天然柽柳接种管花肉苁蓉试验

早尔古·吐逊江 陈启民 阿通古丽·买买提

摘 要 新疆天然柽柳资源丰富，且大多沿水系分布，可以接种管花肉苁蓉。为了探寻天然柽柳接种管花肉苁蓉技术，对接种区冬季土壤温度变化和管花肉苁蓉接种技术进行研究。结果表明：研究区土壤温度随气温的下降而降低，随深度的增加而升高;冬季最大冻土层达70 cm以下，因此接种管花肉苁蓉深度宜在土壤70 cm以下;水源附近的天然柽柳林进行接种时，接种率随与水源距离的增大而降低;在种子浆中添加旱地龙和赤霉素均能提高接种率;种子纸、人工撒种和种子浆沾根接种方法均可接种成功，接种率相近。

关键词 天然柽柳;管花肉苁蓉;接种

中图分类号：S793.5 文献标识码：A

文章编号：1005-5215（2022）01-0050-06

Abstract Natural Tamarix chinensis resources is rich in Xinjiang，most of which are distributed along river，and can be inoculated with Cistanche tubulosa. In order to explore technology of the natural Tamarix chinensis inoculation Cistanche tubulosa，this paper studied the winter soil temperature changes and the inoculation technology of Cistanche tubulosa in the study area. Result shows that the soil temperature decrease with the decrease of air temperature and increase with the increase of soil depth; the maximum permafrost layer in winter is below 70 cm，therefore，the inoculation depth of Cistanche tubulosa should be below 70 cm of soil; when Tamarix chinensis forest near the water source was inoculated，the inoculation rate decrease with the increase of the distance from the water source; result shows that the inoculation rate could be increased by adding dracocephalus and gibberellin to the seed pulp; seed paper，artificial seeding & seed pulp root dipping inoculation methods are all successful with similar inoculation rates.

Key words natural Tamarix chinensis; Cistanche tubulosa; inoculation

肉苁蓉属（Cistanche）植物系列当科（Orobanchaceae）多年生寄生草本植物，被誉为“沙漠人参”，具有补肾阳、益精血、润肠通便等功效[1]。其中，管花肉苁蓉为法定药用基原植物，分布规模和产量也较大。自20世纪80年代初以来，肉苁蓉逐渐成为研究热点，开发出一系列产品及其食用方法，逐渐被大众所接受和熟知，消费需求增长旺盛[1-3]。但市场需求不断增加和长期乱采滥挖造成管花肉苁蓉植物资源锐减，野生资源濒于枯竭，肉苁蓉产品供应无以为继。

柽柳（Tamarix chinensis）是新疆荒漠区最重要建群树种，其在生态环境建设、防沙治沙工程及生物质能源等领域有广泛的应用价值[4-6]。20世纪90年代初，新疆策勒县开始以柽柳为寄主进行管花肉苁蓉人工栽培并获得成功，因其药效好、价值高，人工种植规模迅速扩大[7]，仅和田地区就规划种植2×104hm2。并逐步建立起一条以肉苁蓉生产、加工和销售为主的产业链，带动当地农民脱贫致富。至2008 年，和田地区累计人工定植柽柳1.67×104hm2，接种管花肉苁蓉1.12×104hm2[5]，在取得可观经济收益的同时，也加速了防沙治沙工程建設和生态环境的改善。但新疆气候干旱少雨，水资源匮乏，适合栽培肉苁蓉的土地资源有限，人工种植肉苁蓉产量很难提升。加之，随栽培时间的延长，寄主衰退和土壤污染，肉苁蓉产量逐年下降，市场供应前景堪忧。

