CN1314313C - 造林方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种造林方法，该方法与基因重组技术相比对环境具有更少的影响或危险，并且能够通过增强植物固有的能力而在环境压力苛刻的区域内造林。本发明的造林方法通过向栽种的幼苗提供溶有CO2的水或溶有O2的水而能够在环境压力苛刻的区域内造林。通过使植物从其地上部分和地下部分的至少一处在不影响所述植物正常生长的浓度范围内吸收抑制细胞色素P450活性的物质，或者通过使植物的种子吸收所述物质、栽种所述种子且使其秧苗成长，而准备这种幼苗。

Description

造林方法
技术领域
本发明涉及造林方法。更具体地，本发明涉及的造林方法致力于通过实施以下至少一种方法而能够在环境压力苛刻的区域内造林：栽种相比于其固有耐受水平而言对环境压力耐受力已经增强的造林用幼苗；通过向幼苗提供各种类型的溶有气体的水而增强栽种幼苗的环境压力耐受力；以及通过向幼苗提供各种类型的溶有气体的水而进一步增强相比于其固有耐受水平而言其环境压力耐受力已经增强了的栽种幼苗的环境压力耐受力。
背景技术
据认为对解决全球环境问题有贡献的工业技术的发展将会越来越重要，并且在未来将是非常有前途的方法。因此，在工业的很多领域，已经做了各种尝试，不仅进行基础研究，而且开发可应用于实际造林的先进技术。例如，为了创造耐受各种环境压力(例如耐盐、耐干旱、耐寒)的植物，利用这种植物将沙漠、盐害地区、寒冷地区等改变成为绿化区，并且对降低大气中日益增长的二氧化碳做出贡献，已经进行了研究和开发工作，其目的在于通过向植物引入基因而人工为植物提供对环境压力的耐受力(例如通过基因重组技术)，其中所述基因与环境压力的耐受机理有关。
这种研究的例子将在下文中描述。
日本专利No.3107820公开了一种植物和产生这种植物的方法，其中通过应用基因重组技术改变脂质脂肪酸的组成而使植物对由低温引起的损害产生耐受力。日本待审专利公开No.10-229883(1998)公开了一种通过向植物引入植物细胞膜定位型的水通道蛋白质基因而得到对与水分相关的压力如盐压力和干旱压力具有耐受力的植物的方法，因而提高植物保持水势的功能。日本待审专利公开No.2000-116260公开了一种生产植物的方法，其中所述植物对干旱、低温和盐压力中的至少一种的耐受力显著增强，并且成功避免了变矮的可能，所述方法通过克隆对干旱、低温或盐压力产生耐受力起作用的基因进行控制的转录因子的基因，并向植物引入克隆的基因，附着在压力响应促进剂的下游侧。
另外，“科学(Science)”，vol.287，pp.476-479(2000)报道了通过应用基因重组技术降低在叶绿体膜中不饱和脂肪酸的含量而成功产生在高温下显示出非常好的适应性的植物。“植物期刊(Plant Journal)”，vol.12，pp 133-142(1997)报道了通过引入氨基乙酸甜菜碱的合成酶基因而成功增强了对盐压力的耐受力，其中所述氨基乙酸甜菜碱为在植物体内调节渗透压的物质。另外，为了产生对多种环境压力均有耐受力的植物，已经进行了许多致力于产生基因重组植物的研究，其中对这些基因重组植物，已经引入了涉及排除活性氧的酶(“蛋白、核酸酶(Protein，Nucleic Acid Enzyme)”，vol.44，pp.2246-2252(1999))。
但上述所有方法均为通过基因重组技术为植物人工提供对环境压力耐受力的方法。因此，当应用这些方法时，引入基因后不仅需要有效的个体再生技术，而且必须评估基因重组植物对自然环境产生的影响，从而确定其安全性。按照目前对安全评估的指导，一种产品必须精确试验预定的年份，该产品允许在实践中使用前，需要花很长的时间。另外，当基因重组植物用于食物或日常用品时，获得公众对基因重组植物安全性的理解也是一项重要的任务。
