CN112544351A - 一种毛竹苗木生长的调控方法 - Google Patents

一种毛竹苗木生长的调控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种毛竹苗木生长的调控方法，包括步骤：采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以调控毛竹苗木生长。本发明不仅能快速有效调控毛竹苗木的生长速率，又为抑制毛竹林无序扩张或者促进毛竹生长提供参考。采用本发明方法调控后的毛竹苗木较对照光合速率可降低了88.30％。因此本发明具有显著的生态效益，应用前景十分广阔。

Description

一种毛竹苗木生长的调控方法
技术领域
本发明涉及森林经营领域，具体涉及一种毛竹苗木生长的调控方法。
背景技术
毛竹(Phyllostachys edulis)依靠生长迅速、繁殖力强、表型多变、协同作用等自身生物优势，通过遮阴、机械损伤、抑制凋落物、竞争养分与化感作用等竞争方式(杨清培，杨光耀，宋庆妮，等.2015.竹子扩张生态学研究：过程、后效与机制[J].植物生态学报，39(1)：110－124.)，抑制其他植物生长并不断向邻近森林群落扩散蔓延，不同程度地影响了群落的结构组成、生物多样性、土壤理化性质与微生物组成、生态系统过程与功能等，带来了严重的生态影响。因此有效防控毛竹无序扩张成为一个非常有挑战性的问题。
关于毛竹扩张产生的影响方面，开展了较多的研究，如毛竹扩张对群落结构组成、生物多样性、土壤理化性质等方面(欧阳明，杨清培，陈昕，等.2016.毛竹扩张对次生常绿阔叶林物种组成、结构与多样性的影响.生物多样性，24(6)：649—657；林倩倩，王彬，马元丹，等.2014.天目山国家级自然保护区毛竹林扩张对生物多样性的影响[J].东北林业大学学报，42(9)：43-47，71；宋庆妮，杨清培，刘骏，等.2013.毛竹扩张对常绿阔叶林土壤氮素矿化及有效性的影响[J].应用生态学报，24(2)：338－344.)的影响，同时根据毛竹生物学特性和培育目的，国家林业局也发布了相关的技术规程《毛竹林丰产技术》(GB/T 20391-2006)。综合上述毛竹相关研究，多是揭示毛竹扩张对其邻近森林群落产生的影响，而对如何抑制毛竹生长以消除或避免毛竹扩张产生影响的研究较少。关于抑制毛竹林扩散的研究，蔡亮等(蔡亮，张瑞霖，李春福，等.基于竹鞭状态分析的抑制毛竹林扩散的方法.东北林业大学学报，2003，31(5)：68－70.)提出了挖沟、灌水的设想，但在劳动力成本日益高涨的情形下，这个方法难以推行。
发明内容
本发明旨在提供一种毛竹苗木生长的调控方法，通过调控，调节毛竹光合作用速率和生长速度，从而促进或者弱化毛竹的竞争力和扩张能力，调控因毛竹生长对邻近森林群落产生的生态影响，为开展毛竹的竞争力和扩张能力研究提供一种方法参考与依据。
一种毛竹苗木生长的调控方法，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以调控毛竹苗木生长。
本发明发现，芝麻浸提液可调控毛竹光合作用速率和生长速度，促进或者减缓毛竹苗木生长，提出了采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以调控毛竹苗木生长的方法。
为了达到更好的发明效果，进行以下优选：
可选的，所述芝麻浸提液包括芝麻根部浸提液、芝麻茎部浸提液、芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。
所述芝麻柔性部包括芝麻花、芝麻果实两者中的一种或者两种与芝麻叶的组合或者芝麻叶。
可选的，所述芝麻浸提液包括芝麻水浸提液。能达到本发明效果且对环境友好、成本低。
可选的，所述芝麻浸提液的浓度以芝麻构件原料克数与浸提液毫升数之比计为大于等于0.25g/ml。本发明浸提液为用于浸泡芝麻构件原料的溶剂，例如可选用水。
可选的，所述芝麻浸提液的浓度以芝麻构件原料克数与浸提液毫升数之比计为0.25g/ml-1g/ml。
可选的，所述毛竹苗木包括1年生、2年生、3年以上生毛竹苗木中的一种或两种以上。进一步的，所述3年以上生毛竹苗木可选用3年生至7年生毛竹苗木。
可选的，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以减缓毛竹苗木生长；所述毛竹苗木为1年生毛竹苗木、2年生毛竹苗木中的一种或者两种，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻根部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml的芝麻根部浸提液、浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.5g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.5g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。