阿勒泰市规模化种植罗布麻的气候条件分析
2014-06-23金燕平赵正波陈小燕
金燕平 赵正波 陈小燕
摘 要:根据阿勒泰市历史气象资料,通过对试种区与原种区罗布麻物候期的表现及阿勒泰市罗布麻生长的气候条件进行了为期3a的对比观测,在归纳分析阿勒泰市种植罗布麻有利和不利的气候条件基础上,指出阿勒泰市适合规模化种植罗布麻,提出了预防、降低损失的气象服务措施。以期为其他地区罗布麻科学化、规模化种植提供理论依据。
关键词:罗布麻;气候条件;阿勒泰市
中图分类号 S563 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)09-59-04
罗布麻(Apocynum ventum L)是夹竹桃科多年生宿根草本植物。罗布麻因罗布泊而得名,又名野麻、红柳子、泽漆麻等,文献统称为罗布麻[1-2]。罗布麻是一种世界上稀有的野生植物,在中国淮河、秦岭、昆仑山以北各省(自治区)都有分布,其中,分布在新疆阿勒泰地区的罗布麻品质最佳,称为“戈宝红麻”[3]。戈宝红麻具有喜光、抗风蚀、耐贫瘠、干旱、酷暑、寒冷等特点,主要生长在沙漠盐碱地或河岸、山沟、山坡的沙质地上,是理想的绿化植物[4],同时,它的根、茎叶、花等都有很好的保健药用价值,开发出来的医药系列产品供不应求;它的纤维在已发现的野生纤维植物中,品质最优,是纺织、造纸的好原料,罗布麻制成的服装在国内、国外高端市场上非常畅销,开发利用前景广阔。由于人为和自然环境变化的原因,除北疆阿勒泰阿拉哈克戈壁和艾比湖自然保护区内、罗布泊西北方向的兴地峡谷等地幸存少量外,其余地区的罗布红麻基本毁灭。为拯救新疆濒临灭绝的戈宝红麻,2002年深圳花田纺织时装有限公司和多家科研机构及阿勒泰政府合作,在阿勒泰建成中国首个罗布麻研发基地“阿勒泰戈宝麻研发基地”,2007年“大规模优化仿生培植”成功,2010年面积已达3 350hm2的“拯救戈宝麻 荒漠变绿洲工程”也已初见成效。做大做强戈宝红麻产业离不开气象服务,为科学种植并取得较好的收益,本文就戈宝红麻在本地大面积推广种植的光、热、水(等)气候及土壤条件进行分析,总结出有利和不利的气候条件,为其他地区引种提供科学的参考。
1 试种区自然条件及概况
1.1 试种区自然条件 试种区阿勒泰市地处阿尔泰山南麓,位于东经86°53′~88°37′,北纬47°27′~48°38′,属温带干旱气候。气候特点是冬季长夏季短,无霜期125~155d,年平均气温为4.8℃,1月最冷,平均气温为-15.5℃,极端最低气温为-43.7℃;最热月份为7月,平均气温为21.8℃,极端最高气温为37.6℃。年日照时数为2 998.5h,年降水量为150~400mm,年蒸发量为1 682.6mm,年平均相对湿度为60%。土壤类型主要以棕钙土、山地灰色针叶林土、栗钙土为主。
1.2 试种区概况 试种区设在阿勒泰市阿苇滩镇苗圃园内,建立人工驯化繁育中心,480m2的温室育苗大棚,33 hm2人工种植基地进行试种研究。2004年苗圃繁育,2005年对苗木开始试验性观测研究,2007年试种喜获成功,2008年推广种植。试种区海拔740m,年平均降水量212mm,年平均气温4.8℃,平均气温高于10℃的植物生长期150d,土壤以沙壤土为主,pH值6.8~7.6之间。原种地阿拉哈克乡海拔1 000m左右,土壤以灰漠土和沙壤土为主,肥力较差,pH值7.5~9.8之间,碱性偏高,两地相距100km左右。试种区与原种区在平均气温、降水量、日照等自然条件生态指标上接近,但在海拔、地理位置、土壤类型、pH值等因素上有明显差异,从试种地戈宝红麻生长的情况来看,表现良好。
