薰衣草在甘肃定西干旱区的栽培适应性

柴春山,蔡国军,莫保儒,邹天福,芦 娟,于洪波

(甘肃省林业科学研究院,甘肃 兰州730020)

薰衣草(Lavandula spp.),原产地中海沿岸,属唇形科薰衣草属多年生草本或半灌木天然香料植物[1-2]。目前全世界有37个种,100多个品种,分精油用薰衣草和观赏用薰衣草两类[3-4],现已被广泛应用于医药、食品、饮料、化工和化妆品等行业[5-8]。我国自1952年开始从法国引种[9-10]。目前,在新疆、江苏、北京等近 10个省(市)都有种植,并且种植面积在不断扩大[11]。其中,新疆已形成规模化种植,并成为我国薰衣草的主产区[9],也是世界三大薰衣草种植地之一[12]。传统上我国种植薰衣草主要用于提取精油,少量用于制作干花。近年来,除了提炼精油和制作干花产品外,在园林观赏、食品、饮料、医疗保健、美容等领域也开拓了广阔的市场[12]。2008年,兰州市规划和启动了薰衣草种植基地建设项目,计划在兰州引大灌区(上川、秦川、中川、树屏 4个镇)种植 3 333.33 hm2薰衣草,使该区成为我国最大的薰衣草种植基地,并将3 333.33 hm2薰衣草种植用地全部纳入兰州市退耕还林(草)范围。但目前未见关于薰衣草在甘肃省引种及栽培技术方面的研究报道,这将制约着薰衣草在甘肃的快速发展。薰衣草具有喜光、耐旱、耐寒、喜中性偏碱土壤和冷凉环境的特性,适合在广袤的干旱地区种植[8,13],而且甘肃中部地区与新疆伊犁薰衣草种植区域具有相似的气候和土壤条件,均属半干旱气候区和偏碱性灰钙土壤,光热资源接近,适合薰衣草栽培。所以,在甘肃中部进行薰衣草引种适应性研究具有一定可行性和代表性。

1 试验地概况

试验地设在定西市巉口林业试验场(104°29′E,35°45′N),该地位于定西市安定区巉口镇北部6 km处,属半干旱黄土丘陵沟壑区[14],海拔1 800 m。气候属温带大陆性季风气候[15-16],年均气温6.8℃,极端高温36.5℃,极端低温-24.4℃。年均无霜期152 d。年均降水量386.3 mm,主要集中在7-9月,春季降水很少,沙尘天气频繁。自然植被属干草原类型。土壤为灰钙土类,较贫瘠,p H值为7.5～8.5,呈弱碱性。

2 材料与方法

2.1 材料来源 薰衣草种子于2008年3月从北京植物园引进,属狭叶薰衣草(L.angustifolia)类,数量为 50 g,于2008-2009年在巉口林业试验场进行了育苗和栽培试验。

2.2 育苗方法 于2008年4月16日,在简易塑料大棚采用育苗盘播种育苗。苗盘规格为50cm×30 cm,深度分为3和5 cm。育苗营养土按圃土∶沙子∶泥炭土体积比为4∶2∶1配制。种子用温水浸泡12 h后,用质量浓度为25 mg/kg的赤霉素溶液浸泡2 h,再滤出阴干后将其与圃土、沙子按体积比21∶7∶1混合后撒播,播后用蛭石覆土,厚度以盖住种子为宜。播后搭盖塑料棚,并进行相应观测和管理。完全出苗后,按出苗率高(每盘出苗株数≥80)、中(40≤每盘出苗株数＜80)、低(每盘出苗株数＜40)各选取5盘调查出苗率和成活率。

2.3 生长、发育观测 采用定时定株测定方法。约60%幼苗出苗后,随机选取35株刚出土幼苗进行真叶和侧枝发育观测,观测时间为2008年5-6月,每天早晚各记录1次;幼苗长到平均株高为5～6 cm时,随机抽取55株苗进行生长量测定,测定时间为2008年6-10月,每15 d测定1次;于2008年7月11日,幼苗移栽时进行根系生长量调查,调查样本20株;于2009年4月下旬移栽定植后,重新随机选取34株进行生长量测定,测定时间为5-9月,每10 d测定一次。

