一种干旱区川芒根状茎无性繁殖育苗方法
【专利摘要】本发明针对干旱区退化生态系统植被恢复与重建对先锋植物的现实需求，提供了一种干旱区川芒根状茎无性繁殖育苗方法。采集灌木林下0~20cm土壤层中肥沃的土壤，在春季川芒根状茎萌动前，选择生长健壮的1龄根状茎，每个芽原基两侧4~5cm处切断，获得长8~10cm的根状茎小段，然后以15cm的间距水平栽种于苗床，栽种深度8~10cm；育苗期间维持苗床的土壤体积含水量在7~18%，待6~8枚叶片出现时，即可移出苗床栽种于干旱区。采用本发明所述的方法，可获取大量有活力的川芒幼苗，为干旱区退化生态系统裸地和荒坡植被恢复提供先锋物种和实用技术，提高裸地或荒坡植被覆盖率，最终实现干旱河谷灌草植被恢复与重建目标。
【专利说明】一种干旱区川芒根状茎无性繁殖育苗方法【技术领域】
[0001]本发明涉及干旱区退化灌草生态系统植被恢复重建技术及灌草幼苗繁育技术，具体涉及干旱区川芒种群繁殖、更新促进技术和方法，属于生态【技术领域】。
【背景技术】
[0002]干旱区指属于干旱气候的地区，年降雨量在500mm以下地区，其中，0.03〈干燥度〈0.20为干旱区，干燥度> 0.20为半干旱区，通常本领域所说的干旱区泛指干旱和半干旱地区。
[0003]地球上有三分之一以上的土地面积属于干旱、半干旱的地区。我国干旱、半干旱地区面积广阔，约占国土总面积的二分之一。这些干旱区主要特征是:降水量少，时空分配不均、变率很大，蒸发量可达降水量的3.5倍以上，导致气候和土壤干旱，水分有效性低是限制了植物生长和生存。干旱区植被以旱生草类和灌木为主。目前干旱地区突出问题是植被覆盖率低，水土流失严重，而干旱的气候与土壤环境是制约干旱地区植被恢复与重建关键。
[0004]全球气候变化背景下，局部干旱化会导致干旱、半干旱地区生态系统面临更加严重的生态环境恶化和植被退化。因此，促进干旱区关键乡土植物种群幼苗定居，提高植被覆盖率，减缓水土流失是其裸地或荒坡植被恢复与重建最重要途径。
[0005]jl|ir iMiscamthusszechuanesisY^eng),禾本科,芒属，多年生草本，主要生长在我国南方干热河谷、干旱河谷等典型干旱区的沟谷和河岸两侧，是局部灌草植物群落建群。该物种具有横向延伸的根状茎，并且交错形成网络，在地表以下2(T40cm 土层形成较强根状茎层，抗逆性强，具有很强的保土、保水能力。因此可用于这些地区的边坡、裸地以及荒坡植被，用于水土保持和生态修复工程中。
[0006]但是，由于干旱区气候严酷而多变、水热环境不稳定，植物有性繁殖对种子萌发时机与萌发条件的要求在自然生态系统中难以满足。然而，对干旱贫瘠环境的长期适应，川芒具有性繁殖和无性两种繁殖策略。我们的实验研究发现，在自然分布区，川芒表现出十分明显的种子败育，粒小、活力低等特点，因而种子萌发率不到0.1%。可见，干旱区的川芒通过种子有性繁殖产生幼苗基本无法实现。然而根状茎繁殖在川芒生活史中起着非常重要的作用；但是，由于受干旱环境限制，幼苗死亡率高，因此川芒种群扩展受限，在干旱区植被恢复与重建中的重要价值未能充分实现。
[0007]因此，亟需根据目前干旱区生态系统退化的实际情况，考虑区域气候与土壤水分时空变化特点，掌握川芒生长、无性繁殖特征以及对水分胁迫的反应规律，选择川芒根状茎，在适当的时间进行根状茎移栽，并结合而人工调控土壤湿度，促进根状茎萌发、幼苗生长和定居，通过无性繁殖手段促进川芒种群更新，最终实现加速干旱区裸地或者退化灌草植被恢复与重建目标。
【发明内容】
[0008]针对现有川芒在干旱区域的有性繁殖困难、无性繁殖幼苗存活率低的问题，本发明提供了一种干旱区川芒根状茎无性繁殖育苗方法，利用了川芒横向分布的根状茎发育成新幼株的无性繁殖特征。在遵循干旱自然条件下川芒繁殖与生长，以及正确识别限制川芒种群更新的关键因素的基础上，通过移栽根状茎，进行川芒幼苗繁育，并结合人为调控土壤水分的时空格局，促进干旱环境中川芒种群更新与扩张，从而提高干旱区裸地或者退化灌草植被覆盖度，减缓水土流失，遏制生态系统退化。
