泥炭藓形态特征与栽培对其吸水功能的影响.pdf

贵州农业科学 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull null nullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 收稿日期 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 基金项目 国家自然科学基金面上项目 泥炭藓生长发育的营养需求 环境响应以及再生调控研究 nullnullnullnull 作者简介 王瑶欣 nullnullnullnullnull 女 在读硕士 研究方向 苔藓生理 null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 通信作者 孙 越 nullnullnullnullnull 女 副教授 从事苔藓植物学研究 null nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 泥炭藓形态特征与栽培对其吸水功能的影响 王瑶欣 薛永军 袁 莹 陈玲玲 杨艳平 孙 越 华东师范大学 生命科学学院 上海 nullnullnullnullnullnull 摘要 目的 探明决定泥炭藓吸水能力的关键结构特征 建立泥炭藓简便快捷的品质检测分析方法 鉴 定设施栽培所获泥炭藓的吸水与供水能力 为泥炭藓培育及促进其在种植业中应用提供参考依据 方法 采用显微观察结合烘干复吸水方法 分析比较不同生态环境 野外生长与人工室内栽培 对泥炭藓形态结构 不同部位吸水及供水能力的影响 结果 泥炭藓的枝部叶片上透明细胞与绿色细胞宽度比为 nullnullnullnull 远大于 头部叶片 nullnullnullnull 泥炭藓枝部的吸水能力明显高于头部 达自身干重的 nullnull 倍以上 不同形态 粗壮 细嫩 紧密 松散 绿色 黄色 泥炭藓的吸水能力基本持平 均达到自身干重的 nullnull 倍以上 室内栽培泥炭藓的枝条 明显长于野外生长泥炭藓 其枝部吸水能力显著强于野外生长泥炭藓 从全株植物的吸水能力看 室内栽培 泥炭藓稍高于野外生长泥炭藓 但无显著差异 室内栽培与野外栽培的泥炭藓均可在 nullnullnull 条件下保持 nullnullnullnullnullnull 以上明显水分释放 结论 烘干分析方法对于检测泥炭藓的吸水和供水能力简单易行 泥炭藓的枝条是决 定其吸水能力的最主要结构 设施栽培可显著加强泥炭藓枝条发育 所获泥炭藓的吸水能力和供水能力均与 野外栽培泥炭藓基本相当 关键词 泥炭藓 栽培 设施农业 吸水能力 供水能力 形态结构 生理功能 中图分类号 nullnullnullnullnullnull 文献标识码 null 文章编号 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull null nullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull null null nullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull null nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull null nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull null 引言 研究意义 泥炭藓 nullnullnullnullnullnullnullnull 属于藓 类植物门泥炭藓纲泥炭藓科泥炭藓属的一 大类植物 null 泥炭藓具有极强的固碳和吸 水能力 null 是泥炭沼泽的核心物种 可吸收 自身干重 nullnull 倍以上的水 其沉积速度远快 于降解速度 因此能够固定大量 nullnullnull null nullnullnull 故泥炭藓是最重要的碳封存植物 又被称为 固 碳 海 绵 nullnullnull 泥炭藓被称为白泥炭 nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnull 可替代泥炭土作为盆栽植 物 如兰花 的培养基质 如畅销国际市场的 nullnullnullnullnull 育苗块即是用干泥炭藓碎片压制而成 随着泥炭藓市场需求日益增大 野外大量采 集使泥炭藓湿地遭到严重破坏而衰退 