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通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法

阅读:832发布:2020-05-08

专利汇可以提供通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法,尤其通过调节育苗盘基质类型及孔隙度促进笔筒树孢子萌发及配子体发育,调节育苗钵的基质类型促进笔筒树移栽后的苗期生长,以及通过开展不同采摘时期、 播种 方式、基质类型、移栽时机等因子调控,初步构建笔筒树孢子繁育体系,实现笔筒树由孢子、配子体、孢子体、 幼苗 整个过程的精准控制性育苗,有效解决了笔筒树繁育技术问题。,下面是通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法专利的具体信息内容。

1.通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)调节育苗盘基质类型及孔隙度促进笔筒树孢子萌发及配子体发育;
(2)调节育苗钵的基质类型及孔隙度促进笔筒树移栽后的苗期生长;
(3)根据低温胁迫,及光响应及二响应曲线,拟合数据,分析笔筒树不同苗龄的抗寒性及光合适应性,制定出圃定植苗龄。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中步骤(1)的调节育苗盘基质类型及孔隙度是在笔筒树育苗盘播种时,基质采用灭菌的细泥炭,过筛粒径在3-4mm时,泥炭基质的容
3
重0.55-0.57g/cm,总孔隙度在70.7-74.4%。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中步骤(2)的调节育苗钵的基质类型是在播种3个月后,笔筒树基本形成笔筒树孢子体时,将笔筒树移栽至育苗钵中,放入温室大棚栽培培养,定期通;育苗钵的基质由A腐殖土26-40%,B泥炭20-46%,C锯末或珍珠岩27-
3
40%三种成分组成,其中各组分相加之和为100%;基质的容重0.59-0.69g/cm ,总孔隙度在65-69.7%。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述育苗钵的基质由A腐殖土27%,B泥炭
46%,C锯末或珍珠岩27%三种成分组成。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)是笔筒树孢子体幼苗长到6-7cm高时,移栽至育苗钵中培养。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)是选取长势一致的2-4年生笔筒树盆栽苗,设置低温梯度测定不同苗龄笔筒树的电导率及半致死温度;采用便携式光合测定光合仪测定不同苗龄笔筒树的光响应与二氧化碳响应曲线,计算光饱和点和光补偿点,CO2补偿点与CO2饱和点,结合移栽成活率及生长指标,找出适宜性强的3年生笔筒树苗龄定植移栽。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)培育时,温度23°-25°,湿度
80%-90%左右,光照度为1000-1500lx,时间15-16h/d。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)培育时,温度为20°-28℃,湿度需控制在80%以上,白天光照时间13-14h/d。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括笔筒树播种前的种子收集步骤,具体为收集成熟笔筒树叶片,以叶片背面孢子囊颜色呈棕褐色且未完全裂开为准,洗净;将笔筒树叶片用纸包叠起来放置阴凉干燥处4-6天左右,至孢子囊开裂,收集散落的孢子,低温保存;选择育苗盘或者无菌播种方式播种,播种密度:1cm3的孢子播种于1m2基质表面;1.5个月左右长出笔筒树配子体,控制温湿度,定期通风
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,将笔筒树叶片用报纸或硫酸纸包叠起来放置阴凉干燥处5天左右。

说明书全文

通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及农业栽培技术领域,具体为通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法。

