李 巖,宋全民,才巨峰,李志富,陳士剛,秦彩云,陶 晶
(1.吉林省林業(yè)科學研究院,吉林 長春 130033;2.吉林省臨江林業(yè)局,吉林 白山 134600;3.寧城縣林業(yè)局,內蒙古赤峰 024200)
吉林省西部生態(tài)環(huán)境脆弱,自然條件較差,適生樹種較為單一;土地鹽漬化、沙化和退化的治理是當?shù)刂匾恼n題。面對大面積鹽漬化土地,如何引種優(yōu)良的高抗性樹種,以解決當?shù)剡m生樹種較為單一,進而解決以土地鹽漬化為主要特征的土地荒漠化問題,已成為保障該地區(qū)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全的關鍵。
抗逆性樹種選擇 既是當前國內外熱門話題,也是吉林省荒漠化土地治理的一項戰(zhàn)略性措施。選用抗鹽堿樹種遏制土地鹽漬化加劇的趨勢,既具可行性、又具可操作性。吉林省林業(yè)科學研究院從2001 年開始,先后從加拿大草原三省(Saskatchewan、Alberta、Manitoba)和美國(North Dakota)等地引進30 個種源的銀莓(Elaeagnus commutata Bernh)、3 個種源牦牛莓(Shepherdia argentea Nutt.),同時在加拿大Edmonton 和國內甘肅、新疆、內蒙古引進沙棗(Elaeagnus angustifolia L.)各1 個種源,并在吉林省西部地區(qū)(長嶺、前 郭、鎮(zhèn)賚、通榆、大安)多縣輕、中、重度鹽漬化地段建立片狀、帶狀、網(wǎng)狀試驗示范林1 000 hm2[1]。十余年的試驗結果表明,在吉林省西部,沙棗、銀莓和牦牛莓三種灌木不同種源的適應性均較強,可在當?shù)仫L沙、干旱及鹽漬化區(qū)域廣泛應用。
沙棗屬胡頹子科胡頹子屬,是我國新疆、寧夏、青海、甘肅等西北省份鄉(xiāng)土樹種,歐洲、北美等地也有分布。其中,北美引種區(qū)屬于內陸冷溫氣候,最低溫度可達-40℃,全年平均氣溫-0.6℃~5.6℃,無霜期92 ~126 d,降水量304 mm。該樹種生態(tài)適應性較強,耐鹽堿、耐瘠薄,抗寒、抗風沙、抗干旱。
銀莓屬胡頹子科胡頹子屬,北美地區(qū)鄉(xiāng)土樹種,主要分布在加拿大Saskatchewan、Alberta、Manitoba 等內陸地區(qū)、降水量在400 mm 左右的草原省份。
牦牛莓屬胡頹子科水牛果屬,原產于加拿大Manitoba、Saskatchewan 和美國的部分地區(qū)。喜光速生,適應性強,耐修剪能力強。平均株高4 m 左右。葉片銀色,3 ~4 月開花,雌雄異株,異花授粉。果期7 ~12 月,果實紅色或橙色,可食用。極耐干旱、寒冷,耐瘠薄、耐鹽堿;根系發(fā)達,具根瘤[1]。
經(jīng)過圃地苗期觀察及多點田間試驗,從美國、加拿大引進的銀莓及沙棗在未采用任何防寒措施條件下,各種源苗木均可正常越冬,在極端溫度-38.0℃下,無凍害,翌年春季無枯梢現(xiàn)象。從甘肅省引進的沙棗種源,因采種區(qū)域緯度略低于栽培試驗區(qū),其抗寒性低于加拿大Edmonton 種源,個別引種栽培點苗木翌年春季有輕微枯梢現(xiàn)象發(fā)生,但對正常生長無較大影響。內蒙古、新疆種源沙棗越冬狀況良好。3個種源牦牛莓苗期未采取其他特殊保護措施,苗木均可正常越冬。翌年春季均頂尖發(fā)芽,正常生長。苗木頂芽嫩綠、小枝柔軟,無干枯現(xiàn)象發(fā)生。3 個種源均表現(xiàn)出較強的抗寒性,在栽培地生長表現(xiàn)良好。
表1 引種地區(qū)與栽培地區(qū)環(huán)境條件對比Tab.1 The environment condition comparison of introduction and cultivation area