进一步的，所述毛竹苗木为1年生毛竹苗木、2年生毛竹苗木中的一种或者两种，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻根部原料克数与浸提液毫升数之比计0.25g/ml-1mg/ml的芝麻根部浸提液、浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计0.5g/ml-1mg/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计0.5g/ml-1mg/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。
可选的，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以减缓毛竹苗木生长；所述毛竹苗木为3年以上生毛竹苗木，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻根部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml的芝麻根部浸提液、浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.75g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.75g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。进一步的，所述毛竹苗木为3年以上生毛竹苗木，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻根部原料克数与浸提液毫升数之比计0.25g/ml-1mg/ml的芝麻根部浸提液、浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计0.75g/ml-1mg/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计0.75g/ml-1mg/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。
可选的，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以促进毛竹苗木生长；所述毛竹苗木为1年生毛竹苗木、2年生毛竹苗木中的一种或者两种，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计0.25g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计0.25g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种。
可选的，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以促进毛竹苗木生长；所述毛竹苗木为3年以上生毛竹苗木，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml且小于等于0.5g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml且小于等于0.5g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。
可选的，具体浇灌时，用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木直至毛竹苗木根部土壤湿润。
可选的，可每周浇灌五天且每天浇灌一次或者每天浇灌一次。浇灌的时间优选阳光不强烈的下午或者傍晚。
可选的，所述芝麻水浸提液的制备包括：将芝麻构件剪成3mm～5mm小段，放入水中浸泡至少72h，分离出芝麻构件，得到芝麻水浸提液；所述芝麻构件包括芝麻根部、芝麻茎部、芝麻柔性部中的一种或两种以上。进一步的，放入水中浸泡至少72h的步骤每隔12h震荡10min。
本发明方法适用于1年生、2年生和多年生(3～7年)盆栽毛竹苗木生长调控，同样也适于野外生长的毛竹林生长调控。
本发明具有以下有益效果：
本发明采用1年生、2年生和多年(3～7年)生毛竹苗木作为受体对象，具有广泛的代表性。1～7年生不同年龄毛竹苗木作为浸提液浇灌的受体对象，可以很灵敏地反映芝麻浸提液对毛竹苗木生长的影响调控效果。
本发明制备芝麻根、茎、柔性部即叶(可包括花、果实中的一种或两种)的1g·ml-1、0.75g·ml-1、0.5g·ml-1和0.25g·ml-1四种浓度浸提液浇灌毛竹苗木。不同构件不同浓度芝麻浸提液浇灌毛竹苗木，较全面体现芝麻对毛竹苗木生长的调控能力与影响程度，为抑制野外毛竹林无序扩张及降低其生态影响提供方法学参考与借鉴。
