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海北高寒矮篙草草甸植物群体的
叶面积与生物学产量之间的关系 ,
张树源
(中国科学院西北高原生物研究所 , 西宁 )
植物在一生通过光合作用形成的全部产
量 , 减去一生中的呼吸消耗和脱落 , 剩下的
干重 , 包括形成根 、 茎 、 花 、 果实和种子等
器官 , 即所谓生物学产量 。 形成植物生物学
产量的干物质中 , 占总干重 90 ~ 95 %的有机
物质是从光合作用中得来的。 所以 , 光合作
. 白雪芳 同志参加了部分测定工作 , 谨致谢忱 。
余 5 对均为中部着丝点 (垃 )( 图 2 ) 。
红三叶草染色体很小 , 染色体长度变异
范围为。 . 8 一 3 . 5拌m 。 7 对染色体长度依次
递 减 。 每两对相邻染色体长度的差 异 小 于
。 。 4拼m 。 除第 1 对染色体较大外 , 其余染 色
体个体差异均小 , 不易彼此区分 。 因此我们
认为红三叶草的染色体属于对称型 。
3
。 紫花首猎细胞的染色体 核 型 为 2n
= 3 2 , 与徐速的结果是一样的〔7 1。 第 1 、 2
对染色体的短臂上带有随体 , 这与杨根风等
〔 “ ]的报道不同 , 其原因有待进一步 探 讨 。
第 1 、 2 、 3 和 4 对染色体是近中部着丝点
s( m )
, 其余 1 2对全部为 中部着丝点 ( m )
(图 3 ) 。
紫花首楷染色体长度的变异范围为 1 . 39
~ 2
.
8 1拼m . 和红三叶草的染色体相类似 , 它
的染色体小 , 而且个体差异不明 显 。 除 第
1
、
2 对染色体外 , 其余染色体之间难 以区
分 。
由于这几种牧草的染色体较小 , 而且个
体差异不明显 , 因此为了更好地为育种工作
提供细胞学证据 , 结合带型分析是很有必要
的 。
, 考文做
〔 1 〕 阎贵兴等 , 1 9 8 1 . 中国草原 , 1 ` 19 。
〔 2 〕 海斯等著 ( 庄巧生等译 ) , 1 9 64 : 植物 育种学 ,
农 业出版社 。
〔 3 〕 刘续心 , 1 0 3 5 : 中国沙淇植物志 , 科 学 出版
社 。
〔 4 〕 李桩学 , 19 8 1: 生物学通报 , 4 , 18 ~ 2 1。
〔 5 〕 刘 凌云 , 19 8 1 : 遗传学报 , 8 ( 3 ) t 2 5 1~ 2 5 5-
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〔 7 〕 徐速 , 19尽1 名 科学通报 , 6 。
〔 8 〕 杨根风等 , 19 8 6 : 中国草原 , 2 , 58 .
4 7
用是植物生物学产量形成的生理基础 。
叶片是植物进行光合作用的主要同化器
官 。 光合作用主要是叶片 利 用 光能将 CO Z
H
Z
O 合成有机物质的过程 。 通常以 单 位 时
间内单位叶面积积累的干物质重量来衡量光
合作用制造有机物质的多少 。 一般 ,一片叶子
一天中合成的有机物质数量 , 有时可以接近
叶片本身的干重 (沈允钢等 , 1 9 7 8) 。每天每平
方米叶面积大约积累 5 ~ 12 克干物质 (周嘉
槐 , 1 9 8 5 ) 。 由此可见 , 生物学产量形成的
多少主要取决于叶面积大小 。 一般来说 , 适
当地增加植物的叶面积 , 提高单位叶面积的
光合强度 , 延长叶片光合作用的时间 , 减少
叶片的呼吸消耗 , 都可以增加植物的生物学
产量 。 因此 , 研究海北高寒矮篙草草甸植物
群体的叶面积与生物学产量之间的关系 , 不
仅在理论上可以阐明它们之间的相互作用 ,
而且在生产实践上还可以根据叶面积的大小
来 预侧其生物学产量的高低 。
研 完地 区 、 材杆和方 法
实验设置在中国科学院海北高寒草甸生
态系统定位站以南大面积封育的典型矮篙草
草甸地段。 我们根据方形样地对角线随机取
样的原则 , 在植物生长期内于 5 ~ 9 月中旬
采用 l / 9 平方米样方 , 在样地随机挖取深
3。厘米的方柱体样块 ,将其带回室内 , 用手分
开 。 分开植物后的每个样块土壤分别用3 6目
铁筛将其剩余根系筛出归类。 分别计算每个
样块上植物的叶面积及其叶面积系数之后 ,
立即将每个样块上的所有植株 (包括地上和
地下部分 ) 放在 1 05 ℃的烘箱中 , 经 30 分 钟
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图 1 海北高寒矮高草草甸植物群体的叶面积消 长波真笙丽学产量季节动态变化 ( 1 . 叶面积 ; 2 .
