青蘚(Brachythecium procumbens)和細(xì)葉小羽蘚(Haplocladium microphyllum)人工栽培方案的優(yōu)化

高 昕, 沈吉祥, 婁玉霞, 郭水良

(上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 植物種質(zhì)資源開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心,上海 200234)

青蘚(Brachytheciumprocumbens)和細(xì)葉小羽蘚(Haplocladiummicrophyllum)人工栽培方案的優(yōu)化

高 昕, 沈吉祥, 婁玉霞*, 郭水良

(上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 植物種質(zhì)資源開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心,上海 200234)

青蘚(Brachytheciumprocumbens)和細(xì)葉小羽蘚(Haplocladiummicrophyllum)是公園綠地中廣泛分布的有觀賞價值的蘚類植物.研究了栽培基質(zhì)、營養(yǎng)液組成及其濃度、光照強(qiáng)度、配子體播種方式4個因素對秋冬季節(jié)青蘚和細(xì)葉小羽蘚植株生長的影響,獲得了兩種蘚類植物的人工栽培的優(yōu)化栽培方案.栽培青蘚的方案如下:采用泥炭:蛭石按1∶1體積比混合的基質(zhì),將配子體植株剪成細(xì)碎小段(長約1 mm)種植,以全光照為條件,使用1/2劑量Hoagland & Arnon通用配方營養(yǎng)液,基質(zhì)pH值為5.841,電導(dǎo)率(EC值)為140.2 μS/cm,總孔隙度74.30%,大小空隙比1∶5.84;栽培細(xì)葉小羽蘚的方案為:以泥炭:蛭石按2∶1體積比混合的基質(zhì),將配子體剪成細(xì)碎小段(長約1 mm)種植,以全光照為條件,并使用1/2劑量Hoagland & Arnon通用配方營養(yǎng)液,基質(zhì)pH值為5.764,EC值為165.4 μS/cm,總孔隙度76.82%,大小空隙比1∶4.33.

青蘚; 細(xì)葉小羽蘚; 栽培方案; 最大量子產(chǎn)量; 生物量

0 引 言

苔蘚植物越來越多地應(yīng)用于城市景觀和園藝小品開發(fā),苔蘚植物人工栽培也日益受到人們的重視[1].栽培實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),不同種類的蘚類植物進(jìn)行人工栽培的理想條件并不相同.梁書豐[2]研究了真蘚(Bryumargentatum)和多枝青蘚(Brachytheciumfasciculirameum)的栽培方法,發(fā)現(xiàn)真蘚可在室溫干燥后打碎為粉末,撒至基質(zhì)上,在蛭石/草炭土混合物、草炭土、蛭石、園土的基質(zhì)中均可生長,30 d后即可獲得苔蘚墊;多枝青蘚經(jīng)組培后移栽到草炭土、蛭石和園土后,均可繁殖,其中以草炭土中繁殖量最多,繁殖面積最大.段智慧[3]研究了凸尖鱗葉蘚(Taxiphyllumcuspidifolium)與鱗葉鳳尾蘚(Fissidenstaxifolius)的快速繁育,發(fā)現(xiàn)以潔凈河沙為基質(zhì),在偏中性環(huán)境條件下,兩種蘚類的配子體萌發(fā)數(shù)最高,生物量最大,pH值為7時效果最佳.同時凸尖鱗葉蘚與鱗葉鳳尾蘚均在全光照(2 000 lx)條件下,生物量最大.陳文佳[4]研究了細(xì)葉小羽蘚的快速繁育體系,發(fā)現(xiàn)50%遮光和泥炭基質(zhì)條件最有利于細(xì)葉小羽蘚的生長.目前,對于蘚類快速繁育的研究較少,所涉及的苔蘚種類有限,有大量工作需要開展[5].

青蘚和細(xì)葉小羽蘚廣泛分布于上海及鄰近地區(qū)的城市公園,生長時間長,色澤鮮艷,是城市景觀建設(shè)和園藝小品開發(fā)的可選材料[6-7].關(guān)于適應(yīng)于上海地區(qū)氣候環(huán)境條件的兩者的人工栽培研究報(bào)道比較缺乏[8].本文作者通過研究不同人工栽培條件對蘚類生長的影響,探索人工大量繁殖這兩種蘚類植物的優(yōu)化栽培方案.

1 材料與方法

1.1材料

從上海師范大學(xué)校園采集用于實(shí)驗(yàn)的青蘚和細(xì)葉小羽蘚鮮配子體植株,栽培容器為塑料花盆,盆口直徑14 cm,盆高16 cm.實(shí)驗(yàn)時間為2015年10月,播種時間為2015年10月26日,于2016年3月23日測定數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)在上海師范大學(xué)生物學(xué)基地進(jìn)行.實(shí)驗(yàn)中共栽種120盆作大量平行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果取平均值.