人 工种植泥炭藓是解决泥炭藓巨大市场需求 的最有效手段 因此 开展泥炭藓人工种植 研究具有重要的现实意义 前人研究进 展 近几年 泥炭藓越来越多地被直接应用 于园艺基质和绿色农业的育苗基质中 nullnull 且 都是野外生长的 如智利安第斯山脉高山湿 地生长的泥炭藓和贵州省农户种植的泥炭 藓 目前已有关于泥炭藓种植的研究报 道 nullnullnullnullnull 国外在泥炭开采迹地种植泥炭藓 发现 其可以恢复泥炭地活力 增加对大气 中碳的固定 同时 也可以一定程度上满足 国内园艺市场的需求 nullnullnullnullnull 当前 国内外对 于泥炭藓的种植研究主要在自然环境中开 展 种植方法主要为水培和土培 对于种植 所得泥炭藓的评价仅注重其生物量 干重 的增加 nullnull 贵州省是我国泥炭藓分布最多 的省份 曾经的国家级贫困县独山县的部分 农户通过种植泥炭藓脱贫 nullnull 根据有关研 究和专利内容 种植泥炭藓的主要方式是从 野外采集泥炭藓 然后种植到垫有植物秸秆 的水田中 经 null null 年生长后再收获 nullnullnullnullnull 对于泥炭藓的特征研究主要针对其生态功 能和分类学研究 有研究表明 透明细胞是 泥炭藓能够大量吸水的主要原因 而干旱能 够促进 透 明 细 胞 的 分 化 nullnullnullnullnull 研 究 切 入 点 泥炭藓已有的种植方法非常依赖环境条 件 能够自然生长泥炭藓的土地并不多 而 且生长周期长 土地利用率低 泥炭藓的生 长状态 产出量和品质因受外界环境的影响 而不稳定 不均一 泥炭藓种植引入设施栽 培技术 不仅可加速生长 缩短生长周期 提 高土地利用周期 且可在一定程度上提高泥 炭藓品质的稳定性和均一性 目前 泥炭藓 的品质设施栽培与野外生长是否一致 其设 施栽培的培养目标及如何判断其商业品质 等已成为开展设施栽培泥炭藓技术研究亟 需解决的问题 但讫今鲜见有关泥炭藓吸 水功能特征的分析和设施栽培泥炭藓品质 研究的相关报道 拟解决的关键问题 着 眼于未来设施农业在泥炭藓种植领域的发 展趋势 以设施栽培的泥炭藓为研究对象 从泥炭藓最重要的功能 吸水和供水能 力入手 开展关于泥炭藓的形态结构和吸水 功能特征的研究 通过观察比较泥炭藓的 整体和细胞水平形态结构 结合采用烘干法 评价泥炭藓吸水能力和水分缓释能力 建立 一种简单易行的泥炭藓品质分析方法 探明 影响泥炭藓品质的主要结构特征 并比较设 施栽培泥炭藓与野外生长泥炭藓品质差异 以期为设施栽培泥炭藓的技术研发及促进 其在种植业中应用提供参考依据 null 材料与方法 nullnullnull 材料 nullnullnullnullnull 泥炭藓 野外生长泥炭藓 nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull 采自贵州黔西南州 nullnullnullnullnull 仪器设备 nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 体式显 微镜 尼康仪器 上海 有限公司 nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 光学显微镜 麦克奥迪实业集团有限公司 nullnullnullnullnull 其他 无纺布 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 无 纺布袋 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 市购 nullnullnull 方法 nullnullnullnullnull 材料预处理 野外生长泥炭藓的形 nullnull 贵 州 农 业 科 学 态差别较大 将采集的泥炭藓在温度 nullnullnull 光照 null nullnullnull null nullnullnullnullnull 光暗 nullnullnull nullnull 湿度 nullnullnull 条件下人工室内栽培 null 个月后采集全 株 按茎粗 侧枝形态和颜色分类后备用 null 茎粗 根据泥炭藓茎的粗细分为细 嫩型和粗壮型 其中 茎的直径 nullnullnull 为细 嫩 型 泥 炭 藓 其 茎 秆 绿 色 或 透 明 直 径 nullnullnull 的为粗壮型泥炭藓 其茎内部中 往往有棕色纤维状结构 null 侧枝 根据侧枝分布分为侧枝密集 型和侧枝稀疏型 侧枝簇数 null 