背景技术

[0002] 笔筒树(Sphaeropteris lepifera)为桫椤科(Cyatheaceae)白桫椤属 (Sphaeropteris)的树蕨类植物,树干修长,树冠如伞,叶痕大而密,是稀有的蕨类植物。笔筒树不仅有极佳的观赏价值,在物种形成、古气候研究及古生物学等方面具有重要价值,同时在研究中国大陆与中国台湾植物区系关系等方面也具有重要意义。自然条件下,笔筒树的繁殖主要依靠叶背产生的孢子进行,但孢子存在寿命短、繁殖周期长等缺陷,限制了其自然增长;又因笔筒树茎干可做兰花的栽培基质,常遭到破坏性砍伐,自然资源严重枯竭,被列入我国第一批二级重点保护植物。
[0003] 据调查,浙江为笔筒树分布北缘,数量极稀少,目前我省笔筒树种质资源未得到有效保护,其种质资源特征特性和种苗繁育栽培等方面资料非常匮乏,目前,现有阶段的技术仅是模仿其他蕨类植物生长条件,在孢子萌发,配子体生长上有所研究,但是笔筒树的孢子萌发及配子体生长均有其特殊性,且不像其他常见蕨类植物,如桫椤等,我们意外的发现,笔筒树不仅如常规桫椤植物那般,温湿度,光照控制即可实现较好的萌发率,其对湿度的要求高,其对基质的容重,总孔隙度的要求均较高,经常出现采用的基质不合适,萌发率大幅度下降的现象。经研究笔筒树对基质的类型,即容重,孔隙度,保性,透气性及养分供应均要求苛刻,常用的基质如草炭土,蛭石,河沙,陶粒等混合基质均不能达到较高的孢子萌发率,在后续配子体生长时,上述基质的配合也没有达到理想的效果。此外,现有技术中对笔筒树的研究大致停留在萌发及配子体繁育阶段,对孢子体进一步培育的研究较少,据研究,笔筒树幼孢子体苗移栽成活率较低,因此,探索提高笔筒树幼孢子体苗移栽成活率是目前亟待解决的问题。
[0004] 综上,基于笔筒树孢子繁殖困难的技术问题,亟需要深入开展笔筒树的繁育技术的研究,有针对性地开展适宜笔筒树配子体生长及苗期发育的适宜基质类型,以及适宜出圃的苗龄繁育技术,其对于种质资源保护与可持续利用具有重要意义。

发明内容

[0005] 基于笔筒树孢子对基质保水性,透气性及养分供应要求苛刻,以及孢子极易感染病菌,污染,繁育困难等技术问题,本发明提供一种通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法,尤其通过调节育苗盘基质类型及孔隙度促进笔筒树孢子萌发及配子体发育,调节育苗钵的基质类型促进笔筒树移栽后的苗期生长,以及通过开展不同采摘时期、播种方式、基质类型、移栽时机等因子调控,初步构建笔筒树孢子繁育体系,实现笔筒树由孢子、配子体、孢子体、幼苗整个过程的精准控制性育苗,有效解决了笔筒树繁育技术问题。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
[0007] 通过调节环境因子促进笔筒树发育的方法,包括以下步骤:
[0008] (1)调节育苗盘基质类型及孔隙度促进笔筒树孢子萌发及配子体发育;
[0009] (2)调节育苗钵的基质类型及孔隙度促进笔筒树移栽后的苗期生长;
[0010] (3)根据低温胁迫,及光响应及二响应曲线,拟合数据,分析笔筒树不同苗龄的抗寒性及光合适应性,制定出圃定植苗龄。
[0011] 其中步骤(1)的调节育苗盘基质类型及孔隙度是在笔筒树育苗盘播种时,基质采用灭菌的细泥炭,过筛粒径在3-4mm时,泥炭基质的容重 0.55-0.57g/cm3,总孔隙度在70.7-74.4%。
[0012] 其中步骤(2)的调节育苗钵的基质类型是在播种3个月后,笔筒树基本形成笔筒树孢子体时,将笔筒树移栽至育苗钵中,放入温室大棚栽培培养,定期通;育苗钵的基质由A腐殖土26-40%,B泥炭20-46%,C锯末或珍珠岩27-40%三种成分组成,其中各组分相加之3
和为100%;基质的容重 0.59-0.69g/cm,总孔隙度在65-69.7%。
[0013] 其中步骤(3)是选取长势一致的2-4年生笔筒树盆栽苗,设置低温梯度测定不同苗龄笔筒树的电导率及半致死温度;采用便携式光合测定光合仪测定不同苗龄笔筒树的光响应与二氧化碳响应曲线,计算光饱和点和光补偿点, CO2补偿点与CO2饱和点,结合移栽成活率及生长指标,找出适宜性强的3 年生笔筒树苗龄定植移栽。
[0014] 具体的,本发明还提供一种笔筒树的人工繁育方法,包括以下步骤:
[0015] (1)收集成熟笔筒树叶片,以叶片背面孢子囊颜色呈棕褐色且未完全裂开为准,洗净;
[0016] (2)将笔筒树叶片用纸包叠起来放置阴凉干燥处4-6天左右,至孢子囊开裂,收集散落的孢子,低温保存;
