河西荒漠區(qū)灌木四翅濱黎抗鹽分子基礎(chǔ)和栽培技術(shù)

高麗莉 郭奇梅 李燕

(甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730030)

中國是草地資源大國，草地資源調(diào)查顯示，我國優(yōu)良草地面積為世界排名第2，天然草原主要分布于西北地區(qū)干旱與高原地區(qū)，是牧區(qū)廣大牧民生存發(fā)展的基本生產(chǎn)資料。

甘肅蘭州地處歐亞大陸腹地，四面環(huán)山，為干旱荒漠區(qū)，荒漠草地面積大，主要分布于平原戈壁，作為春秋場利用。四翅濱藜為藜科濱屬常綠灌木，有奇跡樹等美稱，被廣泛用于牧場改良，具有耐干旱等多種優(yōu)良特性。由于河西荒漠地區(qū)生態(tài)氣候條件惡劣，可供選擇造林樹種匱乏。林科所對蘭州地區(qū)氣候因子相似引種地帶進(jìn)行綜合性考察，引進(jìn)四翅濱藜，在不同土壤類型通過2a栽植實驗，對生物學(xué)特性觀察記載，對各種生物指標(biāo)測定分析，認(rèn)為四翅濱藜具有主導(dǎo)利用價值，應(yīng)大力進(jìn)行區(qū)域化推廣應(yīng)用。

1 四翅濱藜生理特性研究

干旱是影響世界生態(tài)環(huán)境的主要因素，在全球鹽堿化地區(qū)愈趨擴(kuò)大背景下，種植耐鹽堿植物對改良荒漠土地具有重要作用。鹽生植物在適應(yīng)干旱環(huán)境中進(jìn)化出獨(dú)特耐鹽抗旱機(jī)制，四翅濱藜為多年生半常綠灌木，在世界各地鹽堿區(qū)廣泛分布，具有抗旱耐寒特性，成為改良鹽堿地的重要物種[1]。目前國內(nèi)外學(xué)者對濱藜屬植物響應(yīng)鹽生理機(jī)制做出許多研究，但對四翅濱藜耐鹽抗旱性鮮有報道。

鹽漬化是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的世界性問題，我國鹽堿地約占全球總面積的10%，近1/2國土面積為干旱半干旱地區(qū)，西北地區(qū)常年干旱少雨，土質(zhì)較差，生態(tài)環(huán)境脆弱復(fù)雜，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在全球鹽漬化地區(qū)擴(kuò)大背景下，利用大面積干旱鹽漬土地是未來生態(tài)恢復(fù)的必然選擇，但農(nóng)作物長期生長在優(yōu)裕的環(huán)境下抗逆特性喪失，生長于干旱鹽漬等環(huán)境中植物形成獨(dú)特抗逆機(jī)制，對其開展系統(tǒng)研究能夠為我國西北生態(tài)恢復(fù)提供理論基礎(chǔ)[2]。四翅濱藜在世界各地鹽漬區(qū)廣泛分布，因其具有較強(qiáng)抗旱耐寒特性成為防風(fēng)固沙重要物種，可作為優(yōu)良飼草資源，其獨(dú)特抗逆機(jī)制具有潛在科研價值。20世紀(jì)90年代有研究發(fā)現(xiàn)，四翅濱藜在響應(yīng)鹽脅迫可吸收大量Na+，此后對耐鹽機(jī)制深入研究較少。

近年來有學(xué)者在濱藜屬發(fā)現(xiàn)響應(yīng)鹽脅迫將大量Na+轉(zhuǎn)移到鹽囊泡中，通過提高葉片光合能力維持體內(nèi)離子平衡等方面響應(yīng)鹽脅迫。四翅濱藜適應(yīng)鹽漬生境中是否存在抗鹽機(jī)制不可得知，對其抗旱機(jī)制研究較少?；哪莸厥呛游鞯貐^(qū)季節(jié)草地重要法寶，在畜牧業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。由于地表缺水，荒漠草地退化嚴(yán)重，各類草地發(fā)生退化現(xiàn)象，由于自然生態(tài)環(huán)境脆弱與濫墾亂伐等人為因素影響，造成天然草原大面積退化，致使植被蓋度降低，風(fēng)沙危害加劇，中度以上退化草地達(dá)30%，產(chǎn)草量下降30%～60%,制約草原畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展。針對河西地區(qū)荒漠草地面積大、產(chǎn)量低，在畜牧業(yè)中的重要地位，引種適合當(dāng)?shù)貎?yōu)良牧草品種，增加草地覆蓋度具有重要意義。