簇 nullnull 为侧 枝密集 型 侧 枝 簇 数 null 簇 nullnull 为 侧 枝 稀 疏型 null 颜色 多年生泥炭藓大部分上部绿 色 下部黄色 研究将泥炭藓绿色和黄色部 分剪开 分别测定其吸水能力 nullnullnullnullnull 形态结构观察及吸水与水分供给能 力测定 null 形态结构观察 将泥炭藓材料在载 玻片上分割 以水封片 采用体视显微镜和 光学显微镜拍照 在体式显微镜下主要观 察泥炭藓头部和枝条的大小 长短 在光学 显微镜下主要观察头部和枝部叶片的细胞 形态结构 null 泥炭藓的吸水能力 分别测定不同 形态 紧 密 松 散 细 嫩 老 粗 及 黄 色 绿 色 等 野外生长泥炭藓的吸水能力 测定野外 栽培泥炭藓茎 枝条和头部的吸水能力 分 别测定野外生长和室内栽培泥炭藓整株 头 部叶片和枝条上叶片的吸水能力 具体操 作 称量烘干无纺布重量 nullnull 将其充分浸 入水中 捞出控去浮水 称重 nullnull 将新鲜 泥炭藓均匀分散在烘干无纺布上 在 nullnullnull 烘干 nullnull 后 称干重 null null 再浸入水中使植 物材料充分吸水 nullnullnullnullnull 后捞出 吸水纸吸去 表面浮水 第 null 次称重 nullnull 每个处理使用 泥炭藓材料 nullnull 株 null 次重复 吸水率 null nullnullnullnull null nullnullnullnullnullnull null null nullnullnull null nullnullnullnull null 泥炭藓的水分供给能力 试验设 null 个处理 nullnull 常用植物基质椰糠 nullnull nullnull 野 外生长泥炭藓 nullnull 室内栽培泥炭藓 分别 在处理后 nullnull nullnullnullnullnullnull 测量各基质的水分散 失规律 具体操作 称量烘干无纺布袋重量 nullnull 将一定量的泥炭藓装在无纺布袋中完 全烘干后称重 null null 浸入水中 充分吸水后 捞出 吸水纸吸去浮水后称重 nullnull 在鼓风 干燥箱中 nullnullnull 烘干 每隔 nullnullnullnullnull 取出称重 nullnull nullnullnull null null nullnull 直至 nullnull 后干重不 再变化 null null 材料完全失水 考虑到无纺布 吸水很少 在最早烘烤的 nullnullnullnullnull 内已经蒸发 干净 研究作图从 nullnullnullnullnull 的水分散失量开 始 失水率定义为单位质量泥炭藓的水分 散失量 失水率 null nullnullnullnullnullnullnull null null nullnullnull nullnullnull 数据统计与分析 采用 nullnullnullnull nullnull 对数据进行统计 独立样 本 null 检验和单一变量分析 null 结果与分析 nullnullnull 泥炭藓的形态结构特征 nullnullnullnullnull 基本形态结构 泥炭藓植株主要分 为头部 茎和茎上的枝条 其中 头部 顶端 部位 有短枝条簇生 茎上有 null null 根枝条簇 生 泥炭藓茎和叶上都有死亡的巨大透明 细胞 其上有水孔和螺纹状细胞壁加厚 该 结构有利于泥炭藓吸水 其中 茎部仅表面 具有透明细胞 内部有多层髓部细胞 而叶 片部分只有单层细胞 其中大部分被透明细 胞占据 nullnullnullnullnull 野外生长泥炭藓不同部位叶片的形 态结构 泥炭藓的叶片主要生长在头部 茎 上枝条和主茎上 其中 主茎上的叶片分布 很少 绝大部分叶片分布在头部和枝部 不 同部位叶片的形态存在明显差异 图 null 头 部叶片 基本呈卵圆形 较宽大 其透明细胞 相对较短 绿色细胞相对较粗 枝部叶片 呈长卵形 较狭长 特别是在枝部末端 null null 部分处 叶片非常狭长 其透明细胞均较旁 边的绿色细胞长且宽大很多 经统计 枝部 叶片上透明细胞与绿色细胞宽度比为 nullnullnullnull 远大于头部叶片 nullnullnullnull nullnull null期 王瑶欣 等 泥炭藓形态特征与栽培对其吸水功能的影响 注 null 头部叶片的整体形态 null 头部叶片的顶端细胞 null 头部叶片的基部细胞 null 枝部叶片的细胞整体形态 null 枝部叶