[0017] (3)选择育苗盘或者无菌播种方式播种,播种密度:1cm3的孢子播种于 1m2基质表面;
[0018] (4)1.5个月左右长出笔筒树配子体,控制温湿度,定期通风
[0019] (5)播种3个月后基本形成笔筒树孢子体,定期通风,将笔筒树移栽至育苗钵中,放入温室大棚栽培培养,定期通风。
[0020] 进一步的,所述步骤(2)是将笔筒树叶片用报纸或硫酸纸包叠起来放置阴凉干燥处5天左右。
[0021] 进一步的,所述步骤(2)的低温保存是将收集的孢子放置4℃或-80℃保存。
[0022] 进一步的,所述步骤(3)是选择育苗盘播种时,基质采用灭菌的细泥炭,粒径为3-4mm,基质浇透水后将孢子均匀播种于表面。
[0023] 进一步的,所述细泥炭粒径为4mm。
[0024] 进一步的,所述步骤(5)是笔筒树孢子体幼苗长到6-7cm高时,移栽至育苗钵中培养。
[0025] 进一步的,所述育苗钵的基质由A腐殖土26-40%,B泥炭20-46%,C 锯末或珍珠岩27-40%三种成分组成,其中各组分相加之和为100%。
[0026] 进一步的,所述育苗钵的基质由A腐殖土27%,B泥炭46%,C锯末或珍珠岩27%三种成分组成。
[0027] 进一步的,所述步骤(4)培育时,温度23°-25°,湿度80%-90%左右,光照度为1000-1500lx,时间15-16h/d。
[0028] 进一步的,所述步骤(5)培育时,温度为20°-28℃,湿度需控制在80%以上,白天光照时间13-14h/d。
[0029] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0030] 1.通过大量的对比试验研究,我们首次发现笔筒树孢子的采摘时期,摘后继续发育程度,以及播种密度均显著影响着配子体的生长,及萌发率。为了进一步验证影响笔筒树配子体发育的影响因素,我们设计了L9(34):3因素3水平的正交试验,分别找出不同采摘时期,摘后继续发育程度(摘后的不同放置时间),播种密度条件下,获得更优笔筒树配子体萌发率的最佳因素组合:采摘背面孢子囊呈棕褐色且未完全裂开的叶片,采摘的叶片用报纸包裹后放置5d收集孢子进行播种,播种密度是1cm3的孢子播种于1m2基质表面(实验例5)。对于萌发率,因素影响的主次为播种密度>采摘时期>发育程度。
[0031] 2.试验发现,收集时间对笔筒树孢子的影响,成熟笔筒树叶片收取晾置后,随时间的增加,可自然脱落的孢子逐渐增加,至5d时孢子已基本散落,对形成配子体影响不大,但叶片放置7d后,由于空气湿度不足,孢子脱落时间过长,大量孢子活性不足或死亡,可形成配子体较少。
[0032] 3.笔筒树孢子接种过密或过于稀疏会影响配子体受精,均不利于萌发,试验中发现用称量勺撒播的孢子分布均一性较差,造成基质表面配子体集中发育或部分基质表面没有配子体生长,而将笔筒树孢子置于纸上手指轻弹播种,可最大程度控制笔筒树播种均匀度,萌发率提高。
[0033] 4.和其他蕨类植物相比较,我们发现笔筒树对基质要求很严格,不像常见的桫椤蕨类,对混合基质,单一基质均具有较好的适应性。基质总孔隙度决定了基质的透气性能的好坏,从而影响水分、养分的供应和吸收以及植物本身的生长,基质中有机质含量是植物养分的主要来源,可以促进植物的生长发育。通过野外生境调查,我们注意到笔筒树不仅喜湿,还喜在透风处生长,因而在后期试验中我们尝试各种常用于蕨类的基质的对比,通过大量的对比,我们发现了仅采用泥炭单一一种基质繁育笔筒树的效果好,其比单独使用腐殖土、棕壤土、蛭石、河沙,或使用两种或三种结合的基质效果均好。
[0034] 5.我们意外的发现,笔筒树不仅如常规桫椤植物那般,温湿度,光照控制即可实现较好的萌发率,其对湿度的要求高,其对基质的容重,总孔隙度的要求均较高,经常出现采用的基质不合适,萌发率大幅度下降的现象。由于基质的容重,总孔隙度指标影响着栽培基质的持水性,透气性,由于泥炭具有疏松多孔,持水性强,通气透水性好,保水保肥强等优势,通过试验研究,我们得出了单一基质泥炭,并过筛3-4mm后的萌发及生长效果最好。泥炭的粒径在3-4mm时,泥炭基质的容重0.55-0.57g/cm3,总孔隙度在 70.7-74.4%,持水性及透气性均较好,利于萌发及生长,当过筛粒径小于2mm,基质的总孔隙度下降,基质的透气透水性也相对较差,易感染病菌;当过筛粒径大于4mm,虽然基质的透气性好,但是基质的容重增加,持水性下降,萌发率降低。可见,泥炭颗粒过大或过小均阻碍了孢子萌发及生长。