1.2基質(zhì)篩選

表1 用于栽培青蘚和細(xì)葉小羽蘚的6種復(fù)合基質(zhì)配方

表1為實(shí)驗(yàn)中使用的6種不同復(fù)合基質(zhì)配方.

按表1混拌基質(zhì),裝盆,每個處理裝6盆(3次重復(fù)),澆透水,過夜,使基質(zhì)充分吸持水分.將2種蘚類植物的配子體分枝剪成長約1 cm的小段,均勻撒播在基質(zhì)表面,播種量為70 g/m3,即每盆約播撒3 g苔蘚材料,蓋一層遮陽率為30%的遮陽網(wǎng).每天用小噴壺噴水1次,保持基質(zhì)濕潤,每周用小噴壺噴施濃度為1/4劑量的Hoagland & Arnon (1938) 營養(yǎng)液1次,每次確保每盆的噴水量和噴施的營養(yǎng)液量一致.5個月后,測定植株生長指標(biāo)[9].

1.3營養(yǎng)液篩選

設(shè)計(jì)了7種不同組成及濃度的復(fù)合營養(yǎng)液,用于研究營養(yǎng)液組成及濃度對供試2種蘚類植物生長的影響(表2).

表2 用于栽培苔蘚的7種不同的營養(yǎng)液組成及濃度

以泥炭/蛭石混合基質(zhì)為栽培基質(zhì),V(泥炭)∶V(蛭石)=2∶1,每個處理裝6盆,澆透水,過夜,使基質(zhì)充分吸持水分.將2種蘚類植物的配子體分枝剪成長約1 cm的小段,均勻撒播在基質(zhì)表面,遮蓋一層遮陽網(wǎng)使遮光率達(dá)30%.播種量為70 g/m3,每天用小噴壺噴水1次,每次確保每盆的噴水量一致,保持基質(zhì)濕潤.每周用小噴壺按表2噴施營養(yǎng)液1次.播種后5個月,測定植株生長指標(biāo).

1.4光照條件

表3 用于栽培苔蘚的4種不同的光照條件

設(shè)計(jì)了4種不同光照條件,用于研究光照強(qiáng)度對供試2種蘚類植物生長的影響(表3).

以泥炭/蛭石混合基質(zhì)為栽培基質(zhì),V(泥炭)∶V(蛭石)=2∶1,每個處理裝6盆,澆透水,過夜,使基質(zhì)充分吸持水分.將2種蘚類植物的配子體分枝剪成長約1 m的小段,均勻撒播在基質(zhì)表面,按表3遮蓋遮陽網(wǎng).播種量為70 g/m3,每天用小噴壺噴水1次,保持基質(zhì)濕潤.每周用小噴壺噴施1/4劑量的Hoagland & Arnon (1938) 通用營養(yǎng)液1次.每次確保每盆的噴水量和噴施的營養(yǎng)液量一致.播種后5個月,測定植株生長指標(biāo).

1.5配子體植株播種方式

表4 用于栽培苔蘚的3種不同的配子體播種方式

設(shè)計(jì)了3種配子體植株播種方式,用于研究配子體植株播種方式對供試2種蘚類植物生長的影響(表4).

以泥炭/蛭石混合基質(zhì)為栽培基質(zhì),V(泥炭)∶V(蛭石)=2∶1,每個處理裝6盆,澆透水,過夜,使基質(zhì)充分吸持水分.按表4方式處理配子體植株,均勻撒播在基質(zhì)表面,遮蓋一層遮陽率為30%的遮陽網(wǎng).播種量為70 g/m3,每天用小噴壺噴水1次,保持基質(zhì)濕潤.每周用小噴壺噴施1/4劑量的Hoagland & Arnon (1938) 通用營養(yǎng)液1次.每次確保每盆的噴水量和噴施的營養(yǎng)液量一致.播種后5個月,測定植株生長指標(biāo).

1.6栽培基質(zhì)理化性質(zhì)

測定的基質(zhì)理化指標(biāo)包括總孔隙度、通氣孔隙、持水孔隙度、pH值及電導(dǎo)率,方法參照郭世榮[10]的方法,每個處理設(shè)置4次重復(fù).

1.7配子體生物量測定

取盆內(nèi)所有苔蘚植物,用清水清洗以去除所帶基質(zhì),報(bào)紙吸取表面殘留水分,天平稱量總質(zhì)量,此處總質(zhì)量為苔蘚生物量,單位:g·盆-1.每個處理設(shè)置3個重復(fù).

1.8數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用SPSS軟件計(jì)算每個處理數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差,并進(jìn)行單因素方差分析[11].

