趙麗華， 尹義陽， 何永斌， 趙秋泉， 蔣 云

(1.攀枝花學(xué)院， 四川 攀枝花 617000；2.干熱河谷特色生物資源開發(fā)四川省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 四川 攀枝花 617000)

鳥巢蕨(Aspleniumnidus)是鐵角蕨科巢蕨屬的一種多年生常綠大型地生或附生植物，產(chǎn)于熱帶和亞熱帶地區(qū)的原始雨林中，在亞洲熱帶及我國(guó)云南、臺(tái)灣、廣西和廣東等地均有分布[1-2]。鳥巢蕨的形態(tài)獨(dú)特，株形優(yōu)美，是一種觀葉蕨類，在觀賞園藝上通常用于制作大型懸吊或者壁掛盆栽，其葉片是常用的插花配葉[3-4]。

除了作觀賞植物外，鳥巢蕨還具有食用和藥用價(jià)值，是一種具有綜合利用價(jià)值的蕨類植物[5-6]。鳥巢蕨的人工繁育主要有組培繁殖、分株繁殖和孢子繁殖等方法[7-9]。組培繁殖法繁殖系數(shù)較高，但由于技術(shù)流程復(fù)雜，成本較高，難以滿足工廠化生產(chǎn)的需要[10-11]。目前大多商品鳥巢蕨依靠從國(guó)外進(jìn)口幼苗進(jìn)行分株繁殖，該方法操作簡(jiǎn)單，但株形易損壞，且受季節(jié)限制[12]。孢子繁殖是大多數(shù)蕨類植物的自然繁殖方式，也是國(guó)內(nèi)外人工規(guī)?；庇闹饕椒ǎ哂蟹敝诚禂?shù)高、方法簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)勢(shì)，目前通常依靠孢子組培的方式實(shí)現(xiàn)[13-17]。鳥巢蕨孢子直接播種繁殖的技術(shù)目前尚未成熟，主要表現(xiàn)為萌發(fā)率不高，很難分化出苗，工廠規(guī)?；敝撤N苗難以實(shí)現(xiàn)[18]。

有研究表明，影響蕨類植物孢子繁殖的各因素中，光照是大多數(shù)蕨類植物孢子萌發(fā)的必要條件，人工輔助光照能夠促進(jìn)荷葉鐵線蕨孢子的萌發(fā)[19-20]。但光照強(qiáng)度對(duì)蕨類孢子萌發(fā)影響并不大，丁曉浩等[21]研究了基質(zhì)、溫度、光強(qiáng)、赤霉素對(duì)鐮羽貫眾和狗脊蕨孢子萌發(fā)的影響，認(rèn)為對(duì)二者孢子繁殖的影響由大到小依次為基質(zhì)、光強(qiáng)、溫度、赤霉素。眾多影響因素中，基質(zhì)是孢子播種繁殖的研究熱點(diǎn)，孫起夢(mèng)等[22]認(rèn)為，在孢子的播種繁殖中，基質(zhì)是其繁殖的關(guān)鍵影響因素。研究發(fā)現(xiàn)，珍珠巖、沙、泥炭比例為1∶1∶1的基質(zhì)可以作為大多數(shù)蕨類植物孢子繁殖的播種基質(zhì)，而珍珠巖、泥炭比例為1∶1基質(zhì)組合則不適宜。陳洪連等[23]發(fā)現(xiàn)，光葉蕨孢子萌發(fā)對(duì)基質(zhì)的要求非常嚴(yán)格，最適宜在未消毒的原生境土壤中萌發(fā)。馮玉寶[24]研究發(fā)現(xiàn)，泥炭土、蛭石、珍珠巖比例為2∶1∶1是江南星蕨孢子繁殖的較佳基質(zhì)，Zeng et al[25]研究表明，腐葉土是蕨類植物孢子進(jìn)行繁殖的有效介質(zhì)。但目前關(guān)于鳥巢蕨孢子直接繁殖適宜條件的研究較少，生產(chǎn)上對(duì)基質(zhì)和澆水量的選擇有一定的盲目性。

蕨類孢子的萌發(fā)和生長(zhǎng)很大程度上受到基質(zhì)的理化性質(zhì)影響，如孔隙度、持水性、營(yíng)養(yǎng)元素的種類與含量、pH值和EC值等。雖然蕨類植物孢子播種繁殖的適宜基質(zhì)相關(guān)報(bào)道較多，但缺乏適宜基質(zhì)的理化特性分析，降低了其參考意義。研究基質(zhì)的理化性質(zhì)，對(duì)園林植物栽培具有更大的指導(dǎo)意義[26]。本研究以鳥巢蕨和3種播種基質(zhì)為實(shí)驗(yàn)材料，分析了不同基質(zhì)的理化性質(zhì)和基質(zhì)、澆水量對(duì)鳥巢蕨孢子直接播種萌發(fā)率的影響，篩選到了較適宜的播種基質(zhì)和澆水量，為鳥巢蕨孢子直接播種繁殖提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究材料