2 试种区种植戈宝红麻的气候条件分析
戈宝红麻生长在阿勒泰地区最北部,主要分布在海拔1 000m、东经87°33′50〞,北纬47°42′41〞的区域内。在阿勒泰市周边的几个乡已试种3a出苗期(4月中下旬)到果实成熟(9月下旬)历经150d左右。阿勒泰市1981-2010年30a平均年日照时数2 998.5h,平均无霜期为137d,年平均降水量212.6mm,4~9月份月均日照时数在270h以上,可以满足戈宝红麻的生长需要[5-6]。由于阿勒泰自然条件的特殊性,戈宝红麻的品质(纤维素、木质素、果胶等含量非常高),大大区别于新疆南疆的相同品种。
2.1 热量条件 温度是制约戈宝红麻生长发育的首要因子。从自然界罗布麻分布情况来看,罗布麻生长的年平均气温在1.3~12℃之间 [4]。其对温度的敏感期在罗布麻生长初期,阿勒泰市各季温度的变化和积温的累积也适宜戈宝红麻不同生长发育期的需要[7-8]。如表2。
2.1.1 休眠期 阿勒泰市11月至次年3月间的平均气温为-4.5~-15.5℃,能满足戈宝红麻自然休眠期对低温的要求,阿勒泰最低温度为-43.7℃,不会冻伤戈宝红麻。
2.1.2 叶芽萌动期到开花期 戈宝红麻叶芽萌动期为3~6℃开始,3℃以下叶芽开始分化但不明显,昼夜平均气温稳定于8~12℃开始出苗,为出苗期。幼苗期基本产生于9~16℃,也是营养期;戈宝红麻开花期在6~8月,花絮形成期15~20℃,气温稳定在20℃,戈宝红麻即开花,初花期19~20℃,盛花期20~25℃,达到22℃时,开花增快,单花花期为5~7d,传粉盛期为第1~3d,开花当天,花粉活力在11∶00~12∶00时为最高,花粉活力最高达78%以上,且能维持3d,之后明显下降,柱头从花蕾到开花第4d都具有可授性;柱头与花药之间仅有1mm的空间距离,同时,在同一梁上阴坡的戈宝红麻开花要晚于阳坡的。
2.1.3 果实生长期及成熟期 阿勒泰市7~8月平均气温为20.0~22.0℃,戈宝红麻果实开始发育膨大,此时气温高,光照充足,有利于光合产物的积累和转化,对提高戈宝红麻果实品质起到非常重要的作用。随着秋天的到来气温明显降低,平均气温在12.0~18.0℃之间,积温累积在3 000℃左右,戈宝红麻基本成熟进入采摘期。endprint
2.1.4 根系生长和枝条的发育 戈宝红麻的根系在地温5℃以上即开始活动[9],随着地温的逐渐升高,新的根系开始生长,20~25℃时戈宝红麻根系生长最快,也是最适应的地温范围,根系的生长受土壤结实状况、土地的温度、水分、通气性及无机营养状况等多种因素影响,地温是根系生长的重要条件之一。枝条气温在12~14℃左右开始生长,20℃以上枝条生长进入高峰期。
2.2 光照条件 戈宝红麻喜光照,年需日照1 800h以上,从新疆罗布麻南北疆分布情况来看,年均日照在2 000~3 000h分布偏多,阳坡光照充足的地方生长健壮、产量高、品质好,否则,枝条会变细、弯曲,光合产物减少,特别是根系生长显著不良,降低抗寒、抗旱、抗碱及抗病能力,果实的品质会下降。阿勒泰市30a平均日照时数2 998.5h,最多为3 278.1h,最少为2 872.6h,自叶芽萌动(4月中下旬)到果实完全成熟(9月下旬)历经155d左右,4~9月份,日照时数为1 891.2h,占全年总日照时数的60.8%,比较适宜戈宝红麻的生长。日照时数的长短,与地理位置、海拔高度、地势特点、季节、树冠大小及定植密度有密切的关系。
