巴音布鲁克野生迷果芹超异质生境迁移的生长适应能力及生产性能

梅晓红，何文革，王 英，米热古丽，巴音查汗(.新疆和静县草原站，新疆 和静 84300；.新疆巴州草原站，新疆 库尔勒 84000)

巴音布鲁克野生迷果芹超异质生境迁移的生长适应能力及生产性能

梅晓红1，何文革2，王 英2，米热古丽2，巴音查汗2
(1.新疆和静县草原站，新疆 和静 841300；2.新疆巴州草原站，新疆 库尔勒 841000)

研究了巴音布鲁克野生迷果芹在焉耆盆地超异质生境下的生长适应能力及生产性能，结果表明，迷果芹在焉耆盆地超异质生境具有较强的生长适应能力，其生产性能虽较原生地有明显的降低，但仍具开发利用价值。

迷果芹；超异质生境；迁移；适应能力；生产性能

植物资源的引种驯化就是利用植物本身所具有的潜在适应基因，通过人工迁移，使其适应新的异质生境，表达出原生地所表现出的本质性状或原生地所未表现出的潜质性状，并在异质生境中稳定保持或遗传所表达出相关性状的人工过程。因此，植物引种驯化的本质目的，就是使人工迁移的植物能在异质或超异质生境中完成其生长过程，表现出应有的本质性状或潜质性状，满足人们的需求。而研究掌握迁移植物在异质或超异质生境中的生长适应能力及其生产性能则是引种驯化的首要和关键工作。

迷果芹(Sphallerocarpusgracilis)系伞形科(Umbelliferae)迷果芹属(SphallerocarpusBess.)单种草本植物，在新疆巴音布鲁克主要分布于气候相对冷凉，降雨相对较多或水分条件相对较好以及土层深厚、土质疏松、有机质含量较高的区域[1]。因其根色黄、且形似人参，民间俗称黄参，是一味传统的藏药，具有祛风除湿等功效。近年来对其药用研究发现，可用于改善睡眠、抗缺氧，抗疲劳和延缓衰老等方面的治疗[2-4]；对其成分分析发现，其蛋白质、氨基酸、多糖、类胡萝卜素、微量元素、脂溶性物质等含量丰富[5-8]，具有良好的营养价值和保健作用；对其饲用性研究发现，其为各类家畜喜食或乐食，具有较好的适口性、营养水平和较高的饲用性[1]；同时，迷果芹还具“饲用食用药用兼具”“地下地上双用”等特性，可以形成以饲用为基础、以药用为中端、以保健食用为顶端的“三位一体”的金字塔式开发利用模式[9]。由于巴音布鲁克草原是巴州重要的水源涵养区，生态地位极其重要，只能利用其原有的人工饲草料基地开展小规模的开发，难以形成规模效益，如果在此开展大规模开发，极易对原有的草地生态系统造成难以恢复的破坏，加之其路途遥远、各项基础条件薄弱等因素，所以在农区的异质迁移规模种植，是加快其产业化开发利用的一条主要途径。本文以巴音布鲁克野生迷果芹为研究种质资源，探究了迷果芹在焉耆盆地超异质生境迁移的生长适应状况和生产性能，为其规模化人工种植和产业化开发利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区自然概况

供试迷果芹原生地位于巴音布鲁克西部大尤尔都斯草原上的巴西里格村境内，海拔高度在2 430 m左右，年均气温-4.8 ℃，最低气温可达-48 ℃，最高气温30 ℃左右，年均降水量276.2 mm，全年积雪日150～180 d，无霜期仅12 d，属典型的高寒气候；植被丰富多样，以多年生寒生草本植物为主；土壤类型为高山草甸土，由草皮层、腐殖质层、过渡层和母质层组成，呈中性或弱酸性反应。迁移地位于焉耆盆地南部的塔什店镇境内，海拔高度1 100 m左右，年均气温8.2 ℃，最高气温38.8 ℃，最低气温-35 ℃，年均降水量74.4 mm，无霜期176 d，属典型的暖温带干旱荒漠气候；植被稀少，以耐旱灌木半灌木为主；土壤类型为荒漠土，发育程度差，结构单一，没有明显的腐殖质层，几为砂砾质，呈碱性反应。

