蒙古高原草原區(qū)主要根莖禾草發(fā)育及繁殖特性的研究.pdf

1、目前，無(wú)性系植物已成為植物生物學(xué)和生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn)之一。根莖禾草是一類(lèi)典型的根莖型無(wú)性系植物，也是蒙古高原草原區(qū)中重要的植物類(lèi)型，但是其野生習(xí)性強(qiáng)，具有無(wú)性和有性生長(zhǎng)發(fā)育交錯(cuò)進(jìn)行的特點(diǎn)，闡明其發(fā)育規(guī)律，對(duì)保護(hù)和合理利用根莖禾草資源具有重要的生物學(xué)意義和應(yīng)用前景。本研究將根莖禾草作為一個(gè)類(lèi)群，對(duì)蒙古高原草原區(qū)部分重要根莖禾草的形態(tài)發(fā)生、形態(tài)可塑性、生殖特性、個(gè)體和群落發(fā)育特征等發(fā)育生物學(xué)進(jìn)行了初步研究，主要研究結(jié)果如下： 1．根莖禾

2、草地下器官形態(tài)發(fā)育具有明顯的順序性和節(jié)律性，一般是新根莖先發(fā)育，其次是新根莖上的須根發(fā)育，新根莖上的芽最后發(fā)生：新根莖上的須根數(shù)量隨著根莖長(zhǎng)度的增加而增加。根莖節(jié)間長(zhǎng)度變化具有快-慢-快-慢的季節(jié)節(jié)律性。再營(yíng)養(yǎng)期刈割處理可以抑制地上生長(zhǎng)，增加地下芽數(shù)量，促進(jìn)無(wú)性繁殖，利于植被恢復(fù)。 2．根莖禾草營(yíng)養(yǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)研究表明，6種根莖禾草越冬期分蘗節(jié)中氮含量普遍較高，而須根和根莖中較低，磷和糖含量在越冬器官間差異不顯著：6種根莖禾草刈割實(shí)

3、驗(yàn)表明，再營(yíng)養(yǎng)期內(nèi)不同刈割次數(shù)對(duì)根莖禾草地下器官中的大多數(shù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累沒(méi)有明顯的抑制作用，但對(duì)地下器官中可溶性糖和淀粉含量卻起促進(jìn)作用。根莖禾草的光合速率等光合指標(biāo)的年動(dòng)態(tài)變化基本一致，呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在抽穗期到結(jié)實(shí)期。不同根莖禾草地下器官中的抑制激素ABA含量年動(dòng)態(tài)變化明顯存在根莖類(lèi)型間的差異。 3．根莖禾草形態(tài)可塑性研究表明，不同土壤處理對(duì)根莖形態(tài)可塑性反應(yīng)主要表現(xiàn)在根莖長(zhǎng)度上，而分枝數(shù)量、長(zhǎng)度、角度不明顯。根莖伸長(zhǎng)生長(zhǎng)

4、主要是通過(guò)根莖節(jié)數(shù)的增加來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而不是通過(guò)節(jié)間距增加來(lái)實(shí)現(xiàn)的。海拔高度對(duì)羊草的形態(tài)可塑性有一定影響。地上和地下生物量等指標(biāo)隨著海拔高度的升高呈現(xiàn)出遞增的趨勢(shì)，但由于地下器官在一定海拔范圍內(nèi)增加較地上快，因此根冠比動(dòng)態(tài)呈U型曲線(倒二次曲線)的變化趨勢(shì)，而相鄰分株間距沒(méi)有表現(xiàn)出明顯的可塑性。不同生境對(duì)羊草的地上和地下形態(tài)也存在明顯的可塑性。 4．根莖禾草生殖枝生物學(xué)特性的研究表明，根莖禾草的生殖枝與營(yíng)養(yǎng)枝在節(jié)間長(zhǎng)度、高度和構(gòu)件間

5、的生物量分配等方面有明顯差異。根莖禾草生殖枝分化率受土壤營(yíng)養(yǎng)、低溫和光照的影響較小，與分蘗數(shù)有一定關(guān)系。生態(tài)因子對(duì)羊草的抽穗率有一定影響，但不能大幅度提高其抽穗率。 5．根莖禾草有性生殖特性研究表明，根莖禾草抽穗率、結(jié)實(shí)率均較低，存在顯著種間差異，一般長(zhǎng)根莖禾草的抽穗率、結(jié)實(shí)率低于短根莖禾草。人工草地中根莖禾草的抽穗率均高于天然草地。根莖禾草種子均存在一定程度休眠現(xiàn)象，種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、休眠率存在極顯著差異，種子的休眠程度與

6、根莖類(lèi)型和激素含量有關(guān)，根莖越長(zhǎng)，休眠越嚴(yán)重，ABA與休眠的關(guān)系密切。繁殖分配研究表明，根莖分配比率越高，穗和須根的生物量分配比率就越低。 6．根莖禾草無(wú)性繁殖特性研究表明，根莖禾草的根莖分布上限較淺，但下限變化較大。單位面積中，根莖總長(zhǎng)度以舊根莖為主(>84％)，新根莖比例不大。根莖長(zhǎng)度與節(jié)間長(zhǎng)度的相關(guān)性不明顯。分蘗深度、分蘗能力及分蘗節(jié)伸長(zhǎng)率均存在種間差異。根莖上的芽的萌發(fā)率存在種間差異，但均較低，多在25.7％以下。無(wú)論根

7、莖上的芽還是分蘗節(jié)上的芽，均發(fā)育為分株的比率較高(多80％以上)，而發(fā)育為根莖的比率均較低。 7．蒙古典型草原區(qū)土壤物理和營(yíng)養(yǎng)性狀總體上好于內(nèi)蒙古典型草原區(qū)，其中氮素水平明顯高于內(nèi)蒙古地區(qū)。在內(nèi)蒙古草原區(qū)，草甸草原的土壤性狀好于典型草原。根莖禾草生長(zhǎng)發(fā)育狀況與土壤性狀相關(guān)分析結(jié)果未達(dá)到顯著水平。 8．蒙古高原草原區(qū)含有根莖禾草群落的研究表明，其群落總蓋度較高，以75-100％之間分布最多，而根莖禾草分蓋度多數(shù)在25％以下