本发明即针对上述任务进行。本发明的一个目的是提供一种造林方法，该方法与常规方法相比，对环境产生明显更小的影响或危险，并且通过增加植物固有的能力而使造林能够在环境压力很苛刻的区域内进行。通过化学调节植物的生理性能使造林用植物对环境压力的耐受力高于其固有的耐受水平，而尝试在环境压力很苛刻的区域内再生森林的方法是简单且快速有效的方法，其作为工业技术可以对解决全球环境问题做出贡献。
发明内容
本发明的造林方法是通过向栽种的植物幼苗提供溶有CO2的水或溶有O2的水而能够在环境压力很苛刻的区域造林的造林方法，其中通过以下方法产生溶有CO2的水或溶有O2的水：向被传递膜分隔的两个区中的一个提供水，同时以加压状态向另一区中供应CO2或O2，从而使CO2或O2以预定浓度溶解在水中，其中所述传递膜只有气体能够通过而液体不能通过。
只有气体能够通过而液体不能通过的传递膜通常代表无孔气体传递膜。无孔气体传递膜代表气体通过溶解-扩散机理而从中通过的膜，并且其基本上不包含气体可以以气态通过的孔(例如分子的Knudsen流)。当应用这种无孔气体传递膜时，气体可以在任意希望的压力下提供和溶解，不会造成气体以气泡形式向水中释放。因此可以有效地溶解气体并且可以很容易地在希望水平下调节气体的浓度。
传递膜的膜形式的例子包括平膜、管状膜、中空纤维类膜、螺旋状膜以及类似物。具体地，因为中空纤维类膜具有相对较大的膜表面积，所以它是优选的。另外，由于中空纤维类膜能够使整个装置更小且易于处理，所以其是优选应用的。虽然并不具体限定中空纤维类膜的排布，但是从促进水或气体流动以及减少沟流发生的可能性方面来说，优选的是如网格形织物材料那样排布中空纤维类膜，从而在其之间保持相等间距。虽然并不具体限定无孔中空纤维类膜的结构，但是从增强无孔膜的气体渗透性方面来说，复合膜结构是优选的，其中无孔层作为薄膜被多孔层支撑且固定。不具体限定复合膜的结构。但在保护薄膜方面，具有三层结构的复合中空纤维类膜是优选的，其中具有非常好的气体渗透性的无孔层作为薄膜从其两侧被夹在多孔层之间。
如上所述，在本发明中，应用了只有气体能够通过而液体不能通过的传递膜(优选为中空纤维类膜)。因此，即使装置以间歇方式操作，也不需要准备时间，可以立即向栽种的植物幼苗提供高浓度的溶有CO2或O2的水。换句话说，可以仅仅产生需要量的所需类型的溶有气体的水，从而为栽种的植物幼苗提供溶有气体的水。
作为为栽种的植物幼苗提供溶有CO2的水或溶有O2的水的方法，可以采用任何适当的方法。例如，地下灌溉方法是优选的，其中由素陶瓷制造的管子埋在地下，溶有气体的水从其中通过，从而使植物通过土壤的水分吸收力而吸收其需要的水分。地下灌溉方法是在干旱地区根据水力学原理提供水的一种方法，其中在地下埋着的管子和用来提供溶有气体的水的供水罐之间放置水位调节罐，从而水位调节罐被设定为在垂直方向上低于管子水面的位置上，从而溶有气体的水通过土壤的吸水力作用而从管子渗出。当土壤有足够的吸收水分时，停止由管子提供水，因而可以避免过量提供溶有气体的水。虽然对管子材料的类型不作具体限定，但是从水的渗透性角度来讲，渗透系数为1×10-6至1×10-3cm/s的材料是优选的。
溶有CO2的水或溶有O2的水的浓度优选等于或大于在大气或在造林区域的土壤的气相中CO2或O2的气体分压下的CO2或O2的溶解度。在25℃下在大气中在CO2或O2的气体分压下，CO2和O2的溶解度分别为0.5ppm和8.0ppm。
另外，本发明的造林方法是一种能够在环境压力苛刻的区域进行造林的造林方法，所述方法包括如下步骤：通过使植物从其地上部分和地下部分的至少一处在不影响所述植物正常生长的浓度范围内吸收抑制细胞色素P450活性的物质，准备相对于其固有耐受水平而言对环境压力的耐受力已经被增强了的造林用幼苗，或者通过使所述植物的种子吸收所述物质、栽种所述种子并且使其秧苗成长而达到上述目标；和在造林区域内栽种所述已经用抑制细胞色素P450活性的物质处理的造林用幼苗。
