从天水站沙棘研究谈丘三区沙棘种植开发

李学勇，王 昕，李 旭

[黄河水土保持天水治理监督局(黄河水利委员会 天水水土保持科学试验站)，甘肃 天水 741000]

甘肃省沙棘资源有中国沙棘(Hippophaerhamnoidessubsp.sinensis)、肋果沙棘(Hippophaeneurocarpa)和西藏沙棘(Hippophaetibetana)3个种或亚种，主要分布在海拔1 000 m左右的渭河以南梁峁河谷地区到海拔4 000 m左右的甘南高原和祁连山地的山坡范围内。全省沙棘资源总面积13.3万hm2，占全国沙棘林面积的20%左右，是全国重要的沙棘分布区之一[1]。沙棘在甘肃省黄土丘陵沟壑区第三副区(以下简称“丘三区”)林区多呈片状或块状分布于树木稀少的阳坡和林缘，在非林区多呈带状沿梁分布。天水市作为甘肃丘三区的主要组成部分，属温带半湿润气候区，年均气温11.5 ℃，年均降水量574 mm，年均日照时数2 100 h，气候温和，四季分明，日照充足，降水适中，是沙棘生长适宜区，也是甘肃省沙棘资源的集中分布区之一。黄河水利委员会天水水土保持科学试验站(以下简称“天水站”)从20世纪40年代起开始沙棘研究，在沙棘育种、育苗和种植方面开展了许多研究。下面在简述天水站沙棘研究成果的基础上，对其研究主要区域——丘三区沙棘种植开发存在的问题以及前景等提出一些建议和展望。

1 天水站沙棘研究历程简述

天水站作为我国最早的水土保持研究机构，在建站之初的1943年就开始采集当地野生沙棘的种子，开展育苗种植试验，进行侵蚀沟壑的生物治理，同时在支毛沟建造沙棘篱，拦洪挂淤造地。

1976—1979年，天水站进行了沙棘专题研究，取得了一系列成果，特别是围绕沙棘薪炭林建设，在渭河上游地区开展飞播造林试验、模拟飞播造林试验等，为快速治理丘三区沟坡水土流失提供了可资借鉴的模式。1982年，甘肃农业大学陈扬钧与天水站于卓德两位前辈撰写的《沙棘根系的初步调查》[2]发表在《甘肃农大学报》上，其对沙棘根系的初步研究填补了该方面的空白。该文章系统总结了其在甘肃秦安县的研究成果，指出沙棘虽然主根不发达，但多数侧根呈主根形式向下深扎，垂直根深50～80 cm，最深可达2 m，且具有强大的水平根系，根幅可达10 m，80%的根系分布在地表0～20 cm的土层中，这些都是沙棘适应半干旱地区土壤环境的表现；沙棘平茬前根蘖量较少，但平茬后萌蘖量剧增，萌蘖苗可达6万～18万株/hm2。沙棘强大的水平根系和发达的垂直根系，能对土壤起到固定作用，加之萌蘖力强，是一种能迅速覆盖地表、保持水土的优良树种。

1986—1988年，天水站承担了甘肃省科学技术委员会“沙棘良种选育试验研究”课题，并陆续承担了黄委下达的“沙棘良种培育”课题及国家重点攻关项目“沙棘资源开发、良种选育及合理经营”专题，在以天水、兰州为代表的丘三区就引进品种的生态适应性进行了研究，并开展了初步优选、杂交试验和栽培试验，使区域沙棘资源得以丰富。