鳥巢蕨來自攀枝花市麗新園藝技術(shù)有限公司。珍珠巖、泥炭土422(0～25 mm)和泥炭土680(10～25 mm，Klasmann公司)、分散劑四季靈(興農(nóng)藥業(yè)有限公司)購(gòu)自廣州花卉市場(chǎng)，本地紅壤土取自攀枝花市西區(qū)格里坪鎮(zhèn)花卉園區(qū)苗圃地表土。次氯酸鈉、酒精、濃硫酸、硫酸亞鐵、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、硼酸、堿性膠液、無磷活性炭、鉬銻抗試劑、醋酸銨、重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、鄰菲羅啉指示劑等均采用國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 研究方法

1.2.1基質(zhì)理化性質(zhì)測(cè)定

本研究設(shè)3種萌發(fā)基質(zhì)，基質(zhì)A為泥炭土422#∶珍珠巖=3∶2，基質(zhì)B為泥炭土680#∶珍珠巖=3∶2，基質(zhì)C為本地紅壤土∶珍珠巖=3∶2，其中本地紅壤土挖取后去除雜質(zhì)，太陽下暴曬2 d消毒，泥炭土不作前期處理。泥炭土422#、泥炭土680#和粉碎后的本地紅壤土分別與珍珠巖混合。容重、總孔隙度、通氣孔隙度、持水孔隙度、有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮、有效磷、有效鉀的測(cè)定參考錢仁卷[27]的方法?？紫抖葴y(cè)量后排出的液體過濾后用于測(cè)pH值和EC值，pH值用PHS-3 C型酸度計(jì)(上海雷磁)測(cè)定，EC值用ECTestr 11+電導(dǎo)率測(cè)試筆(Eutech)測(cè)定。

1.2.2孢子采集和培養(yǎng)基質(zhì)預(yù)處理

采集前先清潔葉片兩面，再用酒精消毒的鈍刀片將鳥巢蕨孢子囊群輕輕地刮在硫酸紙上，于溫暖干燥處靜置1周待孢子囊開裂并收集散出的孢子，4 ℃保存。

將3種基質(zhì)均勻地鋪在54 cm×28 cm×4.5 cm的育苗平盤上，基質(zhì)厚3.5 cm。播種前均勻澆水至底部有水滴出，用手捏取表層一小塊基質(zhì)，指縫中有水滲出即可。

1.2.3孢子萌發(fā)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)在攀枝花市西區(qū)格里坪鎮(zhèn)麗新園藝技術(shù)有限公司大棚中進(jìn)行。光照強(qiáng)度18 000～22 000 lx，10 h·d-1，溫度25 ℃，相對(duì)濕度70%～90%。本實(shí)驗(yàn)設(shè)發(fā)芽基質(zhì)和澆水量2個(gè)因素，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每因素設(shè)3個(gè)水平，共9個(gè)處理(表1)，每處理3次重復(fù)。

表1 鳥巢蕨孢子繁殖實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

基質(zhì)澆水量600mL400mL200mLAA1A2A3BB1B2B3CC1C2C3

采集的鳥巢蕨孢子共5.177 g，平均分成27份，每份0.191 7 g，約有1 433個(gè)孢子[18]。播種時(shí)每份孢子倒入裝有600 mL蒸餾水的手壓式噴壺中，然后加入5滴四季靈，攪拌制得孢子懸浮液，再將孢子懸浮液全部均勻噴灑在一個(gè)育苗平盤內(nèi)，再用少量蒸餾水潤(rùn)洗噴壺內(nèi)壁3次，噴灑于同一個(gè)育苗平盤內(nèi)。育苗平盤流出的水全部回收后再次倒入與之對(duì)應(yīng)的平盤中，直至鏡檢流出的水中無鳥巢蕨孢子為止。

播種3 d后第1次澆水，以后每隔3 d澆1次水。第99天以原葉體為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

發(fā)芽率(%)=(原葉體數(shù)/1 433)×100%。

利用Office Excel 2013軟件和DPS 7.05軟件[28]對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試基質(zhì)的理化性質(zhì)分析

3種參試基質(zhì)理化特性表現(xiàn)出顯著或極顯著差異(表2)?；|(zhì)容重從小到大為基質(zhì)B<基質(zhì)A<基質(zhì)C?？偪紫抖葟男〉酱鬄榛|(zhì)C<基質(zhì)A<基質(zhì)B，通氣孔隙度從小到大為基質(zhì)C<基質(zhì)A<基質(zhì)B，而持水孔隙度從小到大為基質(zhì)C<基質(zhì)B<基質(zhì)A。表明三者中基質(zhì)C的持水透氣能力最差，容重較高，對(duì)植株的固定效果好?；|(zhì)A和基質(zhì)B持水透氣性均高于基質(zhì)C，A的持水能力最高，而基質(zhì)B透氣性更好，但二者對(duì)植株的固定效果不及基質(zhì)C。

