耐寒竹种在高纬度辽东湾地区的培育驯化方法与流程

文档序号:18410677发布日期:2019-08-13 18:02阅读:1483来源:国知局

本发明涉及竹种培育技术领域,具体领域为一种耐寒竹种培育驯化方法。



背景技术:

近年来,全国各地纷纷进行了大规模的南竹北移人工引种的栽培试验,取得的较大成就。当气候条件为年均气温在11℃以内,一月平均气温为负5.2℃~2.2℃,极端最低在负20℃左右,年降水量超过500mm,竹子也能生长,使一些抗性较强的散生竹、混生竹引种黄河以北流域。以区域分布上,已经从南方热带、亚热带扩展到北方暖温带,从总体分布上延伸到在北纬40°以内。但纬度40°以北的寒温带(中温带)几乎是空白。如果不采取特殊措施和驯化技术,直接引种到高纬度北方寒冷地区,则由于温度、湿度、土壤等条件的不适应而不能成活和发展。所以要将热带、亚热带、甚至是北方暖温带的竹子引种到北纬40°以外栽培,就要不但在低温驯化技术上,而且土肥水光等条件抗寒措施综合管理有所突破以适应北方高纬度地区环境。

辽东湾地区地处渤海湾的东北部,是中国沿海纬度最高的海岸地带。辽东湾经济区城市包括瓦房店、营口、盘锦、锦州、葫芦岛、海城等。营口是辽东湾沿海的中心城市,北纬40.56°,辽东湾其他城市都约在40°至41°范围内(大连市区北纬38°不属于辽东湾经济区),历史最低于温度在-35℃左右,接近中国竹子生长自然发展的北端,也是发展竹类布局由暖温带向寒温带转型起步区,这里不仅气温度低于竹子生长极限,同时分布大量中、轻盐碱土。

近几年,辽东湾地区某些地方在竹种驯化做了有益的探索和创新,经考察冬季生存,有的一直是大棚覆盖,有的靠利用地热管线,纯露天自然过冬鲜见报道。因此要把北方高纬度地区发展竹业成为农林业科技界一个重要课题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种耐寒竹种在高纬度辽东湾地区的培育驯化方法,以解决现有技术中缺乏一种有效的纬度40°以北的寒温带竹种驯化方法的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

辽东湾地区属于中国沿海地区最高纬度,最低温度和一月份平均温度超出了竹子的自然生长温度极限,因而冷驯化方式不适宜气候相似法,而应采用难度较大的风土驯化法。所以不是简单的竹种引种,而是要采取综合配套的驯化法方法,首先是要做好以春季为重点的基础工作。

一、竹子冷驯化基础材料及生境的选择

(一)竹种类型的选择

在竹种类型上,散生竹及部分混生型竹与丛生型比较,散生型和混生型竹子根部较发达、须根多、木质化程度高、地上茎入土较深,鞭根和笋芽得到很好保护,而且春季出笋,当年入冬前已相当老壮,对于严寒的气候具有很强的适应能力。因此应当选择散生竹及部分混生型竹种更为适合。

(二)母株竹令的选择

在母株的竹令选择上,应运用遗传最易动摇的幼年材料原理。要选一至二年生为最佳,中径以胸径2cm至3cm为宜。三年后发育化较慢,遗传变异率低。移栽母竹必带护根土球,以保护好竹鞭(地土径)发育良好,取来鞭10cm,去鞭20cm,同时塑料袋包裹宿土保湿,用喷水的草帘包裹竹径,竹叶保湿,运到引种地立即栽培。

(三)母株种源地的选择

在母株种源地选择上,应灵活运用逐步迁移原理,引种的纬度区域越接近越好。实践证明,我基地十年前从处于江北的江苏引进金镶玉品种,就比处于江南竹子分布区南缘地带要好,可以减轻低温对引种的影响,增加冻驯化成功的可靠性。近两年直接从纬度更接近的北京、唐山种植户引进一些种竹就表现耐寒基础较强,到辽东湾一带驯化周期可缩短一些,此法可称为过渡驯化和梯度驯化。