本发明通过测定净光合作用速率比较分析不同浓度、不同芝麻构件浸提液对毛竹苗木生长的调控效果。净光合作用速率是测定生长速率很关键的指标，而且可以实现动态连续观测，直观表征出芝麻对促进或者延缓毛竹苗木生长的调控效果。
总之，对毛竹苗木生长的调控不仅能快速稳定反映出芝麻浸提液的调控效果和能力，又为抑制毛竹林无序扩张或者促进毛竹生长提供参考。采用本发明方法调控后的毛竹苗木较对照净光合作用速率可降低了88.30％。因此本发明具有显著的生态效益，应用前景十分广阔。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明在浙江省林业科学研究院试验地进行了毛竹苗木生长的调控方法研究，研究过程如下：
1研究目的
研究芝麻根、茎、叶(包括花和果)浸提液对毛竹苗木生长的调控效果。
2试验材料
供体植物芝麻2019年6月-7月采于浙江省林业科学研究院试验地；受体植物毛竹苗木为浙江省林业科学研究院试验地相同土壤基质盆栽的毛竹1年生、2年生和多年生(3～7年)苗木。
3试验方法与数据处理
3.1水浸提液制备
6月采集长势良好的芝麻完整植株，自封袋盛装后放入4℃冷藏箱，12h内带回实验室，用蒸馏水将芝麻植株冲洗干净，分成根、茎、叶(叶中包括花和果实)3部分构件，把各构件剪成3～5mm小段，分别称重100g，加入100mL的无菌蒸馏水浸泡，制取母液，每隔12h震荡10min。72h后，用4层无菌纱布过滤水浸液以去除植物残体，以3000r·min-1离心4h，再用真空抽滤法抽滤2次，得到浓度为1g·ml-1的水浸液母液。用无菌蒸馏水稀释母液至母液浓度的75％、50％和25％，共得到4个浓度梯度(1g·ml-1、0.75g·ml-1、0.5g·ml-1和0.25g·ml-1)组成的根、茎、叶(叶中包括花和果实)3种构件的处理。对照组为无菌蒸馏水。浓度以芝麻构件原料的克数与无菌蒸馏水的毫升数之比计。
3.2芝麻不同构件浸提液浇灌毛竹苗
选取试验地长势良好的1年生、2年生和多年生(3～7年生)毛竹盆栽苗，分别用0.25g·ml-1、0.5g·ml-1、0.75g·ml-1和1g·ml-1不同浓度的芝麻根、茎、叶(叶中包括花和果实)水浸提液和无菌蒸馏水浇灌毛竹苗。每周一和周五的16：00统一浇灌，浇到盆底渗出浸提液为准，连续浇灌7、8两个月。
3.3毛竹苗光合作用的测定
利用LI-6400便携式光合仪测定毛竹苗的净光合作用速率(P)，按照产品说明书连接光合仪，选定标准叶室的面积为6cm2，流量控制为500μmol·s-1，CO2浓度控制在400mol·mol-1，温度选择25.0℃，光强参数设定为500mol·m-2·s-1。设定参数后，夹上植物叶片，等待光合值稳定后，即可记录净光合作用速率(P)数据。测定选定在9月上旬上午10时，每个处理选择3株毛竹苗，每株毛竹苗选3片叶子，每片叶子测定3次。
3.4数据处理
采用单因素方差分析(One-Way ANOVA)和多重比较，比较不同处理毛竹净光合作用速率的差异显著性。通过SPSS21.0进行数据分析。
4调控效果评价
4.1芝麻各构件不同浓度浸提液下不同年龄毛竹苗木光合作用速率
从表1中发现，用芝麻根、茎、叶(叶中包括花和果实)不同浓度(0.25g·ml-1、0.5g·ml-1、0.75g·ml-1和1g·ml-1)浸提液与无菌蒸馏水浇灌后，1年生、2年生和多年生(3～7年生)毛竹苗木的净光合作用速率(P)不同，具体表现为如下特征：
(1)相同年龄、相同构件下，大多净光合作用速率均呈现出P1<P0.75<P0.5<P0.25<P0(对照)的特征，表明芝麻浸提液浓度越大，对毛竹苗木净光合作用速率的影响越大，对毛竹苗木生长的抑制作用越明显；但芝麻叶(包括花和果实)浸提液下的1年生和2年生毛竹、芝麻茎浸提液下的1年生和2年生毛竹，其净光合作用速率表现出P1<P0.75<P0.5<P0(对照)<P0.25的特征，甚至芝麻叶(包括花和果实)浸提液下的多年生毛竹，其净光合作用速率表现出P1<P0.75<P0(对照)<P0.5<P0.25的特征，芝麻茎浸提液下的多年生毛竹，其净光合作用速率表现出P1<P0.75<P0(对照)<P0.25<P0.5的特征，表明浓度为0.25g·ml-1的芝麻茎部浸提液对1年生和2年生毛竹的净光合作用有促进的作用，浓度为0.25g·ml-1的芝麻叶(包括花和果实)浸提液对1年生和2年生毛竹的净光合作用有促进的作用，浓度为0.25g·ml-1的芝麻茎部和叶(包括花和果实)浸提液对多年生毛竹的净光合作用有促进作用；浓度为0.5g·ml-1的芝麻茎部和叶(包括花和果实)浸提液对多年生毛竹的净光合作用有促进作用。芝麻叶(包括花和果实)和芝麻茎浸提液中浓度低的浸提液对其毛竹生长有促进作用，但浓度增大，会对其毛竹生长有抑制作用。浓度为1g·ml-1的芝麻根浸提液浇灌的毛竹苗木(1年生)净光合速率最低，比对照处理(水)浇灌毛竹苗木(1年生)低88.30％。