细胞色素P450是一类与一氧化碳相结合的含正铁血红素的蛋白质的总称，其为还原类物质，在450nm附近显示出Soret吸收带，并且在生命世界中非常普遍。已知有500或更多种细胞色素P450的分子物种。所有这些细胞色素P450的分子物种均用作单加氧酶，其通过应用由NAD(P)H得到的两个电子和分子态氧而实现脂溶基质的加氧。细胞色素P450具有多种新陈代谢功能。具体地，细胞色素P450涉及植物激素如固醇、油菜素甾醇内酯和赤霉素的生物合成、脂肪酸ω的氧化、类黄酮或木质素前体(单木质醇(monolignol))的羟基化。通过应用上述抑制细胞色素P450活性的物质，可以很容易地按希望程度抑制细胞色素P450多种新陈代谢功能的全部或至少一部分。
对抑制细胞色素P450活性的物质不作具体限定，并且其例子包括嘧啶醇、调嘧醇、高烯效唑、多效唑、油菜素唑(brassinazole)、抗倒胺、调环烯、抑芽唑、BAS111.W、1-正癸基咪唑、1-香叶基咪唑、HOE074784、唑菌醇、三唑酮、环戊唑醇、戊唑醇、环戊唑菌及类似物。优选应用选自上述例子中的至少一类物质。作为植物生长调节剂，其化合物名为(R*，R*)-(±)-β-[(4-氯苯基)-甲基-α-(1，1-二甲基乙基)-1H-1，2，4-三唑-1-乙醇；(2RS，3RS)-1-(4-氯苯基)-4，4-二甲基-2-(1H-1，2，4-三唑-1-基)戊烷-3-醇或类似物的多效唑(通用名)，是优选应用的物质，这是因为该物质作为农药很容易获得并且易于处理。该化合物的性质、商标名、作为农药的特征、施用设备、农业应用该物质的情况及类似情况，在日本待审专利公开No.2001-231355中详细地进行了描述。
使造林用幼苗吸收抑制细胞色素P450活性物质的方法的优选例子包括：向幼苗的地上部分(茎和叶部分)喷撒所述物质的溶液的方法；向幼苗的地下部分(根部分)注射所述物质的溶液或用所述物质的颗粒处理土壤的方法；组合上述三种方法的方法；以及使造林用幼苗的种子吸收所述物质的溶液、栽种所述种子并使秧苗生长的方法。
优选的是使造林用幼苗在不影响所述植物正常生长的浓度下吸收抑制细胞色素P450活性的物质。抑制细胞色素P450活性的物质的浓度上限根据物质的种类而变化。
另外，本发明的造林方法是一种能够在环境压力苛刻的区域内造林的造林方法，该方法包括如下步骤：通过使植物吸收能够抑制细胞色素P450活性的物质而准备相比于其固有耐受水平而言对环境压力的耐受力已经增强了的幼苗；栽种所述幼苗；以及向所栽种的幼苗提供溶有CO2的水或溶有O2的水。
附图说明
图1给出了按本发明第一种实施方案在干旱地区的造林方法的机理。
图2(a)和2(b)均给出了中空纤维类膜的组件。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的造林方法。
图1描述了实现本发明造林方法的造林系统的系统结构的一个例子。图1所示的造林系统主要包括：造林用幼苗PL，其中通过使植物吸收抑制细胞色素P450活性的物质而相比于其固有耐受水平而言增强造林用幼苗对环境压力的耐受力；用于产生溶有CO2的水的膜组件MO；由素陶瓷制造的并且被埋在地下用来提供溶有CO2的水的管子PI；用于贮存溶有CO2的水的供水罐T；贮存CO2的压力钢瓶；第一增压泵P1、第二增压泵P2；用于分析土壤中水分状态的张力计S1；和用于检测CO2浓度的测量电极S2。总体上讲，通过包括开/关阀V和其它各类调节阀和压力表(未画出)的控制系统来控制系统的操作。