(四)母株栽植时间及方式的选择

散生竹在竹子自然生长区的移栽时间约是10月至翌年2月,但在辽东湾地区2月份地还未开化,有条件可在大棚种植,也可选择3月底栽植。选择春季栽植,经过夏、秋雨季,其根系已经全部恢复,有利于冬季越冬。栽种时母株的盘根表面比种植穴面低3cm-5cm,将表土与有机肥拌匀后回填种植穴内,厚10cm,解除母株盘根的包扎物,将母株放入穴内,盘根面与地面保持平行,使鞭根舒展,下部与土壤密接,然后先填表土后填心土分层踏实,使根系与突然紧密相接,浇足定根水,待水全部渗入土中后再覆盖一层松土,在竹杆的基布形成半圆形土堆,在半圆形土堆上盖一层稻草。

(五)生境的选择

在生境的选择上,要把水热条件好的小环境作为栽培驯化竹种的基本前提。竹子生长的北界,都是选择小环境、小气候起步。事实上,在竹子分布的北界,是背风朝阳、水湿条件好的地方,竹种多些、竹林大些、生长也好些。地处北纬40.56°营口,历史上最低31℃,近十一年平均最低气温-21℃左右,其中-21℃以上至-26℃有5个年度,已超出目前中国竹子生存生长极限。所以在起步时一定要水热条件好的小环境,作栽培驯化耐寒竹种的基本前提。栽培地点选择竹林亦不是大面积集中,而是点状分布。对种植地进行全面耕翻,耕翻深度30cm,清除土壤中的石块、杂草、树根,施有机肥,挖种植穴,种植穴的长40cm、宽40cm、深30cm;竹子土壤的生境,需要土肥条件适应竹子生长。辽东湾地区土壤偏碱性,需要改造和移土,从山坡或山脚边选择肥沃的黄壤土和黑沙土,黄壤土和黑沙土的配比为7:3,移土层的厚度为40cm;竹子一般喜欢微酸土壤,ph值在4.5-7为宜,超过了可用硫酸亚铁调节一下,最好以土壤ph值测试仪测定为准。

二、耐寒竹子驯化日常监测与管理

植物抗寒性是植物对低温环境长期适应而形成的一种遗传特性。植物抗寒基因表达与外界环境条件(温度调控、土壤肥力、水分子管理等)和植物发育有密切关系。创造和保证植物抗寒性充分表达的适宜条件,采取适宜的相对应的方法是十分必要的,真正做到顺应自然驯化,调控人工驯化。

(一)梯度驯化的诱导温度

低温是重要的环境刺激信号,不同植物抗寒锻炼的温度有差异。秋季开始为第一阶段诱导,10℃度以下的低温即能诱导进入,温带植物诱导大多2℃左右,高纬度寒温地带诱导应更低一些。第二阶段诱导大约在冬季,竹类极低半致死的温度条件可以获得最大抗寒性,植物的形态、发育和生理等都会随着抗寒性变化而发生改变。适者生存,弱者淘汰,经多品种的多年反复观测、调查,来评定竹子的耐寒性。如阔叶箬竹从-5℃开始mda含量开始上升,至-10℃开始下降,在-15℃时达到最低点,随后mda含量转而上升,在-25℃时基本达到辽东湾的生存温度。

(二)驯化周期

抗寒遗传性的充分表达也需要持低温中锻炼一定时间,锻定温度低,所需时间短,反之,则延长。南竹北移的北方栽植区一般驯化1至3年后,可适应当地环境,非自然种植区的高纬度地带,如辽东湾一般为4至6年。

(三)光周期

单一低温条件固然能诱导植物抗寒基因的表达,短日照在诱导植物抗寒力强方面具有非常重要作用,但单一低温条件或单一采用短日照所获得的抗寒力远远不及“低温+短日照”的效应。如对篌竹等品种进行低温锻炼时发现,低温(0℃至5℃)加短日照(8h)可诱发出较强的抗寒度,而“低温+长日照”所诱导的抗寒力很弱。所以适应设置遮阴棚调节很必要。

