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干热河谷牛角瓜人工栽培技术研究



全 文 :北方园艺2014(16):27~30 ·研究简报·
第一作者简介:高柱(1981-),男,江西上饶人,硕士,助理研究员,
现主要从事重金属污染土壤修复及能源树开发利用等研究工作。
E-mail:jxaugz2008@126.com.
责任作者:王小玲(1979-),女,陕西白水人,博士,副研究员,现主
要从事林木与花卉育种等研究工作。
基金项目:国家林业局林业公益性行业资助项目(201304810);江
西省科学院科研开发专项基金资助项目(2012-YQC-06);江西省
科学院协同创新专项研究经费资助项目(2013-XTPH-06);江西省
科学院产学研合作资金资助项目(2013-09)。
收稿日期:2014-03-25
干热河谷牛角瓜人工栽培技术研究
高   柱1,付 锦 楠2,王 小 玲1,高 松 金3,郑   元4,马 焕 成1
(1.江西省科学院 生物资源研究所,江西省重金属污染生态修复工程技术研究中心,江西 南昌330096;
2.江西省科学院 微生物研究所,江西 南昌330096;3.江西广播电视大学,江西 上饶331000;
4.西南林业大学 国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室,云南 昆明650224)
  摘 要:以牛角瓜野生种群当年生果实为试材,采用集约化培育方法,对牛角瓜整个生育周
期进行了调查研究,旨在完善牛角瓜人工栽培技术。结果表明:牛角瓜在干热河谷秋播萌发率达
95.00%,高于春播,但萌发速度较春播慢,与春、秋季播种温度变化有关;植株生长发育过程经历
1个峰值,快速生长期为6~8月,与河谷雨季同期;果实迅速膨大期出现在谢花后的第6~15天,
果实长度增加滞后于粗度增加,果实成熟期为33d左右;集约化栽培平均单株产量为42.50g,每
667m2可产纤维78.98kg,平均出棉率达19.37%,且变异系数达12.69%;集约化种植牛角瓜能
节约土地,达到稳产和高产效果。
关键词:干热河谷;牛角瓜;栽培技术;产量
中图分类号:S 567.1+9 文献标识码:B 文章编号:1001-0009(2014)16-0027-04
  牛角瓜(Calotropis gigantea L.)属萝藦科(Asclepia-
daceae)牛角瓜属常绿直立灌木,是山地棉类植物之
一[1-2]。生于低海拔向阳坡及空旷地,广泛分布于亚洲
和非洲的热带亚热带地区[3],印度、老挝、马来西亚、泰国
等干旱、半干旱及盐碱地区均有分布[4],我国主要分布
于四川、广西、广东、海南及云南的元江、巧家、建水、昆
明、元阳、西双版纳等地[5]。在干热河谷、盐碱地、沙滩等
生态脆弱环境下表现出较好适应性,能起到水土保持和
防风固沙作用。乳汁含有多种苷和碱,其提取物在强
心、消炎、镇痛、促进伤口愈合方面有显著疗效[6-11];孙世
伟等[12]、Umsalama等[13]利用乳汁提取物在南方根结线
虫和非洲瓜瓢虫的毒杀药性上表现较好,可作为新型生
物防治药剂提取原料;产能分析认为牛角瓜热值较高,
作为能源植物开发潜力大,提炼生物柴油燃烧后残渣和
硫氧污染少[14];种毛纤维纺成纱线可与棉花媲美,面料
具有丝滑爽质感,是一种生态环保的纺织天然纤维新原
料,牛角瓜人工集约化栽培对缓解纺织天然原料供应及
棉粮争地具有重要意义。牛角瓜植株利用率高,经济、
生态效益突出,目前仅分布于河滩、沟谷、山坡向阳等
地,散生或集中块、带等野生状态,人工集约化栽培无技
术可依。该植物具有天然趋利避害能力,在自然群落中
生长良好,而作为单一物种集约栽培往往难以达到最
佳。通过人工集约化栽培试验示范,牛角瓜在红河干热
河谷人工栽培技术已经初见成效,现对相关技术进行总
结,以期为牛角瓜人工集约化栽培和产业化种植提供技
术借鉴。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于云南省红河州个旧市保和乡冷墩村,
为云南攀大木棉科技应用有限公司种植基地。地处东
经102°56′49.3″,北纬23°11′20.7″,海拔336m;属典型
干热河谷气候,雨季和干季分明,光照充足,日照时数
1 770.2h,定时风显著,且干季大于雨季;年均温25℃,
最低温0℃,最高温47.5℃,全年无霜期达363d;蒸发
量大于降雨量,6~9月为雨季,占全年降雨量85%以
上,2~5月几乎无雨,严重干旱。土壤类型为燥红土,
pH 7.03,有机质含量14.58g/kg;碱解氮含量12.4
mg/kg;速效钾含量51.4mg/kg;速效磷亏缺。
1.2 试验材料
供试牛角瓜种子采自云南攀大木棉科技应用有限
公司种植基地附近红河流域纯野生种群当年生果实,用
