巴音布魯克野生迷果芹超異質生境遷移的生長適應能力及生產性能

梅曉紅，何文革，王 英，米熱古麗，巴音查汗(.新疆和靜縣草原站，新疆 和靜 84300；.新疆巴州草原站，新疆 庫爾勒 84000)

巴音布魯克野生迷果芹超異質生境遷移的生長適應能力及生產性能

梅曉紅1，何文革2，王 英2，米熱古麗2，巴音查汗2
(1.新疆和靜縣草原站，新疆 和靜 841300；2.新疆巴州草原站，新疆 庫爾勒 841000)

研究了巴音布魯克野生迷果芹在焉耆盆地超異質生境下的生長適應能力及生產性能，結果表明，迷果芹在焉耆盆地超異質生境具有較強的生長適應能力，其生產性能雖較原生地有明顯的降低，但仍具開發利用價值。

迷果芹；超異質生境；遷移；適應能力；生產性能

植物資源的引種馴化就是利用植物本身所具有的潛在適應基因，通過人工遷移，使其適應新的異質生境，表達出原生地所表現出的本質性狀或原生地所未表現出的潛質性狀，并在異質生境中穩定保持或遺傳所表達出相關性狀的人工過程。因此，植物引種馴化的本質目的，就是使人工遷移的植物能在異質或超異質生境中完成其生長過程，表現出應有的本質性狀或潛質性狀，滿足人們的需求。而研究掌握遷移植物在異質或超異質生境中的生長適應能力及其生產性能則是引種馴化的首要和關鍵工作。

迷果芹(Sphallerocarpusgracilis)系傘形科(Umbelliferae)迷果芹屬(SphallerocarpusBess.)單種草本植物，在新疆巴音布魯克主要分布于氣候相對冷涼，降雨相對較多或水分條件相對較好以及土層深厚、土質疏松、有機質含量較高的區域[1]。因其根色黃、且形似人參，民間俗稱黃參，是一味傳統的藏藥，具有祛風除濕等功效。近年來對其藥用研究發現，可用于改善睡眠、抗缺氧，抗疲勞和延緩衰老等方面的治療[2-4]；對其成分分析發現，其蛋白質、氨基酸、多糖、類胡蘿卜素、微量元素、脂溶性物質等含量豐富[5-8]，具有良好的營養價值和保健作用；對其飼用性研究發現，其為各類家畜喜食或樂食，具有較好的適口性、營養水平和較高的飼用性[1]；同時，迷果芹還具“飼用食用藥用兼具”“地下地上雙用”等特性，可以形成以飼用為基礎、以藥用為中端、以保健食用為頂端的“三位一體”的金字塔式開發利用模式[9]。由于巴音布魯克草原是巴州重要的水源涵養區，生態地位極其重要，只能利用其原有的人工飼草料基地開展小規模的開發，難以形成規模效益，如果在此開展大規模開發，極易對原有的草地生態系統造成難以恢復的破壞，加之其路途遙遠、各項基礎條件薄弱等因素，所以在農區的異質遷移規模種植，是加快其產業化開發利用的一條主要途徑。本文以巴音布魯克野生迷果芹為研究種質資源，探究了迷果芹在焉耆盆地超異質生境遷移的生長適應狀況和生產性能，為其規?；斯しN植和產業化開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區自然概況

供試迷果芹原生地位于巴音布魯克西部大尤爾都斯草原上的巴西里格村境內，海拔高度在2 430 m左右，年均氣溫-4.8 ℃，最低氣溫可達-48 ℃，最高氣溫30 ℃左右，年均降水量276.2 mm，全年積雪日150～180 d，無霜期僅12 d，屬典型的高寒氣候；植被豐富多樣，以多年生寒生草本植物為主；土壤類型為高山草甸土，由草皮層、腐殖質層、過渡層和母質層組成，呈中性或弱酸性反應。遷移地位于焉耆盆地南部的塔什店鎮境內，海拔高度1 100 m左右，年均氣溫8.2 ℃，最高氣溫38.8 ℃，最低氣溫-35 ℃，年均降水量74.4 mm，無霜期176 d，屬典型的暖溫帶干旱荒漠氣候；植被稀少，以耐旱灌木半灌木為主；土壤類型為荒漠土，發育程度差，結構單一，沒有明顯的腐殖質層，幾為砂礫質，呈堿性反應。

