水竹和慈竹開(kāi)花研究.pdf

1、竹子是重要的森林資源，同時(shí)某些竹種也是“國(guó)寶”大熊貓的主要食物來(lái)源。四川省雅安地區(qū)大面積水竹開(kāi)花不僅給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的實(shí)際生產(chǎn)造成很大損失，對(duì)中國(guó)雅安碧峰峽大熊貓繁育基地大熊貓的食物來(lái)源也造成一定的威脅。本論文以碧峰峽周邊地區(qū)的開(kāi)花水竹和慈竹為研究對(duì)象，對(duì)其開(kāi)花期間生物學(xué)特性及物質(zhì)代謝規(guī)律進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)水竹花后復(fù)壯和更新進(jìn)行了試驗(yàn)。主要結(jié)果如下： 1.開(kāi)花水竹林的出筍時(shí)間比未開(kāi)花竹稍晚，但整個(gè)發(fā)筍過(guò)程與未開(kāi)花竹基本一致，出

2、筍時(shí)間持續(xù)約60天。水竹發(fā)筍和成竹率較高，平均成竹率為73.4％，年平均發(fā)筍數(shù)和成竹數(shù)分別達(dá)到了2.44株/m<'2>和1.76株/m<'2>，每畝產(chǎn)筍量可達(dá)一千株以上；開(kāi)花竹林的出筍量和成竹率明顯低于未開(kāi)花竹林，總的出筍量只有未開(kāi)花竹林的24％，年平均發(fā)筍數(shù)只有0.62株/m<'2>，且平均成竹率也只有37.8％，說(shuō)明隨著竹子開(kāi)花，竹子的生活力降低，竹林的生產(chǎn)力明顯衰退。未開(kāi)花和開(kāi)花水竹的高生長(zhǎng)均符合L0giStic生長(zhǎng)曲線，但開(kāi)花水

3、竹高生長(zhǎng)能力明顯弱于未開(kāi)花水竹，平均最終高度只有未開(kāi)花竹的36.9％。對(duì)環(huán)境因子的定期觀察和分析結(jié)果表明，影響水竹出筍的決定因素是氣溫和地溫。在影響水竹高生長(zhǎng)的生態(tài)因子中，最低氣溫與高生長(zhǎng)之間的Logistic模型模擬擬合度最好，從一定程度上說(shuō)明最低氣溫是影響水竹高生長(zhǎng)的主要生態(tài)因子。同時(shí)，根據(jù)水竹發(fā)筍和生長(zhǎng)規(guī)律可以選擇合理的移栽和施肥時(shí)間。 2.水竹在雅安地區(qū)的開(kāi)花表現(xiàn)為成片開(kāi)花，花期較長(zhǎng)，從11月開(kāi)始到次年的4月中旬左右結(jié)束

4、，持續(xù)約5個(gè)月。自然授粉條件下，水竹結(jié)實(shí)率極低，對(duì)水竹進(jìn)行人工授粉試驗(yàn)仍未能得到種子。水竹屬于復(fù)穗狀花序，鏡下檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，花藥比較豐富且花粉?；盍^高，但柱頭和子房常常發(fā)育不良或者畸形，且柱頭可授性也極低，幾乎為零；對(duì)水竹花進(jìn)行解剖檢查，發(fā)現(xiàn)在水竹花里有少量幼蟲(chóng)，有蟲(chóng)的水竹雌雄蕊完全被破壞。推測(cè)水竹豐富的花藥和花粉與雅安地區(qū)多雨潮濕的氣候條件可能為該類(lèi)昆蟲(chóng)的繁殖提供了有利條件，導(dǎo)致其幼蟲(chóng)破壞水竹雌雄花器官的發(fā)育。與水竹相比，慈竹花期較長(zhǎng)，

5、通常從12月開(kāi)始至次年6月左右結(jié)束，歷時(shí)約8個(gè)月。慈竹花粉豐富，但花粉粒活力較低。目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)慈竹結(jié)實(shí)，初步認(rèn)為與花粉?；盍^低和雅安獨(dú)特的多雨氣候有關(guān)。 3.雅安地區(qū)刺竹和水竹了r花年(2001年一2006年)1月均溫分別高出未開(kāi)花年(1985年-2000年)和多年(1985年-2006年)，F(xiàn)均值0.29℃和0.225℃；7月均溫分別高出未開(kāi)花年的多年平均值0.958℃和0.697℃；開(kāi)花年年降水量分別比未開(kāi)花年和多年平均值

