缙云山蕨类植物资源评价与三种野生观赏蕨引种繁育研究

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蕨类植物又称“羊齿植物”,植株优美,观赏价值较高。野生蕨是城市观赏蕨类的主要资源库,对观赏价值较高的野生蕨类植物进行引种与繁育研究,可为野生观赏蕨的开发利用奠定理论与实践基础。重庆缙云山国家级自然保护区野生蕨类资源丰富,观赏价值较高的种类多,但目前缙云山野生蕨类资源观赏价值缺乏系统评价,一些开发应用价值高的蕨类资源在人控条件下的引种栽培与人工繁育研究基础薄弱,观赏蕨类资源尚未得到有效的开发应用。因此,对缙云山蕨类资源进行综合评价,并对观赏价值较高的种类进行引种栽培与人工繁育研究,具有重要实践价值和生产意义。本文以重庆缙云山国家级自然保护区野生蕨类资源为研究对象,对其开发应用价值进行综合评价,同时对三种极具室内盆栽观赏价值的种类(翅轴蹄盖蕨、斜方复叶耳蕨和光叶碗蕨)进行原生境调查、低海拔城市环境引种栽培试验与人控条件下的孢子繁育研究,探寻低海拔城市环境下开发利用的限制性环境因子,掌握人控条件下孢子量化繁育技术。主要研究结果如下:(1)缙云山野生蕨类资源调查与综合评价:缙云山现有野生蕨38科74属152种,可分为水生、石生、陆生、附生和藤本5个生活型。层次分析法评价结果表明,共有48种野生蕨类资源具有较高的观赏价值及园林应用潜力,其中8种综合价值极高,可大范围推广应用;蕨类植物园林运用形式多样,园林用途分析结果表明,大部分种类可用于地被绿化及盆栽观赏,其中翅轴蹄盖蕨、斜方复叶耳蕨和光叶碗蕨盆栽观赏价值较高,但这三种蕨在200~400m海拔城市环境无野生分布,不能自然生长发育,因此开展三种蕨类植物资源的孢子繁殖技术研究,找到低海拔城市环境条件下正常生长的限制因子,是推进其开发利用进程的重要前提。(2)三种观赏蕨的形态学特征:翅轴蹄盖蕨为多年生中小型草本蕨,地下茎短且直立,羽叶丛生,小叶光亮无毛,盆栽观赏效果极高,是一个优良的盆栽植物资源;斜方复叶耳蕨多年生中大型草本蕨,虽地下茎横生,但节间较短,羽叶脆绿光亮,即可盆栽,也可地被绿化,还是一种优良的切花配叶材料;多年生中型草本蕨光叶碗蕨地下茎斜生,羽叶近丛生,叶轴光亮紫褐色,羽片细碎素雅,可作中型盆栽观赏、丛植或作花镜点缀材料。三种蕨类植物根均为不定根,解剖结构相近,均包括表皮、皮层、维管柱三部分;叶柄横切面形态各异,结构由外向内依次为表皮、厚角组织、薄壁组织、维管束。叶柄由维管束差异显著:翅轴蹄盖蕨叶柄2条维管束,维管束近椭圆形;斜方复叶耳蕨有4条维管束,维管束圆形;光叶碗蕨仅含1条维管束;叶片结构均无栅栏组织与叶肉组织分化,适合室内及林下弱光照环境栽培和观赏。(3)三种野生蕨原生境调查与低海拔引种:原生境调查结果表明:三种蕨类植物均生长于缙云山亚热带常绿阔叶林中,林下腐殖质丰富;(翅轴蹄盖蕨主要分布于杉木园片区阔叶林间空地,海拔750米;斜方复叶耳蕨和光叶碗蕨野生分布范围较广,但前者于林缘沟谷区域较多,后者常分布于林缘路边);各样地内植被丰富,物种多样性、物种优势度、物种均匀度等指标并不完全一致,且相互之间未存在明显的因果关系。翅轴蹄盖蕨、斜方复叶耳蕨和光叶碗蕨在其群落中的生态位宽度值分别为0.678、0.591和0.598,排名分别为第2、第5和第2,说明其在原生境群落中均有一定的适应能力。野生居群内伴生物种多样,无必需依赖性伴生植物;与海拔200m左右城市环境自然环境相比,限制性生态因子为土壤、光照强度、空气湿度与极端温度。引种栽培试验结果表明:三种蕨在偏中性黏土与弱酸性混合基质均能成活;自然温度条件下通过66%遮阳处理及喷雾增湿处理均能显著提高引种植株成活率;在高温、较强光照和低空气湿度条件,引种植株叶片加速失水萎蔫死亡,但在遮阴及加湿处理环境下,三种蕨类植物表现良好,对较高温度也具有一定的适应性。引种试验结果表明:光照与湿度为缙云山三种野生蕨低海拔城市环境引种栽培的限制性生态因子。虽然蕨类植物耐阴喜湿,但不同的植物对干燥环境的适应性差异较大,对干燥环境的适应性斜方复叶耳蕨>光叶碗蕨>翅轴蹄盖蕨。在阴湿栽培环境下,三种蕨类植物能正常发育,有较强耐热性,观赏效果好。因此,三种野生蕨类可通过改变光照和适当加湿进行室内盆栽观赏开发应用,或用于林下、沟谷边、建筑物墙角等无阳光直射的阴湿处栽培观赏。(4)孢子繁育:采集新鲜孢子进行灭菌土培与培养基无菌培养的孢子繁育试验,研究结果表明:三种蕨孢子适宜的培养条件相差不大,适宜的温度为26C°左右、光照为3500Lx左右,在沙土培养萌发最快,孢子体形成时间最短,但长势不如混合基质。综合考虑幼苗长势及育苗周期,园土、营养土:沙土:园土=1:1:1混合基质可用为观赏蕨孢子繁育的理想基质。当孢子体幼苗长出三片真叶时可进行移栽,移栽成活率最高,后期生长最快。孢子无菌培养的结果表明:无机盐及离子浓度对孢子萌发产生显著影响,改良Knop’s培养基为三种蕨孢子无菌培养最佳培养基。翅轴蹄盖蕨最佳培养条件为改良Knop’s+20g/L蔗糖;斜方复叶耳蕨最佳培养条件为改良Knop’s+30g/L蔗糖;光叶碗蕨最佳培养条件为改良Knop’s+10g/L蔗糖,较低浓度及较高浓度的蔗糖均不利于孢子萌发。与灭菌土培条件相比,培养基无菌培养成本更高、操作复杂、耗时较长,无菌培养适宜进行观赏蕨孢子萌发及配子体发育的观察,大规模育苗采用土培繁育更为方便快捷,可在较短时间内获得批量幼苗。
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