手捏果实会产生清脆爆裂声的果实种子即为成熟种子,
取出后自然阴干。种子千粒重为4.81g,单果平均种子
数为104.3个。
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·研究简报· 北方园艺2014(16):27~30
1.3 试验方法
1.3.1 播种方法及种子处理 选用籽粒饱满、活力高
的种子,用水浸泡12h,再用0.1% KMnO4 溶液浸泡
10min,清水冲洗干净后播种于无纺布营养袋中,深度为
1.0cm,用细沙覆盖。秋播于2010年10月20日进行,
春播为2011年3月5日。播种营养土采用表层心土∶
有机肥=9∶1(质量比)混合均匀后,用1 000倍75%多
菌灵粉剂喷洒消毒,然后装入10cm×18cm无纺布袋
内,浇透水2~3次。待土壤含水量降到75%时,用小竹
片在中心位置轻压,放入种子,然后覆盖。
1.3.2 栽种及管理 播种后保持土壤湿润,待真叶展开
后,追施1次低浓度液态复合肥,燥红土容易干,需及时
补充水分。苗期注意防止蚜虫危害,可用2 000倍飘甲
敌乳油喷雾灭杀,每周1次。选用秋播苗,于2011年1
月4日移栽至山地。株距为60cm,采用宽窄行三角形
栽种(图1-a),宽行80cm,窄行60cm,1hm2 栽种
27 900株。挖穴长、宽、深为35cm×35cm×30cm,混入
过磷酸钙500g回填。栽种15d后追施尿素75kg/hm2,
然后每隔20d按照150kg/hm2追施复合肥1次。前期
中耕松土2次,伴随锄草进行。
图1 牛角瓜种植
注:a.种植密度;b.采收后。
Fig.1 Calotropis giganteacultivation
Note:a.Planting density;b.After harvest.
1.4 项目测定
从种子萌发开始,每天记录发芽株数,直至发芽结
束,计算萌发率、萌发速率系数和萌发指数。移栽后每
隔1个月采用电子游标卡尺测定地茎,卷尺测量苗高,
统计叶片数和分枝数。2011年7月11日,选择刚谢花
果实30个,每隔3d测量1次果实长度和宽度,直至果
实停止膨大。记录生长物候,自果实成熟期开始,采摘
果实后在103℃下烘干称重,计算出棉率,最后折算成
667m2纤维产量。萌发率(%)=(萌发种子数/试验总种
子数)×100%;萌发速率系数(%)=[∑(t×n)/∑n]×
100%,式中:t为萌发天数,n为第t天内萌发的种子数;
萌发指数=MDG×PV,式中:MDG为平均每天萌发的
种子数,等于萌发种子总数/萌发天数,PV等于最大萌
发数/到达该值的天数[15-18];出棉率(%)=(单位纤维干
重/单位果实干重)×100%。
1.5 数据分析
试验数据采用SPSS 16.0软件进行单因子方差分
析,用Duncan法进行多重比较,采用Sigmaplot 10.0
软件制图。
2 结果与分析
2.1 不同播种季节对牛角瓜种子萌发的影响
牛角瓜几乎周年可形成种子,在干热河谷全年均可
进行播种繁殖。从表1可以看出,秋播较春播萌发提前
1d,萌发高峰均出现在第7~15天,最高萌发率分别为
95.00%、53.35%,秋播最终萌发率较春播高40.96%;秋
播萌发率曲线呈抛物线,而春播萌发曲线近似“S”型。
萌发速率系数和萌发指数反映了种子萌发的速率,数值
越高,表明发芽越迅速。春播萌发速率系数为1 436.12,
较秋播高166.00;萌发指数分别为14.54和8.15,相差
  表1 不同播种季节对牛角瓜种子萌发的影响
  Table 1 Efect of diferent seasons on the seed germination of Calotropis gigantea
季节
Season
天数Days/d
7  9  11  13  15  17  19  21
萌发速率系数
Coficient of germination rate
萌发指数
Germination index
春季Spring  0  26.62  13.64  7.89  5.20  0.65  1.29  0  1 436.12±161.21a 14.54±1.11a
秋季 Autumn  3.75  8.75  42.50  26.25  13.75  1.25  0  0  1 270.12±7.83a 8.15±1.35b
  注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同字母表示差异不显著(P>0.05)。
Note:Diferent lowercase letters mean significant diferent(P<0.05),the same letters mean no significant diferent(P>0.05).