[0035] 6.筒树孢子进一步发育对基质的类型要求严格,过筛粒径在4mm泥炭基质对孢子体进一步发育成配子体的影响显著,基质表面显绿时间是8d,比其他处理时间短;且配子体大量出现的时间,和配子体发育成孢子体的百分率也表现出了较好的生长优势;通过显微镜下观察,我们发现其所形成的幼孢子体苗的根系也较发达,根量较丰富。而其他处理的配子体生长较单一泥炭生长略慢,较多的配子体在培养过程中逐渐死亡,不能受精形成孢子体,即配子体发育成孢子体的百分率低。
[0036] 7.我们发现,移栽时机对笔筒树幼孢子体苗移栽成活率有重要的影响,其不同于其他桫椤属植物(苗高越小2-4cm移栽成活率越高)。孢子体幼苗的苗高小于5cm时移栽,笔筒树的根系发育程度低,过小时移栽后对其根部发育不利,其幼孢子体苗移栽成活率低;当将孢子体幼苗长到6-7cm高时(实验例31),移栽至育苗钵中培养后,移栽成活率最高。当超过7cm后再进行移栽,由于笔筒树根系发育较多,移栽对其根部后期缓苗生长影响较大,成活率反而降低了。
[0037] 8.细泥炭利于孢子萌发,但后期生长时,笔筒树对基质养分需求增加,且同样喜欢良好的通透性,研究发现,在基质中加入一些锯末比原本桫椤属植物育苗技术领域中常用的珍珠岩,河沙,陶粒等,在调节基质的吸水性和通透性上效果更好,且其具有碳氮比高的优势,对笔筒树的苗期生长有显著的促进作用。本发明通过控制移栽时机,合理调控基质配方,取得了较高的移栽成活率,为笔筒树人工繁育领域提供了技术指导依据。当将孢子体幼苗长到6-7cm高时移栽,且基质配方A腐殖土26-40%,B泥炭20-46%,C锯末或珍珠岩27-40%三种成分组成,其中各组分相加之和为100%,基质的容重 0.59-0.69g/cm3,总孔隙度在65-69.7%,笔筒树移栽成活率高;且移栽3月后生长速度快。
[0038] 9.本发明首次提出根据低温胁迫及光响应及二氧化碳响应曲线,拟合数据,分析笔筒树不同苗龄的抗寒性及光合适应性,制定出圃定植苗龄。浙江是笔筒树分布的最北缘,笔筒树对低温适应力较差,我们不断的积累数据,探讨笔筒树出圃定植时机,发现采用通过低温胁迫,可以得知不同苗龄笔筒树的抗寒性,使用光合特性分析不同苗龄的笔筒树的光响应曲线差异,通过光合响应曲线反映了笔筒树光合速率随光合强度度变化的规律,最终得出三年生笔筒树苗木CO2补偿点相对稳定,说明三年生笔筒树在外界CO2浓度较低的情况下即有较高的光合速率,因而能够有效地积累干物质。本发明首次通过研究不同苗龄的低温胁迫及光合特性,指导生产实践,最终获得当笔筒树苗木长到三年生时,出圃定植后成活率较高,年平均生长量高于二年生和四年生苗木,这也与笔筒树的光合特性分析结果相一致,达到理论与生产相结合的效果。附图说明
[0039] 图1笔筒树孢子播种处理图片
[0040] 图2笔筒树温室大棚培育图片
[0041] 图3笔筒树幼苗繁育图片
[0042] 图4不同苗龄笔筒树的光合响应曲线拟合图
[0043] 图5不同苗龄笔筒树的CO2响应曲线拟合图
[0044] 图6不同低温处理24h后二年生笔筒树叶片电解外渗率变化

具体实施方式

[0045] 下面将结合本发明实施例,对本发明技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0046] 实施例1
[0047] 一种笔筒树的人工繁育方法,由以下步骤组成:
[0048] (1)收集成熟笔筒树叶片,以叶片背面孢子囊颜色呈棕褐色且未完全裂开为准,洗净;
[0049] (2)将笔筒树叶片用纸包叠起来放置阴凉干燥处5天,至孢子囊开裂,收集散落的孢子,低温保存;
[0050] (3)选择育苗盘或者无菌播种方式播种,播种密度:1cm3的孢子播种于 1m2基质表面;
[0051] (4)1.5个月左右长出笔筒树配子体,控制温湿度,定期通风;
[0052] (5)播种3个月后基本形成笔筒树孢子体,定期通风,将笔筒树移栽至育苗钵中,放入温室大棚栽培培养,定期通风。
[0053] 其中,所述步骤(2)是将笔筒树叶片用报纸或硫酸纸包叠起来放置阴凉干燥处5天;所述步骤(2)的低温保存是将收集的孢子放置4℃;所述步骤 (3)是选择育苗盘播种时,基质采用灭菌的细泥炭,粒径为4mm,基质浇透水后将孢子均匀播种于表面;所述步骤(5)是笔筒树孢子体幼苗长到6-7cm 高时,移栽至育苗钵中培养。所述育苗钵的基质由腐殖土27%,泥炭46%,锯末27%三种成分组成;所述步骤(4)培育时,温度25°,湿度80%左右,光照度为1000-1500lx,时间16h/d;所述步骤(5)培育时,温度为25℃,湿度需控制在80%,白天光照时间14h/d。