在人工栽培土地资源有限的现状下，利用天然柽柳人工接种管花肉苁蓉对提高产量切实可行。以往由于人工种植园的接种技术落后，成活率较低，研究人员把重心放在人工种植园的接种技术创新和寄主的栽培管理上[8，9]。而天然柽柳资源，因自然环境恶劣，接种操作困难而风险极大，相关研究并不多见。迄今为止，人们对天然林和人工种植园土壤养分、含水量、盐分含量等性质差异和天然柽柳根系空间分布特征还不清楚，天然条件下肉苁蓉接种没有可循的方法和相关管护配套技术。因此，本文以新疆墨玉县南坪水库沿岸天然柽柳林为对象，开展接种试验，探索和田地区天然柽柳接种管花肉苁蓉方法、方位和深度，以期为新疆及相似气候区管花肉苁蓉产业健康发展提供思路及参考。

1 试验区概况

研究区位于墨玉县南坪水库北岸天然柽柳林内，林地东西长约200 m，南北宽约100 m，坐标37°30′33″ N、79°53′33″ E，海拔1 285.9～1 289.5 m。南坪水库主要积蓄夏季（7—8月）融雪洪水和冬季农闲水，用于下游喀瓦克乡生活和秋、春季农业用水。经除险加固，水库死库容65×104 m3，兴利库容635×104 m3[10]。库堤高程为1 288.9 m，丰水期水位高程1 287.5 m;枯水期水边线后移140 m，水位下降2～2.5 m。试验柽柳林为天然起源，土壤为风沙土，偏碱性（pH为8.43）。林内主要有芦苇（Phragmites australias）、骆驼刺（Alhagi sparsifolia）、火媒草（Olgaea leucophylla）、甘草（Glycyrrhiza uralensis）、罗布麻（Apocynum venetum）等。

墨玉县属暖温带干旱荒漠气候，四季分明，春风大沙多，夏热且干燥，秋短降温快，冬严寒少雪。年均气温7.8～12.0 ℃，极端最高气温为40.1 ℃，极端最低气温-26 ℃，年均降水量25.2 mm，年均蒸发量2 400 mm，全年盛行西北风。

肉苁蓉接种试验的研究区位于墨玉县南坪水库。由于研究期较长，天然柽柳林冬季无人员巡护，为保证试验设备安全和监测数据连续准确，土壤温度监测设置于洛浦县拜什托格拉克乡管花肉苁蓉种植园（与南坪水库纬度相近，相距40 km）。

2 研究方法

2.1 野外调查

土样采集：用环刀分5层取土样，测定土壤容重和田间持水量;用铝盒分别在枯水期（4—9月）和丰水期（10月至第2年3月）在距水库35、56、73、105、143 m等5个距离取5层土样，测定土壤含水量。用封口袋采集土样，测定含盐量和pH。

柽柳当年新梢生长量测定：于2013年10月，对距水库20～<40、40～<60、60～<80、80～100 m等4个距离测定柽柳当年新梢生长量，每个距离随机测量新梢30个。

2.2 试验材料

2.2.1 管花肉苁蓉种子处理

将管花肉苁蓉种子过筛后，选择直径>0.5 mm的种子（千粒质量0.072 g）制备种子浆和种子纸。种子浆为10 g L-1种子+40 g L-1多糖（半乳甘露糖类聚糖）溶液;种子纸规格20 cm×30 cm，包含种子100～200粒。

2.2.2 土壤温度监测

试验土壤温度由MicroLitE-U盘型温度记录仪自动监测，测量范围-40～80 ℃，精度±0.3 ℃;气温由EL-USB-2.0型温湿度记录仪自动记录，测量范围-35～80 ℃，精度±0.5 ℃。

2.3 试验方案

2.3.1 天然柽柳接种管花肉苁蓉试验 4月，设置种子纸（处理1）、人工撒种（处理2）、无激素种子浆（处理3）、3 000 mg kg-1旱地龙种子浆（处理4）、25 mg kg-1赤霉素种子浆（处理5）、50 mg kg-1赤霉素种子浆（处理6）、100 mg kg-1赤霉素种子浆（处理7）、50 mg kg-1GGR生根粉种子浆（处理8）、100 mg kg-1GGR生根粉种子浆（处理9）、200 mg kg-1GGR生根粉种子浆（处理10）共10个处理进行接种试验，比较不同接种方法和激素处理的接种效果。

