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金沙江流域元谋干热河谷人工酸角林地铺地木蓝引种研究



全 文 :文章编号:1001-4829(2004)05-0576-04
  收稿日期:2003-08-06
  基金项目:国家“十五”科技攻关项目(2001BA606A-07);云南省
省院科技项目(97S005);省环保局和楚雄州农业局项目
作者简介:朱红业(1966-),男 ,副研究员 ,主要从事生物资源利
用 、退化生态环境恢复与小流域参与式管理研究。
金沙江流域元谋干热河谷
人工酸角林地铺地木蓝引种研究
朱红业1 ,张映翠1 , 2 ,龙会英1 ,沙毓沧1 ,张明忠1 ,杨 忠3 ,金 杰1 ,史亮涛1
(1.云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所 ,云南 元谋 651300;2.西南农业大学资源与环境学院 ,重庆 北碚 400716;
3.中国科学院成都山地灾害与环境研究所 ,四川 成都 610041)
摘 要:针对金沙江流域元谋干热河谷退化旱坡山地环境人工经济林行间少优良草被覆盖问题 , 在乡土酸角 Tamarindus in dica
linn人工经济林 6 m×8 m 行间 ,开展了铺地木蓝 Ind igo fera endecaphylla Jacq适应引种栽培和生物量产出研究。测定其扦插出苗
率 、生根期 、生长速度 、株高 、产草量 、枯落物量和种子产量等指标 ,观察其抗逆性能 ,结果表明:铺地木蓝在金沙江干热河谷乡土酸
角人工经济林行间适应性较好 ,具有速生 、覆盖力强、耐瘠 、耐旱 、不攀缘和缠绕客体特点;全生育期内可刈割 2次 ,留茬 15 cm , 地
面生物产量达 31.5~ 40.5 t/ hm2;未刈割 3年生铺地木蓝地面枯落物为 6.3 t/ hm2 ,可采收种子 968.8 kg/ hm2;适宜作为干热区
退化旱坡山地人工经济林果行间覆盖作物推广 ,但规划种植时宜重视低温对其危害。
关键词:金沙江;元谋干热河谷;铺地木蓝;引种栽培;应用推广;酸角
中图分类号:S791.04   文献标识码:A
Introduction of Indigofera endecaphylla Jacq under artificial
forest in dry-hot valley Yuanmou ,Jinsha river
ZHU Hong-ye1 , ZHANG Ying-cui1 , 2 , LONG Hui-ying1 , SHA Yu-cang1 , ZHANG Ming-zhong1 , YANG Zhong3 , J ING Jie1 , SHI Liang-
tao1
(1.Inst itute of Tropical and Subt ropical Cash Crops , Yunnan Academy of Agricultural Sciences , Yuanmou 651300 ,C hina;2.Academy of
Resou rces and Environment , South-west Agricultural University , C hongqing 400716 , C hina;3.Insti tute of Mountain Harzard and Envi-
ronment ,C hina Academy of Sciences , Chengdu 610041 ,C hina)
Abstract:In order to overcome the problem of uncovered area betw een row s under art ificial economical forest in degraded slope land in dry-
arid valley of Jingsha river , and find adaptabilit y of int roduced grass and biomass product , an experiment w as carried out in agrestic
Tamarin dus indica linn space(6 m×8 m)by planting In digofera endecaphyl la Jacq.All the index , including germination percentage of
seedling cut ting , root s planting time , rate of grow th , height of plant , grass biomass, lit t er amount and seeds yield and etc , w ere measured ,
and st ress tolerance w as observed also.Primary resul t show ed:(i)Indigofera endecaphyl la Jacq had the characters such as faster grow th ,
st ronger cover abili ty , tolerance to lower fertilit y , and drought , not climbing or enw inding object s;(ii)cut ting tw o time during w hole plant-
ing period , and 31.5-40.5 t/ ha·yr biomass could be harvested;(iii)lit ter amount about 6.3 t/ ha·yr could be obstained under ground of
three years old Indigofera endecaphylla Jacq , and seed about 968.8 kg/ ha could be harvested;(Ⅳ)Temperature under zero centigrade
w as harmful to Indigofera endecaphylla Jacq.
