岩溶生态环境条件下石生和树生铁皮石斛生长的对比研究

摘要

随着封山育林、退耕还林的进行，岩溶区生态环境虽有所改善，但西南岩溶地区石漠化仍然比较严重。为了完善石漠化治理，在岩溶区迫切需要发展一些既能增加农民经济收入，又能保护生态环境的经济物种。通过对岩溶地区经济物种的调查认识到，铁皮石斛是一种在岩溶地区有野生分布的珍贵中药材植物，并且非常适合于岩溶区土少的特点，能生长在岩石表面或树皮上。然而由于过度采挖造成野生铁皮石斛濒临灭绝。因此用人工大棚种植来代替野生铁皮石斛的研究在我国逐渐引起人们的关注。本文通过对岩溶生态环境条件下石生和树生铁皮石斛生长的对比研究，旨在能为有效保护有限野生资源，也能为人工大棚种植铁皮石斛打下基础。 本文研究了贵州荔波的己陇、尧兰、瑶庆三个样地石生和树生铁皮石斛生长的主要生境因子，在此基础上调节人工大棚种植的各项生境因子，以达到更好的效果，并与野生铁皮石斛进行对比研究。通过对野生铁皮石斛生境因子的测量分析，探寻其相关的生理因子；反过来用生理因子反推生境因子的状况，并用棚生铁皮石斛加以验证。获得如下发现和认识： 1.湿度方面：己陇树生铁皮石斛生境的湿度最高，能提供充足的水分资源。铁皮石斛保水能力较差，这也是长期适应荫生生境的结果，只能依赖生境供给足够的水分才能正常生长，但此样地光照入射率太低光照不足，因此光合速率低有机物合成量少，干重率低，多糖含量低。棚生生境湿度以接近己陇树生生境的湿度60-80％为宜。 2.光照强度：瑶庆石生铁皮石斛生境最高，有较充足的阳光，通过光合作用生产出大量的有机物，有较高的水分利用效率。Li-6400 光合测定仪测量结果表明，本样地铁皮石斛光合速率较高，测试结果表明这些样品干重率较高，多糖含量也较高。因此，棚生生境光照强度以接近瑶庆石生生境的光照强度300-400μmol/m2s 为宜。 3.铁皮石斛叶片δ13C 值测定结果表明的样品水分利用效率，与Li-6400 光合作用测量仪得到的样品水分利用效率相吻合，如瑶庆石生生境水分利用效率最高为0.608μmol/mol，反映出该样品生境的水分供应不足。铁皮石斛样品叶片微观结构也能反映类似的结果；多糖含量测定结果与其相对应。通过过氧化酶试验反映的铁皮石斛抗逆性与其生境相一致。 4.不同元素在铁皮石斛不同部位含量差异呈现出一定的规律性，有根>叶>茎规律和叶>根>茎规律，茎中元素含量虽然比根与叶低，但茎作为中草药，元素含量也算是比较丰富的。不同元素在环境基质与铁皮石斛之间的迁移也呈现出不同的规律，铁皮石斛植物体中元素含量，受环境基质元素含量影响较小的元素有铜、铁、铅、锌、钙；受环境基质元素含量影响较大的元素有镉、锰、钠。在人工大棚种植铁皮石斛所用基质中，要严格把握受环境基质元素含量影响较大的元素含量。 5.在对野生铁皮石斛在石生生境和树生生境条件下生长对比研究的基础上，调节人工大棚种植的各项生境因子，达到了最好的效果。测试结果表明，棚生铁皮石斛光合速率最高，水分利用效率较高，产量最高，干重率较高，多糖含量较高为27.02％，微量元素含量丰富，可以作为优质中药材铁皮枫斗的原料，有较好的生态效益和经济效益。 6.通过对铁皮石斛室内组培实验，选择出适合的pH 值及诱导机制的培养基，并探索了人工大棚种植与管理的相关经验，为今后发展大面积的人工种植提供理论依据和技术支撑。 总之，本研究通过不同方法多方面探索了铁皮石斛生理因子与生境因子的相关关系，为下一步建立铁皮石斛生长评价体系奠定了基础，为人工种植提供了理论依据。