濒危植物秦岭石蝴蝶炼苗驯化关键技术
2024-01-01路建军赵志宏胡凤成胡佳
摘" "要" "秦岭石蝴蝶是秦岭地区特有的多年生草本植物,因野外数量极其稀少,处于濒危状态,目前被列为国家二级重点保护野生植物,具有重要的生态价值,亟需加强保护和拯救。研究团队经过反复试验,攻克了叶片离体组织培养、叶插繁殖育苗、野外收集种子繁殖育苗和分株繁殖育苗等炼苗驯化的技术难题。总结了秦岭石蝴蝶炼苗驯化技术的关键,为秦岭石蝴蝶的野外回归和其他极小种群野生植物的保护提供一定依据。
关键词" "秦岭石蝴蝶;炼苗驯化;技术;濒危植物
秦岭石蝴蝶(Petrocosmea qinlingensis) 隶属苦苣苔石蝴蝶属,是秦岭地区特有多年生草本植物, 是石蝴蝶属中分布最北端的种类。该植物于1981年在陕西勉县茶店子的阴湿山沟首次发现并命名,2015年在陕西略阳再次发现。截至目前,发现的秦岭石蝴蝶野生种群个体仅有1 000余株,数量极稀少,随时有灭绝危险,在中国珍稀濒危植物信息系统中濒危等级列为极危物种,国家二级重点保护野生植物。2016年开始,陕西省汉中市林业局、陕西理工大学和略阳县苗圃组成研究团队,进行秦岭石蝴蝶的拯救保护研究。秦岭石蝴蝶炼苗驯化技术是拯救保护濒危植物工作的重要环节之一,研究团队成员试验多次,成功地攻克技术难题。其关键技术要点总结如下。
1" "驯化栽培地基础建设
1.1" "栽培地设施设备" "驯化育苗基地选在略阳县苗圃(33.29°N,106.21°E)。考虑到秦岭石蝴蝶自然生长于临近山涧瀑布的阴湿山沟石上或林下,生长土壤有机质含量较高,土壤pH6.5近中性的生境特点,和叶片草质,含水量高,叶柄脆、细长,喜阴湿怕水涝的生物学特性,驯化育苗场地应配备基本水电设施。地势平坦,雨季不积水,配备雾化喷灌系统及70%和50%遮阳网遮阴设施,必要时增加驯化育苗环境的湿度及遮蔽夏季强烈的阳光,尽量模拟秦岭石蝴蝶的野生环境,逐步提高生长阶段对环境变化的适应水平,有利于后期野外回归环节移栽苗的成活率。为了便于管理,单个驯化栽培育苗床一般为1 m×2 m, 高 40~45 cm,苗床下面铺设20 cm左右厚的太古石碎石,增加透水透气性,用中空混凝土方砖垒砌四周,两端留出25~30 cm宽的渗水沟,地势低于苗床。培养基质在配置上根据栽植苗木的需要而不同,1 m3加入1.5 kg氮磷钾三元复合肥或30 kg有机肥,使用之前用50%多菌灵或70%甲基硫菌灵可湿性粉剂混拌均匀杀菌消毒。
1.2" "栽培基质的配制" "根据国家林业和草原局发布的《极小种群野生植物苗木繁育技术规程》(LY/T 3186-2020)规范,育苗基质应因地取材,具有保湿、通气、透水的良好理化性状,且质轻,无病菌、虫卵、种子和石块等杂物。秦岭石蝴蝶育苗驯化基质主要选择珍珠岩、蛭石、泥炭土、河沙等。同时,根据秦岭石蝴蝶移栽后成苗功能分区和不同的生长阶段配制不同的培养基质。具体配比见表1。
2" "育苗繁殖技术
2.1" "叶插繁殖育苗" "6月中旬至6月底,选取秦岭石蝴蝶成年植株的成熟叶片进行叶插繁育。选取的叶片要求肥厚健壮,大小适宜,无残损,取叶时留叶柄1~2 cm处齐口剪下,全叶扦插的成活率较高,扦插深度为叶片2/3露出地表为宜。扦插完成后及时喷雾浇灌,保湿降温,降低叶片的蒸腾作用,第1周每天高温时段喷雾浇灌1次,第2周后每2~3 d喷雾浇灌1次,育苗床需及时用70%遮阳网遮阴,并保证通风透气,以防滋生病原微生物。叶片扦插30 d左右生根,40 d左右出芽,芽丛生,一般每片叶可出4~6个,丛生芽生长30 d左右即可进行分株、移栽、定植。
2.2" "分株繁殖育苗" "自然生长的秦岭石蝴蝶冬季休眠,到春季后复苏萌发生长,随着生长会从老叶叶腋处长出侧芽,侧芽接地后生根继续生长,并与母体植株分离长成独立的植株,这个阶段要持续到5—6月。操作方法是先轻轻去除附着在根部的土壤,然后用镊子或尖利的小刀仔细将自然丛生的幼苗逐棵分离,要尽量避免损伤根部,分离的幼苗要及时定植。
