黑果腺肋花楸形态特征与种植栽培管理研究
2018-12-19亚里坤努尔吐尔逊古丽托乎提张玉莲
亚里坤·努尔,吐尔逊古丽·托乎提*,张玉莲
(1.新疆农业大学林学与园艺学院,乌鲁木齐830052;2.新疆农业大学林学与园林学院林学142班)
0 前言
黑果腺肋花楸属于粗放型树种,作为一个珍贵的花果灌木新品种,其隐藏的经济效益不断的被发掘出来。通过研究北疆该品种生长发育的形态特性,结合塔城裕民县地区黑果腺肋花楸的种植栽培管理模式,对带来的经济价值进行探讨研究。这为黑果腺肋花楸在新疆的引种与栽培、开发与利用提供参考依据。
黑果腺肋花楸原产于美国东北部,大约1946 年传入前苏联并着手建立相关种植业。此后,欧洲一些国家也相继建立相关产业[1-2]。同蓝莓[3-5]一样,黑果腺肋花楸在国外已有百年的种植历史,由于果实酸涩,其食用价值很低,因此它的发展远远不如蓝莓。但就其药用价值来看,黑果腺肋花楸的果实富含多酚类物质[6-8],世纪初至现在,美国、德国、加拿大等欧美国家相继设置了相关保健价值科研课题,专注于其组成结构分析、多酚类物质抗氧化与清除自由基能力测定以及对人体功能性机理方面的研究[9-10]。在富含多酚的众多果实中,黑果腺肋花楸所富含的多酚物质明显高于蓝莓、黑莓等水果,且清除自由基的能力最强。随着多酚类物质在抗癌[11-12]、降血压[13]、软化血管等方面的功能逐渐被探索,其相关的保健价值也日益突显[14]。在欧美地区该植物果实的提取物已被广泛地应用于医药和功能性食品工业,是集食用、药用、园林和生态价值于一身的珍贵树种[15]。
黑果腺肋花楸作为新兴花果灌木果树种之一,其果实的药用经济价值都很高。我国自引种以来,相继完成了繁殖、栽培、区试等研究,近年来引进新疆种植栽培,对于能否适应北疆的自然条件,在北疆种植带来的经济价值,还很少有相关研究报道。鉴于此,以北疆种植的黑果腺肋花楸为研究对象,通过观察果树萌芽至落叶的物候期形态特征变化,并结合塔城裕民县种植情况,计算运营成本及增值,探究黑果腺肋花楸在新疆北部种植栽培带来的经济效益。
1 材料与方法
研究包括物候期观察及种植栽培管理两个部分,研究对象为黑果腺肋花楸,试验地选择均为新疆北部。
选择研究北疆该品种基于它对北疆的适应性。我国最早并无此树种,近年来国内引进了黑果腺肋花楸并开始少量种植。我国于20世纪90年代引入,并定植于辽宁省地区[16],借鉴辽宁种植经验,2013年新疆有关单位从国外引进在乌鲁木齐等地进行栽植试验,发现该树种能够适应北疆地区条件,生长良好,可应用于退耕还林、园林绿化等方面[17]。新疆北部属于温带大陆性干旱半干旱气候,蒸发量大,干旱缺水,这种荒漠化植被条件对于许多喜湿的植物十分严酷。目前新疆大多数绿化花卉树种多从我国南方和东北地区引进,如近些年引进的大受欢迎的大花蕙兰、杜鹃、山茶花等,不到一年半载便死亡,大多数引进树种和花卉品种都表现出不适应的情况,极少数能适合新疆碱性土壤的生存环境[18]。黑果腺肋花楸喜光,抗逆性强,适应从微碱性到酸性的大多数土壤。新疆日照量丰富,在光照充足的条件下,其开花、结果量大,果实品质上乘[19]。且该植物抗旱、耐寒,在北疆-35 ℃低温干旱情况下,它可以安全越冬。
1.1 实验设计
1.1.1 物候期观察。试验地为乌鲁木齐三坪农场,位于乌鲁木齐市头屯河区,该地发展近郊型现代化农业,三坪农场的黑果腺肋花楸种植基地,目前已投资150万,占地面积100亩,株行距1m×1.2m,土质为黏土,种植栽培3年生苗。对黑果腺肋花楸生长情况进行观测,从春季萌芽开始,观察展叶,开花,结果,直到落叶,并记录观测结果,时间为3月底至10月底。