(四)肥力管理

调节氮磷钾肥比例,实行前促后控,生产期多施氮肥,入秋后少氮多磷钾肥,对竹类植物的长势、经济产量和品质及耐寒性可产生重大影响。增施钙肥、硅肥以及铁和稀土微肥,对提高植物抗寒性有比较显著的效应。特别钙肥在提高竹子抗寒性上能保持细胞的特定性,维持细胞正常功能,能促进低温信号的传导,诱导抗冻基因的表达,是细胞壁内加厚和膜脂稳定性的调节者。同时钙肥对盐害有缓解作用,能增强竹根活力,直接作用于竹子地下部分的水分、养分吸收和传输,特别对辽东湾以nacl为主盐碱地有明显的缓解作用。合理施肥中要重视无机肥和有机肥的结合,有机肥对土壤结构改善和保温性能更强,特别要增施草木灰。草木灰的主要成为碳酸钾(k2co3)。草木灰肥料因草木灰燃烧后的灰烬,所以有机物的矿质元素,草木灰中几乎都含有。其中含量最多的钾元素,一般含钾6~12%,其次是磷,还含有钙、镁、硅、硫、铁、锰、铜、锌、钼等微元素,既是养分齐全,又是有助于抗寒物质生成的优质农家肥。

(五)水分管理

在竹类生产中对于水分管理,既要强调保持适当湿温度,又不能形成水涝,“春水早、夏水巧、秋水适、冬水饱”所体现的就是合理灌溉思路,也是防止竹类在过冬时节发生“冻旱”、“抽捎”、“抽干”的重要措施。在北方辽东湾地区,在每年冬至之前,向竹子根部灌水使土壤水分饱和。但要注意越冬保护期间不浇水,至次年四月气温稳定在10℃时,整平土地,恢复浇水。越冬植物在秋季和初冬的抗寒驯化过程中,最明显的适应性变化之一是植株地上部含水量降低,尤其是自由水含量降低。这是因为当环境温度在0℃以下时,植物细胞间隙的自由水便开始结冰,而束缚水的冰点为-20℃至-25℃。所以,竹类在冷驯化过程中,水分含量降低,自由水/束缚水比值下降与抗寒性有密切关系。对冬季竹亚科植物测试表明,地上部含水量保持在65%左右,最适宜抗寒锻炼,能诱导最大抗寒性。但水量过低会影响植株正常生长。要做适度的水分管理,很多实验表明,适度干旱和冷冻锻炼都可诱导植物的抗寒性增强。

(六)田间管理

1、除草松土。新栽竹园,植株稀疏,但林地阳光充足,若不及时铲除,不仅消耗土壤中水分和养分,也直接影响新竹生长。所以在新竹园中应注意除草松土,除草最好选择夏季晴天,铲除的杂草容易腐烂。铲下的杂草铺于地面或翻入土中做肥料,一般年铲草2至3次。

2、出笋期管理。对于新栽竹出笋后,若1株母竹上出笋过多,常因水分、养分供应不足,而形成退笋,不能成竹。因此,应及时挖掉一些弱笋,每株母竹保留2至3个健壮竹笋,培养成竹。新竹长成后,应砍去1/5的顶梢,这样既可以减少水分蒸发,提高抗旱能力,又能促进竹鞭根生长。对于成年竹则可挖去退笋、小笋、病虫笋,降低母竹养分消耗,培养壮竹。

3、竹鞭的养护。竹鞭在土壤中生长与延伸一般都在老鞭上面的土层中进行,若任其自然生长,则竹鞭所在的土层逐年变浅,以致会影响鞭根对土壤中的养料和水分的吸收,对竹株生长不利。所以培育管理时要进行适当的埋鞭和培土,埋鞭时间,通常在竹子停止出笋时进行。当竹鞭梢端露出地面,若竹鞭肥大、呈淡黄色,则埋入上中,否则,应快速一次性切断,除去劣质竹鞭,再埋入土中。埋鞭的方法:先挖沟深30cm~40cm,宽30cm,将鞭放入沟中,鞭梢向下,先覆土8cm~10cm,稍踏实,放入肥料,再盖土培土。若埋鞭后又发现露出跳鞭,应重新埋鞭。埋鞭之后,都应进行培土,以促进竹鞭生长,又增加了覆土防寒层,防止冻害发生。