按距水库距离将10个处理分别进行划分，可以分为1区—距水库20～<40 m、2区—距水库40～<60 m、3区—距水库60～80 m等3个接种区，比较3个区域内寄主高、冠幅、接种率和肉质茎长度、直径等。

2.3.2 种植园冬季气温和土壤温度监测 在距地面1.5 m高度架设温湿度记录仪，由小型简易气候箱保护，每0.5 h记录1次气温和湿度;在两行柽柳之间（中部）挖土壤剖面，深度1.0 m。于剖面0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8 m等8个深度各挖一个能容纳温度记录仪的水平小洞，将U盘温度记录仪包膜保护后塞入小洞，回填虚土并踩緊。0.5 h记录1次温度，研究期为11月22日至次年2月28日。

2.4 数据处理

2.4.1 土壤pH、含盐量和含水量测定

参考鲍士旦[11]的方法，用电位法测定土壤pH，采用1∶5土水比浸提液测定土壤含盐量，用威尔科克斯法测定田间持水量[12]，采用烘干法测定各土层含水量。

土壤含水量（质量%）公式：

式中：W为土壤含水量（%）;M0为铝盒质量（g）;M1为湿土+铝盒质量（g）;M2为干土+铝盒质量（g）。

田间持水量计算公式：

式中：X为土壤田间持水量（%）; m0为烘干空环刀质量（g）;m1为烘干前环刀+饱和湿土样质量（g）;m2为烘干后环刀+干土样质量（g）

相对含水量公式：

Y=土壤质量含水量/田间持水量×100

式中：Y为土壤相对含水量（%）。

2.4.2 柽柳冠幅计算

式中：S为树冠投影面积（m2），X和Y分别为南北冠幅和东西冠幅（m）[13]。

2.4.3 数据分析处理

采用Excel 2007和SPSS 20.0软件对数据进行统计分析。采用Origion 8.5、Excel 2007绘制气温变化、土壤温度变化特征等图。

3 结果与分析

3.1 管花肉苁蓉接种试验

3.1.1 土壤含水量变化

由表1可见，研究区在丰水期（3月上旬）和枯水期（6月中旬）土壤含水量变化差异极显著（P<0.01）。由于农业生产用水，水库水位快速下降，研究区土壤得不到充足的水分补给，经过3个月强烈蒸发和植物蒸腾，枯水期各层土壤水分消耗严重，相对含水量均较低，随距水库距离的变化，土壤相对含水量变化不大且无规律。枯水期土层深度20～<40 cm和40～<60 cm土壤平均相对含水量较为接近（分别为3.8±1.0和3.7±0.7），深度60～80 cm土壤平均相对含水量虽明显升高，但土壤依然比较干燥，最高仅11.8%。丰水期土壤含水量显著增大（P<0.05），且土壤含水量总体上随与跟水库距离增大而减小。但105 m距离，土壤相对含水量增大，可能与此取样点地势较低有关。在丰水期深度20～<40 cm土层主要靠毛管作用从下层获得有限的水分补给，除距水库35 m距离相对含水量较高外，其他距离土壤依然十分干燥。随着土层深度的增加，土壤相对含水量增高，至60～80 cm深土层，距水库35～105 m范围土壤水分条件均有很大的改善，土壤相对含水量达38.5%以上，距水库35 m距离甚至接近饱和（91.7%）。说明研究区土壤含水量在丰水期可以得到水库的侧渗补给而增大，为肉苁蓉的接种成活创造了有利条件。