2 四翅濱藜研究現(xiàn)狀

濱藜是世界干旱地區(qū)典型植物，廣泛分布于世界各大洲溫帶地區(qū)。四翅濱藜廣泛用于牧場改良，鹽堿地改造，是可防風(fēng)固沙，改良牧場飼料灌木。我國引進(jìn)科羅拉多州大學(xué)等單位經(jīng)過多年培育改良品種，在三北地區(qū)表現(xiàn)頑強(qiáng)生命力；在內(nèi)蒙、甘肅等地引種栽培，相關(guān)專家指出，由于濱藜具有耐旱高產(chǎn)等特性，在干旱年份種植會保證牲畜飼料。

國外對濱藜屬植物研究報道較多，國內(nèi)研究停留于引種栽培，解剖結(jié)構(gòu)等階段。四翅濱藜生物學(xué)特性為旱生植物，根系發(fā)達(dá)，子代分化明顯，葉有常綠半常綠之分。四翅濱藜高1～2m，葉正面綠色，葉背灰綠粉粒較多?；▎涡曰螂p性，胞果有不規(guī)則果翅4枚，種子卵形。耐干旱寒冷，年均氣溫8℃左右，極端低溫-40℃干旱地區(qū)可生長良好。耐堿性四翅濱藜是抗堿能力強(qiáng)的樹種，在含鹽量1.3%的土壤中生長良好。0.40hm2種植四翅濱藜1a可從土壤中吸收1t以上鹽分，被稱為生物脫鹽器。四翅濱藜枝葉含粗蛋白29%以上，有積累硒作用，生物產(chǎn)量達(dá)15t·hm-2，提高牧區(qū)抗災(zāi)能力，被稱為牲畜救命草。四翅濱藜可在干旱地區(qū)生長，在生態(tài)環(huán)境惡劣的荒漠、鹽堿荒灘地生長良好。

四翅濱藜綜合利用性強(qiáng)，我國西北地區(qū)沙化嚴(yán)重，牧場退化，河北、天津遭沙塵暴危害，四翅濱藜在治理土地沙化方面是首選。四翅濱藜可用種子繁殖，每株1a繁15株，經(jīng)濟(jì)效益顯著。研究表明，適量鹽濃度可促進(jìn)濱藜屬植物生長發(fā)育，濱藜屬不同種對NaCl響應(yīng)存在差異，適宜的NaCl濃度是否能促進(jìn)生長有待深入研究。干旱脅迫可降低濱藜屬植物生物量，但適當(dāng)NaCl濃度可緩解干旱脅迫對植物生長發(fā)育抑制作用。研究發(fā)現(xiàn)，濱藜屬響應(yīng)干旱脅迫，不同植物光合作用機(jī)制存在差異。有些植物受鹽脅迫抑制，有些氣孔因素發(fā)揮作用，四翅濱藜響應(yīng)鹽脅迫光合作用研究尚不明晰。

鹽漬環(huán)境中生長鹽生植物，可在體內(nèi)采取泌鹽方式，阻止鹽分進(jìn)入植物體內(nèi)。在鹽分進(jìn)入植物體內(nèi)后，以某些方式排出體外。濱藜屬植物大部分為泌鹽鹽生植物，受到鹽脅迫通過鹽囊泡將鹽分排出葉表面。通過將過量Na+區(qū)域化到液泡中降低細(xì)胞Na+濃度。通過離子區(qū)域化保持細(xì)胞內(nèi)梯度滲透壓；可保證細(xì)胞內(nèi)鹽濃度穩(wěn)定，維持細(xì)胞內(nèi)生物酶活性。研究發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)地中對濱藜進(jìn)行干旱脅迫處理22d，濱藜葉片中K+含量增加。通過對三角濱藜研究發(fā)現(xiàn)，干旱處理可促進(jìn)三角濱藜對Na+吸收，Na+含量增加，通過吸收外界環(huán)境中Na+,在體內(nèi)積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。