(七)激素诱导抗寒性提升

施加脱落酸(aba)能增加竹类抗寒性。aba一个重要功能是提高提高竹子的抗逆性,包括抗寒性。aba在寒冷条件可以通过促进水分以根部向叶片输送细胞膜,使通透性得以提升,增强竹子体内的脯氨酸等渗透调节的含量,增加膜的稳定性。膜脂稳定性是冷驯化最根本的关键措施,aba作为一种抗寒性调节剂,无论内施或外施都具有一样效应。

三、耐寒竹子越冬管理

耐寒性是竹子原有的遗传特性,一是竹子耐度属性不仅同属不同种都存在差异,而且在结构上地下根部和地上枝叶抗寒度也存在差异。一般根部耐寒力较强,日本北海道北部及俄罗斯库尔岛一些亦竹属竹类能够北纬50度以上地区生长,我们从江苏引种亦竹属的菲白竹,刚驯化时达到半致死状态,有些地上部分全部冻死,但地下部分“假死”,根系仍然存活,次年春天地上枝叶寒害有所减轻。二是由于竹子属禾木科竹亚科,冬季不形成离层,既使冬季竹叶不落叶。为保护其安全过冬,所采取扣棚、缠杆等方法,也会降低根部分营养浓度。有的甚至冻驯化不到位,冬季撤不了棚。上述问题更加说明,“养树先养根,驯化先驯根”,原理是实施把根平茬保根法。平茬作用机理,主要是根据树木具有极性(顶端优势的生物特性),采取“欲扬先抑”的原理。苗木平茬后,从土壤中吸取大量水分和养分,运送至枝干和叶片。其叶片通过光合作用制造养分,除身体消耗外,将多年的养分又下输至根部积累起来。至冬季根部积累养分达到最大量。由于是“数年积累,一次猛长”,主干不仅长得高,而且抗寒性强根。所谓平茬保根就是平茬后覆土培肥加防冻保护层,方法简单易行,具体方法是:

1、平茬期间选择,在竹子的休眠期进行,不易过晚,过晚易造成冻害,而且由于养分已经向上运输,生长势已经大大减弱,影响根部养分的积累;

2、平茬要在距地面2cm至3cm根径剪截,剪口一定平整,避免皮撕裂,并扒掉根部的小芽,以便养分集中;

3、平茬后要立即追施一次较大量的、充分成熟的饼肥和人粪尿,也可掺入部分化学复合肥,然后浇一次透水。平茬保根覆土时间,辽东湾地区在12月10日至20日之间。用专用土进行越冬覆盖一层,一般覆土20cm。刚移植竹类要堆成半圆形土堆,在半圆形土堆盖一层稻草、稻壳,以防止中植物水分蒸发,并起到防寒作用。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的培育驯化方法既不是采用大棚覆盖,也未利用地热管线,而采用纯露天进行培育驯化,经过本发明方法进行驯化的竹种完全适应当地的气候与土壤,并能与南方竹子一样出笋与生长,且枝叶繁茂,而且从驯化后的种源地移植母株,在当地其它地方进行栽培,冬季未加覆盖,也长势良好,说明种源地竹种内已具有抗寒基因,可以扩繁。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

营口地区位于辽东湾中心城市,北纬40.65°,历史冬季最低气温零下33℃,近十一年平均最低气温-21℃左右,其中-21℃至-26℃有5个年度,属北温带地域性气候。2005年从江苏等地引种竹子母株,包括金镶玉竹、篌竹、翠竹,经过本发明的培育驯化方法在3个地点进行驯化。其方法具体为:

(1)冷驯化基础材料及生境的选择

1.1竹种类型:选择散生竹及部分混生型竹种;

1.2母株竹令:选择一至二年生,中径以胸径2cm至3cm为宜;移栽母竹必带护根土球,取来鞭10cm,去鞭20cm,同时塑料袋包裹宿土保湿,用喷水的草帘包裹竹径,竹叶保湿,运到引种地立即栽培。

1.3母株种源地:运用逐步迁移原理,进行过渡驯化和梯度驯化;

