可達25條。刺山柑枝條平鋪于地表，因此其冠幅很大，在沙丘丘間低地可達3.3m×2m，農(nóng)田附近可高達4.2m×3.6m，單株刺山柑冠幅很大，可有效增加對地表的覆蓋面積，有效固定流沙，阻止沙丘移動，防止風(fēng)沙危害，在植物固沙上具有十分重要的意義，如圖1所示。

圖1 刺山柑生長規(guī)律

3.1.2 不同農(nóng)田距離刺山柑的生長特征

在民勤刺山柑主要生長于農(nóng)田附近的丘間低地，在生長量上存在明顯的差異，對不同距離農(nóng)田附近刺山柑生長量的調(diào)查研究，結(jié)果表明刺山柑距農(nóng)田越近，生長量越大，距農(nóng)田越遠生長量越小，不同立地條件下的生長量差異見表2。刺山柑在距農(nóng)田5m處的冠幅、一級分枝、以及分枝基徑均大于距農(nóng)田較遠的，因此刺山柑雖然屬于一種沙旱生植物，但是水分條件依然是影響刺山柑生長量的關(guān)鍵因素。在干旱地區(qū)如果適當(dāng)?shù)牟扇∪斯す喔却胧?，將會更好地促進刺山柑的生長發(fā)育，顯著提高生長量，有效增加地表覆蓋率，更好地起到防風(fēng)固沙作用。

表2 不同生長條件下刺山柑的形態(tài)學(xué)差異

從表2還可以看出刺山柑在民勤一級分枝最長可達到2.75m，最大地徑可達0.717mm，一級分枝可達15條之多，二級分枝可達到25條之多。在沒有人工灌溉且水分條件相對較差的地方刺山柑一級枝條長度仍可達1.75m，一級分枝基徑也可達0.586mm，在3種類型中刺山柑的二級分枝長度大小變化趨勢同一級分枝長度和基徑，而不同類型刺山柑的二級分枝基徑基本接近，平均值最大相差0.1mm，因此刺山柑生長量大，分枝稠密，這在防風(fēng)固沙上應(yīng)用具有重要的應(yīng)用價值。

3.1.3 物候特征

刺山柑在民勤地區(qū)于四月底開始萌動，5月初開始展葉，6月初開始開花到8月初，花期長達2個月之久，種子于7月下旬開始成熟一直到8月底仍有種子成熟，10月中旬開始落葉。刺山柑萌動期較遲，與當(dāng)?shù)卮蟛糠稚成参锵啾妊舆t了10多d，刺山柑花期較長，果實成熟期也較長，果實成熟期可持續(xù)1個多月，由于刺山柑種子成熟期較長，加上老鼠等喜食，這給刺山柑的種子采收帶來了一定的影響，因此在掌握刺山柑物候特征，在確定種子成熟時間的基礎(chǔ)上實時采收。刺山柑物候特征見表3。

表3 刺山柑物候期（日/月）

3.1.4 抗旱、抗寒能力

由于刺山柑地上部分到冬季死亡，次年抽出新的枝條，因此其耐寒能立特別強，在早春萌動期或落葉期未出現(xiàn)過由于溫度過低造成死亡的現(xiàn)象，民勤極端低溫可達-28.8℃，刺山柑仍可以正常生長。據(jù)研究報道刺山柑在新疆吐魯番可耐極端47.6℃的高溫，在此溫度下可正常生長，在民勤極端高溫可達38.1℃，也未出現(xiàn)過高溫傷害。因此從刺山柑在不同生長氣候條件的抗旱抗寒來看，刺山柑極耐高溫和低溫。

4 討論與結(jié)論

綜合刺山柑在原產(chǎn)地和引種地的氣象因子分析認為刺山柑能耐高溫（47.6℃）和低溫（-28.8℃），，耐土壤瘠薄，在干旱缺水的荒漠環(huán)境具有很強的適應(yīng)性。刺山柑屬于蔓生灌木，地上部分當(dāng)年枯死，次年抽出，地上部分枯死無疑是增加了其抗寒性。在民勤刺山柑生長在丘間低地的黏土上，表明其喜歡黏質(zhì)土壤。

刺山柑分枝稠密，生長迅速，快速生長其集中于5～6月份，7～9月生長量相對較小，而民勤降雨量主要集中于7～9月，說明刺山柑生長期主要利用土壤水分，大氣降水因降水時間和土壤性質(zhì)不易入滲而很難利用。刺山柑年生長量大，當(dāng)年一級分枝最大可達15條之多，二級分枝可達25條之多，平均冠幅在2.3m×1.9m，而且其枝條平鋪與地表，能有效降低風(fēng)速，固定流沙，防止風(fēng)沙危害。生長于不同立地條件下的刺山柑生長量差異顯著，盡管在自然降水條件下的丘間低地也能存活，但是丘間低地刺山柑生長量明顯小于農(nóng)田附近的，因此水分條件是制約刺山柑生長量大小的關(guān)鍵所在，在土壤水分條件較好或能夠通過人工適量灌溉的干旱荒漠區(qū)都可以栽植刺山柑。刺山柑于4月底開始萌發(fā)，6月初開始開花，種子于7月下旬成熟，8月底達到種子成熟末期，花期可達50多天，種子采收期可達1個月之久。

刺山柑具有保護生態(tài)環(huán)境生態(tài)價值和開發(fā)利用的藥用經(jīng)濟價值，在干旱區(qū)發(fā)展刺山柑人工栽培潛力巨大，今后要加大對刺山柑人工栽培技術(shù)及生理生態(tài)適應(yīng)性方面的研究，為促進刺山柑資源開發(fā)利用提供技術(shù)支撐和理論依據(jù)。