在阿勒泰市山区平缓地带,纬度和海拔高度相对较高,太阳辐射量多,日照时间长,均能满足野生戈宝红麻的生长需求。但是在栽培过程中,要合理密植、还应通过秋季合理采叶、采果,修剪,塑造良好的树体结构,改善各部分的光照条件,达到丰产、优质。
2.3 水分条件
2.3.1 降水 戈宝红麻喜光、耐旱、耐低温及盐碱,适宜在干旱地区生长,不耐水湿。从野生罗布麻的分布来看年均降水量在25~400mm都能适应,阿勒泰市年均降水量为212.6mm,最多年份338.5mm,最少年份仅94.5 mm。降水主要集中在夏季和冬季,总的来看雨量偏少,但年内降水分布算是理想,降水高峰期和热量高峰期同步。雨量过多,尤其是花期连续阴雨,气温降低,花粉不能正常发芽,坐果率也会降低;果实膨大期,需水分增多,主要由根系提供。6~8月共降水64.3mm,占全年降水量的30%,正逢戈宝红麻迅速膨大期,热量和水分得到保证,从而使戈宝红麻能够形成优良的品质。
2.3.2 湿度 4~7月是戈宝红麻萌芽与开花期,授粉受精的适宜湿度是45%~60%,阿勒泰市4~9月30a平均最大湿度为55%出现在7月,最小湿度为43%,出现在5月,从气象统计资料来看,湿度与温度成反比,下雨天除外花粉活力在11∶00~12∶00时最高,最易授粉受精,此时湿度在50%以上,温度偏低;湿度在16~18时最低,此时气温最高,授粉率下降;湿度太低,温度上升缓慢,推迟萌芽时间;柱头湿度超过70%,授粉率急剧下降,而且容易发病;若此期过于干燥,影响花粉发芽和花粉管的伸长,导致授粉受精不良,落花落果严重,产量下降;果实成熟期,戈宝红麻需要相对较低的湿度。阿勒泰市4~9月之间平均相对湿度为49%,基本可以满足罗布红麻各个生长阶段的需要。
2.4 土壤条件 土壤是野生戈宝红麻生长发育中所需水分、矿物质元素的主要来源,土壤的质地、土层厚度、透气性、水、有机质等对野生戈宝红麻生长发育有直接影响。戈宝红麻根部一般距地表30㎝以下分布,土壤含盐量为0.2%时也能正常生长。由于水源分布不均衡、砂土的涵水力有限以及该地区蒸发量巨大等因素,致使戈宝红麻生长的浅山丘陵与平原地带,即便地理位置紧邻,土壤中地表水含量和盐碱含量也相差很大。如盐湖群落戈宝红麻沿湖生长,土壤盐碱程度超过1.0%,而阿苇滩地区则淡水资源丰富,土壤盐碱化程度为0.2%,一般盐度不超过0.5%都可以正常生长,超过0.8%~0.9%对生长的抑制作用开始增加,超过1.8%达到极限开始死亡。所以戈宝红麻抗盐碱,耐瘠薄,对土壤要求不严。虽然其对土壤的适应力很强,但是作为人工生产栽培,应选土层深厚、通气良好的沙壤土,在土质较差条件下栽培戈宝红麻,要加强管理,改土培肥,改善土壤供肥、供水能力、控制土壤盐度和透气性,满足野戈宝红麻对肥水的需求,为高产高质戈宝红麻提供可靠的技术保障。
2.5 风速条件 戈宝红麻的花粉传播距离受风向及风速的影响很大[10],风速小于3m/s时,大部分花粉散布在2~10m处,授粉率最高;当风速大于3.5m/s,顺风向传播距离超过20m,授粉率开始降低;当风速超过5m/s,会降低空气相对湿度,使柱头变干,导致花期受精不良,坐果率降低。阿勒泰市30a平均风速2.3m/s,开花的盛期7月份,平均风速为2.3m/s。以14∶00为例,一年中出现15~17m/s的大风次数平均仅为0.4次,所以阿勒泰市的风速条件对戈宝红麻的生长也有一定的积极作用。