[0054] 试验一 不同处理对笔筒树孢子萌发率的影响
[0055] 试验方法:于2018年6月至2019年6月在浙江省亚热带作物研究所进行播种试验。收集的新鲜成熟、背面孢子囊完整的笔筒树叶片。通过几次对比设计实验的研究,我们发现笔筒树孢子的采摘时期,摘后继续发育程度,以及播种密度均显著影响着配子体的生长,及萌发率。为了进一步验证影响笔筒树配子体发育的影响因素,我们设计了L9(34):3因素3水平的正交试验,分别找出不同采摘时期,摘后继续发育程度(摘后的不同放置时间),播种密度条件下,获得更优笔筒树配子体萌发率的最佳因素组合。
[0056] 具体的采摘时期,采摘不同发育时期的笔筒树叶片,T1为背面孢子囊呈绿色,T2为背面孢子囊呈棕褐色且未完全裂开,T3为背面孢子囊自然开裂。具体的发育程度,采摘的叶片用报纸包裹后分别放置3d,5d,8d,收集孢子进行播种。具体的密度是播种密度:0.5cm3的孢子播种于1m2基质表面,1cm3的孢子播种于1m2基质表面,1.5cm3的孢子播种于1m2基质表面。播种后用透明盖子或玻璃板密闭,萌发试验的环境条件:温度25°左右,湿度80%左右,光照每天15-16h。正交试验因素与水平设计见表1。播种20d后,采用样方法随机选择显微镜视野下的孢子萌发率,重复3次取平均值。
[0057] 表1正交试验因素与水平设计
[0058]
[0059] 实验例1
[0060] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T1为背面孢子囊呈绿色,采摘的叶片用报纸包裹后放置3d收集孢子进行播种,播种密度是0.5cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0061] 实验例2
[0062] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T1为背面孢子囊呈绿色,采摘的叶片用报纸包裹后放置5d收集孢子进行播种,播种密度是0.8cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0063] 实验例3
[0064] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T1为背面孢子囊呈绿色,采摘的叶片用报纸包裹后放置8d收集孢子进行播种,播种密度是1cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0065] 实验例4
[0066] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T2为背面孢子囊呈棕褐色且未完全裂开,采摘的叶片用报纸包裹后放置3d收集孢子进行播种,播种密度是0.8cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0067] 实验例5
[0068] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T2为背面孢子囊呈棕褐色且未完全裂开,采摘的叶片用报纸包裹后放置5d收集孢子进行播种,播种密度是1cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0069] 实验例6
[0070] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T2为背面孢子囊呈棕褐色且未完全裂开,采摘的叶片用报纸包裹后放置8d收集孢子进行播种,播种密度是0.5cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0071] 实验例7
[0072] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T3为背面孢子囊自然开裂,采摘的叶片用报纸包裹后放置3d收集孢子进行播种,播种密度是1cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0073] 实验例8
[0074] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T3为背面孢子囊自然开裂,采摘的叶片用报纸包裹后放置5d收集孢子进行播种,播种密度是0.5cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0075] 实验例9