1.2 材料

以巴音布魯克野生迷果芹為研究種質資源，于2014年9—10月在其原生地采集成熟種子，充分晾曬后，精選出顆粒飽滿、成熟度高的種子作為人工遷移的供試材料備用。

1.3 試驗設計與測定項目

采取備用供試種子在原質和異質生境播種，建立試驗小區，對比觀察測定相關項目和指標的方法；同時，將原質生境中的野生迷果芹作為輔助參照對象。試驗小區均為100 m2(10 m×10 m)，3個重復，條播，行距10 cm，每小區播9行，播種深度2 cm，播種量0.2 kg/100 m2，播種后均不進行刻意的人為施肥、除草、噴藥等管理，僅在播種期和水分供給方面不同。焉耆盆地超異質生境播種期為2015年4月10日，水分供給為每隔25天人工澆透水一次；巴音布魯克同質生境播種期為2015年4月21日，水分供給為自然降水。測定項目：1)出苗與返青期測定，以40%的出苗或返青率為基數，計數所需平均天數；2)株高測定，于每年植株停止生長前測定，每小區隨機取3個1 m×1 m樣方，取測單個樣方株均高，再計測3個樣方的植株均高；3)地上地下部分產量測定，于每年植株停止生長前測定，每小區隨機取3個1 m×1 m樣方，分測地上地下部分產量，再分別計測3個樣方地上地下部分平均產量。觀察項目：1)每年的生長狀況；2)開花結實狀況；3)種子落地自然萌發狀況。

2 結果與分析

2.1 原生地與遷移地生境的異質狀況

比較原生地與遷移地生境狀況，二者地理位置方面，一個在北一個在南，海拔高度相差1 330 m左右；氣候特征方面，一個為高寒氣候，另一個為干旱荒漠氣候，年均氣溫相差13 ℃，年均降水量相差202.2 mm，無霜期相差164 d，最高氣溫相差8.8 ℃，最低氣溫相差13 ℃；區域植被組成方面，一個植被豐富多樣，以多年生寒生草本植物為主，另一個植被稀少，以耐旱灌木半灌木為主；土壤類型方面，一個為高山草甸土，層次清晰而豐富，有機質含量較高，并呈中性或弱酸性反應，另一個為荒漠土，發育程度差且瘠薄，沒有明顯的腐殖質層，幾為砂礫質，呈堿性反應。由此不難看出，原生地與遷移地的生境系統在地理位置、海拔高度、氣候特征、植被組成、土壤類型等方面均存在極大的差異，無任何接近或類似之處，為兩種截然不同的生境系統。因此，本研究中迷果芹的遷移屬超異質生境遷移。

2.2 迷果芹超異質生境遷移的出苗與生長特點

表1 迷果芹超異質生境人工種子遷移的出苗與生長適應表現

從表1可以看出，巴音布魯克野生迷果芹種子在焉耆盆地超異質生境條件下，于4月10日人工遷移播種，可在8 d左右出苗，較原生地晚播種11 d的出苗情況提前5 d左右，這與遷移地播種后的生境溫度高于原生地播種后的生境溫度有關，表明巴音布魯克野生迷果芹種子只要環境溫度適宜，在其他超異質生境條件仍能萌發出苗，并在一定溫度范圍內其種子萌發和出苗速度與氣溫成正相關，也進一步說明巴音布魯克野生迷果芹種子有較強的適應能力，而環境溫度則是制約其萌發與出苗的主要外界因子。

在焉耆盆地超異質生境中，迷果芹出苗后能正常營養生長90 d左右，隨后地上部分開始枯黃死亡，較其原生地營養生長期縮短了30 d左右，平均株高較原生地低13.7 cm，平均地上部分產量較原生地低125.1 g/m2，存在顯著差異，說明超異質生境對迷果芹第一年前期的營養生長產生了抑制影響；但其地下部分依然鮮潤飽滿，顯現出活力；至同年8月20日左右，其根頂部又重新出苗，可持續生長40天左右，至9月底前后，二次苗的平均株高為10.2 cm，地上部分平均產量為85.4 g/m2，其二次苗的生長時間、株高、地上部分產量均少或低于種子萌發的首次苗，而在原生地卻無二次苗現象。每年的7、8月份是焉耆盆地最酷暑炎熱季節，在這樣的高溫條件下，很可能促使遷移迷果芹產生了某些應激反應機制，通過地面植株的枯死來應對焉耆盆地超異質高溫生境，而植物應對高溫的“策略”有多種形式，其中“夏眠”就是植物應對高溫氣候的有效“策略”之一，許多植物均有高溫的“夏眠”階段，焉耆盆地自然分布的原生黑果枸杞就有此明顯的特性，并通過“夏眠”產生了“二次花果”現象[10]。那么，遷移迷果芹高溫季節地面植株部分的枯死，很可能就是應對高溫的“夏眠” 策略，其在高溫過后適宜條件下的“二次生長”則可能是一種“補償性”生長，其兩次生長的累計平均時間130 d左右、累計平均株高33.3 cm、累計平均地上產量281.7 g/m2，與原生地對應指標有差異但并不太大，表明其在超異質生境下仍能顯現出其應有的一些性能和性狀，說明其具有應對超異質生境較好的“策略”和較強的生長適應能力。