2 結(jié)果分析

2.1基質(zhì)對兩種蘚類生長的影響

在不同復(fù)合基質(zhì)上人工栽培5個月后,測量苔蘚的生物量,同時測定6種不同栽培基質(zhì)的理化性質(zhì).表5為生物量測定結(jié)果,表6為基質(zhì)理化性質(zhì)測定結(jié)果.

表5 基質(zhì)組成對兩種苔蘚植株生長的影響

注:表中F值為方差分析中進(jìn)行F檢驗(yàn)計(jì)算獲得的數(shù)值;根據(jù)最小顯著極差法(Duncan),每欄數(shù)據(jù)后標(biāo)記相同英文小寫字母表示差異不顯著(P>0.05),標(biāo)記不同小寫英文字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

表6 基質(zhì)組成的理化性質(zhì)測定結(jié)果

由表5可知,基質(zhì)組成對青蘚生物量影響顯著,其中泥炭與蛭石體積比為1∶1時,生物量最大,為(58.01±0.47)g·盆-1;當(dāng)泥炭與蛭石體積比為1∶4時,生物量最小,為(51.61±0.7)g·盆-1,二者差異顯著.以上兩種基質(zhì)組成的pH值差異不顯著,而電導(dǎo)率、總孔隙度和大小孔隙比差異顯著,因此,基質(zhì)的礦質(zhì)成分(電導(dǎo)率)、通氣性(總孔隙度和大小孔隙比)對青蘚生長影響較大.

基質(zhì)組成也顯著影響細(xì)葉小羽蘚的生物量,當(dāng)基質(zhì)中泥炭與蛭石的體積比為2∶1時,細(xì)葉小羽蘚的生物量最大,為(69.87±1.56)g·盆-1;當(dāng)泥炭與蛭石體積比為3∶1時,細(xì)葉小羽蘚的生物量最小,為(54.10±1.01)g·盆-1,二者差異顯著;兩種基質(zhì)組成的pH值和總孔隙度差異不顯著,而電導(dǎo)率和大小孔隙比差異都為顯著水平.

2.2營養(yǎng)液組成及濃度對兩種蘚類植物生長的影響

營養(yǎng)液組成及濃度對青蘚和細(xì)葉小羽蘚生物量的影響顯著,如表7所示.使用Hoagland & Arnon (1938)1/2劑量營養(yǎng)液時,兩者的生物量均達(dá)到最大,分別為(59.54±0.30) g·盆-1和(72.65±1.26) g·盆-1,使用日本山崎配方(1978)1/2劑量時,兩者的生物量均最小,分別為(50.44±0.11) g·盆-1和(64.53±2.63) g·盆-1.

表7 營養(yǎng)液組成及濃度對兩種苔蘚植株生長的影響

2.3光照條件對兩種蘚類植物生長的影響

圖1為不同光照條件下兩種蘚類的生物量.

圖1 光照條件對兩種蘚類植物生長的影響

方差分析結(jié)果表明,不同光照條件對青蘚和細(xì)葉小羽蘚生物量影響均達(dá)顯著水平.無遮光時,兩種蘚類生物量最大,分別達(dá)到(71.81±0.58)g·盆-1和(76.33±1.63) g·盆-1;遮光70%時,兩者的生物量均最小,分別為(39.86±1.42)g·盆-1和(39.60±1.18).

2.4配子體播種方式對兩種蘚類生長的影響

表8為不同配子體播種方式對兩種蘚類生長的影響.由表8可知,配子體播種方式對青蘚的生物量影響顯著,其中剪成細(xì)碎小段(長約1 mm)時,生物量最大,為(57.87±0.27) g·盆-1;完整分枝播種時,生物量最小,為(53.71±0.59) g·盆-1.經(jīng)多重比較得,配子體植株剪碎成1 cm小段和1 mm小段對青蘚生物量影響的差異不顯著,但均與完整分枝播種的差異顯著.

配子體播種方式對細(xì)葉小羽蘚生長生物量影響顯著,其中剪成細(xì)碎小段(長約1 mm)時,生物量最大,為(68.92±4.20) g·盆-1;完整分枝播種時,生物量最小,為(59.08±1.57) g·盆-1.經(jīng)多重比較得,配子體植株剪碎成1 cm小段和1 mm小段對細(xì)葉小羽蘚生物量影響差異不顯著,但均與完整分枝播種的差異顯著.

表8 配子體播種方式對兩種苔蘚生長的影響

3 討 論

通過單因素試驗(yàn)研究栽培基質(zhì)、營養(yǎng)液組成及濃度、光照條件和配子體播種方式對青蘚和細(xì)葉小羽蘚生長的影響.

