植物幼苗生長(zhǎng)對(duì)策研究.pdf

1、生活史對(duì)策是植物種群生態(tài)研究的重要領(lǐng)域，而幼苗階段是植物史的關(guān)鍵階段，幼苗的發(fā)育不僅對(duì)植物的存活與定居產(chǎn)生重要影響，并且對(duì)種群的大小、持久性及遺傳變異性產(chǎn)生影響，而且最終影響到建植群落的物種組成。因此，研究不同環(huán)境條件下幼苗生長(zhǎng)對(duì)策，有助于認(rèn)識(shí)和闡明植物生長(zhǎng)進(jìn)化及其生態(tài)適應(yīng)特征。本論文以田旋花幼苗為對(duì)象研究了雙變溫梯度模擬全球增溫對(duì)植物幼根生長(zhǎng)的影響;以野葵、苘麻和圓葉牽牛為對(duì)象研究了不同埋深與不同光照強(qiáng)度的交互組用下植物幼苗下胚軸的表

2、型可塑性;以蓖麻為對(duì)象比較了幼苗階段子葉與第一片真葉生長(zhǎng)模式與光合能力的差異，進(jìn)一步探討了子葉對(duì)幼苗生長(zhǎng)的光合貢獻(xiàn);以圓葉牽牛為對(duì)象研究了去葉處理后剩余子葉和第一片真葉光合作用的補(bǔ)償及幼苗的補(bǔ)償性生長(zhǎng)，以及從不同埋深出土幼苗的不同葉組織受損傷后子葉與幼苗生長(zhǎng)補(bǔ)償能力，并探討了雙子葉物種幼苗子葉的補(bǔ)償生長(zhǎng)機(jī)制;以益母草、曼陀羅、苘麻和圓葉牽牛為對(duì)象研究了不同埋深及不同光照強(qiáng)度對(duì)植物幼苗出土與生長(zhǎng)的影響;以莧菜、苘麻和圓葉牽牛為對(duì)象研究模擬

3、氮沉降與變溫梯度模擬全球增溫的交互作用對(duì)植物幼苗出土及生長(zhǎng)的影響。
　　在雙變溫梯度模擬的全球增溫條件下植物幼根生長(zhǎng)的結(jié)果顯示，大氣溫度為10℃時(shí)土壤溫度升高與降低都抑制了幼苗形態(tài)指標(biāo)變化與生物量分配，大氣溫度升高至20℃時(shí)，土壤溫度的升高促進(jìn)了幼苗形態(tài)的生長(zhǎng)發(fā)育及生物量積累，但是當(dāng)大氣溫度繼續(xù)升高至30℃時(shí)，幼苗的株高、根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)量及生物量隨土壤溫度的升高而降低。相同土壤溫度處理下升高大氣溫度促進(jìn)了幼苗的形態(tài)指標(biāo)的變化及生物量

4、積累，并且改變了側(cè)根的分布。
　　本實(shí)驗(yàn)中幼苗下胚軸表型可塑性研究表明，每個(gè)種子埋深處理下幼苗的地上下胚軸長(zhǎng)度隨光照強(qiáng)度的增加而降低，而幼苗地上下胚軸的重量隨光照強(qiáng)度的增加而增加;地下下胚軸的長(zhǎng)度與光照強(qiáng)度沒有顯著關(guān)系，但是地下下胚軸重量隨光照強(qiáng)度的增加而增加。每個(gè)光照強(qiáng)度處理下幼苗地上下胚軸的長(zhǎng)度與重量均隨種子埋深的增加而降低;地下下胚軸的長(zhǎng)度與重量均隨埋深的增加而增加。但是種子大小，光照強(qiáng)度及埋深處理對(duì)幼苗下胚軸長(zhǎng)度不存在交互

5、作用。此外，每個(gè)光照強(qiáng)度處理下幼苗地上下胚軸質(zhì)量比例隨埋深增加而降低，而地下下胚軸質(zhì)量比例增加。每個(gè)埋深處理出土幼苗的地上下胚軸質(zhì)量比例隨光照強(qiáng)度的增加而降低，而地下下胚軸質(zhì)量比例增加。并且種子大小，光照強(qiáng)度與埋深及它們之間的相互作用顯著影響幼苗地上、地下下胚軸生物量分配比例。
　　蓖麻子葉的子葉面積生長(zhǎng)符合指數(shù)生長(zhǎng)模式y(tǒng)=a*(1-e-bx)，而第一片真葉生長(zhǎng)符合邏輯斯蒂生長(zhǎng)模式式y(tǒng)=a/[1+e-(x-x0)/b]。子葉生命周