1.1.2 种植栽培管理。试验地为塔城裕民县地区。本次前往塔城裕民县新疆睿洋农业有限公司黑果腺肋花楸产业园区,在当地黑果腺肋花楸果树的栽培管理模式下,进行研究。后期结合2016~2017年相关种植运营方案,对数据进行分析处理,计算在当前栽培管理模式下实际的经营成本盈亏情况,探讨其经济价值,判断在北疆栽种是否有长远的种植价值。
1.2 数据采集整理
在种植基地,每隔一列选择一株发育良好,芽数多且较健壮的植株,将选择的植株枝条进行标记(方便每次观察测量),数据整理见表1。
表1 2017年黑果腺肋花楸物候期观察
1.3 种植栽培管理模式
1.3.1 立地选择。我国半干旱地区以及湿润、半湿润地区均可栽培黑果腺肋花楸[20]。要求选择坡位中下腹、相对高差200m以内[21]。平原要求排水良好,无遮挡;谷地排水必须良好,土壤厚度40cm以上[22]。塔城裕民县当地土质为沙壤土,这种土质土壤养分含量高且透气性良好,适合植物的栽培。
1.3.2 整地。春季整地时间宜3月底至4月初,秋季整地时间宜10月进行。清除杂物、碎石、杂物,砍伐杂树灌木,清理杂草等。利用旋耕犁整地,深度≥35cm,土块细度≤2.5cm,搅碎作物根茬,旋耕、灭茬一次完成[23]。在旋平土地的同时,进行地膜铺设,使用GPS保证地膜铺设成一条较精准的直线。此时顺沿地膜安装滴灌管,并每隔行距约20m铺设1条大水带,供后期灌溉。铺地膜、安装滴管、铺设水带,三者可同步进行,节省时力。
1.3.3 栽植。为提高土地利用率又保证后期除草工作的顺利进行,黑果腺肋花楸实行宽行密植的栽植方式,在几种常见的株行距规格中,裕民县黑果腺肋花楸采用2.5m×0.8m株行距进行栽植,约334株/亩。经过几种常见株行距种植优缺点对比,发现2.5m×0.8m株行距种植的果树,利于后期管理工作,且产量合理,经济效益最高。
每年春季栽植时间在3月底,秋季栽植时间在10月,两时间段相比秋季更宜进行栽植工作,使得黑果腺肋花楸苗秋季栽下,冬季进入休眠过度期,利用时间适应外界环境,来年开春解冻迅速进入生长环节。黑果腺肋花楸这种粗放型植株,栽植无需机器,利用小铁锨人工栽植即可,1人1天可完成10亩地的栽植工作。栽植深度以苗木根处的旧土印略低于地面为宜,人工栽植完毕轻踩苗根部使苗木固定并与土壤密接,随后浇透定根水,灌足水待水渗下后填土至满穴,踏实[24]。
1.3.4 施肥。裕民县地区土地与新疆大多数土壤一样偏碱性,为了综合碱性土壤,黑果腺肋花楸施用腐殖酸液肥。腐殖酸肥作为一种有机肥料,有一定的肥效,含有碳、氢、氧、氮等元素,结合五元素肥料使用,能改良土壤、增加有效养分、刺激作物生长,改善果树质量。可在开花前施肥,到了果树速生期,施用夏肥,以增加果实大小、促发枝叶生长。秋季施肥一般在9月中下旬进行,为了使采收后的树木积蓄养分,促进翌年的生长[25]。
1.3.5 浇水。采用沿设的水管滴灌浇水,由横向的水带将水从水井抽出,水带与滴灌管交错处连接相通,井水由水带进入滴灌管,渗入土地。栽完首次浇水定根,栽苗后5~7天第2次灌水,15~20天后灌第3次水,40~50天灌第4次水,黑果腺肋花楸比较耐旱,以后根据土壤和天气降雨情况灌水每月1~2次。在进入落叶至落叶完毕,土壤以上植株虽然进入休眠期,但地下部分根部组织细胞还在少量活动,此时也应进行1次灌水,有助于越冬及翌年春季开花结果。
1.3.6 后期管理。田间除草是保持高产、稳产的技术要点。可采取黑地膜覆盖的方式,控制杂草生长,同时可以防止水分蒸发,成本低、效果显著。栽植行距定为2.5m,空间足够大,除草车辆可进入田地作业,采用机器除草,方便快捷。病虫害管理方面,由于黑果腺肋花楸丰富的多酚物质,能对某些真菌或病毒产生一定程度的抑制,可以有效抑制病害侵染,抗性强,发生的病虫害容易防治,通过一些常规方法病虫害防治就可以解决。