Key words:Jinsha river;Yuanmou d ry-hot valley;Ind igofera endecaphyl la Jacq;int roduction and plant ing;applying and extending;
Tamarin dus indica linn
  20世纪 50 ,60年代以来 ,以元谋为典型代表的
金沙江干热河谷旱坡山地长期受人为粗放掠夺性种
植经营与过度滥牧影响 ,一方面 ,水土流失严重 ,土
地肥力严重退化与干旱化 ,地表层石砾化与裸化愈
来愈突出[ 1] ;另一方面 ,进入80年代 ,随着社会经济
的进一步发展 ,县域农村经济产业结构的大调整 ,许
多农户对大面积荒山坡地经营效益的期望值也越来
越大 ,积极承包经营 ,大量种植生态经济林果酸角 、
龙眼 Euphoria Longan 、芒果 Mangi fera indica 、毛
叶枣 Zizyhpus maui tina 、余甘子 Phyllamthus em-
blica [ 2] 、印楝 Neem tree 、番木瓜 Carica papaya 、塔
576
西 南 农 业 学 报
Sou thw est China Journal of Agricultural S ciences
              2004年 17卷 5期
Vol.17  No.5
拉 Caesalpiniaceae tarra 等。长期以来 ,由于荒山坡
地的保育极端薄弱 ,山地处于超负荷产出 ,农户经济
林果产出收益低而不稳。怎样通过经济林行间人工
种植多年生豆科草被 ,发挥本区 600 mm 相对于北
方旱区天然降雨优势 ,通过雨季 5 ~ 10月豆科草被
生物量形成及土壤中生物固氮 ,旱季 11月至翌年 4
月留茬刈割 ,地面生物量死覆盖经济林行间以保湿
和提高土壤有机物质等 ,改善经济林下微区生长环
境以促进产出。基于此 ,引进铺地木蓝在金沙江流
域元谋干热河谷荒山坡地人工经济酸角林行间试验
种植 ,观察其适应 、抗逆能力和生长表现 。
研究区位于金沙江干热河谷典型区云南元谋干
热河谷[ 2] ,年均气温 21.9 ℃,最热 5月月均 27.1
℃,最冷 12月月均14.9 ℃,极端最高气温42 ℃,最
低气温-1.3 ℃,全年降雨量614 mm ,降雨集中在 5
~ 10 月份雨季 , 蒸发量 3911 mm , 年相对湿度 53
%,年干燥度 k值 2.08 ,旱季该值可达 16.2 ,年均太
阳总幅射量 153 千卡/cm2 ,日照时数 2670 h , ≥10
℃积温达 8003 ℃,日均7.3 h ,日照率为 60 %,霜期
2 d 。试验区选择在元谋干热河谷龙川江下游三级
台地的侵蚀坡地 ,为云南省农业科学院热带亚热带
经济作物研究所退化旱坡地雨养型经济林植被恢复
区。土壤属干热燥红土 ,少量干热变性土[ 3~ 4] , 土
壤贫瘠 ,中性偏酸 ,坡度 5.2°,海拔 1080 m 。区内主
要人工种植雨养乡土酸角经济乔木树种 ,株行距 6
m×8 m ,林内郁闭度 0.32 ,树龄 5年 ,长势中等 。
1 材料与方法
酸角种源于 1991 年引自云南保山怒江坝 。
1997年 5月份雨季 ,刈割铺地木蓝茎蔓并扦插于酸
角树行间 ,试验面积 0.2 hm2 。扦插前 ,翻犁树行间
深 15 ~ 20 cm , 用腐熟圈肥约 33.3 kg/hm 2 、普钙
3.3 kg/hm2 做底肥;扦插时 ,墒面 40 cm×50 cm 上
挖园形浅坑 ,坑深 10 ~ 15 cm ,长宽各约 20 cm ,顺坑
内缘斜放长 20 ~ 30 cm 、1 ~ 2 年生半老化新鲜茎蔓
枝条 5 ~ 8根 ,地面露出 2 ~ 3个芽眼 ,回填土一半 ,
指头压实 ,用枝条约 8.3 kg/hm2 ,苗期中耕除草 2
次 ,全年不喷药 、施肥和灌水 。
试验区内随机布设铺地木蓝 1 m ×1 m 小样方
6个 ,其中 3个供多茬鲜草产量测定 ,3 个供种子产
量测定;扦插枝条设4种处理各10 m2 ,即处理A :大
于 2年生老化新鲜枝条 ,B:1 ~ 2年生半老化新鲜枝
条 ,C:当年生新鲜枝条 , D:1 ~ 2年生半老化枝条贮
藏 3 d;6 月份自然状态下培养皿法测定种子发芽
率;花期取鲜草茎叶 ,置烘箱烘干测定鲜干比 ,制混
合样300 g ,送云南省农科院生物测试中心进行营养
成分含量测试分析 ,粗蛋白用凯氏法 ,钙用原子吸收