6、少124.9 mm和90.8mm。而對(duì)開(kāi)花和未開(kāi)花水竹林小生境生態(tài)因子的調(diào)查結(jié)果顯示，處于陽(yáng)坡、光照條件好的樣地開(kāi)花明顯多于處于陰坡、光照條件較差的樣地；林內(nèi)溫度和濕度與竹子開(kāi)花顯著相關(guān)，開(kāi)花樣地內(nèi)早上9點(diǎn)和中午2點(diǎn)平均溫度和濕度均比未開(kāi)花樣地高。總的來(lái)看，充足的光照、較高的林內(nèi)溫度、濕度以及高溫和少雨在一定程度上起到了誘導(dǎo)和促進(jìn)竹子開(kāi)花的作用。 4.對(duì)水竹和慈竹開(kāi)花期間葉片相關(guān)代謝物質(zhì)含量的測(cè)定結(jié)果顯示，激素GA<,3>對(duì)水竹

7、和慈竹的開(kāi)花有一定促進(jìn)作用，ABA和ZT表現(xiàn)為抑制作用，IAA對(duì)竹類(lèi)植物開(kāi)花的影響不大。未開(kāi)花水竹和慈竹的葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量變化基本一致，且兩者間差異不顯著。開(kāi)花水竹和慈竹尤其是開(kāi)花逆轉(zhuǎn)水竹葉綠素a、葉綠素b以及葉綠素總量變化有明顯的波動(dòng)，且伴隨開(kāi)花進(jìn)程含量持續(xù)增加。開(kāi)花水竹和慈竹可溶性糖、總糖含量以及蔗糖酶活性在開(kāi)花期間均呈上升趨勢(shì)，而未開(kāi)花水竹和慈竹蔗糖酶活性呈下降趨勢(shì)；開(kāi)花水竹和慈竹中淀粉和總糖含量、淀粉酶及蔗糖酶活性

8、在開(kāi)花初期均顯著增加，隨后減小，后期又增加。水竹和慈竹葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量是隨生育期推進(jìn)逐漸增加，但開(kāi)花竹含量和增加幅度明顯小于未開(kāi)花和開(kāi)花逆轉(zhuǎn)水竹：開(kāi)花水竹和慈竹GS酶活性顯著低于未開(kāi)花和開(kāi)花逆轉(zhuǎn)水竹。開(kāi)花水竹和慈竹可溶性糖/可溶性蛋白質(zhì)均高于開(kāi)花竹，而總糖/全氮比值無(wú)顯著差異。測(cè)定和分析結(jié)果說(shuō)明進(jìn)入開(kāi)花階段后，水竹和慈竹碳代謝活動(dòng)增強(qiáng)而氮代謝降低，這從一定程度上反映出碳氮代謝的強(qiáng)弱能預(yù)示著植物從營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)的轉(zhuǎn)化。

9、5.通過(guò)對(duì)開(kāi)花初期水竹和慈竹與代謝有關(guān)的指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，篩選出對(duì)水竹和慈竹開(kāi)花起關(guān)鍵作用的主要代謝因子。分析結(jié)果顯示，GA<,3>、GA<,3>/ABA和淀粉是這兩種竹子開(kāi)花的關(guān)鍵物質(zhì)，其次是可溶性糖、淀粉酶和GS酶活性；而ZT、ZT/ABA、淀粉酶是對(duì)開(kāi)花逆轉(zhuǎn)過(guò)程起重要作用的關(guān)鍵物質(zhì)。即一定濃度的GA<,3>、GA<,3>/ABA以及淀粉和可溶性糖起到了促進(jìn)竹子開(kāi)花的作用，而合適濃度的ZT和ZT/ABA又可以促使水竹開(kāi)花的逆轉(zhuǎn)。為

10、使竹子開(kāi)花的原理更趨明朗化，在前面所有研究的基礎(chǔ)上，再結(jié)合其他植物開(kāi)花研究的成果，建立了水竹開(kāi)花進(jìn)程的初級(jí)模擬圖。模型顯示竹子開(kāi)花是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程，如果在此過(guò)程中任一環(huán)節(jié)被影響或打斷均有可能加速或者停止生長(zhǎng)和開(kāi)化進(jìn)程，這也正是竹類(lèi)植物開(kāi)花具有更多變數(shù)的原因。 6.通過(guò)對(duì)開(kāi)花水竹林采用不同復(fù)壯措施進(jìn)行復(fù)壯更新和抑制開(kāi)花進(jìn)程試驗(yàn)，并結(jié)合大熊貓的實(shí)際喂養(yǎng)需求，認(rèn)為最佳復(fù)壯措施為在水竹始花時(shí)進(jìn)行皆伐，砍去竹林內(nèi)所有竹子，然后在第二