生物学产量 , 3 . 降雨量 , 4 。 平均气温 , 6 . 太阳卜辐射强度 ) -
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图 2海北高寒矮篙草草甸植物群体叶面积系数与
干物质积累率的关系
后转入 8 0℃烘至恒重 , 计算其干物质积累率
和生物学产量 。
结果分析 与讨论
一 、 叶面积消长及其生物学产蚤的季节
动态变化 多年生的高寒矮篙草草甸植物群
体返青前没有光合机构 , 依靠贮存在根部的
有机物质维持生命 , 待高寒草甸植物群体返
青后 , 随着主要气候因素一光 、 温 、 水的好
转 , 光合机构及功能才逐渐形成和完善 , 直
到高寒草甸植物立枯时 , 光合功能又逐渐衰
退 。
从图 1 可 以看出 , 不同生长时期叶面积
消长及其生物学产量季节动态变化也不同。
它们受主要气候因素一光 、 温 、 水的制约 。
5 月 , 尽管太阳辐射强度很大 , 但 气 温 较
低 , 降雨量较少 , 高寒草甸植物群体才开始
返青 , 低温和干早又迫使其光合作用进行得
较为缓慢 , 因而干物质积累较少 , 叶面积增
长不多 。 进入 6 、 7 月以后 , 虽然太阳辐射
强度较低 , 但气温和降水量却不断增加 , 水
热条件适中 , 高寒草甸植物群体的光合机构
大量形成 , 光合作用开始增强 , 干物质积累
增多 , 光合面积不断扩大 。 到了 8 月 , 虽然
气温和降水量开始减少 , 但引起气温变化的
太阳辐射强度急剧增高 , 水热条件 仍 然 合
谐 , 植物群体的生长发育加快 , 光合作 用继
续增强 , 干物质积累不断增加 , 光合面积仍
在扩大 。 此时是光合面积和生物学产量形成
的最佳时期 。 9 月以后 ,太阳辐射强度 、 气温
和降水量等气候因素急剧下降 , 植物群体开
始立枯 、 衰老 、 变黄 , 生长停止 , 光合作用
下降 , 千物质 积 累 减
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图 3 高寒矮窝草草甸植物群体叶面积和生物学产量之间的直接回归
少 , 叶面积不再扩大 。
二 、 叶面积系数与
干物质积累率间的关系
由图 2 可知 , 在叶
面积不大 , 叶 面 积 系
数不高的情况下 , 草甸
植物群体的干物质积累
率与叶面积系数大体成
正比 。 叶面积系数继续
增加 , 干物质积累率也
随之增加 。 而且增加的
幅度越来越小 , 达到一
定叶面积系数时 , 曲线
不再上升 , 甚至略有下
降 。 此时即达到了有效叶面积 。
三 、 叶面积与生物学产 t之间的,关系
图 1 和图 2 都说明 , 高寒草甸植物群体生物
学产量的高低主要依赖于叶面积的扩大 。
在一定范围内 , 自变量叶面积 ( x) 和
因变量生物学产量 ( y) 竟相 呼 应 , 形影相
随 。 它们之间的相关系数 ( r ) 高达 0 . 9 8 3 ,
经相关系数 r显著性 t测验 , 其可性概率大于
1 %
, 即 P > 0 . 01 , 为显著正相关 。
从叶面积 x( )与生物学产量 ( y) 实测数
据之间的点式图可以看出 , x 与y 两个变量在
座标上趋近一条直线 , 而且其中只有一个自
变量 x 。 因此 , 可以用一元线性直线回归 方
程式来表示 。 即 y = 1 1 0 5 。 2 6 + 1 1 . 3 10 5 X 。 其
中 , 回归系数 b = 1 1 . 3 1 0 5 , 这就是说 , 高寒矮
篙草草甸植物群体的生物学产量每增加 1% ,
其叶面积就扩大 1 1 . 3 10 5% 。
小 结
1
. 高寒矮篙草草甸植物群体的叶面积
消长及其生物学产量的季节动态变化都受主
要气候因素一光 、 温 、 水的制约 。
2
. 在高寒矮篙草草甸植物群体的叶面
积不大 , 叶面积系数不高的情况下 , 草甸植
物群体的干物质积累率与叶面积系数大体成
正比 。
3
. 在一定范围内 , 叶面积生物学产量
竟相呼应 ,形影相随 。他们之间的相关系数为
0
.
