從天水站沙棘研究談丘三區沙棘種植開發

李學勇，王 昕，李 旭

[黃河水土保持天水治理監督局(黃河水利委員會 天水水土保持科學試驗站)，甘肅 天水 741000]

甘肅省沙棘資源有中國沙棘(Hippophaerhamnoidessubsp.sinensis)、肋果沙棘(Hippophaeneurocarpa)和西藏沙棘(Hippophaetibetana)3個種或亞種，主要分布在海拔1 000 m左右的渭河以南梁峁河谷地區到海拔4 000 m左右的甘南高原和祁連山地的山坡范圍內。全省沙棘資源總面積13.3萬hm2，占全國沙棘林面積的20%左右，是全國重要的沙棘分布區之一[1]。沙棘在甘肅省黃土丘陵溝壑區第三副區(以下簡稱“丘三區”)林區多呈片狀或塊狀分布于樹木稀少的陽坡和林緣，在非林區多呈帶狀沿梁分布。天水市作為甘肅丘三區的主要組成部分，屬溫帶半濕潤氣候區，年均氣溫11.5 ℃，年均降水量574 mm，年均日照時數2 100 h，氣候溫和，四季分明，日照充足，降水適中，是沙棘生長適宜區，也是甘肅省沙棘資源的集中分布區之一。黃河水利委員會天水水土保持科學試驗站(以下簡稱“天水站”)從20世紀40年代起開始沙棘研究，在沙棘育種、育苗和種植方面開展了許多研究。下面在簡述天水站沙棘研究成果的基礎上，對其研究主要區域——丘三區沙棘種植開發存在的問題以及前景等提出一些建議和展望。

1 天水站沙棘研究歷程簡述

天水站作為我國最早的水土保持研究機構，在建站之初的1943年就開始采集當地野生沙棘的種子，開展育苗種植試驗，進行侵蝕溝壑的生物治理，同時在支毛溝建造沙棘籬，攔洪掛淤造地。

1976—1979年，天水站進行了沙棘專題研究，取得了一系列成果，特別是圍繞沙棘薪炭林建設，在渭河上游地區開展飛播造林試驗、模擬飛播造林試驗等，為快速治理丘三區溝坡水土流失提供了可資借鑒的模式。1982年，甘肅農業大學陳揚鈞與天水站于卓德兩位前輩撰寫的《沙棘根系的初步調查》[2]發表在《甘肅農大學報》上，其對沙棘根系的初步研究填補了該方面的空白。該文章系統總結了其在甘肅秦安縣的研究成果，指出沙棘雖然主根不發達，但多數側根呈主根形式向下深扎，垂直根深50～80 cm，最深可達2 m，且具有強大的水平根系，根幅可達10 m，80%的根系分布在地表0～20 cm的土層中，這些都是沙棘適應半干旱地區土壤環境的表現；沙棘平茬前根蘗量較少，但平茬后萌蘗量劇增，萌蘗苗可達6萬～18萬株/hm2。沙棘強大的水平根系和發達的垂直根系，能對土壤起到固定作用，加之萌蘗力強，是一種能迅速覆蓋地表、保持水土的優良樹種。

1986—1988年，天水站承擔了甘肅省科學技術委員會“沙棘良種選育試驗研究”課題，并陸續承擔了黃委下達的“沙棘良種培育”課題及國家重點攻關項目“沙棘資源開發、良種選育及合理經營”專題，在以天水、蘭州為代表的丘三區就引進品種的生態適應性進行了研究，并開展了初步優選、雜交試驗和栽培試驗，使區域沙棘資源得以豐富。