1.2 材料

以巴音布鲁克野生迷果芹为研究种质资源，于2014年9—10月在其原生地采集成熟种子，充分晾晒后，精选出颗粒饱满、成熟度高的种子作为人工迁移的供试材料备用。

1.3 试验设计与测定项目

采取备用供试种子在原质和异质生境播种，建立试验小区，对比观察测定相关项目和指标的方法；同时，将原质生境中的野生迷果芹作为辅助参照对象。试验小区均为100 m2(10 m×10 m)，3个重复，条播，行距10 cm，每小区播9行，播种深度2 cm，播种量0.2 kg/100 m2，播种后均不进行刻意的人为施肥、除草、喷药等管理，仅在播种期和水分供给方面不同。焉耆盆地超异质生境播种期为2015年4月10日，水分供给为每隔25天人工浇透水一次；巴音布鲁克同质生境播种期为2015年4月21日，水分供给为自然降水。测定项目：1)出苗与返青期测定，以40%的出苗或返青率为基数，计数所需平均天数；2)株高测定，于每年植株停止生长前测定，每小区随机取3个1 m×1 m样方，取测单个样方株均高，再计测3个样方的植株均高；3)地上地下部分产量测定，于每年植株停止生长前测定，每小区随机取3个1 m×1 m样方，分测地上地下部分产量，再分别计测3个样方地上地下部分平均产量。观察项目：1)每年的生长状况；2)开花结实状况；3)种子落地自然萌发状况。

2 结果与分析

2.1 原生地与迁移地生境的异质状况

比较原生地与迁移地生境状况，二者地理位置方面，一个在北一个在南，海拔高度相差1 330 m左右；气候特征方面，一个为高寒气候，另一个为干旱荒漠气候，年均气温相差13 ℃，年均降水量相差202.2 mm，无霜期相差164 d，最高气温相差8.8 ℃，最低气温相差13 ℃；区域植被组成方面，一个植被丰富多样，以多年生寒生草本植物为主，另一个植被稀少，以耐旱灌木半灌木为主；土壤类型方面，一个为高山草甸土，层次清晰而丰富，有机质含量较高，并呈中性或弱酸性反应，另一个为荒漠土，发育程度差且瘠薄，没有明显的腐殖质层，几为砂砾质，呈碱性反应。由此不难看出，原生地与迁移地的生境系统在地理位置、海拔高度、气候特征、植被组成、土壤类型等方面均存在极大的差异，无任何接近或类似之处，为两种截然不同的生境系统。因此，本研究中迷果芹的迁移属超异质生境迁移。

2.2 迷果芹超异质生境迁移的出苗与生长特点

表1 迷果芹超异质生境人工种子迁移的出苗与生长适应表现

从表1可以看出，巴音布鲁克野生迷果芹种子在焉耆盆地超异质生境条件下，于4月10日人工迁移播种，可在8 d左右出苗，较原生地晚播种11 d的出苗情况提前5 d左右，这与迁移地播种后的生境温度高于原生地播种后的生境温度有关，表明巴音布鲁克野生迷果芹种子只要环境温度适宜，在其他超异质生境条件仍能萌发出苗，并在一定温度范围内其种子萌发和出苗速度与气温成正相关，也进一步说明巴音布鲁克野生迷果芹种子有较强的适应能力，而环境温度则是制约其萌发与出苗的主要外界因子。

在焉耆盆地超异质生境中，迷果芹出苗后能正常营养生长90 d左右，随后地上部分开始枯黄死亡，较其原生地营养生长期缩短了30 d左右，平均株高较原生地低13.7 cm，平均地上部分产量较原生地低125.1 g/m2，存在显著差异，说明超异质生境对迷果芹第一年前期的营养生长产生了抑制影响；但其地下部分依然鲜润饱满，显现出活力；至同年8月20日左右，其根顶部又重新出苗，可持续生长40天左右，至9月底前后，二次苗的平均株高为10.2 cm，地上部分平均产量为85.4 g/m2，其二次苗的生长时间、株高、地上部分产量均少或低于种子萌发的首次苗，而在原生地却无二次苗现象。每年的7、8月份是焉耆盆地最酷暑炎热季节，在这样的高温条件下，很可能促使迁移迷果芹产生了某些应激反应机制，通过地面植株的枯死来应对焉耆盆地超异质高温生境，而植物应对高温的“策略”有多种形式，其中“夏眠”就是植物应对高温气候的有效“策略”之一，许多植物均有高温的“夏眠”阶段，焉耆盆地自然分布的原生黑果枸杞就有此明显的特性，并通过“夏眠”产生了“二次花果”现象[10]。那么，迁移迷果芹高温季节地面植株部分的枯死，很可能就是应对高温的“夏眠” 策略，其在高温过后适宜条件下的“二次生长”则可能是一种“补偿性”生长，其两次生长的累计平均时间130 d左右、累计平均株高33.3 cm、累计平均地上产量281.7 g/m2，与原生地对应指标有差异但并不太大，表明其在超异质生境下仍能显现出其应有的一些性能和性状，说明其具有应对超异质生境较好的“策略”和较强的生长适应能力。