法 ,磷用钒钼黄比色法测定;大田实地观察和测定内
容包括扦插成活率 、物候期 、生长速度 、盖度 、草层高
度 、越冬率 、抗旱能力 、主要病虫害 、产草量 、枯落层
厚度 、枯落物重 、根瘤 、产籽量等情况 ,方法主要参见
任继周主编《草业科学研究方法》 。
2 结果与分析
2.1 扦插成活率 、生长速度
铺地木蓝大田种子采集成本远高于割蔓扦插 ,
且种子出芽生长较慢 ,故生产上采取茎蔓扦插繁殖
方式为主 。雨季 , B 处理 3 ~ 7d 发新芽 ,成活率为
85.3 %,远高于其它 3个处理;A处理枝条老化 ,芽
活力相对较差 ,D处理枝条因中途人工简易贮藏 ,造
成芽水分及营养物质耗损 ,因而 A 、D处理成活率偏
低 ,分别为 49.1 %、55.0 %;C 处理芽成熟度 、饱满
度不够 ,出芽率差 ,仅为36.6 %,故生产中应多采用
B处理即 1 ~ 2年生新鲜枝条繁殖 ,以保证扦插成活
率 。
5 ~ 10月是雨季 ,雨热同期 ,平均温度 25 ℃,空
气湿度 64 %,利于扦插成活幼苗快速生长。扦插
11d后 ,枝条均萌发新茎芽 3 ~ 6 个 , 1周内长 4 ~ 5
cm ,4 ~ 5 个月后 ,新茎芽长成匍匐茎蔓 ,长 1.0 ~
3.4 m ,形成地表覆盖草层高 5 ~ 30 cm ,当年郁闭度
达 57.2 %;2年生地表覆盖草层高20 ~ 45 cm ,郁闭
度达86.4 %;3年生地表覆盖草层高达50 ~ 60 cm ,
全园封行 。铺地木蓝茎蔓无卷须而葡匐生长 ,不攀
缘客体 ,贴地面茎蔓可着生气生根。
表 1 铺地木蓝主要物候期
Table 1 Major phenological periods of Indigofera endecaphylla Jacq
扦插
Time of
seedling
cu tting
营养期
Nutri tion
periods
初花期
Periods of
original
florescence
盛花期
Periods of
f lorescence
终花期
Periods of end
of f lorescence
种熟期
Periods of
matu re seed
缓慢生长
Periods of
slow grow th
返青期
Time of green
beginning
初 / 5月 5~ 10月 中旬/ 10月 中旬/ 11月 中旬/ 1月 下旬/ 1月 11~ 4月 下旬/ 5月
The f irst ten
days of May
May-Oct. T he middle ten
days of Oct.
The middle ten
days of Nov.
The middle ten
days of Jan.
T he late ten
days of Jan. Nov.Apr.
The late ten
days of May.
5775期 朱红业等:金沙江流域元谋干热河谷人工酸角林地铺地木蓝引种研究
表 2 铺地木蓝有效根瘤结瘤状况
Table 2 S tatus of effi cient root nodules of Ind igo fera endecaphylla Jacq
扦插
天数(d)
Days of
seedling
cu tting
根着
生节数(个)
Roots nodules
wi th burls
观测时间
(日/月)
Observation
(day/month)
总数
Total
amount
根瘤数(个/株)
Number of root nodules(number/ plant)
<1.5mm 1.5~ 2mm >2mm
横纵径(mm)
Length and breadth
平均
Average
最大
Maximum
颜色
Colou r of
root nodules
60 2 19/ 4 31 18 7 6 1.0×1.8 2× 3 粉红 pink
74 4 25/ 4 40 26 10 4 1.9×2.4 3× 4 粉红 pink
94 4 5/ 5 51 35 11 5 2.1×2.5 3×4 粉红 pink
100 4 10/ 5 48 19 14 15 3×3.5 4× 4 粉红 pink
  注:表中数据为 20株平均值。
2.2 物候期
铺地木蓝物候期与本区干湿季相特征一致 ,5 ~
10月雨热同期 ,扦插苗 6 ~ 12 d开始大量生根 ,其生