3 试种区戈宝红麻的物候期与原种区的比较分析
深圳花田纺织有限公司在阿苇滩试种戈宝红麻成功,通过对戈宝红麻的观察记录,其年生长期集中在4~9月。试种区3a试种戈宝红麻与原种区的物候期对比见表3。
通过比较两地的戈宝红麻物候发育期,发现2007年没有明显的差异,2005-2006年的萌芽期和展叶期两地相差5~7d,开花期相差4d左右,盛花期相差10d左右,试种区在物候发育进程期上有缩短的趋势;盛花期和果实膨大期在时间上有了明显的差异,试种区较原种区早大约10d,最终导致果熟期也早8d左右。造成以上问题的原因,主要是6月以后的温度差异,由于试种区戈宝红麻开花后所需积温强度较好,果熟期提前,而原种区只有通过延长生育期来弥补达到积温的累积。这也是试种区与原种区的主要差别之一,由于果实提前成熟8d左右,对于戈宝红麻规避寒潮霜冻也更为有利。
4 气象灾害对戈宝红麻的影响
4.1 晚霜冻 戈宝红麻夏季开花、花期较短。在阿勒泰,每年戈宝红麻的初花一般在6月初,气温在18℃以上,雄花撒花20℃时,明显增快。气温升高,花粉受精速度加快。晴天20℃左右,为最佳授粉温度。但温度过高或过低,对授粉受精都不利,气温低于6℃,即有伤害。花期若遇强冷空气侵袭,易造成冻花、减产。从阿勒泰市气象历史资料统计看,6月正是山区晚霜冻频发季节,6月初较强冷空气入侵,日最低气温低于6℃的日数为每年12d,从图1中可以看出花期气温低于6℃的日数主要集中在6月初,对花期初期有影响。一般年份阿勒泰市不利于戈宝红麻花期生长的低温日数出现概率较小,影响小,但是要加强对5月及6月初冷空气活动频繁年份造成不利影响的预报服务工作。通过电视、网络、短信等平台及时发布灾害性天气预警信息。endprint
4.2 雹灾 阿勒泰冰雹灾害多出现在5~8月,常伴随大风、暴雨等强对流天气,戈宝红麻在生长期内受冰雹击伤,轻者砸伤果皮,严重时砸落果实,使其品质下降。阿勒泰市冰雹出现的频率不是很高,但突如其来的雹粒一般都超过3mm,是影响戈宝红麻品质的不利因素,应建立气象灾害防御机制,及时进行人工消雹,以降低或避免损失。
5 小结
(1)阿勒泰市的“光、热、水”等基本气候条件适合戈宝红麻的规模化种植。阿勒泰市光照充足,昼夜温差大,日照时数(4~9月)月平均在280h以上、年平均气温在4.8℃,降水合适,温、光、水等要素满足戈宝红麻的生长发育所需,故阿勒泰市的气候条件适于戈宝红麻的规模化种植。
(2)引种区域必须根据戈宝红麻的立地条件和生长特性。选择在海拔2 000m以下、年均温度在1.3~12℃之间、年降水在25mm以上、年均日照在2 000h以上的浅山台地和平原地带进行培育,科学掌握各生长期内的温度、湿度、光照等要素值,使其逐步适应引种地的气候变化,扩大引植面积,达到驯化的目的。
(3)灾害天气预警是戈宝红麻种植户增收的重要保障,种植户应成立合作社及其他措施加强与气象部门的合作,多关注当地气象台发布的灾害性天气预警信息,尤其是低温寒潮、冰雹这两种天气,严防各种自然灾害对戈宝红麻花期至采摘期时段造成重大损失,做到科学的趋利避害。
参考文献
[1]李代琼,吴钦孝,张军.新疆罗布麻品种特点及开发简介[J].新纺织,2005,8:15-19.