3.1.2 柽柳生长量随距水库距离的变化特征

柽柳当年新梢生长量为66.0±14.0 cm，新梢生长量与距水库距离呈负相关（R=-0.975，P=0.025），距水库越远，新梢生长量越小（图1），柽柳新梢生长量随着土壤含水量减小而减小，这和丰水期时土壤水分条件变化规律相近。说明柽柳生物量的增长和土壤水分条件息息相关，距离水库越远，土壤水分条件越差，柽柳地上生物量发育越缓慢，生长量越小。相对小的地上生物量，也减少了植物蒸腾耗水量。

3.1.3 不同处理管花肉苁蓉接种效果

在无激素的3个处理中，种子纸和人工撒种的接种率相同（80%），稍高于种子浆沾根接种法的接种率（73.3%）。说明在天然柽柳林中，3种接种方法均可使用，只需考虑操作的方便性。在使用添加激素的种子浆沾根接种的7个处理中，处理4、处理6、处理7接种率均较处理3有所提高，其中处理7接种率最高，为96.7%，处理5和处理3接种率相同。而使用GGR生根粉的3个处理接种率均有所下降（图2），可能是因为GGR生根粉的作用是促进根系恢复和生长，而采用种子浆沾根接种方法是直接将种子浆刷到柽柳根系上，根系的恢复和生长均对肉苁蓉种子和根系的接触无影响，且接种当年由于土壤较干燥未接种成功，随着时间的延长，GGR生根粉的作用减退。

比较3个区域内寄主高、冠幅、接种率和肉质茎长度、直径等，结果（表2）显示：3个接种区寄主高、冠幅的差异均不显著（P>0.05），但3区的接种率和1区、2区差异显著（P<0.05）。无论寄主高、冠幅，还是接種率，2区均低于1区，分别降低0.03 m、0.1 m2和5.28个百分点。3区寄主高较1区下降0.18 m，较2区下降0.15 m;冠幅较1区下降1.14 m2，较2区下降1.04 m2。3区接种率较1区降低23.06个百分点，较2区下降17.78%。这些变化和丰水期土壤含水量随距离的变化趋势相似。3个区所收获的肉苁蓉肉质茎长度、直径随水库距离的增大而减小，但差异不显著（P>0.05）。

3.2 管花肉苁蓉接种深度研究

3.2.1 试验区气温变化特征 由和田市气象站提供的气温资料（与供试种植园直线距离42 km）可见，试验当年和田市11月中旬为降温过程，这可能是受到寒流的影响，气温降到0 ℃上下，但在11月下旬气温回升，持续近半个月时间，日平均气温变化范围为2.3～7.9 ℃，至12月中旬，气温开始快速下降，12月14日，日平均气温降到0 ℃以下，并于1月7日降到最低，日平均气温达-10.5 ℃，较冬至日延后16 d。此后，气温开始回升，至1月26日，日平均气温重回0 ℃以上。之后的近1个月时间在-1～6.1 ℃上下浮动。在研究期内，日平均气温0 ℃以下日期共计45 d（图3）。试验实测气温与气象站气温变化趋势基本一致，但每日平均气温均低于气象站气温，平均低2.78±1.07 ℃，平均气温在0 ℃以下总日数达65 d，可能是由于和田市气象站位于绿洲内部，而供试种植园位于绿洲外围，两地气温受防护林、人工构筑物等环境影响所致。

比较试验实测气温、气象站同期气温和近20年同期平均气温可知，气象站气温和实测气温在12月中旬至次年1月中旬最冷的一个月时间均大幅低于近20年平均气温，分别低2.84±2.41 ℃和5.97±2.95 ℃，气象站0 ℃以下气温总天数较近20年平均短20 d，而实测值0 ℃以下气温总天数和近20年平均相等。因此，可以说本试验进行研究的时间是典型的寒冷冬季，温度变化较快，肉苁蓉更易发生冻害。