6、期內(nèi)13日齡子葉的凈光合速率最大，并且在每日13:00時(shí)左右達(dá)到最大凈光合速率。相同葉齡子葉和真葉的凈光合速率的日動(dòng)態(tài)變化顯示，子葉初期的凈光合速率顯著高于相同葉齡的真葉，而子葉中期差異不顯著，在子葉末期，相同葉齡的真葉凈光合速率顯著高于子葉。子葉生命周期內(nèi)子葉與真葉凈光合速率變化分別遵循二項(xiàng)式y(tǒng)=-0.0855x2+2.0513x+1.284和y=-0.0272x2+1.5423x-4.0277。
　　去除一片子葉組(CC)幼苗

7、剩余子葉的壽命、面積、厚度和生物量顯著高于去除第二片真葉組(CL)和對(duì)照組(CG)幼苗，而CL組與CG組之間無顯著差異。CC組與CL組幼苗剩余子葉分別發(fā)生了超補(bǔ)償和等補(bǔ)償生長(zhǎng)效應(yīng)。但是CC組幼苗株高、根長(zhǎng)、生物量積累及分配顯著低于CL組和CG組幼苗，而CL組與CG組之間無顯著差異。CC組與CL組幼苗分別發(fā)生了不足補(bǔ)償和等補(bǔ)償生長(zhǎng)效應(yīng)。CC組幼苗子葉的凈光合速率日動(dòng)態(tài)變化呈現(xiàn)單峰模式，而CL和CG組幼苗子葉光合速率日動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)典型的雙峰曲線

8、模式。兩組幼苗第一片真葉的凈光合速率呈現(xiàn)相似的變化趨勢(shì)——雙峰曲線，并且CL組凈光合速率輕微地高于CG組。
　　幼苗階段子葉或真葉損傷引起剩余子葉和真葉的補(bǔ)償生長(zhǎng)，并且子葉的補(bǔ)償生長(zhǎng)效應(yīng)顯著強(qiáng)于真葉。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，分別從埋深2cm和5cm出土幼苗葉組織損傷后，2cm埋深出土幼苗子葉特征的補(bǔ)償效應(yīng)強(qiáng)于5cm深度出土的幼苗，相反，5cm埋深出土幼苗的子葉面積，厚度及生物量的相對(duì)補(bǔ)償生長(zhǎng)效應(yīng)顯著強(qiáng)于2cm深度出土的幼苗，本研究證明子

9、葉發(fā)展了一個(gè)補(bǔ)償生長(zhǎng)對(duì)策來最小化葉組織損失帶來的負(fù)面影響，為幼苗的生長(zhǎng)對(duì)策和對(duì)不同生境的適合度提供了有用指示。
　　幼苗出土率隨種子埋深的增加而降低，而幼苗出土?xí)r間隨種子埋深的增加而延長(zhǎng)。但是光照處理不影響幼苗出土率與幼苗出土?xí)r間。4種植物幼苗子葉面積與厚度均隨種子埋深的增加而減小，在相同埋深處理下子葉面積隨光照強(qiáng)度的減弱而顯著增加，子葉厚度隨光照強(qiáng)度的減弱而顯著降低。植物幼苗的總生物量隨著種子埋深的增加而降低，隨光照強(qiáng)度的減弱而

10、降低。并且地上與地下生物量比例隨種子埋深的增加而增大，在相同埋深處理下地上與地下生物量比例隨光照強(qiáng)度的減弱而減小。在所有種子埋深處理與遮光處理下地上與地下生物量比例隨種子質(zhì)量的增大而增大。幼苗子葉的比葉面積(SLA)隨種子埋深的增加而升高，隨光照強(qiáng)度的減弱而顯著增加，隨種子質(zhì)量的增大而降低。幼苗子葉的葉片生物量比(LWR)隨種子埋深的增加而降低，隨光照強(qiáng)度的減弱而顯著增加，隨種子質(zhì)量的增大而增大。幼苗子葉的葉面積比(LAR)隨種子埋深的

11、增加而降低，隨光照強(qiáng)度的減弱而顯著增加，隨種子質(zhì)量的增大而降低。幼苗根生物量比( RMR)隨種子埋深的增加而降低，隨光照強(qiáng)度的減弱而顯著降低，隨種子質(zhì)量的增大而增大。
　　相同施氮濃濃度情況低溫增加比高溫增加多的變溫處理下，3種植物幼苗出土率、真葉數(shù)量、子葉面積、株高、幼苗總生物量增加，子葉重量和根長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)，而地下與地上生物量分配比例呈現(xiàn)先下降后上升的變化趨勢(shì)。在每一個(gè)變溫處理下，幼苗出土率、真葉數(shù)量、子葉面積