泥炭和蛭石按不同體積比混合供試的6種基質(zhì)中,從基質(zhì)的理化性質(zhì)分析結(jié)果來看,基質(zhì)pH值均為偏酸性,對兩種蘚類生長的影響不明顯.而基質(zhì)配方組成不同,基質(zhì)的電導(dǎo)率值、總孔隙度和大小孔隙比差異顯著,對兩種蘚類的生長影響顯著.同時發(fā)現(xiàn),兩種蘚類的生長對于基質(zhì)的電導(dǎo)率值、總孔隙度和大小孔隙比的要求是不同的.泥炭與蛭石體積比為1∶1時最適合青蘚生長,泥炭與蛭石體積比為2∶1時最適合細(xì)葉小羽蘚生長.

比較相同濃度條件下的3種不同配方營養(yǎng)液對兩種蘚類植物生物量的影響,發(fā)現(xiàn)Hoagland & Arnon (1938)總是優(yōu)于其他兩種.由于營養(yǎng)液組成中的差別主要為K+濃度不同,推斷具有較高K+濃度的營養(yǎng)液更有利于兩種蘚類的生長.

兩種苔蘚植物在無遮蓋的光照處理下,均獲得了最大生物量,不同光照條件對兩種苔蘚生長的影響均達(dá)到極顯著水平.然而在陳文佳[4]建立的細(xì)葉小羽蘚快繁體系中,得出50%遮光率更有利于細(xì)葉小羽蘚的生長.這可能由于本實(shí)驗(yàn)的栽培時間為秋冬季,光照強(qiáng)度較夏季弱,此時無遮光更適合苔蘚生長,而在夏季苔蘚的生長中是否會受到光照強(qiáng)度過高的影響有待進(jìn)一步研究.

配子體植株切碎成1 cm和細(xì)切1 mm小段時,兩種蘚類較完整配子體播種方式的生物量顯著變大,而且以細(xì)切的播種方式獲得的生物量更高.分析原因,可能由于經(jīng)切碎后,配子體能更好地與基質(zhì)接觸,吸收水分與養(yǎng)分,從而更好地生長.

由于苔蘚植物質(zhì)量小,且實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格控制其他因素影響,很小的生物量差異足以體現(xiàn)各因素對苔蘚植物生長的影響.若將優(yōu)化方案應(yīng)用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),可顯著地促進(jìn)其生長.

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(責(zé)任編輯：顧浩然,包震宇)

OptimizationofcultivationschemeforBrachytheciumprocumbensandHaplocladiummicrophyllum

Gao Xin, Shen Jixiang, Lou Yuxia*, Guo Shuiliang

(Development Center of Plant Germplasm Resources,College of Life and Environmental Sciences,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China)

BrachytheciumprocumbensandHaplocladiummicrophyllum,two moss species widely distributing in parks and green areas,are of ornamental value in cities.Four factors which are matrix composition,nutrient solution composition and concentration,light intensity and gametophyte length,were included in the optimization of cultivation scheme for these two moss species.The effects of the factors on the biomass and maximum quantum yield ofB.procumbensandH.microphyllumwere detected under experimental condition.B.procumbensis suggested to cultivate on a matrix with peat and vermiculite at 1∶1 volume ratio,in full light,to spray Hoagland & Arnon nutrient solution diluted twice by using its gametophytes at a length of ca.1.0 mm;the ideal matrix is characterized by 5.841 pH,a conductivity of 140.2 μS·cm-1,a total porosity at 74.30%,a ratio of large porosity and small porosity at 1∶5.84.ForH.microphyllum,the species is suggested to cultivate on a matrix with peat and vermiculite at 2∶1volume ratio,in full light,to spray Hoagland & Arnon nutrient solution diluted twice by using its gametophytes at a length of ca. 1.0 mm;the ideal matrix is characterized by 5.764 pH,a conductivity of 165.4 μS·cm-1,a total porosity at 76.82%,a ratio of large porosity and small porosity at 1∶4.33.

Brachytheciumprocumbens;Haplocladiummicrophyllum; cultivation scheme; maximum quantum yield; biomass

Q 94

A

1000-5137(2017)05-0662-06

2016-11-22

上海師范大學(xué)一般科研項(xiàng)目(SK201417);上海植物種質(zhì)資源工程技術(shù)研究中心項(xiàng)目(17DZ2252700)

高 昕(1992-),女,碩士研究生,主要從事植物生態(tài)學(xué)方面的研究.E-mail:gaoxin2178@126.com

導(dǎo)師簡介: 婁玉霞(1970-),女,博士,講師,主要從事苔蘚生物學(xué)方面的研究.E-mail:yuxialou@shnu.edu.cn

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