2.4 物候观测 于2009年,采用目测法进行了主要物候特征观测。物候期划分以草本植物的物候期为依据[17]。

2.5 移栽和定植 于2008年7月11-12日将幼苗进行就地移栽,株行距为3 cm×8 cm。移栽时,拟栽苗床和原苗床充分洒水,采用小铲开沟和起苗,随起随栽,同时截去过长和撕裂皮的根系,栽后埋土踩实,并及时浇透水和搭盖遮荫网遮荫10 d左右,并进行洒水和松土管护。2009年4月27-30日进行定植移栽,株行距为20 cm×30 cm,苗床为3 m×6 m的低床。定植移栽方法同幼苗移栽,但起苗工具用铁锹。定植后及时灌透水和松土一次。于6月4日和7月15日再次灌水、松土和施肥。2次移栽后进行移栽成活率调查。

2.6 越冬试验 采取塑料大棚生长和露天生长2种越冬方式。2种方式都先灌水,11月初搭盖塑料大棚,次年春季苗木返青后进行越冬率调查。

3 结果与分析

3.1 出苗特征 薰衣草播种后约8 d出苗,26 d出齐,出苗率和成活率分别为19.2%和97.4%。说明薰衣草种子经赤霉素处理后,出苗快而整齐,且成活率高,但出苗率低。

为增加透水性和通气性,采用纯蛭石覆土,但蛭石太轻且覆盖较浅,洒水时易被水冲散使种子裸露在外,导致出苗率很低,而苗床一角用沙子和蛭石覆盖较厚的地方出苗率很好。说明,选择合适的覆土土质和适宜的覆土厚度可提高其出苗率。另外,调整育苗季节、在西北干旱风沙区种子繁殖采用冬播也可提高出苗率[18]。

3.2 生长特征 薰衣草出苗后约10 d长出第1对真叶,16 d长出第2对真叶,此后每隔6～8 d出现一对真叶,到33 d时长出第1对腋芽。薰衣草多数幼苗是在第4对真叶长出后,在2片子叶处各长出1个腋芽,当第5对真叶长出后,在第1对真叶处又各长出1个腋芽,当第6和第7对真叶长出时,子叶处的腋芽已长成侧枝,而少数幼苗是在第5对或第6对甚至第7对真叶长出后才生出第1对腋芽。在育苗当年,有2株苗木抽穗开花,到第2年普遍抽穗开花。经试验和观测,薰衣草长出3～4对真叶后,可以揭去塑料棚管护,长出8～10对真叶后可以移栽。

2008年7月11日根系调查显示,生长2个多月的薰衣草苗木平均株高7.6 cm,主根长19.9 cm,侧根数约30.1。可见,薰衣草地下根系生长量远远大于地上生长量,且根系比较发达,说明其环境适应能力强。

2008年9月地上生长量调查显示,1龄薰衣草平均株高13.5 cm,一级侧枝平均长7.2 cm(表1)。株高和侧枝生长总的变化较一致,都呈先较快、后变缓慢、再变快、又变慢的生长趋势,且总体变化缓慢(图1),说明薰衣草在育苗当年生长较慢。其中,株高在生长前期相对侧枝生长较快,生长曲线斜率较大,而在生长后期则相反,说明薰衣草在生长前期以株高生长和侧枝发育并举,后期以侧枝生长和发育为主。此外,株高和侧枝生长曲线分别在7月上、下旬和8月上旬先后出现了3个拐点。其中,前2个拐点出现与7月苗木移栽使其生长停止、后又恢复生长有关,第3个拐点是苗木自身的生长规律发生变化的表现。

图1 2008年薰衣草株高和侧枝生长变化

2009年地上生长量调查显示,2龄薰衣草平均株高44.1 cm,平均冠幅26.0 cm(表1)。2龄薰衣草株高和冠幅生长规律不太一致,其中,冠幅生长一直持续、缓慢地增长,而株高生长在5-6月初几乎没有变化,之后生长不断加快(图2),说明薰衣草在2009年的生长前期以新枝分蘖和生长的营养生长为主,生长量主要体现在冠幅上,中、后期以抽穗和开花结籽的生殖生长为主,生长量主要体现在株高上。2009年薰衣草生长曲线在6月初、7月中旬和8月下旬出现了3个生长速度加快的拐点,且快速生长维持了近1个月左右,而在7月上旬和8月中旬出现了2个生长逐渐变慢的拐点,且缓慢生长持续了10 d左右,这与水分、养分供应及气候干旱密切相关。出现前2个生长速度加快的拐点,主要与6月初和7月中旬的2次浇水和施肥有关,出现第3个生长加快的拐点主要与8月底雨季来临有关,而7月初和8月中旬生长速度逐渐变慢,且冠幅生长量有所下降,主要与夏季持续干旱和一个多月未浇水有关。这说明,在定西这样春、夏季少雨的干旱地区,为保证薰衣草的正常生长和发育,在雨季来临前(8月前),至少1个月浇一次水,雨季来临后不再浇水。