2.3" "种子繁殖育苗" "在春季,把低温春化好的种子均匀播撒在种子繁育基质上,棚内温度保持25 ℃左右,基质湿度保持80%,不足时及时喷淋浇灌。播种后20 d左右出苗,2~3叶后分栽定植到幼苗生长基质中。
2.4" "组培苗的移植育苗" "为了培育足够数量的秦岭石蝴蝶成苗,满足后期大规模野外回归试验,研究团队采取叶片离体组织培养技术,在短期内实现了室内10 000株秦岭石蝴蝶成苗。由于秦岭石蝴蝶野外生长条件苛刻,这些室内组培成苗需要经过一定时期的炼苗驯化,才能开展野外回归试验。组培苗的炼苗驯化是将组培苗从无菌环境移栽到自然环境中,让组培苗逐步适应自然环境的光照、温度、湿度等生境条件,增强其生长能力和适应性,提高成活率,以免移栽到外界环境中出现生长异常、营养不良、机械损伤等情况。
组培苗移栽在4—5月份、地温25 ℃以上进行。组培苗根系2~3 cm时,将幼苗同培养瓶一起转移到驯化场地内进行7 d左右的练苗驯化。首先将培养瓶的封口膜除去并集中到一起,然后加盖小拱棚,用50%遮阳网遮阴,每天在高温时段喷雾浇灌降温1次,仔细观察培养瓶中的幼苗,确保不萎蔫的前提下加大通风量。待幼苗逐渐适应该温度、湿度后,把幼苗取出来,淋洗并去除根部培养基(注意不能伤及幼苗,特别是根部),按大小分级后移栽。组培苗移栽定植株距行距为6~8 cm,定植深度为芽心刚刚露出地表。
3" "田间管理
3.1" "光照和温湿度控制" "秦岭石蝴蝶喜爱阴湿环境,生长环境多为散射光照射,人工驯化栽培模仿其野外自然生长的光照和温湿度。在光照的控制上需根据季节的变化采用不同型号的遮阳网进行遮阴处理。夏季高温时,育苗床需及时遮盖70%遮阳网控制光照,春秋季遮盖50%遮阳网,还需根据天气阴晴、光照强弱适当调整,并保证通风透气,以防滋生病原微生物。秦岭石蝴蝶的正常生长温度范围在20~30 ℃,最适生长温度为25±2 ℃,湿度需控制在80%左右。夏季温度较高,超过30 ℃需采取喷雾遮阴等降温保湿措施,第1周每天高温时段喷雾降温1次,第" " 2周后每2~3 d喷雾降温1次,根据温湿度变化进行调整。
3.2" "水肥管理" "秦岭石蝴蝶喜湿怕涝,生长旺盛季节需水量较大,夏季气温较高,蒸发量大,需加大浇水量,每天喷雾灌溉1~2次,春秋季每2~3 d浇透水1次。组培苗在无菌环境中生长,没有受到土壤中微生物的影响,对土壤中微生物的适应能力较弱。移栽到土壤中后,组培苗需要逐渐适应才能正常生长。为了使组培苗能够顺利地移栽,需选择适宜的土壤,如肥沃、排水良好、透气性好的土壤。同时适当施肥,以提供充足的养分。
3.3" "越冬管理" "秦岭石蝴蝶为多年生草本植物,野外生长条件下在冬季处于休眠状态,仅在地表或土壤浅层留有多毛的芽心和宿根,其他部分都枯萎凋谢。如驯化栽培基地采用大棚,可在冬季到来之前人工调控棚内温度不低于15 ℃,避免秦岭石蝴蝶进入休眠状态。如采用开放式苗床,冬季需在苗床上覆土或覆盖地膜、稻草等保温防寒防冻,并减少浇水量和浇水次数,有手感基质湿度即可。
在开展秦岭石蝴蝶炼苗驯化技术研究过程中没有发现病虫害。因此,秦岭石蝴蝶病虫害发生和防治技术还有待研究。总之,在整个开展秦岭石蝴蝶育苗、炼苗驯化等栽培技术研究方面,要详细记录研究过程基本情况、技术管理和科学试验方法等各项内容数据,建立完善的研究档案资料系统,并统一规范管理,档案的建立和管理由项目具体实施单位和技术支撑单位共同合作完成。
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【基金项目】:汉中市野生动植物保护管理站秦岭石蝴蝶人工繁育及野外回归研究项目。
路建军,赵志宏,陕西省汉中市秦巴生态保护中心,邮编723000;胡凤成,陕西省略阳县林木种苗工作站;胡佳,陕西理工大学生物科学与工程学院。
收稿日期:2024-06-28
*通讯作者:胡凤成(E-mail:58213020@qq.com)