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北方园艺2014(16):27~30 ·研究简报·
6.39。方差分析及Duncan多重比较显示,春播和秋播
的萌发速率系数差异不显著(P>0.05),萌发指数差异
显著(P<0.05),牛角瓜春播萌发速度较秋播快。
2.2 牛角瓜营养生长规律研究
由图2可知,牛角瓜年生长中,株高、地茎粗度、叶
片数、分枝数均出现单峰曲线,5月份进入生长高峰期,8
月份开始生长量下降,生长最快为6月和7月。株高生
长最快为7月,其次为6月,6、7月平均生长量分别达到
60.84cm和51.52cm,生长最快月是最低月2月生长量
的71.58倍,最终平均高度为174.10cm。地茎最终平均
粗度达2.68cm,生长最快为5、6、7月,平均增粗最快月
6月达0.90cm,其余月份增粗速度非常慢。平均叶片数
6~8月基本持续在26片左右,9月份较低到19片以下。
分枝数在移栽4个月时才出现,增加最快为6月,之后基
本保持在4~5个之间。综合计算可知,牛角瓜6~8月
生长量占年总生长量的60%以上。
图2 牛角瓜生育期内生长量
Fig.2 Increment of Calotropis giganteain the growth period
2.3 牛角瓜果实生长趋势
从图3可以看出,牛角瓜果宽呈双峰曲线,峰值分
别出现在0~6d和6~12d,最高生长量出现在谢花后
    
的第9天,日平均生长量达0.58cm,占果实平均粗度
3.71cm的15.63%,第3~12天增长量占总长度的
88.14%。果实长度呈单峰曲线,最快生长量出现在谢花
后第3天以后,第12~18天出现峰值,平均每天增长
0.80cm,果实平均长度为8.15cm,第9~15天生长量占
果实平均长度的62.33%。因此,牛角瓜果实迅速膨大
期为谢花后的第6~15天。
图3 牛角瓜果实生长量
Fig.3 Increment of Calotropis giganteafruit
注:测定日期自2011年7月11日起,每隔3d测1次。
2.4 牛角瓜产量分析
从表2可以看出,牛角瓜最高单株产量为50.40g,
较最低单株产量高16.60g,平均单株产量为42.50g;小
区面积39.54cm,小区牛角瓜平均产量为24.21kg,折合
平均 667 m2 产 量 为 406.41kg,平 均 出 棉 率 为
19.37%,每667m2 纤维产量为78.98kg。极差范围为
3.32~40.91,最高、最低单株产量和出棉率极差值较小,
小区间差异较小。变异系数范围为3.76%~21.90%,
小区产量、纤维667m2产量、出棉率变异系数均较大。
2.5 牛角瓜主要物候性状描述
干热河谷地区周年温度较高,即使出现低温也较短
暂,因此,牛角瓜周年常绿。旺盛生长出现在5月上旬到
表2 牛角瓜产量分析
  Table 2 Yield analysis of Calotropis gigantea
序号
No.