图2 2009年薰衣草株高和冠幅生长变化

3.3 物候特征 薰衣草在定西于4月中旬返青,4月下旬开始分蘖新枝,5月中旬开始抽穗,6月中旬开始开花,7月上旬进入盛花期并持续到9月下旬,8月中旬少量种子成熟。其中,抽穗期和开花期均很长,抽穗期历经5个月,最早在5月中旬,为个别植株,最晚在9月中旬甚至到下旬,盛期为6-8月。花期也历经5个月,最早在6月中旬,为个别植株,最晚在10月中旬甚至到下旬,盛期3个月,为7-9月。由于花期长,前期开花的种子于8月中下旬-9月中旬陆续成熟,而后期开花的种子因气候变凉未能成熟。

3.4 移栽存活和越冬特征 2008年薰衣草幼苗移栽和2009年1龄苗定植移栽成活率分别为83.3%和99.8%(表2),平均移栽成活率在90%以上。可见,薰衣草移栽成活率比较高,说明其适应性强。

表1 2008-2009年薰衣草地上生长量调查

其中,2008年的幼苗移栽成活率较低,是由于其中2畦苗木移栽2 d后遮荫网被风刮落,造成约16%的幼苗直接成片晒死,而遮荫完好的移栽苗,即便移栽时未能带上土,且根系因穿透苗盘而起苗时被撕裂,依然全部成活。所以,薰衣草幼苗刚移栽后的一周内,除了及时浇定根水外,还必须采取遮荫措施,而1龄苗移栽后只需浇好定根水并适时松土就可以。

表2 薰衣草幼苗移栽和大苗定植成活率调查

经调查,薰衣草在塑料大棚和露天2种越冬方式下的越冬率均为100%,而且露天越冬的苗木比在塑料大棚越冬的苗木于第2年春季萌发更好,说明薰衣草耐寒性强,当年生苗在甘肃定西地区可以自然越冬,在进行越冬管护时,只需在10月底或11月初灌越冬水即可。

4 讨论

薰衣草出苗较快且整齐,而且成活率高,但出苗率低,只有19.2%。这与前人研究[19]的结果一致,薰衣草发芽率极低而且极其缓慢,不经处理的种子出苗率为5%～10%,只有在精选和处理后方可为35%～40%[20],且处理后的种子5～10 d即出苗,否则1个月方能发芽[13,21]。在本引种试验中,薰衣草出苗率低是受内因和外因双重影响的结果。薰衣草胚的休眠是影响其种子萌发的主要内部原因[11,20]。采用纯蛭石覆土是导致出苗率降低的外因。因此,育苗覆土是影响薰衣草出苗率的一个重要因素,建议薰衣草育苗覆土用透气性强的沙和锯末混合物[19]或腐殖质土[22],在不具备此条件时,可用沙子与圃土或蛭石与圃土按3∶1混合覆盖,覆土厚度0.5～0.8 cm为宜。另外,薰衣草的移栽成活率较高,在90%以上,但移栽后应注意遮荫。

薰衣草生长、发育较快,为早花、早实物种。在育苗当年生长较慢且只有2株苗木开花,这与戴玖勤等[22]的研究结果(即薰衣草在当年就开花且生长较快)有所不同,可能与采取的栽培管理措施和管理强度不同有关,是育苗当年移栽密度过大和没有施基肥及追肥所致。同理,在第2年生长较快与2次施肥和浇水密切相关,尤其是浇水。一般认为,为保证薰衣草正常生长,1年浇水4～5次[23-24],河谷地区全生育期浇水6～8次[25]。在本试验中,尽管定西地区非常干旱,2009年4-7月几乎无降水,且全生育期只浇水3次,薰衣草依然生长良好,且开花、结籽正常。说明薰衣草适应性强,具有较强的抗旱能力。

此外,薰衣草还具较强的耐寒能力,主要体现在其能在冬季-37～-27℃的条件下安全越冬[25],但在新疆无积雪时,遇上-27℃的低温时需埋土越冬[26]。而在甘肃定西,当年生苗可露天自然越冬,并能忍耐-20℃以下的低温。说明,薰衣草能适应甘肃夏季干旱、炎热和冬季寒冷、干燥的气候条件。在影响外来物种引种成败的环境诸因子中,气候因素具有决定性的作用[27-28]。薰衣草能适应引种地定西地区的气候条件,并能正常开花、结籽,在一定程度上说明其引种取得了成功。

通过2年引种试验研究,认为薰衣草抗旱、耐寒性好,移栽成活率高,适应性强,能适应甘肃省定西地区的气候和土壤条件,并且当年生苗可以自然越冬,2龄苗能正常开花结籽。说明薰衣草在甘肃省有栽培发展的可能性,但大面积栽培有待进一步试验,也有待多品种引种栽培试验研究。

[1]裴鉴.中国植物志(第65卷,2分册)[M].北京:科学出版社,1979:248.

