不同基质配比及水份对鸟巢蕨孢子萌发的影响

赵丽华， 尹义阳， 何永斌， 赵秋泉， 蒋 云

(1.攀枝花学院， 四川 攀枝花 617000；2.干热河谷特色生物资源开发四川省高校重点实验室， 四川 攀枝花 617000)

鸟巢蕨(Aspleniumnidus)是铁角蕨科巢蕨属的一种多年生常绿大型地生或附生植物，产于热带和亚热带地区的原始雨林中，在亚洲热带及我国云南、台湾、广西和广东等地均有分布[1-2]。鸟巢蕨的形态独特，株形优美，是一种观叶蕨类，在观赏园艺上通常用于制作大型悬吊或者壁挂盆栽，其叶片是常用的插花配叶[3-4]。

除了作观赏植物外，鸟巢蕨还具有食用和药用价值，是一种具有综合利用价值的蕨类植物[5-6]。鸟巢蕨的人工繁育主要有组培繁殖、分株繁殖和孢子繁殖等方法[7-9]。组培繁殖法繁殖系数较高，但由于技术流程复杂，成本较高，难以满足工厂化生产的需要[10-11]。目前大多商品鸟巢蕨依靠从国外进口幼苗进行分株繁殖，该方法操作简单，但株形易损坏，且受季节限制[12]。孢子繁殖是大多数蕨类植物的自然繁殖方式，也是国内外人工规模化繁育的主要方法，具有繁殖系数高、方法简便、成本低等优势，目前通常依靠孢子组培的方式实现[13-17]。鸟巢蕨孢子直接播种繁殖的技术目前尚未成熟，主要表现为萌发率不高，很难分化出苗，工厂规模化繁殖种苗难以实现[18]。

有研究表明，影响蕨类植物孢子繁殖的各因素中，光照是大多数蕨类植物孢子萌发的必要条件，人工辅助光照能够促进荷叶铁线蕨孢子的萌发[19-20]。但光照强度对蕨类孢子萌发影响并不大，丁晓浩等[21]研究了基质、温度、光强、赤霉素对镰羽贯众和狗脊蕨孢子萌发的影响，认为对二者孢子繁殖的影响由大到小依次为基质、光强、温度、赤霉素。众多影响因素中，基质是孢子播种繁殖的研究热点，孙起梦等[22]认为，在孢子的播种繁殖中，基质是其繁殖的关键影响因素。研究发现，珍珠岩、沙、泥炭比例为1∶1∶1的基质可以作为大多数蕨类植物孢子繁殖的播种基质，而珍珠岩、泥炭比例为1∶1基质组合则不适宜。陈洪连等[23]发现，光叶蕨孢子萌发对基质的要求非常严格，最适宜在未消毒的原生境土壤中萌发。冯玉宝[24]研究发现，泥炭土、蛭石、珍珠岩比例为2∶1∶1是江南星蕨孢子繁殖的较佳基质，Zeng et al[25]研究表明，腐叶土是蕨类植物孢子进行繁殖的有效介质。但目前关于鸟巢蕨孢子直接繁殖适宜条件的研究较少，生产上对基质和浇水量的选择有一定的盲目性。

蕨类孢子的萌发和生长很大程度上受到基质的理化性质影响，如孔隙度、持水性、营养元素的种类与含量、pH值和EC值等。虽然蕨类植物孢子播种繁殖的适宜基质相关报道较多，但缺乏适宜基质的理化特性分析，降低了其参考意义。研究基质的理化性质，对园林植物栽培具有更大的指导意义[26]。本研究以鸟巢蕨和3种播种基质为实验材料，分析了不同基质的理化性质和基质、浇水量对鸟巢蕨孢子直接播种萌发率的影响，筛选到了较适宜的播种基质和浇水量，为鸟巢蕨孢子直接播种繁殖提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究材料

鸟巢蕨来自攀枝花市丽新园艺技术有限公司。珍珠岩、泥炭土422(0～25 mm)和泥炭土680(10～25 mm，Klasmann公司)、分散剂四季灵(兴农药业有限公司)购自广州花卉市场，本地红壤土取自攀枝花市西区格里坪镇花卉园区苗圃地表土。次氯酸钠、酒精、浓硫酸、硫酸亚铁、氢氧化钠、碳酸氢钠、硼酸、碱性胶液、无磷活性炭、钼锑抗试剂、醋酸铵、重铬酸钾标准溶液、邻菲罗啉指示剂等均采用国产分析纯。

