固沙植物羊柴生态经济价值研究＊
2011-12-03袁继英
袁继英
（内蒙古土地勘测规划院，内蒙古 呼和浩特 010010）
羊柴。株高1.5～2m，茎直立多枝。树皮灰黄色或灰褐色，常呈纤维状剥落。主根粗壮，入土深达2m，红褐色。奇数羽状复叶，小叶9～17，条形或条状长圆形，长1～3cm，宽0.5～2mm。总状花序腋生，约4～10朵花。花红紫色。花萼钟形，萼齿长短不一。花冠蝶形，花瓣倒卵形，先端微凹，翼瓣小，龙骨瓣长于翼瓣，短于旗瓣；子房无毛。荚果通常具2～3荚节，有时仅一节发育，具网纹，无毛。种子褐色，肾形。花期6～10月，果期9～10月。
羊柴耐旱、耐瘠薄、抗风沙、不耐涝，为优良的固沙先锋植物和水土保持植物，也是优良的饲用植物。喜生于通气透水的基质，在草原区的沙丘及沙地和壤质土上均能良好生长。具有强壮的根茎进行无性繁殖。根系发达，根幅为冠幅的4～5倍，具多级支根，侧根多分布在40～150cm的土层内。已有近百年的栽培历史。近年来常用作沙区飞播植物种。
主要分布于前苏联、蒙古和我国荒漠草原地带。在我国境内，分布于蒙、陕、宁、甘等省区，其主要分布区在库布齐沙漠。东至浑善达克沙地，南达毛乌素沙地，并延伸到宁夏河东沙地，西至南吉冷，北抵博克蒂。地理位置大致E：105°～117°，N：37°4′～44°之间，分布区内年降雨量为100～400mm左右。
在《内蒙古植物志》（第二版）第三卷中，拉丁名为Hedysarum Laeve，但经过内蒙古大学赵一之教授的研究，确定其拉丁名应为Hedysarum fruticosum var.lignosum［1－6］。
1 研究区概况
库布齐沙漠东段西起达拉特旗呼斯太沟，东抵黄河。地带性土壤为淡栗钙土，沙地覆盖在黄河Ⅰ、Ⅱ级阶地及滩地之上。实验样地位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗十二连城乡，属暖温带半干旱大陆性季风气候，年平均气温6～7℃，≥10℃积温3000～3200℃；年平均降水量380～400mm，夏季降水230～250mm，占该地区年降水量64%～70%，年平均蒸发量2 093mm；年平均日照时数3117h，极端最高气温39.1℃，极端最低气温－32.8℃，无霜期145d，主要土壤类型为风沙土。实验样地为播种2～3年的羊柴群落（盖度30%）和流动沙丘（盖度＜15%）。
2 研究方法
防风固沙作用测定：2006年4月23日12∶59～18∶20利用PC－2F多通道风速风向记录仪测定羊柴群落中4个样点和旷野1个样点的0.5m和2m高度处的风速。2006年4月22日下午，当地风速为7～10m·s－1，利用集沙仪测定流动沙丘和羊柴群落离地表0～10cm、10～20cm、20～30cm高度的集沙量。
降雨入渗测定：2006年5月27日在降雨5h（降雨量15mm）后观测流动沙丘和羊柴群落表层土壤含水量。
土壤紧实度测定：2006年4月22日用美国Spectrum Technologies.Inc生产的AIELDSCOUT SC900型土壤紧实度仪测定流动沙丘和羊柴群落样地土壤2.5～30cm深度处的紧实度。
土壤养分测定：2005年9月末分别取流动沙丘和羊柴群落5个样点的10cm、30cm、50cm深度处的土样，风干磨碎后测定土壤养分（总N、总P、总K、速效N、速效P、速效K、有机质），测定数据由内蒙古农业大学内蒙古农牧渔业生物实验研究中心分析测试。
产量和营养成分测定：播种的3年中，每年对羊柴进行产量测定，并将茎和叶分别称重并检测茎和叶的蛋白、脂肪、纤维素和木质素的含量，测定数据由内蒙古农业大学内蒙古农牧渔业生物实验研究中心分析测试。
3 结果与分析
3.1 防风固沙效应
旷野0.5m和2m高度处的风速95%置信区间为4.9±0.1m·s－1和6.7±0.1m·s－1，羊柴群落内2个高度的风速95%置信区间为2.4±0.1 m·s－1和 6±0.1m·s－1，分别降低了 52%和10%。
流动沙丘3个高度集沙量分别为378.9g、5.33g、0.97g。而羊柴群落无流沙现象。说明自然状态下，该地区5～7级大风时，30%以上的植被盖度即可有效固定流沙。
3.2 促进降雨入渗效应
流动沙丘和羊柴群落的土壤湿润峰含水量分别为8.42±0.33%和10.8±0.43%（平均值±95%置信区间，下同），羊柴群落较高于流动沙丘湿润峰含水量（显著性水平α＝0.1）。另外，流动沙丘有分层现象，深度为7.8±1.1cm，羊柴群落并无此现象。这说明植被的生长有利于降水的下渗。
3.3 土壤改良效应
表1 流动沙丘和羊柴群落土壤不同深度紧实度（平均值土95%置信区间）kpa