1.4母株栽植时间及方式:选择3月底栽植;选择春季栽植;栽种时母株的盘根表面比种植穴面低3cm-5cm,将表土与有机肥拌匀后回填种植穴内,厚10cm,解除母株盘根的包扎物,将母株放入穴内,盘根面与地面保持平行,使鞭根舒展,下部与土壤密接,然后先填表土后填心土分层踏实,使根系与突然紧密相接,浇足定根水,待水全部渗入土中后再覆盖一层松土,在竹杆的基布形成半圆形土堆,在半圆形土堆上盖一层稻草;

1.5生境的选择:选择水热条件好的小环境,栽培地点选择竹林为点状分布;土肥条件需适应竹子生长;栽培地点需对种植地进行全面耕翻,耕翻深度30cm,清除土壤中的石块、杂草、树根,施有机肥,挖种植穴,种植穴的长40cm、宽40cm、深30cm;土壤需改造和移土,选择肥沃的黄米土和黑沙土,黄米土和黑沙土的配比为7:3,移土层的厚度为40cm,微酸土壤,控制ph值在4.5-7,ph大于7时,则用硫酸亚铁调节,以土壤ph值测试仪测定为准。

(2)驯化日常监测与管理

2.1梯度驯化的诱导温度:秋季开始为第一阶段诱导,高纬度寒温地带诱导温度低于5℃;约在冬季开始第二阶段诱导,在竹类极低半致死的温度条件获得最大抗寒性;

2.2驯化周期:4至6年;

2.3光周期:采用低温加短日照的方式进行诱导,根据情况设置遮阴棚进行调节;日照时间≤8h;

2.4肥力管理:调节氮磷钾肥比例,实行前促后控,生产期多施氮肥,入秋后少氮多磷钾肥;增施钙肥、硅肥以及铁和稀土微肥;注重无机肥和有机肥的结合,增施草木灰;

2.5水分管理:采用“春水早、夏水巧、秋水适、冬水饱”的灌溉思路;冬季时,地上部含水量保持在65%左右;

2.6田间管理:除草选择在夏季晴天,年铲草2至3次,铲下的杂草铺于地面或翻入土中做肥料;及时挖掉一些弱笋,每株母竹保留2至3个健壮竹笋,培养成竹。新竹长成后,应砍去1/5的顶梢;成年竹则挖去退笋、小笋、病虫笋;适当的埋鞭和培土;埋鞭时间通常在竹子停止出笋时进行;当竹鞭梢端露出地面,若竹鞭肥大、呈淡黄色,则埋入土中,否则,应快速一次性切断,除去劣质竹鞭,再埋入土中。埋鞭的方法为,先挖沟深30cm~40cm,宽30cm,将鞭放入沟中,鞭梢向下,先覆土8cm~10cm,稍踏实,放入肥料,再盖土培土;若埋鞭后又发现露出跳鞭,应重新埋鞭;埋鞭之后,应进行培土。

2.7激素诱导:施加脱落酸;

(3)越冬管理:实施平茬保根法,具体为,平茬选择在竹子的休眠期进行;平茬要在距地面2cm至3cm根径剪截,剪口一定平整,避免皮撕裂,并扒掉根部的小芽;平茬后立即追施一次较大量的、充分成熟的饼肥和人粪尿,也可掺入部分化学复合肥,然后浇一次透水;用专用土进行越冬覆盖一层,时间在12月10日至20日之间,一般覆土20cm;刚移植竹类堆成半圆形土堆,在半圆形土堆盖一层稻草、稻壳。

采用该方法驯化后的竹种,目前已完全适应当地的气候与土壤,并能与南方竹子一样出笋与生长,且枝叶繁茂,而且2016年从驯化后种源地移植多棵母株,在当地其它处栽培,冬季未加覆盖,也长势良好,说明种源地竹种内已具有抗寒基因,可以扩繁。2014年前从北京、唐山引种梯度驯化后,金镶玉竹、早园竹、阔叶箬竹、刚竹经过使用专用土容器育苗栽培,也可安全过冬。目前在两个厂区、一个小区、一个幼儿园区种植扩繁,已建成观赏竹园。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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