1986—1990年，天水站参与了中国林业科学研究院主持的“沙棘遗传改良系统研究”课题，负责其中的“中国沙棘地理种源试验研究”专题。专题利用沙棘种源的不同制定了沙棘地理种源试验种子调拨区划，选用来自青海、新疆、西藏、山西、内蒙古、宁夏、甘肃、河北等省(区)的19个种源地的材料，确定采种母树林区，在较短时间内初步选择出了要引进的优良种源种子，为进一步开展选优、杂交育种奠定了基础。专题根据中国沙棘的分布范围，在其主要分布区内按统一标准分别收集试验材料，记载采种母树林区气候条件、土壤条件、林分年龄、生长发育等状况，并在龙王沟试验场进行了苗期试验，观测物候期和生长量，在梁家坪试验场进行了造林试验，通过造林试验筛选不同用途的适宜种源。苗期试验结果表明，中国沙棘不同种源生长差异显著，呈明显的地带性，纬度越高，生长越慢；纬度相近的，在海拔1 100～3 000 m范围内，海拔越高生长量越大，低纬度高海拔的甘肃、青海种源优势明显。参试沙棘的果实大小及单株产量的差异趋势为：华北区种群果实较大、单株产量高，西北区种群果实小、单株产量低。试验初步选出了经济型、经济生态型、生态型等不同类型、不同用途的沙棘优良种源和单株。另在古县种源中发现无刺沙棘雌株，生长顶端无刺，枝刺软化细弱，呈退化状态。

1998年，天水站作为参加单位，完成了由中国林业科学研究院主持的“沙棘遗传改良系统研究”课题，其研究成果荣获国家科技进步一等奖。2000年，黄河水土保持天水治理监督局成立，与天水站一套人马、两块牌子，但由于职能及科研项目申请渠道变化等多方面的原因，沙棘研究一度中断。

2 近年来天水站开展的沙棘引种试验研究情况

2019—2020年，天水站与水利部沙棘开发管理中心合作开展了“黄土梁状丘陵沟壑区高效水保植物示范建设”项目，将大果无刺沙棘等优良沙棘品种作为项目示范的主要树种引种到梁家坪和龙王沟试验场，延续了优良沙棘品种的引种、试验观测及示范、筛选研究工作。项目先后从甘肃省庆阳市西峰区及新疆维吾尔自治区额敏县引进大果无刺沙棘“201301”至“201311”等俄罗斯第三代沙棘良种11个，中国沙棘与蒙古沙棘(Hippophaerhamnoidessubsp.mongolica)杂交优良品种“杂雌优1号”“杂雌优10号”“杂雌优12号”“杂雌优54号”“杂雄1号”等5个品种，共计16个沙棘优良品种。在梁家坪试验场选择“201301”“201302”“201303”“201304”“201305”和“201307”6个品种建立栽培示范园2.0 hm2，在龙王沟试验场建立包括上述16个优良品种的沙棘种质圃0.2 hm2。其中，梁家坪试验场示范园立地条件为梯田，苗木定植株行距为1.5 m×2.0 m，灌溉配套集雨水窖；龙王沟试验场种质圃立地条件为川水地，苗木定植株行距为1.0 m×1.2 m，机井灌溉。

2019年5月萌芽率调查及8月成活率调查结果(表1)表明，不同品种之间在萌芽率方面存在明显差异。梁家坪试验场的6个大果沙棘品种中，“201301”“201303”萌芽率较高，均达到70%以上，“201307”萌芽率较低，为35%；6个品种成活率相对接近，总体上差异不大。龙王沟试验场种质圃沙棘苗木萌芽率普遍较高，品种间差异不明显；成活率达到或超过90%的品种有9个，其中“201307”成活率最高，达96.00%，“201310”成活率最低，为85.00%。

表1 苗木定植当年萌芽率、成活率调查结果

在苗木生长情况调查中，对比6个在梁家坪试验场和龙王沟试验场均种植的品种“201301”“201302”“201303”“201304”“201305”“201307”的树高、地径、新梢平均数量及长度等观测指标，发现同一品种在两个试验场植株生长量存在差异，同一试验场不同品种间生长量也存在差异，其品种间差异情况两个试验场相近。试验品种在龙王沟试验场其树高、地径均优于梁家坪试验场，这完全是前者位于川水地，水热条件较好所致。