1986—1990年，天水站參與了中國林業科學研究院主持的“沙棘遺傳改良系統研究”課題，負責其中的“中國沙棘地理種源試驗研究”專題。專題利用沙棘種源的不同制定了沙棘地理種源試驗種子調撥區劃，選用來自青海、新疆、西藏、山西、內蒙古、寧夏、甘肅、河北等省(區)的19個種源地的材料，確定采種母樹林區，在較短時間內初步選擇出了要引進的優良種源種子，為進一步開展選優、雜交育種奠定了基礎。專題根據中國沙棘的分布范圍，在其主要分布區內按統一標準分別收集試驗材料，記載采種母樹林區氣候條件、土壤條件、林分年齡、生長發育等狀況，并在龍王溝試驗場進行了苗期試驗，觀測物候期和生長量，在梁家坪試驗場進行了造林試驗，通過造林試驗篩選不同用途的適宜種源。苗期試驗結果表明，中國沙棘不同種源生長差異顯著，呈明顯的地帶性，緯度越高，生長越慢；緯度相近的，在海拔1 100～3 000 m范圍內，海拔越高生長量越大，低緯度高海拔的甘肅、青海種源優勢明顯。參試沙棘的果實大小及單株產量的差異趨勢為：華北區種群果實較大、單株產量高，西北區種群果實小、單株產量低。試驗初步選出了經濟型、經濟生態型、生態型等不同類型、不同用途的沙棘優良種源和單株。另在古縣種源中發現無刺沙棘雌株，生長頂端無刺，枝刺軟化細弱，呈退化狀態。

1998年，天水站作為參加單位，完成了由中國林業科學研究院主持的“沙棘遺傳改良系統研究”課題，其研究成果榮獲國家科技進步一等獎。2000年，黃河水土保持天水治理監督局成立，與天水站一套人馬、兩塊牌子，但由于職能及科研項目申請渠道變化等多方面的原因，沙棘研究一度中斷。

2 近年來天水站開展的沙棘引種試驗研究情況

2019—2020年，天水站與水利部沙棘開發管理中心合作開展了“黃土梁狀丘陵溝壑區高效水保植物示范建設”項目，將大果無刺沙棘等優良沙棘品種作為項目示范的主要樹種引種到梁家坪和龍王溝試驗場，延續了優良沙棘品種的引種、試驗觀測及示范、篩選研究工作。項目先后從甘肅省慶陽市西峰區及新疆維吾爾自治區額敏縣引進大果無刺沙棘“201301”至“201311”等俄羅斯第三代沙棘良種11個，中國沙棘與蒙古沙棘(Hippophaerhamnoidessubsp.mongolica)雜交優良品種“雜雌優1號”“雜雌優10號”“雜雌優12號”“雜雌優54號”“雜雄1號”等5個品種，共計16個沙棘優良品種。在梁家坪試驗場選擇“201301”“201302”“201303”“201304”“201305”和“201307”6個品種建立栽培示范園2.0 hm2，在龍王溝試驗場建立包括上述16個優良品種的沙棘種質圃0.2 hm2。其中，梁家坪試驗場示范園立地條件為梯田，苗木定植株行距為1.5 m×2.0 m，灌溉配套集雨水窖；龍王溝試驗場種質圃立地條件為川水地，苗木定植株行距為1.0 m×1.2 m，機井灌溉。

2019年5月萌芽率調查及8月成活率調查結果(表1)表明，不同品種之間在萌芽率方面存在明顯差異。梁家坪試驗場的6個大果沙棘品種中，“201301”“201303”萌芽率較高，均達到70%以上，“201307”萌芽率較低，為35%；6個品種成活率相對接近，總體上差異不大。龍王溝試驗場種質圃沙棘苗木萌芽率普遍較高，品種間差異不明顯；成活率達到或超過90%的品種有9個，其中“201307”成活率最高，達96.00%，“201310”成活率最低，為85.00%。

表1 苗木定植當年萌芽率、成活率調查結果

在苗木生長情況調查中，對比6個在梁家坪試驗場和龍王溝試驗場均種植的品種“201301”“201302”“201303”“201304”“201305”“201307”的樹高、地徑、新梢平均數量及長度等觀測指標，發現同一品種在兩個試驗場植株生長量存在差異，同一試驗場不同品種間生長量也存在差異，其品種間差異情況兩個試驗場相近。試驗品種在龍王溝試驗場其樹高、地徑均優于梁家坪試驗場，這完全是前者位于川水地，水熱條件較好所致。