对抑制细胞色素P450活性的物质的类型不作具体限定。其例子包括嘧啶醇、调嘧醇、高烯效唑、多效唑、油菜素唑、抗倒胺、调环烯、抑芽唑、BAS111.W、1-正癸基咪唑、1-香叶基咪唑、HOE074784、唑菌醇、三唑酮、环戊唑醇、戊唑醇、环戊唑菌及类似物。优选的是应用选自上述例子中的至少一类物质。作为植物生长调节剂、其化合物名为(R*，R*)-(±)-β-[(4-氯苯基)-甲基-α(1，1-二甲基乙基)-1H-1，2，4-三唑-1-乙醇；(2RS，3RS)-1-(4-氯苯基)-4，4-二甲基-2-(1H-1，2，4-三唑-1-基)戊烷-3-醇的多效唑(通用名)是优选的物质，这是因为这种物质作为农药很容易获得并且很容易处理。另外，可以应用含高烯效唑、嘧啶醇、调嘧醇或类似物作主要组分的农药，这些物质为类似于多效唑的化合物。
对造林用植物幼苗PL的类型不作具体限定。对海洋区域(主要是澳洲)来说都是土生的并且具有许多物种的桉树类和刺槐类是优选的，这是因为这些植物成长迅速，可以适应各种环境，并且从产业角度来看，其适合于产生木材、制浆木材和燃料木材，并且为了尽可能快地实现完全造林，在世界的许多区域内经常为了造林而栽种这些植物。
至于造林用幼苗pL的形式，幼苗PL可以在花盆中或在土地中生长。另外，幼苗PL可以是秧苗或由扦插法、嫁接法或组织培养及类似方法而产生的克隆植物。但当幼苗吸收抑制细胞色素P450活性的物质时，优选的是植物在花盆中生长，从而可以抑制所述物质向周围环境的扩散。
使造林用幼苗PL预先吸收抑制细胞色素P450活性的物质的方法的例子包括：通过使颗粒或化合物肥料与土壤混合而用含所述物质的颗粒或化合物肥料处理造林用幼苗将要在其中生长的土壤的方法；通过向土壤中注射所述物质的水可分散性粉末的水溶液，用所述物质处理造林用幼苗将要在其中生长的土壤的方法；和向造林用幼苗的茎和叶喷撒所述物质的水可分散性粉末的水溶液的方法。至于使幼苗吸收所述物质的阶段，优选的是在栽种到造林区域之前，当植物处于苗圃中时，使造林用幼苗PL吸收所述物质。更优选的是从其生长的初期阶段开始使造林用幼苗PL就吸收所述物质。使造林用幼苗的种子吸收以水可分散性粉末形式存在的所述物质、栽种所述种子并使其秧苗生长是特别优选的方法，这是因为这种方法简单方便。
造林用幼苗PL需要吸收的抑制细胞色素P450活性的物质的量随所应用的化学物质的类型而变化，其不能统一化。但当每种化学品按应用该化学品的常规目的需要量而应用时即通过调节节点间的生成而抑制植物的生长(使植物矮小)，通常可以得到较好的结果。已经吸收了抑制细胞色素P450活性的物质的造林用幼苗的生长通常在处理后迅速得到抑制，并使其矮小。更具体地，会发生形态改变如节点间长度变短、叶子尺寸变小及叶子颜色变暗。已经发生上述形态改变的幼苗对环境压力的耐受力比其固有耐受水平要高一些，因此优选在环境压力很苛刻的区域栽种这种幼苗。
供水罐T是一个贮存器，作为产生溶有CO2的水的原料的水向其中自动供应。虽然作为原料水的类型不作具体限定，但从降低费用的角度来看，通过水井泵送的地下水、雨水和自来水是优选应用的。优选的是通过应用过滤器或离子交换器，预先脱除可能堵塞膜组件MO的金属离子、颗粒以及会污染膜组件MO的颗粒(微生物)。
增压泵P1用来在供水罐T中为膜组件MO供水。水的流量和流速依据增压泵P1的排放容量确定。在本发明的装置中，水的流量和流速优选进行设定，从而使水以1-15升/分钟的流量供应。
正如图1所示，从膜组件MO排出的水返回至供水罐T。通过安排设备，使处理后的水持续地返回供水罐T，通过循环处理水可以很容易地产生高浓度的溶有CO2气体的水。
膜组件MO用作产生溶有CO2的水的供应气体膜组件，其中水作为原料从组件的上游侧流入，同时向其中提供CO2气。优选的是膜组件MO包括几千到几万根中空纤维类膜，其被捆扎在一起并放置在支撑套中。膜组件MO的特点是其产品寿命相对较长，当在正常条件下应用时，几乎不需要任何维修。
如图2(a)所示，组成膜组件MO的中空纤维类膜3按圆筒形形状形成，其中无孔膜4被夹在多孔膜5、5之间。优选的是中空纤维类膜3具有三层复合膜结构。无孔膜4阻止水的渗透，但是允许气体选择性透过。由于这一点，通过在中空纤维类膜3的外侧使气体加压，从而气体可以混合入在中空纤维类膜3内侧的水中。因此，如图2(b)所示，在本发明的设备中，通过使水流过中空纤维类膜3的内侧，同时由中空纤维类膜3的外侧提供已经加压了的CO2，产生溶有CO2的水。另外，通过使水流过中空纤维类膜3的外侧，同时由中空纤维类膜3的内侧提供已经加压了的CO2，也可以产生溶有CO2的水。