[2]解成喜,王强,崔晓明.薰衣草挥发油化学成分的GC-MS分析[J].新疆大学学报(自然科学版),2002,19(3):294-296.

[3]郝俊蓉,姚雷,袁关心,等.精油类和观赏类薰衣草的生物学性状和精油成分对比[J].上海交通大学学报(农业科学版),2006,24(2):146-151.

[4]张艳玲,郝俊蓉,姚雷.薰衣草亲缘关系的 RAPD分析[J].上海交通大学学报(农业科学版),2007,25(6):578-582.

[5]张雪荣.薰衣草芳樟醇合成酶的基因克隆、功能鉴定及转基因技术的研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2007.

[6]Sudria C,Pinol M T,Palazon J.Influence of plant growth regulators on the growth and essential oil content of cultured Lavandula dentata plantlets[J].Plant Cell,Tissue and Organ Culture,1999,58(3):177-184.

[7]Cavanagh H M A,Wilkinson J M.Biological activities of Lavender essential oil[J].Phytotherapy Research,2002,16:301-308.

[8]许耀祖,王晓军,赵民安,等.薰衣草细胞悬浮培养体系的优化[J].细胞生物学杂志,2005,27:701-704.

[9]陈和平,周贺新,贺瑞振,等.薰衣草叶片高频再生体系的建立[J].农垦医学,2005,27(5):371-372.

[10]魏琮,李克勤,张迎春,等.薰衣草的花药培养[J].陕西师范大学学报(自然科学报),1979(1):113-118.

[11]江宇飞,仇璇.植物生长调节剂对薰衣草种子发芽和幼苗生长的影响[J].江苏农业科学,2009(2):169-171.

[12]游海丽.伊犁地区薰衣草产业发展现状及经营对策[J].新疆教育学院学报,2007,23(3):129-131.

[13]张萍,张静.薰衣草栽培技术[J].新疆农业科技,2006(2):20.

[14]莫保儒,蔡国军,赵廷宁,等.黄土丘陵沟壑区植被恢复过程中物种组成及多样性[J].草业科学,2010,27(2):48-53.

[15]蔡国军,张仁陡,柴春山.安家沟小流域综合治理效益评价[J].草业学报,2009,18(6):23-30.

[16]柴春山,蔡国军,孟少童,等.甘肃引种树苜蓿越冬失败原因及预防对策[J].草业科学,2007,24(10):47-51.

[17]吴冬秀,韦文珊,张淑敏.陆地生态系统生物观测规范[M].北京:中国环境科学出版社,2007:74-75.

[18]舒达银.薰衣草栽培技术[J].中国农垦,1982(1):24-25.

[19]郑兴国,陆中元,陈建香,等.薰衣草繁殖技术[J].新疆农业科技,2005(2):45-46.

[20]张瑞麟,李志宏,范敏,等.不同处理对薰衣草种子萌发和扦插生根的影响[J].新疆农业大学学报,2007,30(2):54-56.

[21]刘忠军,刘虹,热西达,等.薰衣草的引种栽培及引用研究[J].新疆农业科技,2005(2):44-45.

[22]戴玖勤,同正科,李金龙,等.薰衣草繁殖及定植栽培技术[J].农村科技,2008(3):41-42.

[23]张琳,唐继平.薰衣草栽培种植技术[J].新疆农垦科技,2004(5):21.

[24]吴伟.薰衣草特征特性及栽培技术[J].农村科技,2007(3):48.

[25]刘建强,张东海.薰衣草的生长特性及高产栽培技术[J].特种经济动植物,2006(9):39-40.

[26]许耀祖,韦彦余,王晓军,等.薰衣草叶片高频再生体系的建立[J].园艺学报,2006,3(1):182-185.

[27]Woodward F I.Climate and plant distribution 1:vegetation and climate[M].Cambridge:Cambridge University Press,1987.

[28]柴春山,蔡国军,孟少童,等.树苜蓿在甘肃的育苗试验[J].林业科学,2007,43(12):149-155.