9 8 3 , 回归方程为 y = 2 2 0 8 . 8 2 6+ 1 1。 3 1 0 5 x ,
其中回归系数 b = 1 1 . 3 1 0 5 。 这也就是说 , 如
果 y增加 1 % ,那么 x 就必须扩 大 1 1 . 3 1 0 5% 。
参考文献
〔 1 〕 白雪芳 、 张树源 、 马章英 , 1 9 84 : 不同短波 光
质 、 混合稀土硝酸盐和水分对无 芒雀 麦的增产效应。 中国
草原 , 3 : 5 2~ 5 60
〔 2 〕 沈允钢 、 王天铎 , 19 78 : 光合作用一从机理到
农业 , 第 12 ~ 17 页 , 上海科学技术出版社 。
〔 3 〕 周弃槐 , 1 98 5 : 怎样使农作物高产 ? 植物生理
学与农业现代化 , 第 54 一 57 页 , 科学普及出版社。
〔 4 〕 张树源 、 马章英 , 1 9 8 2 : 青海 门源地区天然草
场和人工草地的光能利用率及其提高的途径 。 高原生物 学
集刊 , 1 : 1 6 3~ 1 6 8。
〔 5 〕 张树谭 、 马章英 、 自雪芳 , 1 98 6 . 海北高寒山
地土壤含水里对满草属植物初级生产力的影 响 。 中 国 草
原 , 4 : 2 ~ 6 。
〔 6 〕 张树源 、 白雪芳 、 马章英 , 1 9 87 : 青海高原 的
太 阳辐射与植物生产 。 高原生物学集刊 , 6 : 12 0~ 1 2 6。
黑龙江省举行第二届草原饲料学术交流会议
黑龙江省第二届草原饲料学术交流会议于 1 9 8 7年 12 月 1 ~ 4 日在佳木斯召开 。 来自全省各地从事 草 原
饲料管理 、 教学 、 科研 、 生产等单位的代表 129 人参加了会议 ,会议共收到论文60 篇 , 其中在大会上交 流 了
37 篇。 在大会学术交流 的基础上 , 评选出了 14 篇优秀论文 , 并发了证书 。
这次会议的主要议题是总结几年来草原饲料学术活动情况 , 部署下 一步学术活动计划 , 成立 黑龙 江省
草原饲料学会 , 选举产生新的理事会 。
经过学会讨论确定了今后草原饲料科研 的主要任务是 : 1 . 立草为业 , 草业先行理论的研究 , 2 。草原
生态系统的结构 、 动态与草原生产力关系的研究 多 3 . 有效提高草原第一性和第二性生产力的农业技术措施
的研究 ; 4 . 建立大面积首楷丰产 田的农业技术措施的研究 , 5 . 豆科牧草与禾本科牧草最佳组合形式和放
牧利用 , 提高经济效益的研究 , 6 . 低湿地草场改造和建立高产 、 稳产人工草地的研究 , 7 . 草山草坡立体
开发利用 , 提高三个效益的研究 ; 8 . 飞播草种组合和综合加工利用的研究 , 9 。发挥夏季牧场优势 , 实行
羔羊当年育肥 , 肉牛 18 ~ 20 月 龄 快速出栏 , 降低饲料成本 , 提高经济效益的研究 , 10 . 选育优质 、 高产 、
高能量青贮玉米新品种的研究 , n . 利用天然草场和人工草场进行草捆青贮试验的研究 , 1 2 . 草原保护及草
原病 、 虫 、 鼠害预测预报和有效防治措施及途径的研究 , 13 . 利用林间草地放牧 , 减少地面枯枝调落量 , 防
止森林火灾措施的研究 ,等等。 (黑龙枉省草原管理总站韩贵清 )
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