在上述由中空纤维类膜3的外/内侧提供CO2的任何一种情况中，在本发明的设备中，通过在中空纤维类膜3的内侧和外侧之间产生压力梯度而非常强地增加了中空纤维类膜3的CO2透过效率，从而可以很容易地生产溶有CO2的水，其中CO2已经以所希望的浓度溶解在作为原料的水中。为了在中空纤维类膜3的内侧和外侧之间产生压力梯度，应用设在膜组件MO和CO2气体钢瓶之间的调节阀(未画出)可以设定气体的压力，使其高于中空纤维类膜3的内部压力约0.5-2.0kgf/cm2。
所应用的CO2气体钢瓶的大小可以按照溶有CO2的水的供应流量进行选择。CO2的来源不局限于气体钢瓶，可以选择性地从空气或工厂释放物中分离或回收化石燃料燃烧所释放的CO2，从而在本实施方案中应用。
通过使水流过膜组件MO而产生的溶有CO2的水的CO2浓度要高于在大气压力下通过在水中溶解CO2而产生的溶有CO2的水的CO2浓度。在一个实施例中，在大气中存在的CO2的分压下，在25℃CO2的溶解度约为0.5mg CO2/1升水。与之相对比，按照本发明的设备，通过在25℃给膜组件施用1.0kgf/cm2的气体压力，在水中可以溶解至多约1.5g CO2/1升H2O的CO2。上述相同原理也可以应用到在水中溶解O2的情况。在大气中存在的O2的分压下，在25℃O2的溶解度约为8.0mg O2/1升水。与之相对比，按照本发明的设备，通过在25℃对膜组件施用1.0kgf/cm2的气体压力，在水中可以溶解至多约40mgO2/1升H2O的O2。
在作为原料的水中已经溶有CO2至希望浓度的溶有CO2的水可以通过如下方法容易地产生：将CO2测量电极S2浸入供水罐T中；检测由电极S2产生的电极电动势(mv)，其作为信号与溶解CO2的浓度成正比；以所检测到的信号为基准，通过控制器(未画出)控制增压泵P1和调节阀V的操作。上述相同原理也用于当在水中溶解O2的情况。即在供水罐T中，取代CO2电极，浸入并应用DO(溶解氧)电极。
在上述的图1中，给出了提供溶有CO2的水的情况。然而，应用相同机构，可以提供溶有O2的水。另外，所述设备也可以被构造为交替提供溶有CO2的水和溶有O2的水的设备。
向所栽种的幼苗提供溶有气体的水的方式不作具体限定。但将素陶瓷管子埋在地下、使溶有气体的水流过管子并利用土壤的水分供应力使植物吸收其需要的水分(地下灌溉法)的方法是优选的。按照这种方法，可以以非常经济的方式为栽种的幼苗提供水，而不会在干旱区域浪费稀少的水或应用这种稀少的水制造的溶有气体的水。
更具体地，如图1中的虚线所示，在埋在地下的管子P1和提供溶有气体的水的供水罐T之间放置水位调节罐，从而设定水位调节罐的位置使其在垂直方向低于管子PI的水面，从而溶有气体的水通过土壤的水吸收力作用而从管子中渗出。当土壤具有足够的吸收水分时，停止由管子供应水，这样就可以避免溶有气体的水的过量供应。至于管子的材料，从水的渗透性方面考虑，素陶瓷或渗透系数为1×10-6至1×10-3cm/s的材料是优选的。
另外，可以省略水位调节罐。在这种情况下，应用图1所示的增压泵P2为埋在地下的素陶瓷管子PI提供供水罐T中的水。水的流量和流速根据增压泵P2的排放容量确定。在本发明的设备中，水优选以20-500ml/分钟的流量提供。
正如图1所示，因为管子PI的出口是关闭的，所以由供水罐T提供的溶有气体的水在管子中贮存。然后由于管子材料的水渗透能力，溶有气体的水从管子渗入到周围的土壤中。
当按照周围土壤的水分状态提供溶有气体的水时，通过以下步骤可以很容易地实现这项任务：在栽种有幼苗的地区放置张力计S1；应用张力计S1测量土壤的毛细管势；和通过控制器(未画出)根据传感器S1按照所测量的土壤的毛细管势输出的信号控制增压泵P2的操作。