有機(jī)質(zhì)及有效氮磷鉀元素含量體現(xiàn)了基質(zhì)肥力的高低，從表3可見，3種基質(zhì)的肥力從小到大為基質(zhì)C<基質(zhì)B<基質(zhì)A，3種基質(zhì)均呈弱酸性，EC值均較低，表明三者pH值和可溶性鹽含量均符合鳥巢蕨孢子的萌發(fā)條件。

表2 不同基質(zhì)的物理性質(zhì)分析

注：小寫字母表示處理間萌發(fā)率的差異達(dá)顯著水平(p<0.05)，大寫字母表示處理間萌發(fā)率的差異達(dá)極顯著水平(p<0.01)。下同。

表3 不同基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)分析

基質(zhì)有機(jī)質(zhì)/%堿解氮/(mg·kg-1)有效磷/(mg·kg-1)速效鉀/(mg·kg-1)pH值EC值/(μS·cm-1)基質(zhì)A44.58aA216.6aA54.4aA97.1aA5.6150基質(zhì)B31.20bB150.4bB32.7bB46.6bB6.2150基質(zhì)C3.62cC16.7cC21.5cC27.7cC6.2180

2.2 不同萌發(fā)基質(zhì)和澆水量對(duì)鳥巢蕨孢子萌發(fā)的影響

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同基質(zhì)和澆水量處理下的原葉體數(shù)量和長(zhǎng)勢(shì)表現(xiàn)出一定差異，基質(zhì)A萌發(fā)率最高，長(zhǎng)勢(shì)普遍較好，基質(zhì)B較差，基質(zhì)C只有極個(gè)別原葉體萌發(fā)且全部夭折(表4)。

表4 鳥巢蕨孢子萌發(fā)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

基質(zhì)澆水量/mL萌發(fā)率/%原葉體長(zhǎng)勢(shì)60057.43±1.39bB密度較大,色澤亮綠A40065.39±2.18aA密度較大,色澤亮綠20019.61±1.36dD密度較小,色澤黃綠60026.52±0.89cC密度較小,色澤黃綠B40015.84±0.68eE零星分布,色澤灰綠2006.35±0.43fF零星分布,色澤灰綠6002.02±0.25gG原葉體死亡C4000.63±0.13ghG原葉體死亡2000.00±0.00hG無原葉體長(zhǎng)出

統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，不同萌發(fā)基質(zhì)對(duì)鳥巢蕨孢子萌發(fā)率的影響達(dá)到顯著水平，澆水量對(duì)鳥巢蕨孢子萌發(fā)率沒有顯著影響，同時(shí)兩因素間存在互作效應(yīng)，且互作效應(yīng)對(duì)鳥巢蕨孢子萌發(fā)率有極顯著影響(表5)。因此，進(jìn)一步對(duì)萌發(fā)基質(zhì)間和基質(zhì)與澆水量組合間進(jìn)行多重比較。結(jié)果表明，基質(zhì)A最適宜鳥巢蕨孢子萌發(fā)(p<0.01)，在基質(zhì)A的基礎(chǔ)上，澆水量400 mL是最適宜的處理(表4)。

表5 兩因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析

變異來源平方和自由度均方F值p值區(qū)組間0.000320.00011.13710.3454基質(zhì)間(A)1.014720.507310.34340.0263澆水量間(B)0.225120.11262.29470.2169A×B0.196240.0490444.15800.0001誤差0.0018160.0001總變異1.438026

3 討 論

基質(zhì)的理化性質(zhì)對(duì)植物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有重要影響，隨著栽培技術(shù)研究的深入，無土栽培基質(zhì)的理化性質(zhì)研究越來越受到重視。良好的基質(zhì)為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供足夠的養(yǎng)分、水分和支撐力，前人研究認(rèn)為適宜的園藝栽培基質(zhì)容重為0.1～0.8 g·cm-3，總孔隙度為54%～96%，通氣孔隙度為15%～30%。本研究中，基質(zhì)B完全符合，基質(zhì)A部分符合，基質(zhì)C所有指標(biāo)均不符合，這可能是基質(zhì)C鳥巢蕨全部夭折的原因之一。