物量大量形成;进入旱季 11 ~ 4月 ,植株花期可长达
3个月 ,但生物生长缓慢 ,甚至因土壤水分不足而停
止生长。铺地木蓝扦插苗主要物候期见表 1。
2.3 抗逆性能
铺地木蓝耐旱 ,能顺利渡过 11 ~ 5 月土壤平均
水分绝对含量低于 8 %[ 1] 、空气湿度 44.7 %、温度
19.8 ℃的持续旱季 ,及 4 ~ 5月份土壤 0 ~ 20 cm 绝
对含水量持续 4 %~ 5 %、空气最高温度 35 ~ 42 ℃
的高温干旱 ,除贴地已长出气生根的茎蔓外 ,铺地木
蓝通过自组织行为大量落叶 、地面匍匐茎迅速木质
化和回枯策略来抵御干旱 ,保证自身根茎存活 ,受旱
死亡率低于7 %;铺地木蓝耐瘠 ,能在当地多数优势
乡土草均不能长好的瘠薄干热变性土上正常生长 ,
完成生活史;抗病虫害力强 , 雨季 , 局部偶有低于
5 %的叶斑病轻度发生 ,有小跳蝉 、蝗虫轻度啃食嫩
叶 ,虫口密度为 3 ~ 7只/m2 ,无需喷施防病 、杀虫药;
耐刈割 ,只要不伤害根茎 ,一般不会出现植株死亡。
铺地木蓝属暖热性草 ,对低温敏感 ,耐寒害力
弱。低温寒害在干热区发生频率虽为 30年一遇 ,但
对暖温型铺地木蓝的危害是致命的。1999年 12月
25 ~ 27日 ,3 d凌晨气温降至-1.3 ~ -0.9 ℃,持
续时间约 3 h ,造成茎叶死亡率 93.5 %;2000年 5
月7日下午 ,雨天突降冰雹 1 min ,茎叶全部受冻 ,植
株死亡率达 75 %。
2.4 结瘤性
铺地木蓝能自然结瘤 ,扦插成活 10 d后可发现
白色根瘤 ,主要着生在一 、二级侧根及须根上;生长
在燥红土 、干热变性土上的幼龄根瘤形状多呈圆形 ,
部分椭圆 ,多数根瘤为白色;30 d后根瘤数明显增
加 ,有效根瘤数亦增 ,见表 4 ,形状为圆形 ,棒状或指
状 ,以棒状为多 ,其中以<1.5 mm 的根瘤为主 ,掰
开后 ,根瘤呈粉红色。据资料报道 ,铺地木蓝在一个
生长季节能生产 N 约 160 ~ 220 kg/hm2 ,表现出较
强的结瘤固氮能力[ 5] 。
2.5 产量与营养物质含量
铺地木蓝 1 、2 、3 年生地面鲜茎叶产量分别为
31.5 、35.1 、40.5 t/hm2 ,地面枯落物量分别为1.85 、
4.25 、6.35 t/hm2 ,茎叶鲜干比值由高到低 ,见表 3。
其中 2年生铺地木蓝年内试验刈割动态值为:4 、5 、
6 、8 、11月刈割 ,地面鲜草产量分别为 350 、570 、140 、
1100 、1220 g/m2 ,全年合计 3380 g/m2 ,初步表明地
面产量的形成主要在雨季 5 ~ 10月份的中后期即
8 、11月份形成 ,年生物量与 2年生一次性旱季初期
刈割值 3510 g/m 2 接近 。测试分析营养成份见表
4 ,与干热河谷乡土禾本科黄茅 Heteropogon contor-
tus和豆科丁葵Zornia gibbosa spanoghe 草营养成份
比较 ,铺地木蓝粗蛋白 、灰分 、钙 、磷营养成份均高于
乡土黄茅和丁葵草 ,其鲜茎叶养分也较丰富 ,适宜做
绿肥 、地表覆盖作物及饲料 。
表 3 铺地木蓝生物产量及地面枯落物量
Table 3 Biomass and ground li tt er amoun t of Ind igofera endecaphyl la Jacq
种植年
Years of
plant
鲜草产量(g/m2)
Fresh biomass product

Stem

Leaf
合计
T otal
茎/叶
Stem/ leaf
干草产量(g/m2)
Dry biomass product

S tem

Leaf
合计
Total
茎/叶
Stem/ leaf
鲜干比
Rat io of
fresh and
dry biomass
地面枯落物(g/m2)
Lit ter amount
重量(g)
Weight
厚度(cm)
Thickness
1 2040 1109 3150 1.84 1184 2.66 180.0 <0.5
2 2205 1305 3510 1.69 825 389 1214 2.12 2.89 420.3 0.5~ 1.0
3 2748 2110 4050 2.11 1892 2.14 630.0 0.8~ 2.5
578 西 南 农 业 学 报                      17卷
表 4 茎叶养分含量及营养价值