2.3 迷果芹超異質生境遷移的物候期與生產性能

表2 迷果芹超異質生境人工種子遷移的物候期與生長生產性能

從表2可以看出，焉耆盆地超異質生境條件下種植的迷果芹第二年物候期與原生地種植和野生的迷果芹存在差異，原生地種植與野生的迷果芹之間幾無差異，表明生境條件變化是影響其物候期變化的主要因子；而其返青期提前20 d左右、花期提前30 d左右、結實期提前30～60 d左右、枯死期提前60 d左右、生長時間縮短30 d左右，則表明在焉耆盆地超異質生境條件下，其生長速度加快、生長繁育期縮短，這主要與遷移地海拔高度降低了1 300 m及年均氣溫提高了13 ℃等生境因子變化有關，也符合某些植物由高緯度或海拔地區向低緯度或海拔地區遷移能“縮短其生育期，提早成熟”的一般規律，也說明巴音布魯克野生迷果芹具有較強的生長適應能力，可通過“修正”其生長周期適應焉耆盆地超異質生境。

在生產性能方面，焉耆盆地遷移地迷果芹的株高、地上部分和地下部分產量均低于原生地種植和原生地野生迷果芹，并與原生地種植的存在顯著差異，表明超異質生境遷移對其生產性能具有顯著影響，這可能與其生長周期縮短，導致其地上與地下部分生長或營養積累不充分等原因有關；與原生地野生之間的生產性能指標存在差異但不顯著，表明在超異質生境下，其生產性能具有良好的“可塑性”，可通過人工馴化或其他技術措施提高其生產性能。而原生地人工種植與野生迷果芹的各項生產性能指標存在差異但不顯著，則可能與原生地人工種植的迷果芹未進行刻意的人工管理有關，同時也進一步表明，巴音布魯克生境系統非常適宜迷果芹的生長發育，在人工種植的條件下，“過度”的人為管理對其生產性能的提高效果不明顯，反而會增加成本、降低效益。

綜合巴音布魯克野生迷果芹在焉耆盆地超異質生境遷移的兩年表現不難發現，其不但完成了萌發、出苗、開花、結實等生長發育過程，而且還顯現出較好的生產性能和第一年“二次生長”的性狀，表明其具有較強的生長適應能力；雖然其生產性能較原生地有所差異，但仍處于可以接受的區間范圍，并可通過進一步的人工馴化和技術措施提高其生產性能，則說明其在焉耆盆地仍具有開發利用價值。

3 討 論

通過對迷果芹根系的觀察發現，其第二年地上植株部分死亡后，其肉質根也顯現萎蔫、失色、無活力、將死的狀態，與第一年地上植株部分死亡后，其肉質根依然鮮潤飽滿、顯現出生機活力的狀態完全不同，表現出二年生植物的屬性，而《中國高等植物圖鑒》也將其定性為“兩年生”植物[11]，但有一部分文獻將其描述為多年生植物，那么它們是否是同一種植物或迷果芹是否存在“變種”等問題，有待于探究。同時，巴音布魯克野生迷果芹在原生地種子自然脫落后的自然萌發率極高，在一些廢棄的人工飼草料地上往往形成連續多年的單優勢種群落，那么在超異質生境的焉耆盆地是否具有侵染性及如何做好相應的防范措施等問題，也有待于進一步研究。

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[11] 中國科學院植物研究所. 中國高等植物圖鑒：第2冊[M]. 北京：科學出版社，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

巴州第二次草地資源調查工作資助項目。

梅曉紅(1975—)，女，高級畜牧師，主要從事草業技術推廣。E-mail：1450653819@qq.com

*通訊作者： 何文革(1969—)，男，推廣研究員，主要從事草地資源研究與開發。E-mail：hwg18997602187@126.com

Q948.13

A

1006-9690(2017)03-0070-04