榆林地区引进沙冬青繁育关键技术及应用研究

张 颖,罗彩云,柴乖强

(榆林学院 生命科学学院,陕西 榆林 719000)

沙冬青源于第三纪,是亚洲中部荒漠地带中唯一的常绿阔叶灌木。在长期适应历史环境演变的过程中,形成了非常独特的超旱生结构和抗逆机理,沙冬青是携带特种基因片断的稀有载体,为研究世界古地理、古气候以及植物系统的发育规律和荒漠地区生物多样性的变化提供重要的中介依据,沙冬青还含有特种植物化学成分,是生物碱与高活性植物抗冻蛋白等物质研究、提取和转接的珍贵材料[1]。榆林地区干旱缺水[2-3],这样的自然气候条件要求引进的外来植物除了具有较好的观赏性,还需要具有较强的耐旱特性、耐盐碱性、耐沙埋性等较强的抗逆性,无论从生态角度还是美学角度,才能在榆林市城乡园林绿地及生态修复区域中表现出很好的适应性。榆林地区沙冬青引进过程中,沙冬青濒危、种质资源不足、繁殖手段单一、种群衰退老化,天然更新难度大等问题,这些问题都是限制沙冬青在榆林地区进行大规模应用的制约因素。

1 榆林地区沙冬青引种繁殖及其关键技术研究

目前沙冬青的繁育大多采用有性繁殖(种子繁殖)的方式,无性繁殖难度较大,成功率较低。榆林地区沙冬青的引进也主要以种子繁殖为主,所以进一步研究沙冬青的快速繁殖方式、方法和关键技术是对珍稀濒危植物沙冬青种质资源进行繁育和保护的重要手段之一。

1.1 沙冬青主要繁殖方式

利用对沙冬青两种主要的繁殖方式作比较可以发现,沙冬青繁育方式比较单一,目前榆林地区沙冬青的引进繁育也主要以种子繁殖为主,可以利用大田直接播种育苗,也可以通过人工容器育苗的方法灵活造林时间的选择,并且可以增加沙冬青苗木的成活率,还可以提高沙冬青用于造林和绿化的成活率[4-8]。种子繁殖具有操作简单、苗木根系发达、适应性和抗逆性较强等优点,但是由于沙冬青种质资源匮乏,天然更新困难和种子虫害、鸟害比较严重,风力传播能力较差及容易变异等问题,限制了沙冬青种子繁殖的发展。无性繁殖是解决沙冬青种质资源匮乏的问题,丰富沙冬青繁育方式的重要手段。主要以扦插和组织培养作为切入点,但是大部分成果目前还停留在试验研究阶段。榆林地区沙冬青的无性繁殖还处于理论研究阶段。种子繁殖和无性繁殖的方法及各自优缺点见表1。

表1 榆林地区引进沙冬青主要繁殖方式比较

1.2 榆林地区沙冬青种子繁殖关键技术

榆林地区沙冬青的种子繁育主要包括大田直接播种育苗法和容器育苗法,容器育苗法可以一定程度的提高沙冬青发芽率和保证苗木后期的成活率。大田直接播种育苗法和容器育苗法在母树和种子在采摘、调制种子、种子催芽等方面的关键技术和注意事项都是一致的。大田直接播种育苗法繁殖关键技术体现在:种子的调整、消毒和催芽、播种的密度和苗期管理。容器育苗法繁殖关键技术主要体现在:种子的调整、消毒和催芽,播种炼苗以及为了提高移栽成活率,在适当的时期对幼苗进行截根处理,促使苗木主根周围能够产生较多的侧根和不定根,增强苗木的抗逆能力。沙冬青种子繁殖过程及其关键技术见表2。

表2 榆林地区沙冬青种子繁殖过程及其关键技术

2 榆林地区引进沙冬青资源利用领域

2.1 沙冬青在榆林地区园林领域的资源利用

沙冬青的小叶或叶菱状椭圆形或宽披针形,大约3 月中旬新叶就开始萌芽,一般进入4 月中旬开始了展叶盛期,在春季叶色多一直呈现出绿色,持续时间也比较长,叶幕较为丰厚,进入秋季叶色不发生变化,并且叶片组织结构的紧密度较大,主脉的宽度较大,韧皮部的面积较大,维管束的直径较大,茎表皮的厚度较大,皮层的厚度较大,维管束的直径较大;沙冬青为总状花序、顶生,小花呈黄色,初入4 月花蕾开放,4 月下旬进入开花的盛期及晚期,花期在多在4 月底5 月初,大约一个月左右。幼果4 月中旬出现,一直能够持续到9 月上旬,荚果,种子为圆肾形,并且具有较好的观赏性[8]。沙冬青花金黄艳丽,荚果,果实期颜色由淡绿色变成金黄色,是园林中良好的观花观果植物。四季常绿,茎繁叶茂,也是北方地区良好的冬季绿化植物,可以在榆林地区公园、工矿企业生态修复地、沙地改良等园林领域绿化工程广泛使用,园林应用中沙冬青植物景观见图1,具体利用范围和用途见表3。