2019年8月，在梁家坪试验场和龙王沟试验场开展的以树高、地径、新梢平均数量及长度等为观测指标的观测结果(表2)表明：梁家坪试验场的“201304”在树高、地径上均表现为最优，“201307”在新梢平均数量及长度上表现为最优；龙王沟试验场的“杂雄1号”在树高和地径上均表现为最优，“杂雌优54号”新梢平均数量最多，“杂雌优12号”新梢平均长度最长。

2020年9月，在梁家坪、龙王沟试验场开展的以树高、地径为观测指标的观测结果(表2)表明：梁家坪试验场的“201301”在树高、地径上均表现为最优，龙王沟试验场的“201311”树高表现为最优，“杂雌优10号”地径表现为最优。

表2 引进大果无刺沙棘和杂交沙棘生长量观测统计结果

结果方面，“201304”“201305”已在2020年即种植的第2年在龙王沟试验场挂果，其中：“201304”于6月10日左右成熟，平均纵径达到1.33 cm，平均横径达到0.88 cm，鲜果百果质量59.1 g；“201305”于6月20日左右成熟，平均纵径达到1.26 cm，平均横径达到0.80 cm，鲜果百果质量52.30 g。两个品种相对于中国沙棘平均纵径0.66～0.90 cm、平均横径0.45～0.78 cm、鲜果百果质量7.76～28.90 g来说，有着明显的单果大小和产量优势，且“201304”“201305”果实糖分含量分别达11.9%、12.0%。大果沙棘引种试验结果情况与天水站沙棘地理种源试验品种结果情况的对比详见表3。

表3 不同类型沙棘果实百果质量测定结果

以上测定数据是对引自西峰的沙棘品种的测定和分析结果，引自新疆的沙棘品种未结果，未列入。从定植两年的情况来看，不管大果沙棘还是杂交沙棘，总体表现均不错，其中引进的“201304”和“201305”两个品种在试验中表现了早果性，其百果质量及糖分含量等指标对中国沙棘具有比较优势。相信在未来数年内随着引进品种的陆续结果，将获得更多各品种的生长、结果观测数据和分析材料，依靠这些数据和分析材料，可以筛选出在丘三区适应性强、更能体现生态和经济价值的优良沙棘品种。

3 天水站主要服务区域沙棘开发利用方面存在的问题

天水站所在地甘肃省天水市的沙棘大规模开发利用工作开始于1985年，当时沙棘企业星罗棋布，曾出现了秦安县沙棘饮料食品厂、清水县沙棘饮料食品厂、天水天河源食品有限公司，以及清水县的中外合资甘肃绿盛堂生物制品有限公司等一大批较大规模的沙棘加工企业，一度市场销售不错。但随着市场的变化、天然沙棘果资源的衰减，原有的技术、经营管理落后，企业多已停产转产。目前全市仅剩沙棘产品加工企业10余家，如天水华盛农业综合开发有限公司、天水市天泉饮料有限责任公司、清水县绿宝沙棘制品有限公司等沙棘加工企业，其中天水华盛农业综合开发有限公司生产开发的“珀菲科特”沙棘汁较受市场欢迎。但受沙棘种植和开发方面存在问题的影响，区域内沙棘产品开发利用不足，企业发展受限，其存在的主要问题如下：

(1)野生沙棘资源破坏严重。在甘肃天水地区，人多地少，老百姓一度为烧柴问题而终日奔波，而沙棘火力旺，是农村良好的薪材，在农村被砍伐得相当严重。沙棘还是牲畜的优质饲料，过度的放牧啃噬使野生沙棘日益减少，距离村镇近的沙棘林逐渐消失。另外，沙棘汁等加工业兴起后，由于地方和群众资源保护意识差，只要带果的枝就被全部剪掉，也使得沙棘林受到严重破坏。