每年冬季至来年春季进行修剪,多年生花楸萌蘖的枝条多,修剪时需要对主侧枝的延长枝进行短截,剪掉伤残病虫、交叉过密及老化中空的枝条。多年生萌蘖枝条多,内部枝条容易被遮挡导致内部阳光不足,因此应对外围枝进行修剪,让植株整体充分接受光照,防止内侧枝徒长或枯死[26]。
1.4 数据分析
为研究北疆黑果腺肋花楸形态特征及该种植栽培管理模式带来的经济效益,利用物候期观察数据对生长形态特征进行研究。并结合新疆睿洋农业有限公司2017年成本核算表,采用Microsoft Excel 2007软件进行数据整理、计算,探讨黑果腺肋花楸带来的经济价值。
2 结果与分析
2.1 形态特征
经过物候期观察整理,黑果腺肋花楸4月上旬芽萌动,芽长0.3~0.6cm;4月下旬展叶,叶缘微锯齿状;5月上旬开花,花期15~24d;6月上旬坐果,果实直径1.2cm,果皮紫黑色;8月初果实变红;8月末果实变黑,9月上旬果实成熟;10月中上旬叶变为紫红色;11月上旬落叶;彩叶期16~20d。从芽膨胀至落叶历时200d左右,从幼果膨大至果实成熟需100d左右。
根据物候期观测结果,新疆北部的黑果腺肋花楸生长符合周期特点,生长发育良好。黑果腺肋花楸芽红褐色,圆锥形,长约0.3~0.6cm。叶椭圆倒披针形,单叶,互生,羽状叶脉,叶缘微锯齿状,叶长10cm,宽8cm,叶脉中部着生黑色腺体,叶面光滑。复伞房花序,花序柄有绒毛。花药粉红色,花瓣白色5片。球形梨果,果径0.8~1.2cm,果皮紫黑色,果肉暗红色,重1~2g,果柄红色,浆果酸甜略有微涩味道。树皮光滑,红棕或灰褐色,具明显圆形皮孔,幼枝黄棕色。外观近球形,树高1.5~2.5m[27],树形美观。
2.2 经济效益
裕民县地区种植出来的黑果腺肋花楸果产品,大部分加工成红酒饮料,制作红酒剩余的残渣,制成茶包,一小部分的果实加工生产成果粉干粉。黑果腺肋花楸含有丰富的多酚物质,尤其是花青素,经过沈阳睿洋农业公司检测对比,新疆的黑果腺肋花楸多酚、原花青素含量甚至远远高于其他地区。该水果在所有水果中抗氧化指数最高,有很强的抗病毒能力,果实富含黄酮、花色苷、咖啡酸及咖啡酸衍生物等多酚类化合物,因此具有较强的抗氧化活性[28],其提取物对治疗心脏病、高血压等心脑血管疾病有特效[29]。目前由黑果腺肋花楸果实加工的药品、食品、保健饮料在市场上非常普及和流行,具有美容抗衰,保护视力,助消化,抗癌防心脑疾病等多种作用。且黑果腺肋花楸产量很高,在丰产季每亩产鲜果1500kg左右,收获可长达30年。结合裕民县当地黑果腺肋花楸果实实际栽培生长及果实采收情况,计算运营成本及收益,并根据2016~2017年2年种植情况,进行推测今后2年的经济效益,计算及推测结果如下(表2):
表2 裕民县地区黑果腺肋花楸种植收益分析表(元)
经过2016~2017年2年种植成本核算,裕民县新疆睿洋农业有限公司于2016年秋季种下外购沈阳苗木3406905.00元,2017年5月至11月对第一批种下的黑果腺肋花楸进行栽培管理,2017年10月新购入三坪农场苗木53532.80元。由于黑果腺肋花楸种植简单,成活率高,果实加工产品多,除去全年各类支出费用,第一年纯收益亏损3600195.15元,第二年收益盈利3368315.88元,种植效益2年下来总的亏损231879.27 元。在应有的土地苗木基础上,借鉴前2年的成本核算,预计2018年,就能追平成本,纯收益预计达到3189969.41 元,接近300万元。2016年种植2253.631亩, 2017年补种32.489亩, 两年共2282.12亩,每亩地收益达到1395.36 元。 在原有的土地基础上继续种植,除了已经适应的土壤气候条件,各方面设施也更加完善,这为黑果腺肋花楸在裕民县的种植奠定了良好的基石。相信今后几年的种植,会取得更加可观的利,其发展前景很大。