1.2 研究方法

1.2.1基质理化性质测定

本研究设3种萌发基质，基质A为泥炭土422#∶珍珠岩=3∶2，基质B为泥炭土680#∶珍珠岩=3∶2，基质C为本地红壤土∶珍珠岩=3∶2，其中本地红壤土挖取后去除杂质，太阳下暴晒2 d消毒，泥炭土不作前期处理。泥炭土422#、泥炭土680#和粉碎后的本地红壤土分别与珍珠岩混合。容重、总孔隙度、通气孔隙度、持水孔隙度、有机质含量、碱解氮、有效磷、有效钾的测定参考钱仁卷[27]的方法。孔隙度测量后排出的液体过滤后用于测pH值和EC值，pH值用PHS-3 C型酸度计(上海雷磁)测定，EC值用ECTestr 11+电导率测试笔(Eutech)测定。

1.2.2孢子采集和培养基质预处理

采集前先清洁叶片两面，再用酒精消毒的钝刀片将鸟巢蕨孢子囊群轻轻地刮在硫酸纸上，于温暖干燥处静置1周待孢子囊开裂并收集散出的孢子，4 ℃保存。

将3种基质均匀地铺在54 cm×28 cm×4.5 cm的育苗平盘上，基质厚3.5 cm。播种前均匀浇水至底部有水滴出，用手捏取表层一小块基质，指缝中有水渗出即可。

1.2.3孢子萌发试验设计

实验在攀枝花市西区格里坪镇丽新园艺技术有限公司大棚中进行。光照强度18 000～22 000 lx，10 h·d-1，温度25 ℃，相对湿度70%～90%。本实验设发芽基质和浇水量2个因素，随机区组设计，每因素设3个水平，共9个处理(表1)，每处理3次重复。

表1 鸟巢蕨孢子繁殖实验设计

基质浇水量600mL400mL200mLAA1A2A3BB1B2B3CC1C2C3

采集的鸟巢蕨孢子共5.177 g，平均分成27份，每份0.191 7 g，约有1 433个孢子[18]。播种时每份孢子倒入装有600 mL蒸馏水的手压式喷壶中，然后加入5滴四季灵，搅拌制得孢子悬浮液，再将孢子悬浮液全部均匀喷洒在一个育苗平盘内，再用少量蒸馏水润洗喷壶内壁3次，喷洒于同一个育苗平盘内。育苗平盘流出的水全部回收后再次倒入与之对应的平盘中，直至镜检流出的水中无鸟巢蕨孢子为止。

播种3 d后第1次浇水，以后每隔3 d浇1次水。第99天以原叶体为发芽标准统计发芽率。

发芽率(%)=(原叶体数/1 433)×100%。

利用Office Excel 2013软件和DPS 7.05软件[28]对结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 参试基质的理化性质分析

3种参试基质理化特性表现出显著或极显著差异(表2)。基质容重从小到大为基质B<基质A<基质C。总孔隙度从小到大为基质C<基质A<基质B，通气孔隙度从小到大为基质C<基质A<基质B，而持水孔隙度从小到大为基质C<基质B<基质A。表明三者中基质C的持水透气能力最差，容重较高，对植株的固定效果好。基质A和基质B持水透气性均高于基质C，A的持水能力最高，而基质B透气性更好，但二者对植株的固定效果不及基质C。

有机质及有效氮磷钾元素含量体现了基质肥力的高低，从表3可见，3种基质的肥力从小到大为基质C<基质B<基质A，3种基质均呈弱酸性，EC值均较低，表明三者pH值和可溶性盐含量均符合鸟巢蕨孢子的萌发条件。

表2 不同基质的物理性质分析

注：小写字母表示处理间萌发率的差异达显著水平(p<0.05)，大写字母表示处理间萌发率的差异达极显著水平(p<0.01)。下同。

表3 不同基质的化学性质分析

基质有机质/%碱解氮/(mg·kg-1)有效磷/(mg·kg-1)速效钾/(mg·kg-1)pH值EC值/(μS·cm-1)基质A44.58aA216.6aA54.4aA97.1aA5.6150基质B31.20bB150.4bB32.7bB46.6bB6.2150基质C3.62cC16.7cC21.5cC27.7cC6.2180

2.2 不同萌发基质和浇水量对鸟巢蕨孢子萌发的影响

调查发现，不同基质和浇水量处理下的原叶体数量和长势表现出一定差异，基质A萌发率最高，长势普遍较好，基质B较差，基质C只有极个别原叶体萌发且全部夭折(表4)。

表4 鸟巢蕨孢子萌发统计结果

基质浇水量/mL萌发率/%原叶体长势60057.43±1.39bB密度较大,色泽亮绿A40065.39±2.18aA密度较大,色泽亮绿20019.61±1.36dD密度较小,色泽黄绿60026.52±0.89cC密度较小,色泽黄绿B40015.84±0.68eE零星分布,色泽灰绿2006.35±0.43fF零星分布,色泽灰绿6002.02±0.25gG原叶体死亡C4000.63±0.13ghG原叶体死亡2000.00±0.00hG无原叶体长出