图1 园林应用中沙冬青植物景观

表3 沙冬青在榆林地区绿化领域的资源利用

2.2 沙冬青在榆林地区其他领域的资源利用

(1)医药作用。榆林地区毗邻内蒙古,沙冬青的药用价值非常广,作为中药和蒙药的成分之一,枝叶均可入药,可以祛风湿、活血止痛、治疗咳嗽、肺病和腹痛,还可以治疗冻疮和慢性风湿性关节炎。另外枝叶内还含有多种生物碱,可以作为杀虫剂的重要成分,可应用于化工、食品和医疗保健等领域。榆林地区可以开发药用产业链,形成规模生产行业。

(2)蜜源植物。沙冬青是干旱荒漠地区重要的蜜源植物,供蜜蜂采集花蜜和花粉,可以为蜂农带来较大的经济收益。并能为榆林地区的蜂农提供蜂蜜来源。

(3)生态作用。沙冬青固沙能力强,适应性强,抗性强,具有重要的生态作用,其根部有许多根瘤,固氮能力强,可以提高土壤的综合肥力。用沙冬青能逐步替代沙蒿,并改善榆林地区的土壤结构。

(4)能源利用。榆林是一座能源富集城市,沙冬青的种子当中含有大量的亚油酸物质,如果大规模引种成功后,油用价值不容忽视。它的燃烧热值也非常高,是生物发电的优良材料,可以有效的提高发电效能,有较强的能源价值。

3 榆林地区沙冬青引进繁育对策与建议

沙冬青由于其自身生物学特性和外界环境(环境胁迫和人类干扰破坏活动)的限制成为我国第一批珍稀濒危的物种,但是具有园林美化、油用、药用、改良土壤等多种资源利用方式,应该在榆林地区成规模的引进繁育。沙冬青在榆林地区引进过程中遇到的沙冬青濒危、种质资源不足、繁殖手段单一、种群衰退老化、天然更新难度大等问题,具体对策及建议如下:

(1)注重解决沙冬青繁殖方式较为单一的问题。种子繁殖是沙冬青的主要繁殖方式,无性繁殖难度大,插条生根困难,苗木根系脆弱,再生能力很差[4]。为确保沙冬青的成功引种繁育,应进一步研究沙冬青无性繁殖技术,丰富沙冬青繁殖手段。

(2)注重解决沙冬青种子易受到鸟害和虫害侵袭的问题。种子成熟前后鸟害、虫害较多,平均虫蛀率超过30%,甚至可以高达50%,不到1/20 种子的可以完好落入土中。榆林地区鸟类资源较为丰沛,从防治鸟害和虫害入手,保护沙冬青种质资源。

(3)注重解决沙冬青天然更新繁殖材料严重不足的问题。沙冬青种子外形扁平,风力传播难度大,种子多数落在母株附近,难以获得适宜的生长发育条件。只有少部分种子可以进行长距离传播,天然更新的繁殖材料严重不足。必要时候人为参与进行育苗和造林工作,扩大沙冬青的种植范围。

(4)注重解决沙冬青樵采破坏率高的问题。沙冬青燃烧值极高,燃烧利用率大,即点即燃,是当地群众良好的生活薪材,砍伐率高,破坏严重。科学宣传沙冬青的生态效益和经济效益,教育群众不乱砍乱伐,鼓励成规模的种植。

(5)注重解决沙冬青种群衰落老化的问题。沙冬青生长环境严酷,生长缓慢,幼苗成活率较低,天然繁殖更新能力差,生长14-15 年后经常出现种群衰落老化现象[5-6]。掌握沙冬青种子繁殖的关键技术,提高种子繁育过程中沙冬青的成活率。

沙冬青是我国干旱荒漠地区唯一常绿阔叶的树种,开发后其利用价值极高,而且也是干旱半干旱地区良好的绿化和生态修复树种,在榆林地区引种繁育驯化中,必须对其繁育和保护措施进行详细探索和研究。

4 结论

濒危超旱生常绿灌木沙冬青具有及其重要的科学研究价值。通过对沙冬青在榆林地区引进繁育关键技术和其资源应用的研究,得出以下结论:

(1)榆林地区沙冬青目前主要的繁殖方式为种子繁殖,利用容器育苗增大沙冬青种子繁育的成活率,可以解决沙冬青引种繁育的关键技术问题。

(2)榆林地区引进繁育沙冬青在药用、油用、蜜源、能源、生态和园林等各个方面都具有十分积极的意义,尤其沙冬青能够适宜榆林地区生态环境和气候,可以在榆林及周边地区城乡园林景观营造及生态环境修复中发挥巨大的作用。

(3)榆林地区沙冬青引进繁育过程中遇到种质资源匮乏、无法掌握种子繁殖关键技术等问题,可以通过人工培育和进一步无性繁殖的研究探索解决。