Table 4 Nutrient content and nutrit ion in leaf and stem mixture of Ind igo fera endecaphylla Jacq
品种
Variety
养分含量[ 6]
Nutrient conten t
N P2O 5 K 2O CaO
营养成份(占干物质百分比)
Nutriti on com ponent(%)
粗蛋白
C rude
protein
粗纤维
C rude
fibre
灰分
Crude ash
乙醚抽出物
Aether
ext raction
无氮浸出物
Nit rogen-free
extract

Ca

P
铺地木蓝
Ind igofera endecaphyl la Jacq
0.58 0.17 0.69 0.56 14.88 15.74 11.7 0.8 36.8 3.27 0.14
丁葵草
Zornia gibbosa spanoghe
5.96 22.52 5.47 2.85 50.50 1.06 0.10
黄 茅
Heteropogon contortus
3.80 39.7 5.15 1.12 31.03 0.11 0.08
  注:以上送检样均为花期采集的茎叶混合样。
2.6 种子产量
在雨养和无施肥条件下 ,酸角行间种植铺地木
蓝种子成熟在 1 ~ 3月 , 1月成熟较集中 ,每穗种荚
数 18 ~ 31个 ,平均每穗种荚数 25.3个;种子果荚细
长呈圆柱形 ,长约 2 ~ 3 cm ,宽约 0.1 ~ 0.2 cm ,含种
子 4 ~ 11粒 ,平均每荚含种子 7.5粒 ,种子小 ,短圆
柱形 ,呈黄色或浅褐色 ,种皮光滑坚硬 ,种子千粒重
2.57 g , 观察测定种子纯净度 92.41 %, 发芽率
83.7 %, 3 年生铺地木蓝种子产量为 968.8 kg/
hm2 。
3 结论与讨论
铺地木蓝在金沙江干热河谷人工酸角经济林间
种植 ,具有良好的适应性。在 0 ℃以上便可生长 , 侧
分枝能力强 , 5 ~ 10月份雨热同期 ,种植管理简单 ,植
株生长迅速 ,耐贫瘠;耐旱 ,抗病虫 ,全年能完成整个
生育期;林下行间种植 ,不影响主作物生长和管理;适
宜扦插期 5 ~ 6月 ,采用 1 ~ 2年生半老化新鲜枝条扦
插 ,成活率达 85.3 %,扦插前应犁地整墒 ,挖浅塘栽
植 ,苗期中耕除草 。有水利条件的果园或林地 ,雨季
结束后 12 ~ 4月 ,各月灌水 1次 ,可增加草生物量;也
可在 12月 ,留茬刈割 ,采种后 ,草覆盖林果行间。
铺地木蓝可作为人工酸角经济林行间微区环境
改善的优良覆盖材料 。铺地木蓝扦插成活后很快能
形成根瘤 ,并迅速构成主侧根根瘤群 ,较强的生物结
瘤固氮利于弥补土壤氮素的严重不足;雨季 , 2年生
覆盖草层高 20 ~ 45 cm ,郁闭度 86.4 %,形成林下
地表有效覆盖;旱季 , >1.85t/hm2·y r 的落叶枯枝
返回地面 ,土壤地面有机质物质富集 ,A00层营养得
到改善。实际操作中 ,在 12 ~ 2月旱季 ,一次刈割覆
盖林果行间 ,以降低地面温度 ,减少行间无效水分蒸
发 ,强化地表有机物质积累。
铺地木蓝可与酸角经济林配置林草复合景观 。
铺地木蓝茎蔓细韧 、无攀缘 、贴地茎蔓节生根 ,盖层
较厚的特征[ 6~ 7] ,且对光强弱相对要求不严 ,易与
其它树种配置 。雨季 ,在林果行间种植 ,其叶色翠
绿 ,覆盖整齐厚密 ,可有效防治林下行间地表被雨水
溅蚀 、冲涮;旱季 ,林果行间铺地木蓝变成浅红绿色 ,
果荚缀枝 ,可满足人的视觉需求 。
铺地木蓝茎叶产量与营养较好 ,可少量做饲料。
雨季 ,铺地木蓝在燥红土壤上生长快 ,草质鲜嫩 ,鲜草
产量为 31.5 ~ 40.5t/hm2 ,营养高于乡土黄茅 、丁葵
草 ,牛羊等反刍动物喜部份采食嫩茎叶;草晒干后 ,经
粉碎加工成草粉 ,可供冬季缺饲期做部份替代补料。
铺地木蓝耐寒性差 ,对小于 0 ℃的低温反应敏
感 ,尽管干热区极少有寒冻天气 ,但在规划种植时宜
引起重视。
致 谢:中国科学院成都山地灾害与环境研究所张
建平(现西藏国土资源厅),云南省农业工程研究设
计院严俊华 、本所杨长楷 、杨顺林 、张德等参加 ,谨致
谢忱。
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(责任编辑 王家银)
5795期 朱红业等:金沙江流域元谋干热河谷人工酸角林地铺地木蓝引种研究