[2]刘启棠,罗布红麻和罗布白麻产业化开发研究[J].中国野生植物资源,2007,26(2):11-14.
[3]箫正春,刘启棠,张卫明,等.戈宝红麻生长速度的初步研究[J].中国野生植物资源,2010,29(6):11-13.
[4]张磊,李惠琦,祁和英.阿克苏地区罗布麻资源的分布及利用[J].新疆农业科学,2003,40(3):172-174.
[5]苏忠.松嫩平原罗布麻生物生态学与化学生态学研究[D].东北师范大学,2008.
[6]揭雨成,冷娟,徐英.罗布麻生态特征与产业化研究进展[J].中国麻业,2001,23(3):9-13.
[7]箫正春,刘启棠,张卫明,等.戈宝红麻野生株丛物候学观察[J].中国野生植物资源,2009,28(6):11-13.
[8]胡瑞林,钱学射,王李,等.罗布麻苗期生长习性观察[J].西北植物学报,2002,22(7):11-12.
[9]苏红文,马森,李学禹.罗布麻和白麻不同居群植物的比较解剖学研究[J].西北植物学报,1997,17(3):348-354.
[10]陆嘉惠,冷波,张飞鹏,等.罗布麻传粉生物学的初步研究[J].石河子大学学报,2007,25(3):1-3. (责编:张长青)endprint
4.2 雹灾 阿勒泰冰雹灾害多出现在5~8月,常伴随大风、暴雨等强对流天气,戈宝红麻在生长期内受冰雹击伤,轻者砸伤果皮,严重时砸落果实,使其品质下降。阿勒泰市冰雹出现的频率不是很高,但突如其来的雹粒一般都超过3mm,是影响戈宝红麻品质的不利因素,应建立气象灾害防御机制,及时进行人工消雹,以降低或避免损失。
5 小结
(1)阿勒泰市的“光、热、水”等基本气候条件适合戈宝红麻的规模化种植。阿勒泰市光照充足,昼夜温差大,日照时数(4~9月)月平均在280h以上、年平均气温在4.8℃,降水合适,温、光、水等要素满足戈宝红麻的生长发育所需,故阿勒泰市的气候条件适于戈宝红麻的规模化种植。
(2)引种区域必须根据戈宝红麻的立地条件和生长特性。选择在海拔2 000m以下、年均温度在1.3~12℃之间、年降水在25mm以上、年均日照在2 000h以上的浅山台地和平原地带进行培育,科学掌握各生长期内的温度、湿度、光照等要素值,使其逐步适应引种地的气候变化,扩大引植面积,达到驯化的目的。
(3)灾害天气预警是戈宝红麻种植户增收的重要保障,种植户应成立合作社及其他措施加强与气象部门的合作,多关注当地气象台发布的灾害性天气预警信息,尤其是低温寒潮、冰雹这两种天气,严防各种自然灾害对戈宝红麻花期至采摘期时段造成重大损失,做到科学的趋利避害。
参考文献
[1]李代琼,吴钦孝,张军.新疆罗布麻品种特点及开发简介[J].新纺织,2005,8:15-19.
[2]刘启棠,罗布红麻和罗布白麻产业化开发研究[J].中国野生植物资源,2007,26(2):11-14.
[3]箫正春,刘启棠,张卫明,等.戈宝红麻生长速度的初步研究[J].中国野生植物资源,2010,29(6):11-13.
[4]张磊,李惠琦,祁和英.阿克苏地区罗布麻资源的分布及利用[J].新疆农业科学,2003,40(3):172-174.
[5]苏忠.松嫩平原罗布麻生物生态学与化学生态学研究[D].东北师范大学,2008.