这里假定上述的溶有CO2的水或溶有O2的水对植物产生下面所述效果。在环境压力苛刻(如干旱)的区域内，所栽种的植物幼苗的气孔关闭。其结果是，植物不能再进行气体交换，并且植物体内的CO2浓度和O2浓度降低，从而光合作用和呼吸作用的效率劣化。当向栽种的幼苗提供溶有CO2的水和/或溶有O2的水时，可以向植物中引入由于上述原因而在植物体内缺乏的CO2和O2。其结果是，植物体内的CO2浓度和O2浓度升高，并且光合作用和呼吸作用很好地得到保持，从而有可能在环境压力苛刻的区域内进行造林。
在植物内发生的光合作用和光呼吸反应中，作为底物O2和CO2与二氧化碳固定酶-二磷酸核酮糖羧化酶之间的关系是相互竞争的。换句话说，O2和CO2互相抑制，从而一种底物抑制另一种底物所涉及的反应。因此，如果在O2浓度很高的气相中植物接收到光，则光呼吸是很剧烈的并且这种剧烈的光呼吸可以作为降低光合作用产率的一个因素。因此，当向植物体内提供溶有O2的水时，优选的是在植物接收不到光线的黑暗阶段提供溶有O2的水，而在光照阶段将溶有O2的水替换为溶有CO2的水。
假定抑制细胞色素P450活性的物质因为以下原因可以使植物增加对环境压力的耐受力。抑制细胞色素P450活性的物质抑制了所栽种的植物幼苗中细胞色素P450的活性。因为细胞色素P450的某些活性涉及植物激素的生物合成或生物降解，所以植物体内各种植物激素的浓度升高或降低。这种各种植物激素浓度的升高/降低作为一种信号，引发了植物对环境压力防卫的机理，并且这种防卫机理最终被恒定激活。因此相比于其固有水平的耐受力而言，所栽种的植物幼苗的环境耐受力得到了增强，从而通过在环境压力苛刻的区域栽种这种幼苗有可能在上述区域内进行造林。
(实施例)
在下文中通过如下实施例更为详细地描述本发明的造林方法。但本发明并不局限于这些实施例。
(实施例1)
应用图1所示的设备和下文所示的植物和条件进行实验，该实验假定一种情况，即本发明的造林方法用于在干旱地区造林。
(1)设备：在玻璃构造的温室中进行实验，其中所述温室防雨并且其中的温度控制在20至26℃的范围内。实验应用由钢制造的沙槽(90cm×300cm×80cm)。用水彻底洗涤在Tottori沙丘收集的沙子，并在太阳下干燥。用2mm的筛网筛分干燥后的沙子，并且将筛分后的沙子加到沙槽中。然后使沙子以3(w/w)％的比率吸收水。外径为50mm且内径为40mm的由素陶瓷制造的每根管子以约10cm深且相互间间隔为20cm而被埋在沙槽中。管子通过橡胶管与供水罐连接，从而为对比区提供水且为实验区提供溶有气体的水。张力计被埋在沙槽中心部位的15cm深处，应用张力计输出土壤中的水分值，并且控制泵P2的操作从而土壤的pF值保持在约3.8至4.0的范围内。二氧化碳电极和DO电极浸没在100L的供水罐中。输出代表CO2溶解程度的值，并且以该输出值为基准，控制在泵P1、气体钢瓶和膜组件间配备的控制阀的操作，从而在供水罐中产生且应用溶有CO2的水(800ppm)或溶有O2的水(20ppm)。将这样制备的溶有CO2的水或溶有O2的水用于实验。
(2)植物
至于植物，应用由扦插法得到的赤桉(Eucalyptus camaldulensis)的克隆幼苗。当由扦插法产生根后，幼苗被转移至花盆(直径：9cm，深度：12cm)中。转移后，立即向花盆中的土壤中注射入1ml的高烯效唑的液体配制物(其含0.025％的高烯效唑，由Agros Co.，Ltd.生产，在日本的农业、林业和渔民业部(Ministry of Agriculture，Forestry andFisheries of Japan)的注册号为18010)。植物在花盆中生长一个月(实验区)。在对比区应用没有用上述化学物质处理的幼苗。然后，植物以相互之间20cm的间隔栽种在上述的沙槽中。三个月后，测量生长后的植物的地上部分和地下部分的干重，并且比较实验区和对比区得到的结果。