(2)缺乏合理规划，品种结构不合理。沙棘发展缺乏统一规划，对区域沙棘产业的发展缺乏必要的宏观指导，重生态效益、轻经济效益的现象突出，没有体现高质量发展理念。沙棘栽植缺乏分类指导，且品种过少，没有建立丰产示范园和丰产栽培基地。目前，区域内沙棘采果仍然以野生沙棘为主，产量低、品质差。近年来引进的一些大果沙棘品种虽然使企业用果看到了希望，但尚在试验阶段，还未能形成生产力。

(3)管理粗放，技术力量薄弱。野生沙棘基本是自然生长状态，没有实施相应的复壮、更新等管理措施，产果量逐年下降；栽培沙棘以生态效益为前提，管理不到位，种植三四年后即完全郁闭，不仅产果量少，而且即使有果实也根本无法采摘。种植园缺乏科技人员的栽培指导，沙棘规范化栽植技术普及不足，选择品种不合理，造成品质和产量不高，严重影响农民种植积极性。

4 丘三区沙棘种植与开发

甘肃省丘三区地处陇中东南部，东依关山，南靠秦岭，北与宁夏回族自治区隆德、西吉接壤，地理位置104°18′～106°21′E、34°23′～35°45′N，包括天水、定西、平凉三地(市)的秦安县、陇西县、通渭县、静宁县全部，麦积区、秦州区、甘谷县、武山县、漳县北部，清水县、张家川县、庄浪县西部，以及灵台县南部小部分地区，总面积1.812万km2。天水市丘三区面积占土地总面积的43.77%，区域地貌为黄土梁状丘陵为主的现代剥蚀山地、侵蚀沟谷等侵蚀地貌，主要包括侵蚀中低山丘陵地貌(占15.4%)、剥蚀堆积丘陵地貌(占65.2%)、侵蚀堆积河谷地貌(19.4%)。从甘肃省丘三区地面坡度组成情况来看(表4)，15°～25°坡地占总面积的40.52%，达7 313.7 km2。

表4 甘肃省丘三区地面坡度组成情况

丘三区沙棘种植可按其自然分布状态和开发利用需求，在不同坡度情况下，采用不同的空间配置模式。其中，沙棘在梁峁顶部、靠近分水岭小于15°缓坡，适宜于修筑隔坡带子田、水平阶整地，进行灌草混交配置或建立种植园；在梁峁坡中上部小于25°缓坡，用于梯田地埂、沿山坡等高线配置的农林、灌草复合种植，既可保证梯田安全生产，又能增加经济收入；在梁峁坡或大于25°陡坡，沙棘可用于营造水土保持防护林，地形较完整部位可与乔木混交营造乔灌混交林；在无常流水的沟底，沙棘与刺槐、杨树、旱柳、杞柳、紫穗槐等可混交种植，用于保土固沟，防止下切侵蚀。

丘三区在沙棘工业原料建设分区中属于黄土高原中部“集流型”沙棘种植区[3]，总体布局上可将区域内现有沙棘天然林和人工林按其生态地位、生长结果情况、利用前景等因素划分为生态重点保护区、一般开发区、商品林经营区，在搞好规划的基础上，科学造林营林，并做好管护工作。重点保护区禁止砍(折)沙棘树(枝)；一般开发区可有控制地砍伐作薪柴、饲料，根据当地沙棘开发需求采摘沙棘果；商品林经营区可按果园模式建立，选用优良品种苗木，集约经营，不允许砍伐或放牧。

在具体工作中，可结合小流域治理和退耕还林工程有关政策，稳步扩大沙棘商品林。在充分利用现有沙棘资源的同时，还需加大优良沙棘品种的育种和推广工作，充分利用几年来引进的大果无刺沙棘和杂雌优新品种，开展工业原料林的试验示范推广工作，扩大沙棘规模化种植面积，加强田间管理，切实提高栽培管理水平，推动丘三区农村生态和经济的高质量发展。