2.3 迷果芹超异质生境迁移的物候期与生产性能

表2 迷果芹超异质生境人工种子迁移的物候期与生长生产性能

从表2可以看出，焉耆盆地超异质生境条件下种植的迷果芹第二年物候期与原生地种植和野生的迷果芹存在差异，原生地种植与野生的迷果芹之间几无差异，表明生境条件变化是影响其物候期变化的主要因子；而其返青期提前20 d左右、花期提前30 d左右、结实期提前30～60 d左右、枯死期提前60 d左右、生长时间缩短30 d左右，则表明在焉耆盆地超异质生境条件下，其生长速度加快、生长繁育期缩短，这主要与迁移地海拔高度降低了1 300 m及年均气温提高了13 ℃等生境因子变化有关，也符合某些植物由高纬度或海拔地区向低纬度或海拔地区迁移能“缩短其生育期，提早成熟”的一般规律，也说明巴音布鲁克野生迷果芹具有较强的生长适应能力，可通过“修正”其生长周期适应焉耆盆地超异质生境。

在生产性能方面，焉耆盆地迁移地迷果芹的株高、地上部分和地下部分产量均低于原生地种植和原生地野生迷果芹，并与原生地种植的存在显著差异，表明超异质生境迁移对其生产性能具有显著影响，这可能与其生长周期缩短，导致其地上与地下部分生长或营养积累不充分等原因有关；与原生地野生之间的生产性能指标存在差异但不显著，表明在超异质生境下，其生产性能具有良好的“可塑性”，可通过人工驯化或其他技术措施提高其生产性能。而原生地人工种植与野生迷果芹的各项生产性能指标存在差异但不显著，则可能与原生地人工种植的迷果芹未进行刻意的人工管理有关，同时也进一步表明，巴音布鲁克生境系统非常适宜迷果芹的生长发育，在人工种植的条件下，“过度”的人为管理对其生产性能的提高效果不明显，反而会增加成本、降低效益。

综合巴音布鲁克野生迷果芹在焉耆盆地超异质生境迁移的两年表现不难发现，其不但完成了萌发、出苗、开花、结实等生长发育过程，而且还显现出较好的生产性能和第一年“二次生长”的性状，表明其具有较强的生长适应能力；虽然其生产性能较原生地有所差异，但仍处于可以接受的区间范围，并可通过进一步的人工驯化和技术措施提高其生产性能，则说明其在焉耆盆地仍具有开发利用价值。

3 讨 论

通过对迷果芹根系的观察发现，其第二年地上植株部分死亡后，其肉质根也显现萎蔫、失色、无活力、将死的状态，与第一年地上植株部分死亡后，其肉质根依然鲜润饱满、显现出生机活力的状态完全不同，表现出二年生植物的属性，而《中国高等植物图鉴》也将其定性为“两年生”植物[11]，但有一部分文献将其描述为多年生植物，那么它们是否是同一种植物或迷果芹是否存在“变种”等问题，有待于探究。同时，巴音布鲁克野生迷果芹在原生地种子自然脱落后的自然萌发率极高，在一些废弃的人工饲草料地上往往形成连续多年的单优势种群落，那么在超异质生境的焉耆盆地是否具有侵染性及如何做好相应的防范措施等问题，也有待于进一步研究。

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[11] 中国科学院植物研究所. 中国高等植物图鉴：第2册[M]. 北京：科学出版社，1980：1054.

Adaptive Capacity and Production Performance of Bayanbulak WildSphallerocarpusgracilisin Hyper-heterogeneous Environments

Mei Xiaohong1，He Wenge2，Wang Ying2，Mi Reguli2，Ba Yinchahan2
(1.Xinjiang Hejing Grassland Workstation，Hejing 841300，China；2.Xinjiang Bazhou Grassland Workstation，Kuerle 841000，China)

The adaptive capacity and production performance of Bayanbulak wildSphallerocarpusgracilisin hyper-heterogeneous environments of Yanqi basin were studied.The results show：Sphallerocarpusgracilishas a strong adaptability.Although its production performance was obvious lower than that in native area，it has a development and utilization value.

Sphallerocarpusgracilis；hyper-heterogeneous environments；migration；adaptive capacity；production performance

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.03.015

2016-10-18

巴州第二次草地资源调查工作资助项目。

梅晓红(1975—)，女，高级畜牧师，主要从事草业技术推广。E-mail：1450653819@qq.com

*通讯作者： 何文革(1969—)，男，推广研究员，主要从事草地资源研究与开发。E-mail：hwg18997602187@126.com

Q948.13

A

1006-9690(2017)03-0070-04