注:1.Bismarck 氣象臺站的數(shù)據(jù)引自Climatography of the United States(1971—2000)。2.Edmonton 和Saskatoon 氣 象臺站的數(shù)據(jù)引自National Climate Data and Information Archive(1971—2000)。3.前郭、長春氣象臺站的數(shù)據(jù)引自中國氣象科學數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(1971—2000)。
沙棗、銀莓天然分布區(qū)多為降水量400 mm以下、土質較瘠薄、風沙較大的干旱草原地帶和農牧交錯區(qū),生命力較強,較其他區(qū)域引進的樹種有較強的生態(tài)適應性和抗逆性。2006 年吉林省林業(yè)科學研究院苗圃播種的沙棗、銀莓高度已達3 m 以上,并已經(jīng)開花結實。主要原因為吉林省的引種栽培區(qū)介于39.90°~45.80°N,較北美引種地區(qū)47°~55°N 條件好。2004年是吉林省西部歷史上較為干旱的一年,春、夏季2 個月持續(xù)干旱,全年降水量在200 mm 以下,兩種灌木仍可正常生長。相比較而言,銀莓比沙棗在干旱脅迫方面的適應性更強。雨季積水對沙棗生長影響不大,而在排水不良地段銀莓則不能正常生長??傮w而言,沙棗、銀莓的根系對較為干旱的土質比較適應,對水的需要量不多,是吉林省西部干旱、半干旱地區(qū)植被恢復較為理想的樹種[3]。
牦牛莓1 ~3 a 生實生苗高度分別為12.0~16.0 cm、25.5 ~30.5 cm、60.0 ~70.0 cm。5 a生優(yōu)良單株可達170 cm,冠幅達到100 cm左右。苗期生長良好,生長節(jié)律與原產地一致。
以長春地區(qū)為例,經(jīng)3 a 的跟蹤觀測發(fā)現(xiàn):沙棗、銀莓種子播種后一般15 d 左右出現(xiàn)第一片真葉;大約30 d 左右,出現(xiàn)5 ~6 片真葉;2 個月時苗高達10 ~12 cm,根長達10 ~15 cm;10月末,苗高生長停止。當年生苗苗高達30 ~40 cm,根系長達30 ~35 cm;2 a 生苗高可達60~70 cm。
牦牛莓播種后15 ~20 d 出現(xiàn)第一片真葉;一般40 d 左右,長出5 ~6 片真葉;10 月末,高生長停止。苗木的木質化程度、頂芽封頂狀況及長勢均良好。
表2 不同引種地牦牛莓的物候觀測(長春地區(qū))Tab.2 The phenological observation of Shepherdia argentea of different introduction area
表3 部分地區(qū)沙棗物候觀測對比Tab.3 The phenological observation comparison of Elaeagnus angustifolia of part area
盆栽和田間鹽堿脅迫試驗結果顯示,沙棗、銀莓不僅具有抗旱、耐瘠薄特性,而且有較強的耐鹽堿能力。試驗數(shù)據(jù)顯示,當鹽的質量分數(shù)為0.2%~0.6%時,高生長量為對照的90.2%以上,當鹽的質量分數(shù)在0.8%~1.0%之間時,依舊可以達到對照的83.4%~85.9%。5種堿性復合鹽處理(pH 值9.07 ~10.57)結果顯示,苗木高生長量是對照的83.7% ~85.6%。說明在含鹽量0.2%~1.0%、pH 值9.07 ~10.57 范圍之內,隨著鹽堿脅迫程度增加,對沙棗、銀莓的苗木生長有一定抑制,但不至于影響苗木的正常生長。