3 讨论
通过对北疆乌鲁木齐三坪农场地区的黑果腺肋花楸进行物候期观测,结果表明,黑果腺肋花楸能够适应北疆pH8.0以下土壤及气候特点,并正常生长发育。就我国最早引种地辽西地区而言,气候条件较差,干旱因素和碱性土壤影响很大。而且冬季气温较低,然而该树种能在引种区正常开花、结实,并未发生冻害[30]。北疆地区与辽西地区黑果腺肋花楸发育情况相似,且形态特征与辽西地区相似。经过观察,三坪农场黑果腺肋花楸叶长8~10cm,花期5月上旬~5月下旬,9月上旬果实成熟,根据王鹏对黑果腺肋花楸在不同区域的生物学特性的研究,东亚中国辽西地区该植物叶长6~10cm,花期5月初~5月末,8月末果实成熟期[30]。相比之下,由于气候土壤等原因,北疆地区生长发育会比辽西地区晚一些,但生长情况良好,可见北疆引种是比较成功的。
塔城属典型温带大陆性气候,年均降水量280mm,全县总面积6220km2,有47万亩耕地,土地资源丰富。该地区种植的黑果腺肋花楸苗木,大部分由沈阳地区引进,小部分由三坪农场购入。目前杭州睿洋集团已在裕民县种植基地投资1000万,2016年在当地开始种植,计划利用2017年和2018年2年时间种植花楸10000亩,达到国家级产业园区标准,当前已种植近2300亩地。一年半种植下来,该地区的黑果腺肋花楸长势良好,经过计算,3年就能追平成本,纯收益预计接近300万元,每亩地收益达到1395.36 元。经过统计,该地黑果腺肋花楸成活率高达92%。相比之下,乌鲁木齐年平均降水量不足200mm,气候干早,加上三坪农场该种植区土质为黏土,地理位置又处于风口,上下抽干植物水分,导致植株成活率只有90%。这充分体现出塔城地区的种植优越性,通过成本核算及果实产品售卖情况,经济收益十分可观,在市场具有广阔的前景。
有关黑果腺肋花楸果实营养价值,许多学者也做了研究,据Gasiorowski[31]研究得出它的果实具有抗癌作用、孙智谋[32]等人在实验中发现它具有抗炎作用、Jankowski A[33]等人研究得出他具有保肝作用,对于这样一种粗放型管理树种,好种植,成本低,收益高,功能多,集保健饮品、药用、园林和生态功能于一身,是具有较好发展前景适合新疆栽培的树种[34],其在新疆的深入推广和种植将是对新疆更进一步的经济推动。
4 结论
黑果腺肋花楸集生态、园林、保健价值于一身,对病虫害、土质、气候都有较强的适应性,且经济价值高。随着黑果腺肋花楸特殊的医药和食品功能性被广泛认知,以及黑果腺肋花楸表现出的对环境的适应性及不良环境的抗逆性,其相关产业也随之建立和发展起来。黑果腺肋花楸在药用食用方面副产品颇多,功能广泛,生态及园林观赏方面也表现出优越的发展前景。目前,黑果腺肋花楸产业在我国还处于起步阶段,许多相关市场上的问题还需要探索。新疆土地辽阔,土壤气候各方面又适于黑果腺肋花楸的生长发育,在新疆的栽培与种植具有显著的优势与前景,为了达成更高的经济价值,黑果腺肋花楸在新疆的引种与栽培也应引起业界更大的重视。我们可以借鉴和利用塔城裕民县的栽培管理模式及经济效益,结合新疆黑果腺肋花楸生长的实际情况,快速促进新疆地区黑果腺肋花楸产业的建立与发展,开发出黑果腺肋花楸更大的经济效益。