王璐瑤,趙曉英,成鵬
(1.新疆師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830054;2.烏魯木齊市氣象局,新疆 烏魯木齊 830002)
植物引種可以將局限在自然分布區(qū)的植物引入到新的地區(qū),不僅可以增加當(dāng)?shù)氐闹参镔Y源種類,而且也起到了美化和改善環(huán)境的作用[1]。荊衛(wèi)民等將新疆圓柏等12種荒漠植物引種至克拉瑪依市,結(jié)果表明,這12種植物在該區(qū)均正常生長,適應(yīng)性較[2]。Abella[3]在美國莫維哈沙漠受擾動地區(qū)種植了12種多年生植物,結(jié)果表明,到第3年5種灌木的株高超過了1 m并且開花。
錦雞兒屬(Caragana)植物為豆科落葉灌木,具有改善土壤養(yǎng)分、防風(fēng)固沙和保持水土等功能,對于維護生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定具有十分重要的作用,可作為生態(tài)建設(shè)的候選植物種。新疆擁有豐富的錦雞兒屬野生植物資源,包括分布在河流濕地的多刺錦雞兒(C.spinosa)和鐮葉錦雞兒(C.aurantiaca)以及分布在荒漠的粗毛錦雞兒(C.dasyphylla)、特克斯錦雞兒(C.tekesiensis)、準(zhǔn)噶爾錦雞兒(C.soongorica)、荒漠錦雞兒(C.roborovskyi)、昆侖錦雞兒(C.polourensis)和白皮錦雞兒(C.leucophloea)[4]。其中,粗毛錦雞兒和特克斯錦雞兒為新疆特有種[5]。與外來植物種相比,本地野生灌木經(jīng)過了長期的自然選擇,適應(yīng)了本地區(qū)的氣候和土壤條件,在形態(tài)結(jié)構(gòu)等方面表現(xiàn)出與荒漠生態(tài)系統(tǒng)相適應(yīng)的特征[6,7]。因此,篩選出可自然更新的本地野生灌木,將對其引入地的生態(tài)環(huán)境的建設(shè)具有積極作用[7]。引種后錦雞兒屬植物的生長動態(tài)因其所在的生態(tài)系統(tǒng)類型和物種而異,姚華[8]通過水分控制試驗在新疆師范大學(xué)試驗田的花盆中對檸條錦雞兒(C.korshinskii)、白皮錦雞兒和刺葉錦雞兒(C.acanthophylla)幼苗的生長進行了為期120 d的研究,結(jié)果表明,白皮錦雞兒和檸條錦雞兒側(cè)重于株高生長,刺葉錦雞兒側(cè)重于基徑生長。白皮錦雞兒的抗旱能力最強,檸條錦雞兒最弱。在古浪縣騰格里沙漠南緣對檸條錦雞兒[9]、新疆吐魯番沙漠植物園和西藏日喀則對中間錦雞兒[10,11]以及不同種源地的小葉錦雞兒[12,13]的引種試驗已有研究,而且主要集中在幼苗生長階段[11-13]。牛西午研究了立地條件、土壤、溫度等環(huán)境條件對檸條錦雞兒生長的影響[14]。
本研究旨在探討8種新疆野生錦雞兒的幼苗移植到新疆師范大學(xué)家屬院試驗田后的生長動態(tài)。研究可為本地區(qū)植被恢復(fù)工作中植物種的選擇提供依據(jù),對植物的異地保護和城市園林綠化具有重要意義。
1.1 種子采集
供試的8種錦雞兒的種子分別在原生境自然群落中的30株健康植株上采集(表1),原生境的環(huán)境條件如表1所示。將采集的莢果充分混勻放置在白色尼龍網(wǎng)袋中,在通風(fēng)良好的室內(nèi)晾干1周,然后將自然開裂莢果的種子保存在室溫(相對濕度為25%~36%,溫度為21~29 ℃)條件下的牛皮紙袋中,直至育苗。
表1 八種錦雞兒種子的采集地生境及1989-2018年采種地的年均降雨量和氣溫
1.2 移苗地點及方法
試驗田位于新疆師范大學(xué)家屬院內(nèi),面積約667 m2,土壤為灰漠土,移苗前將土壤翻耙均勻,土質(zhì)基本一致。2016年5月,待幼苗長出1對復(fù)葉后進行移植,間距約30 cm。為保證幼苗存活,移苗后澆透水。移植后前2周每周澆水1次,之后每2周澆水1次,至8月底。第2年春澆水1次,以后主要依賴自然降水。生長期間定期拔除雜草。待第2年春季分別統(tǒng)計存活率。
1.3 生長動態(tài)的測量
