全 文 ：收稿日期:2005-05-08.
作者简介:范爱武(1973-), 男 ,博士;武汉 ,华中科技大学能源与动力工程学院(430074).
E-mail:faw 01@sina.com
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50376015);教育部博士学科点专项基金资助项目(20040487037);中国博
士后科学基金资助项目(2004036128);华中科技大学博士后基金资助项目.
温室环境对黑心菊生长影响的实验研究
范爱武1 , 2 　刘　伟1 　李光正2
(1 华中科技大学 能源与动力工程学院 , 湖北 武汉 430074;
2 华中科技大学 土木工程与力学学院 , 湖北 武汉 430074)
摘要:以二年生草本花卉黑心菊为材料 , 通过温室栽培和露天栽培之间的比较实验 , 研究了温室环境对其生
长的影响.结果表明:室内株地上部分的湿质量和干质量分别比室外株平均每株多 72.7 %和 39.2 %;而另一
方面 ,室内株根系的湿质量和干质量分别比室外株平均每株少 36.4 %和 48.0 %.此外 ,室内株具有较小的根
冠比.这些说明温室环境使黑心菊根系的吸收活力增强 ,有利于植物地上部的生长发育;而室外株的根系则通
过功能补偿作用对不良环境做出适应性反应 ,以减少逆境的胁迫作用.
关　键　词:温室;黑心菊;根冠比;气温;土温
中图分类号:TK124;S31　　文献标识码:A　　文章编号:1671-4512(2005)09-0062-03
Experimental study on the influence of greenhouse environment
on the growth of Rudbeckia hirta
Fan Aiwu 　Liu Wei 　Li Guangzheng
Abstract:The influence of greenhouse environment on the grow th of in Rudbeckia hirta , a biennial herba-
ceous f low er w as studied through comparative experiments conducted in a greenhouse and in the open air.
The results show ed that the mean w et w eight and dry weight of the over-g round parts of the indoor plants
w ere heavier than those of the outdoor plants by 72.7 % and 39.2 %, respectively;whereas the mean wet
w eight and dry w eight of the root systems of the indoor plants w ere lighter than those of the outdoo r plants
by 36.4 %and 48.0 %, respectively .Moreover , the indoor plants had a relatively smaller roo ts/canopy ra-
tio in comparison w ith the outdoor plants.All the results indicated that the g reenhouse environment en-
hanced the absorption activi ty of the root sy stem and was propit ious to the grow th of the over-g round part
of plants.On the other hand , the plants did adaptat ion reaction to harmful outdoor environment through
function compensation to lighten the menace action of adversity.
Key words:greenhouse;Rudbeckia hirta;roots/canopy ratio;atmospheric temperature;soil temperature
Fan Aiwu　Dr.;College of Energy &Power Eng., Huazhong Univ.of Sci.&Tech., Wuhan 430074 ,
China.
　　植物生长需要一个良好的热环境.热环境包
括地上和地下即气温和土温两个部分.温度是非
常重要的生态因子 ,它对植物的影响是多方面的.
温度既可以影响植物的生长模式 ,又能改变植物
地上 、地下干物质的积累和根冠比.气温的生态生
理效应受到普遍重视 ,积累了大量的资料[ 1 ～ 7] .
随着生活水平的提高 ,鲜花已成为人们日常生活
的一个重要部分.科技的进步和城市化的发展 ,在
大城市的郊区出现了许多现代化的温室 ,常年为
人们提供优质 、新鲜的蔬菜和花卉.这些都关系到
农业和园艺的发展 ,因此越来越需要了解温室环
境对植物生长发育的影响及其生理机制.目前 ,研
究温度对植物生长的影响多局限于蔬菜和农作
物 ,而对花卉的研究还鲜有报导.本文通过对比实
验 ,研究温室环境对黑心菊生长发育的影响.