[0009]本发明所述的一种干旱区川芒根状茎无性繁殖育苗方法，采用以下技术方案实现:
(O采集灌木林下OlOcm 土壤层中肥沃的土壤,总有机碳含量为16.3~18.5 g.kg-1,pH 5~6，容重 1.(Tl.1 g.cm_3，全氮 1.1~2.3 g.kg—1，有效磷 8.2~9.7 mg^kg—1，速效钾7(T91mg.kg4,混合均匀,构建土层厚度为25~35cm的苗床；
(2)在川芒根状茎萌发前的阶段，挖取自然环境中川芒集中区的根状茎；
(3)选择直径为0.3^0.7cm、生长健壮的I龄根状茎，每个芽原基两侧r5Cm处切断，获得长flOcm的根状茎小段，然后以15cm的间距水平栽种于苗床，栽种深度flOcm ；
(4)栽种完毕后，在苗床上覆盖保墒保温的透明塑料薄膜，待根状茎萌发、出苗，出现2^3枚叶片后移去薄膜，变为露天苗床，待61枚叶片出现时，即可移出苗床栽种于干旱区，育苗期间维持苗床的土壤体积含水量在7~18%。
[0010]与现有技术相比，本技术具有如下优点:
(1)与单纯依靠川芒种子繁殖相比，此方法可以将出苗率提高到99%以上，能够有效提高整个种群更新能力；
(2)根状茎以及萌发形成的幼苗对环境水分的适应范围比较广泛，此方法能够使用于不同水分条件的生境中；
(3)本发明使用的主材料均来自川芒的自然分布区，基本不使用辅助材料和生化试剂等，因此，材料收集方便，成本低、效益好，并且不造成环境污染等；
(4)本方法简洁，便于操作，适用于干旱区植被恢复中大面积采用。
[0011]因此，通过本方法能够大大提高川芒的繁殖能力，并可直接应用于干旱区裸地和荒坡植被恢复与重建，可获得可观的生态、经济效益。
【具体实施方式】
[0012]水分是干旱区影响植物繁殖与生长的关键因子，因此本发明在代表性的干旱区一岷江上游干旱河谷中心地段茂县，在该区域的半干旱(土壤含水量为17.5-12.1%)和干旱(土壤含水量为7.2%)环境条件下进行川芒根状茎的无性繁殖育苗，并在育苗成功后移栽。
[0013]实施例1
(I)育苗土壤与苗床准备:选择灌木林下(T20cm 土壤，总有机碳含量为17.22 g -kg^1,ρΗ5.45,容重 1.0lg.cnT3,全氮 1.64g.kg-1,碳氮比 10.6,有效磷 9.19mg.kg-1,速效钾78.25mg.kg4,将土壤混合均匀后,在田间构建面积1.5m*1.5m、土层厚度为35cm的露天苗床，平行做3个。
[0014](2)根状茎获取与保存:2012年春季(4月初)，在川芒根状茎未萌发之前，在自然条件下川芒集中分布区内，挖取根状茎，立即在常温下埋入湿沙中保存。[0015](3)根状茎栽种:选择直径0.3^0.5cm、生长健壮的I龄根状茎，进行人工切断，并移栽；首先，每个芽原基两侧4~5vm处切断，获得长flOcm的根状茎小段，然后，以15cm的间距水平栽种于苗床，深度flOcm。
[0016](4)水分管理:根状茎栽种以后，水分为自然降雨条件，该区域年降雨量为479 mm,土壤体积含水量为17.5%，在苗床上覆盖保墒保温的透明塑料薄膜，并做简易支架，待出苗，并出现2~3枚叶片后，揭开塑料薄膜，变为露天苗床；长出6~8枚叶片时，将幼苗移出苗床，作为先锋植物用于岷江干旱河谷茂县段荒坡植被恢复试验，试验地面积700m2，自然条件下土壤体积含水量为12.8-15.3%，幼苗成活率达99.1%，I年后试验地川芒覆盖度达100%，植株高度88.72 ± 13.04cm,分枝数26.94±8.0O个，地上生物量为19.88 土 2.50g,地下生物量
11.51±2.93g，有效增加了该区域荒坡植被覆盖率，并对水土保持起到了很好的作用。
[0017]实施例2
(1)育苗土壤与苗床准备:选择灌木林下(T20cm 土壤，总有机碳含量为16.3g.kg-1,pH 5,容重 1.1g.cm-3,全氮 2.3g ?kg—1,碳氮比 7.1,有效磷 8.2mg ?kg—1,速效钾 9Img.kg-1,将土壤混合均匀后，在田间构建面积1.5m*1.5m、土层厚度为30cm的露天苗床,平行3个。