结果示于表1中。应该注意到的是表1中的每个值均代表以相同方式处理的20株幼苗的平均值。
虽然在表1中没有给出，但是观察到以下事实。用高烯效唑处理的幼苗比没有用化学物质处理的幼苗显示出更少的矮态或干枯。有些没有用化学物质处理的幼苗(对比区)在实验的中途就死去了。但当提供溶有气体的水时，即使对没有用化学物质处理的幼苗(即对比区中的植物)来说，实验中途死去的植物的百分比也降低了。另外，对实验区内的植物来说，当提供溶有气体的水时，其通常比对比区中的植物有更重的干重。
上述结果已经证明，通过向栽种的植物幼苗提供溶有CO2的水或溶有O2的水，植物对干旱压力的耐受力明显增强，该植物可以在干旱压力很苛刻的区域内栽种。另外，已经证明，通过使造林用幼苗向其植物体内吸收抑制细胞色素P450活性的物质，与其固有耐受水平相比，所述植物对干旱压力的耐受力明显增强，并且也已证明，通过栽种已经用抑制细胞色素P450活性的物质处理过的造林用幼苗，可以在干旱压力苛刻的区域内造林。另外，也已经证明的是通过栽种已经用抑制细胞色素P450活性的物质处理过的幼苗，并向所栽种的幼苗提供溶有CO2的水或溶有O2的水，可以在干旱压力苛刻的区域内造林。
(实施例2)
应用下文所示的植物和条件进行实验，该实验假定一种情况，即本发明的造林方法用于在寒冷地区造林。
(1)植物
至于植物，应用由扦插法得到的赤桉的克隆幼苗。当由扦插法产生根后，幼苗被转移至花盆(直径：9cm，深度：12cm)中。转移后，立即向花盆中的土壤中放入0.1g“Greenfield”的水可分散性粉末(其含50％的调嘧醇，由Shionogi & Co.，Ltd生产，在日本的农业、林业和渔民业部(Ministry of Agriculture，Forestry and Fisheries of Japan)的注册号为17316)。植物在花盆中生长四个月(实验区)。在对比区应用没有用上述化学物质处理的幼苗。在二月中最冷的时间段栽种所述植物(最低温度为-2℃，最高温度为10℃)，并且在栽种后的第10、20和30天后观察和确定植物的地上部分的损害特征。确定的结果按如下方法转化为数值：0点代表没有损害；1点表示轻微损害；2点表示中度损害；3点表示严重损害(死亡)。另外，为了分析栽种第10、20和30天后相同叶子的叶绿素的量的变化，应用叶绿素仪(由Minolta CameraCo.，Ltd.生产，SPAD-502)测量SPAD值，该值为叶绿素量的指数。比较实验区得到的结果和对比区得到的结果。
结果示于表2中。表2中的表示损害特性程度的每个值均代表8株幼苗的平均值。SPAD值代表8株经过相同处理的幼苗在相同叶子的5个位点处所测量的平均值。
上述结果已经证明，通过使造林用幼苗向其植物体内吸收抑制细胞色素P450活性的物质，与其固有耐受水平相比，所述植物对低温环境压力的耐受力明显增强，并且也已经证明，通过栽种已经用抑制细胞色素P450活性的物质处理过的造林用幼苗，可以在低温环境压力苛刻的区域内造林。
(实施例3)
应用下文所示的植物和条件进行实验，该实验假定一种情况，即本发明的造林方法用于在极热地区造林。
(1)植物
至于植物，应用赤桉的秧苗。具体地说，植物的种子在100ppb的多效唑(Bonzai)液体配制物(该配制物含2％的多效唑，由TakedaChemical Industries Ltd.生产，在日本的农业、林业和渔民业部(Ministry of Agriculture，Forestry and Fisheries of Japan)的注册号为17235)的水溶液中浸泡1天，通过调节性稀释Bonzai液体配制物而制备该溶液。然后栽种该种子并且使其秧苗生长4个月(实验区)。在对比区中应用没有用化学物质处理的幼苗。然后使秧苗在温度为50℃且光量为10,000lux的条件下放置6小时，并且栽种。栽种三个月后，测量相对于秧苗的高度来说死亡部分的长度。