[6]揭雨成,冷娟,徐英.罗布麻生态特征与产业化研究进展[J].中国麻业,2001,23(3):9-13.
[7]箫正春,刘启棠,张卫明,等.戈宝红麻野生株丛物候学观察[J].中国野生植物资源,2009,28(6):11-13.
[8]胡瑞林,钱学射,王李,等.罗布麻苗期生长习性观察[J].西北植物学报,2002,22(7):11-12.
[9]苏红文,马森,李学禹.罗布麻和白麻不同居群植物的比较解剖学研究[J].西北植物学报,1997,17(3):348-354.
[10]陆嘉惠,冷波,张飞鹏,等.罗布麻传粉生物学的初步研究[J].石河子大学学报,2007,25(3):1-3. (责编:张长青)endprint
4.2 雹灾 阿勒泰冰雹灾害多出现在5~8月,常伴随大风、暴雨等强对流天气,戈宝红麻在生长期内受冰雹击伤,轻者砸伤果皮,严重时砸落果实,使其品质下降。阿勒泰市冰雹出现的频率不是很高,但突如其来的雹粒一般都超过3mm,是影响戈宝红麻品质的不利因素,应建立气象灾害防御机制,及时进行人工消雹,以降低或避免损失。
5 小结
(1)阿勒泰市的“光、热、水”等基本气候条件适合戈宝红麻的规模化种植。阿勒泰市光照充足,昼夜温差大,日照时数(4~9月)月平均在280h以上、年平均气温在4.8℃,降水合适,温、光、水等要素满足戈宝红麻的生长发育所需,故阿勒泰市的气候条件适于戈宝红麻的规模化种植。
(2)引种区域必须根据戈宝红麻的立地条件和生长特性。选择在海拔2 000m以下、年均温度在1.3~12℃之间、年降水在25mm以上、年均日照在2 000h以上的浅山台地和平原地带进行培育,科学掌握各生长期内的温度、湿度、光照等要素值,使其逐步适应引种地的气候变化,扩大引植面积,达到驯化的目的。
(3)灾害天气预警是戈宝红麻种植户增收的重要保障,种植户应成立合作社及其他措施加强与气象部门的合作,多关注当地气象台发布的灾害性天气预警信息,尤其是低温寒潮、冰雹这两种天气,严防各种自然灾害对戈宝红麻花期至采摘期时段造成重大损失,做到科学的趋利避害。
参考文献
[1]李代琼,吴钦孝,张军.新疆罗布麻品种特点及开发简介[J].新纺织,2005,8:15-19.
[2]刘启棠,罗布红麻和罗布白麻产业化开发研究[J].中国野生植物资源,2007,26(2):11-14.
[3]箫正春,刘启棠,张卫明,等.戈宝红麻生长速度的初步研究[J].中国野生植物资源,2010,29(6):11-13.
[4]张磊,李惠琦,祁和英.阿克苏地区罗布麻资源的分布及利用[J].新疆农业科学,2003,40(3):172-174.
[5]苏忠.松嫩平原罗布麻生物生态学与化学生态学研究[D].东北师范大学,2008.
[6]揭雨成,冷娟,徐英.罗布麻生态特征与产业化研究进展[J].中国麻业,2001,23(3):9-13.
[7]箫正春,刘启棠,张卫明,等.戈宝红麻野生株丛物候学观察[J].中国野生植物资源,2009,28(6):11-13.
[8]胡瑞林,钱学射,王李,等.罗布麻苗期生长习性观察[J].西北植物学报,2002,22(7):11-12.
[9]苏红文,马森,李学禹.罗布麻和白麻不同居群植物的比较解剖学研究[J].西北植物学报,1997,17(3):348-354.
[10]陆嘉惠,冷波,张飞鹏,等.罗布麻传粉生物学的初步研究[J].石河子大学学报,2007,25(3):1-3. (责编:张长青)endprint