每個植物種隨機選取10株于每年9月測量它們的株高和分枝數(shù),實驗持續(xù)至2019年9月。第2年秋季對幾種錦雞兒屬植物的葉片進行計數(shù)。
1.4 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理和繪圖采用Microsoft Excel 2010軟件,用SPSS 20.0軟件對株高和分枝數(shù)等指標(biāo)進行單因素方差分析(One-way ANOVA),并在置信水平P=0.05用LSD進行差異顯著性檢驗。
第2年春季,粗毛錦雞兒、特克斯錦雞兒、鐮葉錦雞兒和白皮錦雞兒的存活率較高,為94%~98%,荒漠錦雞兒的存活率約為30%,多刺錦雞兒和昆侖錦雞兒的存活率為4%~6%,準(zhǔn)噶爾錦雞兒幼苗全部死亡。
注:不同大寫字母表示一年中不同物種的株高差異顯著;不同小寫字母表示同一物種的株高差異顯著(P<0.05)
幾種錦雞兒表現(xiàn)出生長動態(tài)的差異。粗毛錦雞兒和特克斯錦雞兒株高最高,分枝數(shù)較多(圖1和表2),并且到第2年秋季這兩種錦雞兒的葉片數(shù)較多(圖2)。白皮錦雞兒和鐮葉錦雞兒的株高次之,分枝數(shù)少(圖1和表2)。其中,鐮葉錦雞兒的葉片數(shù)比白皮錦雞兒多(P<0.05)。第2年荒漠錦雞兒的株高約為10 cm,株高猛增達到 40 cm左右(圖1),與其他幾種錦雞兒植株相比,它的分枝數(shù)最少(表2)。到第2年春季多刺錦雞兒和昆侖錦雞兒只剩2~3株,但存活下來的昆侖錦雞兒生長較好,株高約為50 cm(圖1),分枝數(shù)也多(表2)。
表2 幾種錦雞兒4年生植株的分枝數(shù)
圖2 五種錦雞兒2年生植株秋季的葉片數(shù)
本研究中的8種錦雞兒在第1年測得的株高為2~4 cm,到第2年鐮葉錦雞兒、特克斯錦雞兒、粗毛錦雞兒和白皮錦雞兒均迅速生長,這與姚華[8]對刺葉錦雞兒、檸條錦雞兒和白皮錦雞兒幼苗在花盆中生長的研究結(jié)果相似,試驗初期幾種錦雞兒生長緩慢,株高無明顯變化,后期生長迅速。這可能與植物在長期的進化過程中形成的適應(yīng)策略有關(guān),前期幼苗注重根的生長,發(fā)達的根系不僅可以吸收更多的水分和營養(yǎng)物質(zhì),也可以使幼苗固定,為之后地上部分的生長提供基礎(chǔ)[8]。
不同種的錦雞兒移植到同一環(huán)境中,它們的生長狀況不同,這是其長期進化和自然選擇的結(jié)果,原生境的環(huán)境特點與植物的生長特性有著密不可分的關(guān)系。特克斯錦雞兒和粗毛錦雞兒株高最高,分枝數(shù)較多,植株較為粗壯,這可能與它們主要分布在荒漠有關(guān)[4],這2種錦雞兒的生長與刺葉錦雞兒[8]相似。白皮錦雞兒和鐮葉錦雞兒株高次之,分枝數(shù)較少,這可能與白皮錦雞兒主要分布在相對平坦的荒漠,鐮葉錦雞兒分布在相對平坦的河流濕地有關(guān)[4]。前2年荒漠錦雞兒株高僅約10 cm,到第3年株高猛增至40 cm左右,可能是因為荒漠錦雞兒在前2年先適應(yīng)環(huán)境,在保證其能存活后再迅速生長。
到第2年春季多刺錦雞兒和昆侖錦雞兒僅剩2~3株,準(zhǔn)噶爾錦雞兒幼苗全部死亡。這可能與植物的原生境環(huán)境條件和植物的生態(tài)型有關(guān)。多刺錦雞兒原生境為青格里河濕地,該地晝夜溫度變化幅度,濕地土壤水分含量高,而烏魯木齊晝夜溫差小,年均降雨量約為236 mm[15],水熱條件的差異可能是多刺錦雞兒異地生長不成功的原因之一。昆侖錦雞兒原生境海拔為3 062 m,屬于高海拔地區(qū),引種到海拔相對較低(約800 m)、年均氣溫為6.4 ℃的烏魯木齊后[15],其存活率低,但存活下來的昆侖錦雞兒都生長良好。因為初試準(zhǔn)噶爾錦雞兒幼苗全部死亡,后期又把育好的幼苗移植到新疆師范大學(xué)的溫泉校區(qū)以及離溫泉校區(qū)不遠的防火辦,準(zhǔn)噶爾錦雞兒幼苗還是全部死亡。這可能與準(zhǔn)噶爾錦雞兒為中生植物[16],其原生境年均降雨量為577.7 mm,而烏魯木齊年均降雨量少有關(guān)。
鐮葉錦雞兒和粗毛錦雞兒分別在移植后的第3年和第4年開花,有較好的觀賞價值。