(2)相同年龄、相同浓度下，其净光合作用速率(P)基本表现出P根<P茎<P叶的特征，表明芝麻根部浸提液对毛竹苗木净光合作用速率的影响最大，依次是茎部和叶(包括花和果实)；与无菌蒸馏水(对照处理)浇灌的毛竹苗相比，浓度为0.25g·ml-1的浸提液下2年生毛竹，其净光合作用速率呈现出P叶>P茎>P水(对照)>P根的特征，浓度为0.25g·ml-1的浸提液下的1年生和多年生毛竹表现为P叶>P茎>P水(对照)>P根，而浓度为0.5g·ml-1的浸提液下的多年生毛竹，其净光合作用速率表现为P茎>P叶>P水(对照)>P根，说明浓度较低的芝麻叶(包括花和果实)和芝麻茎部浸提液对毛竹净光合作用有明显促进作用，能显著促进毛竹生长，芝麻根部浸提液以及浓度较高的芝麻叶(包括花和果实)和芝麻茎部浸提液对毛竹净光合作用有明显抑制作用，能显著减缓毛竹生长。
(3)相同浓度、相同构件下均表现出多年生的净光合作用速率大于1年生和2年生，而1年生和2年生的净光合作用速率很接近。
表1毛竹苗木净光合作用速率(P)
Figure BDA0002812406630000071
Figure BDA0002812406630000081
4.2不同年龄毛竹苗木光合作用速率的多重比较
用芝麻的根、茎、叶(包括花和果实)不同构件、不同浓度(0.25g·ml-1、0.5g·ml-1、0.75g·ml-1、1g·ml-1)浸提液分别浇灌1年生、2年生和多年生毛竹苗木后，不同年龄毛竹净光合作用速率经LSD多重比较(表2)后发现，Proot0.25、Pstem0.5和Proot11年生与2年生、1年生与多年生、2年生与多年生均存在显著性差异(p<0.05)外，其他所有净光合作用速率(Proot0.5、Proot0.75、Pstem0.25、Pstem0.75、Pstem1、Pleaf0.25、Pleaf0.5、Pleaf0.75、Pleaf1)的1年生与2年生在0.05水平下差异性均不显著(p＞0.05)，而1年生与多年生、2年生与多年生均存在显著性差异(p<0.05)，表明除浓度为0.25g·ml-1的芝麻根部浸提液、浓度为0.5g·ml-1的芝麻茎部浸提液和浓度为1g·ml-1的芝麻根部浸提液外，芝麻不同构件、不同浓度浸提液对1年生和2年生的毛竹苗木净光合作用速率影响差异不明显，而对1年生与多年生、2年生与多年生的毛竹苗木净光合作用速率影响差异明显。
表2不同年龄毛竹苗木净光合作用速率多重比较结果
Figure BDA0002812406630000082
Figure BDA0002812406630000091
Figure BDA0002812406630000101
注：Proot0.25第1个小标为芝麻构件、第2个小标为芝麻浸提液浓度；“*”：表示均值差在0.05水平上差异显著。
4.3不同构件浸提液浇灌的毛竹苗净光合作用速率多重比较
用芝麻的根、茎、叶(包括花和果实)不同构件、不同浓度(0.25g·ml-1、0.5g·ml-1、0.75g·ml-1、1g·ml-1)浸提液与无菌蒸馏水，分别浇灌1年生、2年生和多年生毛竹苗木后，不同构件与水浇灌的毛竹净光合作用速率经LSD多重比较(表3)后发现，相同浓度浸提液、相同年龄毛竹苗净光合作用速率的根、茎、叶(包括花和果实)和对照(水)4个处理在0.05水平下净光合作用速率均表现为根与茎、根与叶、根与对照(水)、茎与根、茎与叶、茎与对照(水)、叶与根、叶与茎、叶与对照(水)、对照(水)与根、对照(水)与茎、对照(水)与叶均为差异性显著(p<0.05)，表明芝麻根、茎、叶浸提液和对照(水)对毛竹净光合作用速率影响存在明显差异。
表3芝麻不同构件浸提液浇灌的毛竹苗木净光合作用速率多重比较结果
Figure BDA0002812406630000111
Figure BDA0002812406630000121
Figure BDA0002812406630000131
Figure BDA0002812406630000141
Figure BDA0002812406630000151
注：P1year0.25第1个小标为毛竹年龄、第2个小标为芝麻浸提液浓度；“*”.表示均值差在0.05水平上差异显著。
4.4不同浓度浸提液浇灌的毛竹苗净光合作用速率多重比较
用芝麻的根、茎、叶(包括花、果实)不同构件、不同浓度(0.25g·ml-1、0.5g·ml-1、0.75g·ml-1、1g·ml-1)浸提液与无菌蒸馏水，分别浇灌1年生、2年生和多年生毛竹苗木后，不同浓度与水浇灌的毛竹净光合作用速率经LSD多重比较(表4)后发现，相同构件浸提液、相同年龄毛竹苗净光合作用速率的0.25g·ml-1、0.5g·ml-1、0.75g·ml-1、1g·ml-1和0g·ml-1(对照)5个处理在0.05水平下，用芝麻浸提液浇灌的毛竹与用无菌蒸馏水浇灌的毛竹净光合作用速率在5个处理之间均具有显著的差异性(p<0.05)，表明本发明芝麻浸提液浓度和对照(水)对毛竹净光合作用速率影响存在明显差异。
表4毛竹净光合作用速率在不同浓度间的多重比较
Figure BDA0002812406630000152
Figure BDA0002812406630000161
Figure BDA0002812406630000171
Figure BDA0002812406630000181