小区面积
Plot area/cm
最高单株产量
Highest yield/g
最低单株产量
Lowest yield/g
平均单株产量
Average yield/g
小区产量
Plot yield/kg
折合667m2产量
Equivalent yield of 667m2/kg
出棉率
Cotton rate/%
纤维667m2产量
Fiber yield of 667m2/kg
Ⅰ 38.19  48.21  30.87  44.32  22.31  389.67  16.54  64.45
Ⅱ 46.79  51.46  34.98  38.46  30.21  430.58  20.97  90.29
Ⅲ 33.64  51.53  35.55  44.72  20.12  398.98  20.60  82.19
平均值 Mean  39.54  50.40  33.80  42.50  24.21  406.41  19.37  78.98
极差Poor value  13.15  3.32  4.68  6.26  10.08  40.91  4.43  25.84
标准差
Standard deviation
6.68  1.90  2.55  3.50  5.30  21.44  2.46  13.22
CV/% 16.89  3.76  7.55  8.25  21.90  5.28  12.69  16.73
  注:测产日期为2011年7月10日至10月28日。
9月上旬,占全年总生长量的80%以上,11月老叶开始
凋落,嫩枝叶不脱落,即使在冬季也不见明显休眠现象,
较低温度会引起顶梢或幼嫩侧枝死亡。10月播种育苗,
翌年1月移栽,6月上旬进入始花期,7~10月为盛花期,
同时也是盛果期,9月为产量高峰期。单株可形成花序
约15个,花自开放到凋谢为8~11d,以8d居多,11月
花量减少,下旬基本结束(图1-b)。果实自花瓣脱落到
成熟爆裂需33d左右,1年生单株最多可形成20个果
实,始收期为7月中旬,终收期为11月中旬。
3 结论
牛角瓜果实成熟期不一致,在干热河谷可周年生
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·研究简报· 北方园艺2014(16):27~30
产。秋播较春播发芽率高,且发芽提早1d,这与春季播
种温度较秋播低有关。春播萌发速率系数和萌发指数
较秋播高,说明春播萌发速度较快,同样与温度变化有
关。从萌发率表现上认为,秋播较春播好。
牛角瓜个体发育均经历一个快速生长的高峰期,呈
现单峰曲线。株高、地茎、叶片数、分枝数增长高峰均出
现在6~8月,生物量增加占全年总生物量的60%以上,
与此时正值干热河谷雨季有关,雨量充足,温度较高,生
长也迅速。试验测定果实发育显示,牛角瓜果实迅速膨
大期为谢花后的第6~15天,果实长度快速增长较增粗
延后,高峰生长相差9d。
牛角瓜在干热河谷当年种植,当年收获,6月中旬开
始开花,7月开始成熟,11月下旬开花结束,终收期为11
月中旬。平均单株产量为42.50g,最高单株产量可达
50.40g,平均出棉率为19.37%,每667m2 纤维产量为
78.98kg,变异系数为3.76%~21.90%,出棉率变异较
大,说明种植区域对纤维产量影响大。因此,今后还有
待开展密度及丰产栽培技术,以便合理利用土地,形成
高产稳产技术理论。
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Study on Calotropis gigantea Cultivation Technique in Dry-hot Valy
GAO Zhu1,FU Jin-nan2,WANG Xiao-ling1,GAO Song-jin3,ZHENG Yuan4,MA Huan-cheng1
(1.Institute of Biological Resources,Jiangxi Academy of Sciences,Jiangxi Engineering Research Center for Eco-Remedication of Heavy Metal
Polution,Nanchang,Jiangxi 330029;2.Institute of Microbiology,Jiangxi Academy of Sciences,Nanchang,Jiangxi 330096;3.Jiangxi Radio and
TV University,Shangrao,Jiangxi 331000;4.Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China,State Forestry Adminsration,
Southwest Forestry University,Kunming,Yunnan 650224)
Abstract:Taking seeds of annual Calotropis gigantea wild population as materials,intensive cultivation methods was used
to explore the entire reproductive cycle to aim at clarifying the Calotropis gigantea cultivation techniques.The results
showed that the autumn germination rate(95.00%)was higher than in spring of Calotropis giganteain the dry-hot
valey,but germination rate was lower than in spring,which was mainly afected by temperature.Plant experienced a peak
during the development and rapid growth period of June to August,it was same as rainy season.6~15days after flower
of was the fruit enlargement period.Lag length of the fruit increased with the roughness,and fruit maturity was about
33days.The average yield per plant up to 42.50g was used intensive cultivation technique.Per 667m2 can be harvest
fiber 78.98kg,the average cotton rate of 19.37%,and the coeficient of variation of 12.69%.Intensive cropping was used
to plant Calotropis giganteacan to save the land,to achieve stable and high yield.
Key words:dry-hot valy;Calotropis gigantea;cultivation technique;yield
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