[發明專利]一種提高沙區人工培育蘚結皮抗高溫能力的方法

有效

• 申請號: 201811412980.0
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109429927B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 賈榮亮;李新榮;高艷紅;滕嘉玲;趙洋;季秀霞;陳亞亞;李宜軒
• 申請（專利權）人: 中國科學院西北生態環境資源研究院
• 主分類號: A01G22/00
• 分類號: A01G22/00;A01G7/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 馬正良

本發明涉及一種提高沙區人工培育蘚結皮抗高溫能力的方法，在實驗室條件下，對人工培育的蘚結皮進行高溫?熱蔫?室溫?恢復的循環高溫鍛煉，提高蘚類植物體的滲透調節物質濃度，提高其抗高溫能力。本發明使人工培育蘚結皮可以更加廣泛地應用于干旱半干旱區防風固沙和荒漠化土地治理中。

技術領域

本發明屬于環境工程技術領域，具體為一種提高沙區人工培育蘚結皮抗高溫能力的方法。

背景技術

約占全國土地1/4、人口近3億的我國沙漠化地區，嚴重的風沙危害已威脅到國家的生態安全和社會經濟的可持續發展。經過60余年的沙區生態恢復與治理實踐，我國學術界逐漸認識到土壤生境的恢復才是沙區生態恢復的根本。生物土壤結皮是沙區生態系統地表主要覆蓋物，它的形成和發育是沙區地表固定、生態恢復與健康的重要標志。因此，以沙區常見的藍藻、綠藻、地衣和蘚類等隱花植物與沙面土壤膠結快速形成生物土壤結皮是國內外新興的一項固沙技術。目前，在實驗室內，通過人工培養的方式培養出蓋度和密度較高，具有同自然生長蘚結皮一樣能固定沙土表面的蘚結皮，相關技術已經比較成熟，但在野外實施還存在較大的困難，一個最主要原因在于室內人工培養的蘚結皮材料在野外自然嚴酷生境中生存能力較差——抗逆能力弱。相關研究表明，盡管蘚類植物具有強大的無性繁殖和抗逆能力，但其生長發育仍然受到溫度、水分以及輻射等脅迫因素的限制，其中高溫是限制蘚結皮野外分布的最常見的環境脅迫因子之一。因此，提高人工培育蘚結皮的抗高溫能力是解決其野外生存能力差，打破野外大規模應用瓶頸的主要出路之一。

發明內容

為了解決人工培育蘚結皮在野外生存能力受高溫脅迫的問題，本發明提供一種提高沙區人工培育蘚結皮抗高溫能力的方法。該方法操作簡單，成本低，耗時短，為野外生存創造條件，做好前期技術支撐準備工作。

本發明是通過以下技術方案實現的，包括以下步驟：

一種提高沙區人工培育蘚結皮抗高溫能力的方法，其特征在于：選擇發育良好的人工培育真蘚(Bryum argenteum Hedw.)結皮，對其進行高溫-熱蔫-室溫-恢復的循環高溫鍛煉，即將樣品放在數顯光照培養箱中，每天在30℃、40℃、50℃的溫度下各處理1小時，保證水分恒定(2/3飽和含水量)，連續處理5天。以此提高蘚類植物體內的滲透調節物質含量，提高蘚類植物體抗高溫能力；蘚類結皮抗旱鍛煉期間，外部無高溫、正常培養條件是空氣濕度60%，二氧化碳濃度400 ppm，光周期為12 h；溫度：白晝25℃/夜間17℃。

本發明的優點和產生的有益效果是：

本發明對人工培育蘚結皮進行高溫-熱蔫-室溫-恢復的循環高溫鍛煉，人為地給予人工培養的蘚結皮以亞致死劑量的高溫條件，進行抗高溫鍛煉，使得蘚類植物通過一定時間抗逆鍛煉啟動自身的抗性機制，提高了蘚類植物抗高溫能力，從而使人工培育的蘚結皮更好地適應沙區室外自然高溫脅迫環境。

真蘚結皮生理活動對溫度變化的敏感性受自身水分含量的限制。對真蘚結皮進行抗高溫鍛煉的一個重要前提是要使其處于對溫度變化敏感的狀態。本發明保證真蘚2/3飽和含水量，這樣通過人為改變溫度條件，才能順利和高效地激活其自身的抗逆系統。由于真蘚是隨水植物，水分多和少都會極大地限制真蘚結皮對溫度變化的敏感性，研究結果表明真蘚結皮在2/3飽和含水量時對溫度變化最敏感。2/3飽和含水量對真蘚結皮來說，相當于降水量3mm左右，這也剛好迎合了干旱區降水通常以小降水事件為主的現實，這也是鍛煉測試建立在2/3飽和含水量的另外一個原因。

本發明操作簡單，成本低，耗時短，為人工培育蘚結皮在野外的大面積快速恢復生態環境實踐提供技術支持，解決了人工培養蘚結皮材料難以適應沙區自然高溫脅迫環境的難題。

附圖說明

圖1為積溫為225℃，不同抗高溫鍛煉方式對人工培育蘚結皮葉綠素含量的影響。其中：A: 對照組; B: 逐級抗高溫鍛煉組; C1: 30℃恒溫鍛煉組; C2: 40℃恒溫鍛煉組;C3: 50℃恒溫鍛煉組。