3 河西荒漠地區(qū)四翅濱藜栽培試驗

四翅濱藜是旱生牧草，種子源于美國科羅拉多州立大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗臺，是野生動物資源局、山際林場試驗站等科研單位經(jīng)20a以上努力選育的改良品種。四翅濱藜為一年生半灌木，根深達(dá)3m,是植物高度的5倍左右，樹干灰黃色，葉互生，長1.5～6.8cm,葉正面綠色，葉背面灰色粉粒較多，當(dāng)年嫩枝綠色，木質(zhì)化枝白色，花單性或雙性，花期5—7月，有不規(guī)則果翅2～4枚，種子卵形，9月下旬成熟。

蘭州市位于甘肅省中部，隨著灌溉條件改善，存在次生鹽漬化范圍擴(kuò)大危險。有些植物抗鹽堿能力強(qiáng)，如駱駝刺、胖姑娘等，植物因排鹽性植物體內(nèi)含鹽量較低，積鹽植物沿梭梭含鹽量達(dá)42%～45%，但植物體內(nèi)鹽分隨枯枝落葉積累在地表。因此，蘭州市從各地引進(jìn)四翅濱藜、黑麥草、乙醇甜高粱、美國甜高粱等有利用價值的抗鹽堿植物50多種，在引大灌區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)棄耕鹽堿地進(jìn)行品種適應(yīng)性栽培技術(shù)實驗。

試驗區(qū)設(shè)在蘭州市林科所中心苗圃內(nèi)，區(qū)域為典型溫帶大陸性極端干旱荒漠氣候，夏季酷熱，年均氣溫7.6℃，極端高溫34.6℃，無霜期131.5d,年均蒸發(fā)量1994.3mm，全年風(fēng)沙日20～143d,土壤為灰棕荒漠土，pH值為8.33。試驗材料為林業(yè)局三北防護(hù)林建設(shè)局調(diào)運(yùn)種籽。栽培基質(zhì)設(shè)4個處理，采用5cm×10cm營養(yǎng)杯育苗，重復(fù)3次。采用第3代日光溫室育苗，播種前種子經(jīng)浸種處理，基質(zhì)表面見白，每杯播種2粒種籽，每個處理調(diào)查100株，觀察記錄出苗天數(shù)，生育期內(nèi)觀察成活率與新梢生長量。扦插基質(zhì)設(shè)置4個處理，試驗在第3代日光溫室中進(jìn)行，相對濕度70%～85%，在7月上旬采用7cm×12cm營養(yǎng)杯杯嫩枝扦插，每杯扦插1柱，隨機(jī)區(qū)組排列。

觀察記載項目包括生育期觀察記載、出苗觀察記載、單株產(chǎn)量測定、土壤耕作層溫度測定。如播種地出苗數(shù)少測單株產(chǎn)量，選取代表性植株10株測定。種子出苗后按每行數(shù)計算出苗數(shù)。生育觀察期是牧草生育中外部形態(tài)發(fā)生明顯變化時期，牧草不同發(fā)育期對外界環(huán)境條件要求發(fā)生改變。生育期觀察記載為了解四翅濱藜生長發(fā)育期外部變化規(guī)律，學(xué)習(xí)其生育期觀測方法[3]。生育期觀測對其評價、試驗地科學(xué)管理等具有重要意義。每周用目測法觀察記載生育期。土壤溫度直接影響牧草生育與產(chǎn)量，土壤水分不足使苗木生長發(fā)育不良，干旱導(dǎo)致減產(chǎn)自然。耕作層溫度不合理引起種子發(fā)芽率降低，播種時要調(diào)整耕作層溫度。測定好耕作層水分含量才能得到理想結(jié)果。

土壤酸堿性是影響植物生長重要因素，播種苗處理2基質(zhì)pH值大于8，對種子萌發(fā)有抑制作用，發(fā)芽率降低，延長出苗時間3d,處理1效果最佳。嫩枝扦插育苗，耕作土扦插育苗效果最佳。調(diào)制土壤酸堿性是育苗成敗的關(guān)鍵因素。不同土壤上移栽苗木生長量與保存率因土壤性質(zhì)變化受影響，耕作土移栽苗木成活率達(dá)93.7%，鹽堿土移栽苗木成活率為81.2%，表明土壤因子是影響苗木移栽成活關(guān)鍵因素。新梢生長量原始數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明F1>F0.01，表明不同土壤下四翅濱藜移栽后新梢生長量差異大。I號與III號樣地苗木新梢生長量有顯著差異，VI號與III號樣地生長量無顯著差異。I號樣地新梢生長量最大，其它樣地新梢生長量差異不大。