[0076] 采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T3为背面孢子囊自然开裂,采摘的叶片用报纸包裹后放置8d收集孢子进行播种,播种密度是0.8cm3的孢子播种于1m2基质表面。具体孢子收集和播种方法同实施例1。
[0077] 试验结果:
[0078] 表2正交试验的极差分析结果
[0079]
[0080] 由表2可知,通过设定上述试验因素,我们得出了影响笔筒树配子体萌发率的影响因素及水平。对于萌发率,因素影响的主次为C>A>B,即播种密度>采摘时期>发育程度,较优参数组合为A2B2C3,即采摘不同发育时期的笔筒树叶片,具体采摘T2为背面孢子囊呈棕褐色且未完全裂开,采摘的叶片用报纸包裹后放置5d收集孢子进行播种,播种密度是1cm3的孢子播种于1m2基质表面。综上,正交试验最佳组合为实验例5。
[0081] 通过试验发现,T1处理笔筒树孢子萌发率低,可能是由于笔筒树背面孢子囊呈绿色为未发育成熟的孢子囊,可自然散落的孢子量极少,播种后基本不萌发。T2处理中笔筒树孢子为成熟孢子且并未散落,经晾置自然散落较多,播种后可形成正常的配子体,萌发率高,是笔筒树孢子繁殖的最宜材料。T3 中笔筒树孢子囊已自然开裂,孢子散落,因此收集到的孢子多为孢子囊,具有繁殖能力的孢子少,播种后配子体萌发率也较低。
[0082] 收集时间对笔筒树孢子的影响,成熟笔筒树叶片收取晾置后,随时间的增加,可自然脱落的孢子逐渐增加,至5d时孢子已基本散落,对形成配子体影响不大,但叶片放置7d后,由于空气湿度不足,孢子脱落时间过长,大量孢子活性不足或死亡,可形成配子体较少。说明笔筒树叶片采集后,晾置4-6 d即可收集孢子。
[0083] 播种方式对笔筒树孢子的影响,笔筒树孢子接种过密或过于稀疏会影响配子体受精,均不利于萌发,试验中发现用称量勺撒播的孢子分布均一性较差,造成基质表面配子体集中发育或部分基质表面没有配子体生长,而将笔筒树孢子置于纸上手指轻弹播种,可最大程度控制笔筒树播种均匀度,萌发率提高。且播种密度在1cm3的孢子播种于1m2基质表面时萌发率最高。
[0084] 试验二 不同基质类型对笔筒树繁殖生长的影响
[0085] 试验方法:蕨类植物研究比较常用的基质有泥炭、河沙、蛭石、土壤、腐殖土等。本试验尝试采用不同基质类型的配比作为笔筒树栽培基质,即研究不同基质配方下容重及总2
孔隙度的变化,以及对笔筒树繁殖情况的影响。其中每个处理3个重复,每个重复1m 基质。
播种后记录不同处理中孢子萌发率、基质表面显绿时间、配子体大量出现的时间及配子体发育成孢子体的百分率。除上述播种的基质类型变化外,试验播种,萌发等方法及环境条件同实施例1。
[0086] 基质的容重、孔隙度的测定方法是,取已知体积(V)的容器,称质量(W1),装满待测的风干基质,称质量(W2),用双层纱布封口(纱布质量忽略不计),将装满基质的容器完全浸没水中24h,称质量(W3),取出后将容器倒置,滤干重力水,称质量(W4),利用以下公式计算:容重(g/cm3)=(W2-W1)/V;总孔隙度(%)=(W3-W2)/V×100%。
[0087] 表3不同基质配方下容重及总孔隙度的变化
[0088]
[0089] 试验结果:
[0090] 表4可知,不同基质类型对笔筒树孢子萌发和配子体发育的影响较大,说明笔筒树对基质的类型要求严格。通过长期的对比,我们发现了仅采用泥炭单一一种基质繁育笔筒树的效果好,其比单独使用腐殖土、棕壤土、蛭石、河沙,或使用两种或三种结合的基质效果均好。我们还发现,笔筒树不仅对湿度的要求高,其对基质容重,持水性,透气性的要求也较高,泥炭的粒径过大(实验例13的过筛粒径5mm时)导致笔筒树萌发率降低,而过筛粒径在3-4mm时,泥炭基质的容重0.55-0.57g/cm3,总孔隙度在70.7-74.4%,持水性及透气性均较好,萌发率较高,过筛粒径在4mm时孢子萌发率最高,93%;当过筛粒径小于2mm,基质的总孔隙度下降,基质的透气透水性也相对较差,易感染病菌;当过筛粒径大于4mm,虽然基质的透气性好,但是基质的容重增加,持水性下降,萌发率降低。可见,泥炭颗粒过大或过小均阻碍了孢子萌发及生长。
[0091] 此外,笔筒树孢子进一步发育对基质的类型要求严格,实验例12的过筛粒径在4mm泥炭基质,容重0.55g/cm3,总孔隙度74.4%,对孢子体进一步发育成配子体的影响显著,实验例12基质表面显绿时间是8d,比其他处理时间短;且配子体大量出现的时间,和配子体发育成孢子体的百分率在实验例 12的4mm过筛粒径基质中也表现出了较好的生长优势,说明了配子体在单一泥炭生长基质中生长速度快;通过显微镜下观察,我们发现实验例12处理所形成的幼孢子体苗的根系也较发达,根量较丰富。而其他处理的配子体生长较单一泥炭生长略慢,较多的配子体在培养过程中逐渐死亡,不能受精形成孢子体,即配子体发育成孢子体的百分率低。