第 33 卷 第 9 期　 　　　华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版)　　 　　　Vol.33　No.9
2005年　9 月　　 　J.Huazhong Univ.o f Sci.& Tech.(Nature Science Edition)　 　 　Sep.　2005
DOI :10.13245/j.hust.2005.09.020
1　实验材料与方法
实验材料为二年生草本花卉黑心菊 ,其幼苗
在华中科技大学苗圃的温室中等条件培养至
2002年 4月 4 日 ,选取 20 株大小基本一致的黑
心菊 ,其中 10株置于本课题组的小型实验玻璃温
室内 ,另外 10株置于温室外 ,四周无其他物体遮
挡太阳 ,下雨天则将室外株移到遮雨棚内.对所有
参加实验的黑心菊进行等量浇水和施肥 ,且时间
相同.实验从 2002年 4月 9日开始 ,至 2002年 5
月 4日结束 ,共计 26 d.
实验过程中分别用水银温度计测量室内 、外
气温以及土表以下 5 cm 深处的温度 ,每 h记录一
次.试验完毕用标准天平称取黑心菊地上部分和
根系的鲜重 ,然后将其放入烘箱中于 85 ℃下烘
干 ,再用精密电子天平(型号为 AB204-S;分度值
为0.1 mg)测定干质量.分别用室内外黑心菊地
上部分和根系的总湿质量和总干质量除以 10即
得室内外黑心菊地上部分和根系的平均干质量和
湿质量.
2　实验结果与分析
2.1　室内外气温和土温的变化情况
图 1和图 2分别为实验期间室内 、外气温和
5 cm深处土壤日平均温度的变化曲线 ,表 1为实
验期间室内 、外平均土温和气温的比较.从图 1和
图 2可以看出 ,实验期间天气变化比较强烈 ,高温
晴朗和低温降雨天气相伴随.同时 ,从图 1和图 2
可知 ,土温与气温的变化规律基本一致.从表 1发
现:实验期间温室内平均气温比室外平均气温高
2.79 ℃,室内平均土温比室外高 3.08 ℃.图 3(a)
和(b)分别为 2002年 4月 27日室内 、外气温和 5
cm 深处土壤温度的典型日变化曲线.比较图
3(a)和(b)可以看出:由于温室效应的存在 ,温室
内的气温和土温均比室外高 ,而且温室内气温和
土温的变化规律跟室外并不完全一致.例如 ,图
3(a)和(b)中 10∶00 ～ 12∶00室外气温和土温为下
降过程 ,而温室内却仍为上升过程 ,只是上升的幅
度变小罢了.
表 1　实验期间室内 、外平均气温和土温的比较
室内 室外 相差
气温/ ℃ 20.10 17.31 2.79
土温/ ℃ 17.93 14.85 3.08
图 3　室内 、外气温和土温的典型日变化曲线
(2002 年 4 月 27日)
2.2　温室环境对黑心菊地上部分 、根系和根冠比
的影响
图 4和图 5给出了两株黑心菊地上部分总鲜
质量和总干质量的比较 ,而图 6 和图 7 则给出了
两株黑心菊根系鲜质量和干质量的比较.其中 ,每
株黑心菊地上部分总鲜质量包括茎 、叶和花三者
的总质量.从以上几个图中可以计算出 ,室内株地
上部分的湿质量和干质量分别比室外株多 120 g/
株和 5.6 g/株 ,即相对于室外株而言 ,平均每株分
别多 72.7 %和 39.2 %;而另一方面 ,室内株根系
的湿质量和干质量分别比室外株少 40 g 和
3.28 g ,即相对于室外株而言 ,分别少 36.4 %和
48.0 %.也就是说室内株地上部比室外株长势好
得多 ,但根系却远不如室外株发达.表 2为两株黑
心菊根冠比的比较.根冠比即植物根系与冠层质
量的比值.从表 2中可知 ,室内株湿质量和干质量
的根冠比分别为24.6%和17.9%,均低于室外
表 2　室内 、外黑心菊根冠比的比较
室内株 室外株
根冠鲜质量分数/ % 24.6 66.7
根冠干质量分数/ % 17.9 47.9
63第 9 期　　 　　　　　 　　　范爱武等:温室环境对黑心菊生长影响的实验研究　　　　　　　　　 　　　　
株(分别为 66.7 %和 47.9 %).