结果示于表3中。表3中的每一个值均表示10株秧苗的死亡部分的平均比率(％)。应该注意到的是死亡部分的比率(％)＝(在50℃经过6小时处理的秧苗在三个月内死亡的死亡部分的长度)/(处理前秧苗的高度)×100。
上述结果已经证明，通过使造林用幼苗的种子吸收抑制细胞色素P450活性的物质，栽种所述种子并使其秧苗生长，与其固有耐受水平相比，所述植物对高温环境压力的耐受力明显增强，并且也已经证明，通过栽种已经用抑制细胞色素P450活性的物质处理过的造林用幼苗，可以在高温环境压力苛刻的区域内造林。
在环境压力苛刻的造林区域中，存在有环境条件苛刻的一些区域，在那里即使能适应各种环境的桉树类和刺槐类也不能通过常规的造林方法生长成林。换句话说，存在有对常规造林方法来说几乎不可能的大量区域。由于这个原因，如果应用常规的造林方法，则不可避免地会限制利用森林来减少地球上日益增多的二氧化碳的这种尝试。然而，如果能为以桉树类和刺槐类为典型代表的各栽种物提供对环境压力的耐受力(如对盐、干旱、寒冷、酷热等的耐受力)，则通过在这里栽种这些植物而使干旱地区、受盐损害影响的地区、寒冷地区、酷热地区等转化为植被区，从而可以减少地球上正在增加的二氧化碳气体，这种技术的巨大效果为人类带来的好处将会出现。
但如果通过基因重组技术创造对各种环境压力都有耐受力的植物，则通过在其中栽种这些植物可以使干旱地区、受盐损害影响的地区、寒冷地区、酷热地区等转化为植被区，从而可以减少地球上正在增加的二氧化碳气体，但经过基因诱导后，不仅需要单个植物的有效再生技术，而且在评估所形成的基因重组植物的安全问题时存在有许多障碍，即在评估基因重组植物对自然环境造成的影响时存在有许多障碍。这样，通过基因重组技术创造对各种环境压力具有耐受力的植物可能还需要很长的时间。
工业应用性
如上所述，按照本发明的造林方法，可以提供比常规造林方法更迅速、安全和有效的能在环境压力苛刻的区域内造林的方法。
表1
      对比区(水)   实验区(溶有CO2的水)   实验区(溶有O2的水)
地上部分干重(g) 地下部分干重(g) 地上部分干重(g) 地下部分干重(g) 地上部分干重(g) 地下部分干重(g)
 对比区(未用化学物质处理) 2.05 0.46 2.52 0.72 2.92 0.60
 实验区(用高烯效唑处理) 1.51 0.69 2.61 0.91 2.73 0.84
表2
损害特征值   SPAD值
栽种时   10天后   20天后   30天后   栽种时   10天后   20天后 30天后
  对比区(未用化学物质处理) 0   1.1   2.0   2.3   20.9   19.6   18.6 18.0
  实验区(用调嘧醇处理) 0   1.0   1.4   1.4   47.8   47.4   43.7 40.2
表3
  死亡部分的比率(％)
  对比区(未用化学物质处理)   68
  实验区(用多效唑处理)   5

Claims (4)

1.一种适合于酷暑、干燥或严寒区域的造林方法，所述方法包括如下步骤：
预先使造林前的幼苗或播种前的种子吸收抑制细胞色素P450活性的抑制剂的步骤；和
将上述幼苗在目的地栽种或播种上述种子长成幼苗后在目的地栽种。
2.权利要求1的造林方法，其中所述抑制剂选自嘧啶醇、调嘧醇、高烯效唑、多效唑、油菜素唑、抗倒胺、调环烯、抑芽唑、BAS111.W、1-正癸基咪唑、1-香叶基咪唑、HOE074784、唑菌醇、三唑酮、环戊唑醇、戊唑醇和环戊唑菌。
3.权利要求1或2的造林方法，其中所述栽种幼苗进一步包括提供溶解有CO2或O2的水的步骤。
4.权利要求3的造林方法，其中所述溶解水是将CO2或O2通过非多孔材质的气体透过膜后提供给原料水而由此制得的溶解水。
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