[0092] 表4不同基质类型对笔筒树孢子萌发和配子体发育的影响
[0093]
[0094]
[0095] 试验三 不同移栽时期对笔筒树孢子繁殖的影响
[0096] 试验方法:试验育苗基地设在浙江温州(119°37'-121°18'E,2706'-2836'N) 容器苗培育基地内,内部设有多层遮阴网、喷灌排风系统等设施,保证了试验的顺利实施。本试验主要研究笔筒树孢子体幼苗的移栽时机,移栽基质的不同对孢子幼孢子体苗移栽3月的成活率的影响。试验选择不同移栽时期,且长势良好,且大小较为一致的健壮笔筒树幼苗移栽至育苗容器中。基质的选择,把腐殖土(过4mm筛)、泥炭(过4mm筛)、锯末、珍珠岩作为四个变量因子,设计(0、1/3、0.5、1.0)四个水平,设计不同轻基质配比(基质替换见表6,其他方法同实施例1)。育苗容器为无纺布网袋(40mm(φ)× 100mm)。每种处理均设3个重复,每个重复移栽20株。分别于移栽后30d 测量移栽成活率,以及移栽3月后的苗高。
[0097] 实验例29
[0098] 笔筒树的人工繁育方法同实施例1,仅替换移栽时机:将孢子体幼苗长到 2-3cm高时,移栽至育苗钵中培养。
[0099] 实验例30
[0100] 笔筒树的人工繁育方法同实施例1,仅替换移栽时机:将孢子体幼苗长到 4-5cm高时,移栽至育苗钵中培养。
[0101] 实验例31
[0102] 笔筒树的人工繁育方法同实施例1,仅替换移栽时机:将孢子体幼苗长到 6-7cm高时,移栽至育苗钵中培养。
[0103] 实验例32
[0104] 笔筒树的人工繁育方法同实施例1,仅替换移栽时机:将孢子体幼苗长到 7-8cm高时,移栽至育苗钵中培养。
[0105] 表5不同移栽时期对幼孢子体苗移栽成活率的影响
[0106]
[0107] 表6试验基质配比对幼孢子体苗移栽成活率的影响
[0108]
[0109]
[0110] 试验结果:
[0111] 移栽时机对笔筒树幼孢子体苗移栽成活率有重要的影响,试验结果不同于其他桫椤属植物(苗高越小移栽成活率越高)。本试验结果:苗高过小时不利于笔筒树的根系发育,表5可见,孢子体幼苗的苗高小于5cm时移栽,其幼孢子体苗移栽成活率低,当将孢子体幼苗长到6-7cm高时,移栽至育苗钵中培养后,移栽成活率最高,96.5%。当超过7cm后再进行移栽,由于笔筒树根系发育较多,移栽对其根部后期缓苗生长影响较大,成活率反而降低了。
[0112] 如表6可见,细泥炭利于孢子萌发,但后期生长时,笔筒树对基质养分需求增加,且同样喜欢良好的通透性,研究发现,在基质中加入一些锯末比原本技术领域常用的珍珠岩,在调节基质的吸水性和通透性上效果更好,且其具有碳氮比高的优势,对笔筒树的苗期生长有显著的促进作用。将孢子体幼苗长到6-7cm高,且当基质配方选择实验例47:腐殖土27%,泥炭46%,锯末27%时,容重0.65g/cm3,总孔隙度68.3%,笔筒树移栽成活率最高,
96.5%;且移栽3月后生长速度快,苗高18.6cm,比其他类型的基质配比均具有显著优势。其次,在腐殖土,泥炭混合基质中加入珍珠岩的效果也较好,如实验例33,40;说明笔筒树后期幼苗生长对土壤的透气性要求较高,该种组合均比单一使用或两两组合使用腐殖土,泥炭的生长效果更好。
[0113] 试验四 不同年龄的笔筒树光合特性分析
[0114] 试验方法:选取长势一致的2-4年生笔筒树盆栽苗,预冷锻炼后取完整、无病虫害的当年生春夏梢自顶向下数第5~11叶位的5张叶片用于分析测定, 3次重复,移入LF220电脑自动控温冷库(宁波莱福公司制造),温度分别设为4、0、-2、-4、-6、-8、-12℃,处理24h,温度控制精度为±0.11℃ (用水温度计进行校准),光照14h,相对湿度75%。参考张志良(1990) 的方法测定样品电导率,根据朱根海等(1986)有关组织半致死温度的计算方法,配合Logistic方程,计算出笔筒树半致死温度(LT50)。
[0115] 另外,选取长势一致的2-4年生笔筒树盆栽苗,采用便携式光合测定光合仪Li-6400XT(Licor,美国)测定不同苗龄笔筒树的光响应与二氧化碳响应曲线。测定光响应曲线时选用6400-02B光源,CO2浓度(Ca)为400μmol·mol-1、流速为500μmol·s-1、温度设定为30℃,光合有效辐射(PAR)梯度设定为(μ mol·m-2s-1):1600,1200,1000,800,600,400,200,