3.2.2 气温和土壤温度冬季变化特征

由图4a可见，在研究的前期，土壤温度随气温的降低而下降，在土壤垂直方向上，各层之间存在明显的温度梯度。随着深度的增加，土壤温度增高，此阶段热量由下层向上传递，但在12月中旬前，各层降温比较平稳，各层土壤温度曲线基本平行。12月中旬后，随着气温骤降，上层土壤热量快速散失，向上传递的热量远大于向下获取的热量，各层土壤温度曲线呈离散变化，在平均气温降到最低后（1月7日），经过1～7 d的延迟，各层土壤温度达到最小值，之后每层土壤向上传递的热量小于向下获取的热量，土壤温度开始回升，曲线聚合，至1月末，各层土壤温度接近，温度差<3 ℃（图4b），10 cm深度土壤温度常高于20～40 cm土壤，热量由地表向下传递，所有土层土壤温度回到0 ℃以上，土壤解冻。分析各层土壤温度随气温变化，10和20 cm深度土壤温度变化受气温变化影响较大，土壤温度随气温的变化而上下浮动;30 cm土层受短期气温变化影响已较小;40 cm以下土层土壤温度基本已不随短期气温变化而发生明显的变化。

3.2.3 各层土壤冻土期研究 土壤温度是重要的气象观测要素，气象观测中将5～20 cm土壤温度称为浅层土壤温度，40～320 cm称为深层土壤温度[14]。冬季，随着土壤深度的增加，土壤最低温度升高，冻土时间减少。

由表3可见，种植园中冬季最大冻土层可达70 cm以下，大于墨玉县绿洲平均最大冻土层深度（67 cm）。此外，10～60 cm土层冰冻时期较长，浅层土壤在40 d以上，40～60 cm土层也在24～31 d。但至70 cm土层，土壤冻土期大幅缩短，仅2 d，最低温也只有-0.14 ℃，80 cm土层温度未降至0 ℃以下。种植园土壤在研究期内随深度的增加，土壤最低日平均温度非等差升高，但除10和20 cm土层相差较大外（2.93 ℃），其他各层土壤差值均在1.05～1.43 ℃。

4 讨论与结论

枯水期各层土壤水分消耗严重，相对含水量均较低，距水库不同距离土壤相对含水量变化不大且无规律。丰水期土壤含水量随与距水库的距离增大而减小，随着土层深度的增加而增高，说明研究区土壤含水量在丰水期可以得到侧渗补给而增大，为肉苁蓉的接种成活创造了条件;在天然柽柳林进行管花肉苁蓉接种，种子纸、人工撒种和种子浆沾根3种接种方法均可使用，只需考虑操作方便性。使用旱地龙和赤霉素处理可以提高接种率;无论寄主高、冠幅，还是接种率，均表现为3区<2区<1区，和丰水期土壤含水量随距离的变化趋势相近。肉苁蓉肉质茎长度、直径随距水库距离的增大而减小。

在研究期内，和田市11月中旬气温降到0 ℃左右，但下旬气温回升，持续近半个月时间日平均气温在2.3～7.9 ℃之间变化，至12月中旬，气温快速下降，1月7日降到最低，较冬至日延后16 d。此后气温开始回升，至1月末，日平均气温重回0 ℃以上。在之后的1个月时间气温在-1 ℃到6.1 ℃上下浮動。日平均气温0 ℃以下共计45 d。监测的前期，土壤温度随气温的下降而降低，随着深度的增加而升高。在12月中旬前，各层降温比较平稳，12月中旬后，随着气温骤降，各层土壤温度曲线离散。平均气温降到最低后经过1～7 d的延迟，各层土壤温度达到最小值，之后开始回升。至1月末，各层土壤温度回到0 ℃以上，土壤解冻。种植园中冬季最大冻土层达70 cm以下，大于墨玉县绿洲多年平均最大冻土层深度。10～60 cm土层冰冻时期较长，70 cm土层冻土期仅2 d，80 cm土层温度未降至0 ℃以下，因此，在和田地区天然柽柳接种管花肉苁蓉宜在土层70 cm以下接种。

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