在鹽堿脅迫對根冠比、葉和根相對含水量、苗木生物量、質膜透性及根系活力影響的試驗結果中,同樣可以得到大體相同的結論。但當pH 值大于10.57、含鹽量超過1.0%時,結果還需深入研究,沙棗、銀莓在重度鹽堿地上栽植要慎重。此外,通過鹽堿脅迫對苗木生物量、葉和根相對含水量、質膜透性、根系活力、脯氨酸積累等的影響研究顯示,隨著脅迫處理時間的延長,pH 值10.57 以下的堿性復合鹽和1.0%以下中性鹽脅迫對葉和根相對含水量影響不大,膜透性并沒有明顯增大,全株生物量變化不顯著,根系活力個別增強,脯氨酸積累量明顯加快,說明沙棗、銀莓既具有較強的抗中性鹽能力,還有較強的抗堿性復合鹽能力的生理特性[4]。
鹽堿脅迫試驗及造林觀測中還發(fā)現(xiàn),在輕、中度鹽堿脅迫下能促進沙棗、銀莓根瘤菌的形成。這兩個樹種根系比較發(fā)達,有改良土壤、提高土壤肥力的作用。測量數(shù)據(jù)顯示,當中性鹽的質量分數(shù)為0.2%~0.8%時,銀莓根瘤含量達到4.2%~4.9%,同對照根瘤含量相近或略高;當中性鹽的質量分數(shù)為1.0%時,其根瘤的含量有所下降,不過仍為對照的57.0%左右。在堿性復合鹽處理中,當pH 值在9.1 ~10.3之間時,根瘤含量為4.6%~6.5%,總體高于對照值,較中性鹽處理效果好,在pH 值達到10.57 時,根瘤含量呈下降趨勢,為對照的76.3%。這說明一定程度的堿性復合鹽脅迫對沙棗、銀莓根瘤形成有促進作用,但過重的鹽堿脅迫則會抑制根瘤形成。
牦牛莓同樣具有較強的抵抗中性鹽和堿性鹽的能力,可在吉林省西部中、重度鹽堿地上生長。中性鹽、堿性復合鹽脅迫條件下,綜合分析牦牛莓的苗木高生長量、根相對含水量、根系活力、質膜透性和脯氨酸含量的變化趨勢,認為牦牛莓不僅具有較強的抗中性鹽能力,還有較強的抗堿性復合鹽能力,在含鹽量達1.0%、pH值10.30 的條件下仍能正常生長。這一試驗結論遠遠超出了國外相關文獻的報導[5]。
十余年的引種栽培試驗結果證明,沙棗、銀莓、牦牛莓三種灌木具有廣泛的生態(tài)適應性以及潛在的開發(fā)利用價值??剐詮?,可在氣候寒冷、干旱、瘠薄及鹽漬化土地上正常生長,對逆境脅迫有很強的抗性,是鹽漬化和荒漠化土地植被恢復的優(yōu)良樹種;固氮能力強,沙棗、銀莓在輕、中度鹽堿脅迫下形成根瘤,改變土壤的氮元素含量及理化特性,在鹽漬化土地生態(tài)治理方面可起重要作用;根系發(fā)達,是防風治沙和防止水土流失的適宜栽培樹種,適于護岸護坡和水土保持;具有較好的綠化效果,沙棗、銀莓、牦牛莓的葉片和果實顏色獨特,是園林綠化的理想彩色樹種。
沙棗、銀莓、牦牛莓的引種和應用對提高吉林省乃至東北西部地區(qū)的生態(tài)多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、推進生態(tài)建設及促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,會產生良好的社會經(jīng)濟效益。
[1]王憲成,陶晶,劉福金,等.“加拿大沙棗優(yōu)良品種栽培技術”考察報告[J].吉林林業(yè)科技,2002,31(6):54-57.
[2]陶晶,陳士剛,劉寶,等.抗逆性灌木樹種——銀莓的引種及抗性評價[J].東北師大學報(自然科學版),2006,38(1):87-90.
[3]袁寶財,單巧玲.沙棗樹經(jīng)濟價值與栽培技術[J].林業(yè)科技通訊,2001,(8):36.
[4]陶晶,陳士剛,李青梅,等.耐寒型抗鹽堿樹種銀莓、沙棗引種及應用[J].防護林科技,2007,(5):94-96.
[5]侯星燁,陳士剛,李青梅,等.牦牛莓引種與繁育技術研究[J].吉林林業(yè)科技,2012,41(2):4-6,10.