150,100,75,50, 25,0。测定二氧化碳响应曲线时选用6400-02B光源,光合有效辐射(PAR) 设定为1200μmol·m-2s-1,流速为500μmol·s-1、温度设定为30℃,CO2浓度(Ca)梯度设定为:
600,400,0,50,100,150,200,300,400,800,1000, 1200。所有的气体交换试验均在上午9:
00-11:00完成。数据采用Excel 2007, SPSS13.0和Origin photosynthesis软件处理。
[0116] 表7不同苗龄笔筒树的光补偿点和饱和点
[0117] -2 -1 -2 -1品种/指标 光补偿点(μmol·m s ) 光饱和点(μmol·m s )
二年生笔筒树 8.26±2.19b 194.56±21.45c
三年生笔筒树 6.93±1.86c 334.56±25.4b
四年生笔筒树 13.2±2.67a 823.55±30.1a
[0118] 表8不同苗龄笔筒树的CO2补偿点和饱和点
[0119]
[0120] 表9不同出圃定植时机对笔筒树苗木造林1年后生长的影响
[0121]
[0122] 试验结果:
[0123] 通过研究不同低温胁迫下笔筒树电解质外渗率的动态变化,低温处理24 h内,二年生笔筒树叶片的电解质外渗率随低温下降呈先快速上升后慢慢平缓的近似“S”型曲线的变化趋势(图6),在高于-4℃温度处理下,叶片的电解质外渗率为155.9%~1594.19%。-10℃处理下,笔筒树叶片的电解质外渗率增加到4794.19%,温度低至-10~-12℃时,变化趋势平缓。形态上观察到的笔筒树受冻情况与电解质外渗率的变化趋势相符。二年生笔筒树叶片的电解质外渗率均随着温度的降低逐大至平缓,呈近似“S”型上升,二年生笔筒树手的半致死温度(LT50)为-8.48℃(Logistic  equation y=67.59/  (1+14.33*exp(0.3139x)))。而从三年生笔筒树开始,不同低温胁迫下笔筒树电解质外渗率的动态变化趋势比二年生稍平缓,在高于-4℃温度处理下,三年生笔筒树叶片的电解质外渗率比两年生降低了23.8%~34.1%;-10℃处理下,三年生笔筒树叶片的电解质外渗率比两年生降低了
34.4%-41.6%。三年生笔筒树手的半致死温度(LT50)为-10.53℃。说明三年生笔筒树的苗木的抗低温能力更强。
[0124] 不同苗龄的笔筒树的光响应曲线有显著差异,光合响应曲线反映了笔筒树光合速率随光合强度度变化的规律。由图4和表7可知,不同苗龄笔筒树叶片的净光合速率均随着光照强度的增加而呈上升趋势。但是当达到光饱和点时,笔筒树的净光合速率增长速度趋于平缓。但是不同苗龄笔筒树的光补偿点与光饱和点存在显著差异,苗龄越大笔筒树的光饱和点越高,四年生笔筒树的光补偿点和光饱和点显著高于其他苗龄笔筒树,其中四年生笔筒树的光饱和点是二年生苗龄笔筒树的4.24倍,这表明随着苗龄的增长,笔筒树的光合力越强。
[0125] 不同苗龄的笔筒树的CO2响应曲线有显著差异,CO2响应曲线反映了笔筒树净光合速率随CO2浓度变化的规律。由图5和表8可知,不同苗龄笔筒树叶片的净光合速率均随着CO2浓度的增加而呈上升趋势。但是当达到CO2饱和点时,笔筒树的净光合速率增长速度趋于平缓。但是不同苗龄笔筒树的 CO2补偿点与CO2饱和点存在显著差异。二年生苗龄笔筒树的CO2补偿点和饱和点显著高于其他苗龄笔筒树,其中三年生和四年生笔筒树的CO2饱和点和补偿点无显著差异。说明笔筒树苗龄低时(大于2年生苗)在外界CO2浓度较低的情况下即有较高的光合速率,因而能够有效地积累干物质,适应性较强。
[0126] 综上,三年生笔筒树苗木CO2补偿点相对稳定,说明三年生笔筒树在外界CO2浓度较低的情况下即有较高的光合速率,因而能够有效地积累干物质。当笔筒树苗木长到三年生时,出圃定植后成活率较高,84.7%。年平均生长量 (苗高年平均生长量57.7cm,地径年平均生长量0.88cm)高于二年生(苗高年平均生长量49.5cm,地径年平均生长量0.65cm)和四年生苗木(苗高年平均生长量54.1cm,地径年平均生长量0.74cm),这也与笔筒树的光合特性分析结果相一致。
[0127] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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