Figure BDA0002812406630000191
Figure BDA0002812406630000201
注：Proot1year第1个小标为芝麻构件、第2个小标为毛竹年龄；*.在0.05水平下差异性显著。
其中，root表示芝麻根部，stem表示芝麻茎部，leaf表示芝麻叶部(包括花和果实)即芝麻柔性部，1year表示1年生毛竹苗木，2year表示2年生毛竹苗木，3year表示3年生毛竹苗木，nyear表示多年生(3-7年生)毛竹苗木。

Claims (9)

1.一种毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以调控毛竹苗木生长。
2.根据权利要求1所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，所述芝麻浸提液包括芝麻根部浸提液、芝麻茎部浸提液、芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上；
所述芝麻柔性部包括芝麻花、芝麻果实两者中的一种或者两种与芝麻叶的组合或者芝麻叶。
3.根据权利要求1或2所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，所述芝麻浸提液包括芝麻水浸提液。
4.根据权利要求1或2所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，所述芝麻浸提液的浓度以芝麻构件原料克数与浸提液毫升数之比计为大于等于0.25g/ml。
5.根据权利要求4所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，所述芝麻浸提液的浓度以芝麻构件原料克数与浸提液毫升数之比计为0.25g/ml-1g/ml。
6.根据权利要求1或2所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，所述毛竹苗木包括1年生、2年生、3年以上生毛竹苗木中的一种或两种以上。
7.根据权利要求6所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以减缓毛竹苗木生长；所述毛竹苗木为1年生毛竹苗木、2年生毛竹苗木中的一种或者两种，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻根部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml的芝麻根部浸提液、浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.5g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.5g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上；
所述毛竹苗木为3年以上生毛竹苗木，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻根部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml的芝麻根部浸提液、浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.75g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.75g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，采用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木以促进毛竹苗木生长；所述毛竹苗木为1年生毛竹苗木、2年生毛竹苗木中的一种或者两种，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计0.25g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计0.25g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种；
所述毛竹苗木为3年以上生毛竹苗木，所述芝麻浸提液为浓度以芝麻茎部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml且小于等于0.5g/ml的芝麻茎部浸提液、浓度以芝麻柔性部原料克数与浸提液毫升数之比计大于等于0.25g/ml且小于等于0.5g/ml的芝麻柔性部浸提液中的一种或两种以上。
9.根据权利要求1所述的毛竹苗木生长的调控方法，其特征在于，用芝麻浸提液浇灌毛竹苗木直至毛竹苗木根部土壤湿润。
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