4 四翅濱藜栽培管理技術(shù)

荒漠草地類型為礫砂質(zhì)溫性荒漠亞類草地，氣候為半干旱，積雪覆蓋，年均氣溫5℃，年絕對最高溫度≤-40℃，土壤為荒漠灰鈣土，11月中旬結(jié)凍。由于濱藜屬植物果實表皮帶抑制物質(zhì)影響發(fā)芽率，種子進(jìn)行24h水泡處理，無需把種子從胞果叢刮取。從美國引進(jìn)四翅濱藜進(jìn)行常規(guī)發(fā)芽試驗，放在培養(yǎng)箱于22～28℃下發(fā)芽15d。

播種前選擇松厚土壤，平整土地，排除殘茬、石塊等雜物。播種期設(shè)4個處理，在有灌水條件下一年四季可播種，設(shè)4個播種期播種，按實際出苗數(shù)測定出苗率，5月上旬記錄不同播種期苗數(shù)，測定出苗率。播種方法設(shè)條播與撒播處理，按實際出苗數(shù)測定出苗率，9月份記錄苗數(shù)，測定撒播出苗率。播種深度處理設(shè)置為土表撒種不覆土、2cm覆土、5cm覆土，按實際出苗數(shù)測定出苗成活率。曬種是提高出苗率的輔助措施，可在室外曝曬2h,用CuSO4溶液浸種5min，用40℃溫水將種子浸入24h后進(jìn)行低溫處理，將播種基質(zhì)浸透水，蓋上地膜保濕。

河西走廊冬季育苗在溫室中進(jìn)行，需提高苗棚溫度，適宜種子發(fā)芽溫度為20～25℃，播種15d左右，噴灑0.2%濃度綠亨32號，防止立枯病蔓延，隨季節(jié)變化升溫注意通風(fēng)換氣。直播小苗根系為直根，移植營養(yǎng)缽內(nèi)，剪去一段以利側(cè)根產(chǎn)生。澆足定根水，促進(jìn)苗木恢復(fù)生長。扦插育苗選擇采集插條部位非常重要，選擇充分木質(zhì)化插條，木質(zhì)化程度是影響扦插育苗成活的關(guān)鍵因素。硬枝扦插時間為每年3月下旬，嫩枝扦插為每年6—8月。用0.01%ABT生根粉處理4min插入苗床。

四翅濱藜是耐干旱常綠飼料灌木，在移栽定植后不耐干旱，移栽后需及時澆足定植水。施肥根據(jù)生長發(fā)育期變化，中后期適當(dāng)增施P、K肥，以利于根莖果實生長發(fā)育。幼苗定植后處于生長恢復(fù)期，田間雜草旺盛，應(yīng)提高地面溫度，消滅雜草。四翅濱藜由于抗逆性強(qiáng)，直播小苗注意防止立枯病，幼苗僅有少量蚜蟲危害。播種前進(jìn)行圍欄防止家畜迫害，四翅濱藜播種后前期生長發(fā)育慢，需進(jìn)行認(rèn)真管護(hù)觀測，隨著升溫生長加快，霜凍后停止生長，增強(qiáng)多面化管理管護(hù)。

5 結(jié)語

四翅濱藜可形成穩(wěn)定頂級植物群落，抗侵蝕性強(qiáng)，對防風(fēng)固沙具有很好生態(tài)作用，是改量鹽堿地的優(yōu)良灌木樹種。四翅濱藜引種對西北地區(qū)荒山造林提供優(yōu)良樹種，大面積推廣應(yīng)用對減少水土流失，加快荒漠化治理具有積極意義。不同土壤類型中培育苗木出苗率差異較大，扦插苗成活率達(dá)86%，苗圃中表現(xiàn)為植株分枝繁多，生長健壯等特點(diǎn)。耕作土壤播種效果最佳。不同土壤上四翅濱藜移栽后當(dāng)年新梢生長量差異顯著，移栽苗木最好為耕作土，栽培中需注意土壤選擇、水肥管理等技術(shù)環(huán)節(jié)。