2019年8月，在梁家坪試驗場和龍王溝試驗場開展的以樹高、地徑、新梢平均數量及長度等為觀測指標的觀測結果(表2)表明：梁家坪試驗場的“201304”在樹高、地徑上均表現為最優，“201307”在新梢平均數量及長度上表現為最優；龍王溝試驗場的“雜雄1號”在樹高和地徑上均表現為最優，“雜雌優54號”新梢平均數量最多，“雜雌優12號”新梢平均長度最長。

2020年9月，在梁家坪、龍王溝試驗場開展的以樹高、地徑為觀測指標的觀測結果(表2)表明：梁家坪試驗場的“201301”在樹高、地徑上均表現為最優，龍王溝試驗場的“201311”樹高表現為最優，“雜雌優10號”地徑表現為最優。

表2 引進大果無刺沙棘和雜交沙棘生長量觀測統計結果

結果方面，“201304”“201305”已在2020年即種植的第2年在龍王溝試驗場掛果，其中：“201304”于6月10日左右成熟，平均縱徑達到1.33 cm，平均橫徑達到0.88 cm，鮮果百果質量59.1 g；“201305”于6月20日左右成熟，平均縱徑達到1.26 cm，平均橫徑達到0.80 cm，鮮果百果質量52.30 g。兩個品種相對于中國沙棘平均縱徑0.66～0.90 cm、平均橫徑0.45～0.78 cm、鮮果百果質量7.76～28.90 g來說，有著明顯的單果大小和產量優勢，且“201304”“201305”果實糖分含量分別達11.9%、12.0%。大果沙棘引種試驗結果情況與天水站沙棘地理種源試驗品種結果情況的對比詳見表3。

表3 不同類型沙棘果實百果質量測定結果

以上測定數據是對引自西峰的沙棘品種的測定和分析結果，引自新疆的沙棘品種未結果，未列入。從定植兩年的情況來看，不管大果沙棘還是雜交沙棘，總體表現均不錯，其中引進的“201304”和“201305”兩個品種在試驗中表現了早果性，其百果質量及糖分含量等指標對中國沙棘具有比較優勢。相信在未來數年內隨著引進品種的陸續結果，將獲得更多各品種的生長、結果觀測數據和分析材料，依靠這些數據和分析材料，可以篩選出在丘三區適應性強、更能體現生態和經濟價值的優良沙棘品種。

3 天水站主要服務區域沙棘開發利用方面存在的問題

天水站所在地甘肅省天水市的沙棘大規模開發利用工作開始于1985年，當時沙棘企業星羅棋布，曾出現了秦安縣沙棘飲料食品廠、清水縣沙棘飲料食品廠、天水天河源食品有限公司，以及清水縣的中外合資甘肅綠盛堂生物制品有限公司等一大批較大規模的沙棘加工企業，一度市場銷售不錯。但隨著市場的變化、天然沙棘果資源的衰減，原有的技術、經營管理落后，企業多已停產轉產。目前全市僅剩沙棘產品加工企業10余家，如天水華盛農業綜合開發有限公司、天水市天泉飲料有限責任公司、清水縣綠寶沙棘制品有限公司等沙棘加工企業，其中天水華盛農業綜合開發有限公司生產開發的“珀菲科特”沙棘汁較受市場歡迎。但受沙棘種植和開發方面存在問題的影響，區域內沙棘產品開發利用不足，企業發展受限，其存在的主要問題如下：

(1)野生沙棘資源破壞嚴重。在甘肅天水地區，人多地少，老百姓一度為燒柴問題而終日奔波，而沙棘火力旺，是農村良好的薪材，在農村被砍伐得相當嚴重。沙棘還是牲畜的優質飼料，過度的放牧啃噬使野生沙棘日益減少，距離村鎮近的沙棘林逐漸消失。另外，沙棘汁等加工業興起后，由于地方和群眾資源保護意識差，只要帶果的枝就被全部剪掉，也使得沙棘林受到嚴重破壞。