[0018](2)根状茎获取与保存:2012年春季(4月初)，在川芒根状茎未萌发之前，在自然条件下川芒集中分布区内，挖取根状茎，立即在常温下埋入湿沙中保存。
[0019](3)根状茎栽种:选择直径0.4^0.7cm、生长健壮的I龄根状茎，进行人工切断，并移栽；首先，每个芽原基两侧4~5cm处切断，获得长flOcm的根状茎小段，然后，以15cm的间距水平栽种于苗床，深度flOcm。
[0020](4)水分管理:根状茎栽种以后，苗床上方搭建挡雨棚，浇水使土壤体积含水量在整个育苗期为7.2%，其余步骤与实施例1相同。幼苗移栽于岷江干旱河谷茂县段的荒坡和裸地自然条件下的试验地，面积400m2，其土壤含水量为12.8-15.3%，成活率达到99.7%，I年后试验地川芒覆盖度达到100%，植株高度88.56 ±10.21cm，分枝数23.94 ±8.99个，地上生物量25.81 ±9.64g，地下生物量15.84±8.24g，有效增加了该区域荒坡植被覆盖率，并对水土保持起到了很好的作用。
[0021]实施例3
(I)育苗土壤与苗床准备:选择灌木林下(T20cm 土壤，总有机碳含量为18.5g.kg-1,pH6,容重 1.0g.cm-3,全氮 1.1g ?kg'碳氮比 16.7，有效磷 9.7mg ?kg—1,速效钾 70 mg.kg-1,将土壤混合均匀后，在田间构建面积1.5m*1.5m,土层厚度为25cm的露天苗床,平行3个。
[0022](2)根状茎获取与保存:2012年春季(4月初)，在川芒根状茎未萌发之前，在自然条件下川芒集中分布区内，挖取根状茎，立即在常温下埋入湿沙中保存。
[0023](3)根状茎栽种:选择直径0.3^0.7cm、生长健壮的I龄根状茎，进行人工切断，并移栽；首先，每个芽原基两侧4~5cm处切断，获得长flOcm的根状茎小段，然后，以15cm的间距水平栽种于苗床，深度flOcm。
[0024](4)水分管理:根状茎栽种以后，苗床上方搭建挡雨棚，浇水使土壤体积含水量在整个育苗期为12.1%，其余步骤与实施例1相同。幼苗移栽于岷江干旱河谷茂县段的荒坡和裸地自然条件下的试验地，面积400m2，其土壤含水量为12.8-15.3%，成活率达到99.2%，I年后试验地川芒覆盖度达到100%，植株高度73.03 ±12.74cm，分枝数20.08 ±7.92个，地上生物量22.26±9.21g，地下生物量13.01±7.98g，有效增加了该区域荒坡植被覆盖率，并对水土保持起到了很好 的作用。
【权利要求】
1.一种干旱区川芒根状茎无性繁殖育苗方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)采集灌木林下OlOcm土壤层中肥沃的土壤,总有机碳含量为16.3~18.5 g.kg-1,pH 5~6，容重 1.(Tl.1 g.cm_3，全氮 1.1~2.3 g.kg—1，有效磷 8.2~9.7 mg^kg—1，速效钾7(T91mg.kg4,混合均匀,构建土层厚度为25~35cm的苗床； (2)在川芒根状茎萌发前的阶段，挖取自然环境中川芒集中区的根状茎； (3)选择直径为0.3^0.7cm、生长健壮的I龄根状茎，每个芽原基两侧r5Cm处切断，获得长flOcm的根状茎小段，然后以15cm的间距水平栽种于苗床，栽种深度flOcm ； (4)栽种完毕后，在苗床上覆盖保墒保温的透明塑料薄膜，待根状茎萌发、出苗，出现2~3枚叶片后移去薄膜，变为露天苗床，待61枚叶片出现时，即可移出苗床栽种于干旱区，育苗期间维持苗床的土壤体 积含水量在7~18%。
【文档编号】A01G1/00GK103875430SQ201410137535
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】李芳兰, 孙素静, 包维楷 申请人:中国科学院成都生物研究所