从表1中可看出，羊柴各深度的土壤紧实度从5cm处开始显著高于流动沙丘（显著性水平α＝0.05）。这一方面提高了土壤的抗侵蚀能力，另一方面加强了毛细管的水分提升作用，利于植物的生长。
表2 流动沙丘和羊柴群落不同深度营养成分mg·100g－1
注：右上角有相同字母表示差异不显著，字母不同表示差异显著（α＝0.05）。
羊柴群落各深度N含量有所上升（显著性水平α＝0.05），P含量略有升高但幅度较小；两块地段土壤各深度K的含量无差别；羊柴群落土壤各深度有机质含量明显高于流动沙丘（显著性水平α＝0.05），有机质含量随深度的增加而降低。
3.4 产量及营养成分分析
表3 羊柴年际间地上部分生物量变化
表3中可以看出，生长第1年地上生物量较少，叶茎比5∶1。生长第2年，老茎在8月份开始出现，且随着生长年限的增加，老茎在生物量所占的比例呈上升趋势，而叶和嫩茎（可食用部分）在生物量中所占的比例呈下降趋势，叶：嫩茎：老茎比平均为1∶2∶5。生长第3年，叶：嫩茎：老茎比平均为1∶2∶6。随着生长年限的增长，嫩茎和叶在总生物量所占比例下降，而老茎所占比例上升。故适宜收获期为第2年。
表4 羊柴叶片营养成分（%）
苜蓿粗蛋白质含量为16%～22%，一般为18%左右，现蕾期至初花期粗脂肪含量2.47%～5.13%，纤维素为20%～30%，木质素一般不超过18%。表4中，羊柴叶的蛋白含量为16.07，略低于苜蓿，但脂肪略高于苜蓿，纤维含量略低于苜蓿，木质素略高于苜蓿。羊柴虽然营养低于苜蓿但适宜于家畜饲养的要求，是优良饲料。
3.5 工业价值
塔落岩黄芪老茎酸性洗涤纤维含量71.36%，中性洗涤纤维83.61%，木质素29.76%，灰分2.29%。纤维含量高而木质素和灰分含量低，茎秆生物量大且颜色较白，是造纸和人造板的好材料。
羊柴花期较长，从7月一直持续到9月，开花量较大，是良好的蜜源植物。
3.6 绿化价值
羊柴生长迅速，叶片翠绿，花冠美丽，同时抗性较强，耐贫瘠，栽种后无需看管，是良好的绿化植物种，可用于公路、铁路、厂矿等劣等土地的绿化，并能改良土壤。
4 讨论
通过分析，羊柴具有以下4个突出特点：
4.1 生长迅速，在播种第2年就能达到较大的生物量，且冠幅较大。对沙地起到了较好的覆盖作用，盖度30%便能起到良好的防风固沙作用，是防治水土流失和土地沙漠化的优良植物资源。
4.2 具备土壤改良作用。播种第2年就能大幅提高土壤坚实度，这一方面有利于土壤毛细管作用，提高土壤含水量，另一方面可以提高土壤抗侵蚀能力。作为豆科植物，其根瘤菌可固定大量氮素，使土壤含氮增加，同时枯落物在土壤中转化为有机质，提高了土壤的离子交换能力，改善了土壤营养状况。
4.3 具有较高的饲用价值，且对各种家畜无毒副作用，可以作为优良的家畜饲草。
4.4 具有较高的造纸和人造板材的潜力。当地目前拥有许多以沙柳为原材料进行造纸和板材的工厂，相信通过技术改造，羊柴将来也会成为重要的原材料。
但应当注意的是：①在病虫害方面，4月末到5月中旬，塔落岩黄芪和细枝岩黄芪嫩茎上常有大量黑蚜寄生，当地人称其为“油旱”，经过1～2场雨后，黑蚜大量减少，所以无需喷施农药。蛴螬寄生于3种岩黄芪的根部，但目前虫口密度较小，其以后的危害性还需要进一步的观察和试验研究。
②随着先锋植物将流动沙地逐年固定，油蒿慢慢侵入，并通过截留降水和化感作用，可能会抑制羊柴及其它深根系植物的生长和更新，但由于研究时间较短，这种抑制作用还未显现，这种现象值得今后进一步研究。
综合看来，羊柴在库布齐沙漠东段生长迅速，生态和经济价值均较高，可以作为短期防治水土流失、防止土地沙漠化以及公路铁路沿线绿化的良好植物资源。
〔1〕马毓泉，内蒙古植物志（第二版）第四卷〔M〕.呼和浩特：内蒙古人民出版社，1989.
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〔4〕赵一之，萨仁 .蒙古高原岩黄芪属（Hedysarum）植物区系生态地理分布研究〔J〕.内蒙古大学学报（自然科学版），1999，30（2）：189－196.
〔5〕萨仁，赵一之 .蒙古高原岩黄芪属植物分支分类学研究〔J〕.内蒙古大学学报（自然科学版），2001，21（1）：18－23.
〔6〕赵一之，曹瑞，萨仁 .塔落岩黄芪学名考〔J〕.中国草地，1997，1：5－8.
〔7〕杨文斌，张团员，闫德仁，等 .库布齐沙漠自然环境与综合治理〔M〕.呼和浩特：内蒙古人民出版社，2005：41－43.
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