(2)缺乏合理規劃，品種結構不合理。沙棘發展缺乏統一規劃，對區域沙棘產業的發展缺乏必要的宏觀指導，重生態效益、輕經濟效益的現象突出，沒有體現高質量發展理念。沙棘栽植缺乏分類指導，且品種過少，沒有建立豐產示范園和豐產栽培基地。目前，區域內沙棘采果仍然以野生沙棘為主，產量低、品質差。近年來引進的一些大果沙棘品種雖然使企業用果看到了希望，但尚在試驗階段，還未能形成生產力。

(3)管理粗放，技術力量薄弱。野生沙棘基本是自然生長狀態，沒有實施相應的復壯、更新等管理措施，產果量逐年下降；栽培沙棘以生態效益為前提，管理不到位，種植三四年后即完全郁閉，不僅產果量少，而且即使有果實也根本無法采摘。種植園缺乏科技人員的栽培指導，沙棘規范化栽植技術普及不足，選擇品種不合理，造成品質和產量不高，嚴重影響農民種植積極性。

4 丘三區沙棘種植與開發

甘肅省丘三區地處隴中東南部，東依關山，南靠秦嶺，北與寧夏回族自治區隆德、西吉接壤，地理位置104°18′～106°21′E、34°23′～35°45′N，包括天水、定西、平涼三地(市)的秦安縣、隴西縣、通渭縣、靜寧縣全部，麥積區、秦州區、甘谷縣、武山縣、漳縣北部，清水縣、張家川縣、莊浪縣西部，以及靈臺縣南部小部分地區，總面積1.812萬km2。天水市丘三區面積占土地總面積的43.77%，區域地貌為黃土梁狀丘陵為主的現代剝蝕山地、侵蝕溝谷等侵蝕地貌，主要包括侵蝕中低山丘陵地貌(占15.4%)、剝蝕堆積丘陵地貌(占65.2%)、侵蝕堆積河谷地貌(19.4%)。從甘肅省丘三區地面坡度組成情況來看(表4)，15°～25°坡地占總面積的40.52%，達7 313.7 km2。

表4 甘肅省丘三區地面坡度組成情況

丘三區沙棘種植可按其自然分布狀態和開發利用需求，在不同坡度情況下，采用不同的空間配置模式。其中，沙棘在梁峁頂部、靠近分水嶺小于15°緩坡，適宜于修筑隔坡帶子田、水平階整地，進行灌草混交配置或建立種植園；在梁峁坡中上部小于25°緩坡，用于梯田地埂、沿山坡等高線配置的農林、灌草復合種植，既可保證梯田安全生產，又能增加經濟收入；在梁峁坡或大于25°陡坡，沙棘可用于營造水土保持防護林，地形較完整部位可與喬木混交營造喬灌混交林；在無常流水的溝底，沙棘與刺槐、楊樹、旱柳、杞柳、紫穗槐等可混交種植，用于保土固溝，防止下切侵蝕。

丘三區在沙棘工業原料建設分區中屬于黃土高原中部“集流型”沙棘種植區[3]，總體布局上可將區域內現有沙棘天然林和人工林按其生態地位、生長結果情況、利用前景等因素劃分為生態重點保護區、一般開發區、商品林經營區，在搞好規劃的基礎上，科學造林營林，并做好管護工作。重點保護區禁止砍(折)沙棘樹(枝)；一般開發區可有控制地砍伐作薪柴、飼料，根據當地沙棘開發需求采摘沙棘果；商品林經營區可按果園模式建立，選用優良品種苗木，集約經營，不允許砍伐或放牧。

在具體工作中，可結合小流域治理和退耕還林工程有關政策，穩步擴大沙棘商品林。在充分利用現有沙棘資源的同時，還需加大優良沙棘品種的育種和推廣工作，充分利用幾年來引進的大果無刺沙棘和雜雌優新品種，開展工業原料林的試驗示范推廣工作，擴大沙棘規模化種植面積，加強田間管理，切實提高栽培管理水平，推動丘三區農村生態和經濟的高質量發展。