基質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)非常重要，蕨類適宜在弱酸性土壤中生長(zhǎng)，本研究發(fā)現(xiàn)3種基質(zhì)均為弱酸性土壤，但三者EC值均偏低，EC值低說明水溶性礦質(zhì)元素較少，可能無法給植物提供足夠的養(yǎng)分。有研究發(fā)現(xiàn)，金屬離子可促進(jìn)孢子萌發(fā)時(shí)假根生長(zhǎng)，故在一定范圍內(nèi)，EC值可能會(huì)影響蕨類孢子萌發(fā)的速度[30]。本研究發(fā)現(xiàn)基質(zhì)A對(duì)應(yīng)的孢子萌發(fā)率顯著高于基質(zhì)B和基質(zhì)C，雖然基質(zhì)A物理性質(zhì)和理想基質(zhì)有一定差距，但礦質(zhì)元素含量最高，這可能是基質(zhì)A萌發(fā)率最高的原因。目前在蕨類植物中通過基質(zhì)理化性質(zhì)探討基質(zhì)對(duì)孢子播種適宜性的研究很少，但其他植物中應(yīng)用較多，盧超等[31]研究了不同的泥炭、蛭石、珍珠巖配比，認(rèn)為泥炭、蛭石、珍珠巖比例為3∶1∶0的配比接近理想基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)質(zhì)和礦質(zhì)元素均高于對(duì)照基質(zhì)，同時(shí)對(duì)白術(shù)的育苗效果顯著高于對(duì)照，可以作為適宜的白術(shù)育苗基質(zhì)。蕨類植物的相關(guān)研究主要集中在基質(zhì)理化性質(zhì)和植株生長(zhǎng)狀態(tài)方面，李燕等[32]用園林廢棄物好氧堆肥替代泥炭培養(yǎng)鳥巢蕨，發(fā)現(xiàn)隨著園林廢棄物堆肥添加量的增加，各基質(zhì)的基質(zhì)密度逐漸增大，總孔隙、通氣孔隙逐漸減小，營(yíng)養(yǎng)元素含量逐漸增加，當(dāng)75%替代泥炭時(shí)栽培鳥巢蕨效果最優(yōu)。龔小強(qiáng)等[33]發(fā)現(xiàn)組配改良劑(竹酢液+麥飯石)對(duì)園林廢棄物堆肥栽培基質(zhì)的物理性質(zhì)影響較小，但能顯著降低有機(jī)碳含量和pH值，同時(shí)提高EC值和礦質(zhì)元素含量，從而促進(jìn)鳥巢蕨生長(zhǎng)。本研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)質(zhì)含量和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量豐富的基質(zhì)A具有最高的孢子萌發(fā)率，這可能是由于A基質(zhì)更符合鳥巢蕨較適宜于高肥力的栽培環(huán)境的特性。

馬福生等[34]研究了3種不同基質(zhì)的物理性質(zhì)及不同栽培基質(zhì)和灌水處理?xiàng)l件下鳥巢蕨的葉片生理變化，發(fā)現(xiàn)鳥巢蕨冠幅總體呈現(xiàn)隨灌水量增加而提高的變化趨勢(shì)，灌水量和基質(zhì)類型對(duì)鳥巢蕨葉片生理有交互影響，PINDSTRUP基質(zhì)(丹麥泥炭+珍珠巖)栽培的鳥巢蕨長(zhǎng)勢(shì)最好。本研究發(fā)現(xiàn)，不同澆水量對(duì)鳥巢蕨孢子萌發(fā)率影響不顯著，其原因一方面在于澆水量×基質(zhì)互作對(duì)鳥巢蕨孢子萌發(fā)影響極顯著，兩者互作主要表現(xiàn)為基質(zhì)持水能力的差異，相關(guān)分析表明基質(zhì)持水孔隙度與孢子萌發(fā)率呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.98)，基質(zhì)A、B的持水孔隙度和孢子萌發(fā)率均極顯著大于基質(zhì)C，因此在本研究中，基質(zhì)的持水能力比澆水量顯得更加重要；另一方面，實(shí)驗(yàn)大棚內(nèi)濕度較高(70%～90%)，可能削弱了澆水量對(duì)孢子萌發(fā)的影響。本研究中，不同類型的基質(zhì)其理化性質(zhì)存在顯著差異，對(duì)鳥巢蕨孢子萌發(fā)的影響也有顯著差異，總體上泥炭對(duì)鳥巢蕨孢子直接播種繁殖表現(xiàn)優(yōu)秀。大量研究表明，泥炭是培養(yǎng)包括蕨類在內(nèi)的植物栽培及育苗的良好基質(zhì)，前人優(yōu)化的基質(zhì)配方中均有泥炭成分[20-24,35]。本研究中，不同類型的基質(zhì)其理化性質(zhì)存在顯著差異，除持水孔隙度外，泥炭顆粒的大小、氮磷鉀含量和EC值對(duì)鳥巢蕨的孢子直接播種萌發(fā)均有一定程度的影響，基質(zhì)的不同理化性質(zhì)對(duì)包括鳥巢蕨在內(nèi)的觀賞園藝植物種子發(fā)芽的影響有待進(jìn)一步研究。