统计分析发现，不同萌发基质对鸟巢蕨孢子萌发率的影响达到显著水平，浇水量对鸟巢蕨孢子萌发率没有显著影响，同时两因素间存在互作效应，且互作效应对鸟巢蕨孢子萌发率有极显著影响(表5)。因此，进一步对萌发基质间和基质与浇水量组合间进行多重比较。结果表明，基质A最适宜鸟巢蕨孢子萌发(p<0.01)，在基质A的基础上，浇水量400 mL是最适宜的处理(表4)。

表5 两因素随机区组试验统计分析

变异来源平方和自由度均方F值p值区组间0.000320.00011.13710.3454基质间(A)1.014720.507310.34340.0263浇水量间(B)0.225120.11262.29470.2169A×B0.196240.0490444.15800.0001误差0.0018160.0001总变异1.438026

3 讨 论

基质的理化性质对植物种子萌发和幼苗生长有重要影响，随着栽培技术研究的深入，无土栽培基质的理化性质研究越来越受到重视。良好的基质为植物生长发育提供足够的养分、水分和支撑力，前人研究认为适宜的园艺栽培基质容重为0.1～0.8 g·cm-3，总孔隙度为54%～96%，通气孔隙度为15%～30%。本研究中，基质B完全符合，基质A部分符合，基质C所有指标均不符合，这可能是基质C鸟巢蕨全部夭折的原因之一。

基质的化学性质对植物生长非常重要，蕨类适宜在弱酸性土壤中生长，本研究发现3种基质均为弱酸性土壤，但三者EC值均偏低，EC值低说明水溶性矿质元素较少，可能无法给植物提供足够的养分。有研究发现，金属离子可促进孢子萌发时假根生长，故在一定范围内，EC值可能会影响蕨类孢子萌发的速度[30]。本研究发现基质A对应的孢子萌发率显著高于基质B和基质C，虽然基质A物理性质和理想基质有一定差距，但矿质元素含量最高，这可能是基质A萌发率最高的原因。目前在蕨类植物中通过基质理化性质探讨基质对孢子播种适宜性的研究很少，但其他植物中应用较多，卢超等[31]研究了不同的泥炭、蛭石、珍珠岩配比，认为泥炭、蛭石、珍珠岩比例为3∶1∶0的配比接近理想基质标准，有机质和矿质元素均高于对照基质，同时对白术的育苗效果显著高于对照，可以作为适宜的白术育苗基质。蕨类植物的相关研究主要集中在基质理化性质和植株生长状态方面，李燕等[32]用园林废弃物好氧堆肥替代泥炭培养鸟巢蕨，发现随着园林废弃物堆肥添加量的增加，各基质的基质密度逐渐增大，总孔隙、通气孔隙逐渐减小，营养元素含量逐渐增加，当75%替代泥炭时栽培鸟巢蕨效果最优。龚小强等[33]发现组配改良剂(竹酢液+麦饭石)对园林废弃物堆肥栽培基质的物理性质影响较小，但能显著降低有机碳含量和pH值，同时提高EC值和矿质元素含量，从而促进鸟巢蕨生长。本研究发现，有机质含量和矿质营养元素含量丰富的基质A具有最高的孢子萌发率，这可能是由于A基质更符合鸟巢蕨较适宜于高肥力的栽培环境的特性。

马福生等[34]研究了3种不同基质的物理性质及不同栽培基质和灌水处理条件下鸟巢蕨的叶片生理变化，发现鸟巢蕨冠幅总体呈现随灌水量增加而提高的变化趋势，灌水量和基质类型对鸟巢蕨叶片生理有交互影响，PINDSTRUP基质(丹麦泥炭+珍珠岩)栽培的鸟巢蕨长势最好。本研究发现，不同浇水量对鸟巢蕨孢子萌发率影响不显著，其原因一方面在于浇水量×基质互作对鸟巢蕨孢子萌发影响极显著，两者互作主要表现为基质持水能力的差异，相关分析表明基质持水孔隙度与孢子萌发率呈显著正相关关系(r=0.98)，基质A、B的持水孔隙度和孢子萌发率均极显著大于基质C，因此在本研究中，基质的持水能力比浇水量显得更加重要；另一方面，实验大棚内湿度较高(70%～90%)，可能削弱了浇水量对孢子萌发的影响。本研究中，不同类型的基质其理化性质存在显著差异，对鸟巢蕨孢子萌发的影响也有显著差异，总体上泥炭对鸟巢蕨孢子直接播种繁殖表现优秀。大量研究表明，泥炭是培养包括蕨类在内的植物栽培及育苗的良好基质，前人优化的基质配方中均有泥炭成分[20-24,35]。本研究中，不同类型的基质其理化性质存在显著差异，除持水孔隙度外，泥炭颗粒的大小、氮磷钾含量和EC值对鸟巢蕨的孢子直接播种萌发均有一定程度的影响，基质的不同理化性质对包括鸟巢蕨在内的观赏园艺植物种子发芽的影响有待进一步研究。