3　讨论
从实验结果可以看到 ,温室内生长的黑心菊
地上部分比室外株庞大得多 ,但却拥有一个较小
的根系.温室环境可以使植物地上部生长得更加
良好 ,这是大家都共知的事实 ,因为适宜的气温能
促进植物的光合作用.但温室植物拥有较小的根
系文献中却很少有报导.笔者认为 ,这个问题可从
以下三个方面来进行解释:第一 ,微小的土壤温度
差异(2 ～ 3 ℃)就会对黑心菊的根系造成非常大
的影响 ,文献[ 8]中的实验已经证明了这一点.第
二 ,室外株由于生长条件相对恶劣(气温相对较
低 ,风速相对较大且方向不定),使其不得不长出
一个相对发达的根系来抵抗这种逆境以维持生
存.第三 ,室内株由于土壤温度较高 ,水分和养分
在土壤和根系中迁移时受到的阻力较小 ,使得植
物冠层能得到充足的水分和养分来进行同化作
用.同时 ,由于根系的活力较强 ,较小的根系就能
维持植物地上部分良好的生长 ,因此 ,植物不需要
一个过于庞大的根系.
本文的实验也改变了人们脑海中的一个固有
观念 ,即认为植物的根系越发达 ,其地上部就会生
长得越好.实际上 ,过于庞大的根系会削弱植物地
上部分的物质积累.当然 ,对于不同的植物 ,须分
门别类进行研究.进一步深入探索 ,能够为农业生
产 、园艺栽培等提供理论和实践上的指导 ,以生产
高效 、优质的农产品.
参 考 文 献
[ 1] 孙存华.昼夜变温对小麦幼苗生长的影响[ J] .植物生
理学通讯 , 1994 , 30(3):192—194
[ 2] 杨盛昌 ,林　鹏 ,中须贺常雄.5 ℃夜间低温对红树幼
苗光合速率和蒸腾速率的影响[ J] .植物研究 , 2001 ,
21(4):587—591
[ 3] Vara Prasad P V , Craufurd P Q , Summerfield R J.
Sensitivity of peanut to timing of heat stress during re-
productive development[ J] .Crop Science , 1999 , 39:
1 352—1 357
[ 4] Wheeler T R , Chatzialioglou A , Craufurd P Q , et al.
Dry matter por tioning in g roundnut exposed to high
temperature stress [ J] .Crop Science , 1997 , 37:
1 507—1 513
[ 5] Neilson K F.The plant and its environment[ M] .Vir-
ginia:University Press of Virginia , 1974.271—293
[ 6] 李　博.生态学[ M] .北京:高等教育出版社 , 2000.
[ 7] Walker J M.One-degree increment in soil temperature
affects maize seedling behavior [ J] .American Society
Soil Science , 1969 , 33:729—736
[ 8] 范爱武 , 刘　伟 ,刘炳成.土温对植物生长的影响及其
机理分析[ J] .工程热物理学报 , 2004 , 25(1):124—
126
　
国家国民经济动员仿真演练研究中心落户我校
6月 17 日 ,国家国民经济动员仿真演练研究中心揭牌仪式在我校举
行.国家经济动员办公室主任周建平 、湖北省发改委副主任路策等参加了仪
式并检查指导我校工作.
会上 ,副校长王延觉致欢迎辞 ,周建平宣读了关于建立国家国民经济动
员仿真演练研究中心的文件.来访者一行听取了中心负责人的工作进展报
告和国民经济动员预案仿真演练系统中期报告 ,并观看了国民经济动员预
案仿真演练.他们对我校的工作给予了肯定.
该中心于 2003年 11月经国家经济动员办公室批准 ,依托我校组建 ,是
目前国内惟一的国民经济动员仿真演练的研究中心。中心旨在建设国民经
济动员仿真演练软件开发基地 ,通过研发 、技术转移 、工程支持 、人才培养等
形式 ,为国民经济动员演练提供软件支撑 ,实现计算机网上演练仿真.
64　　　 　　　　　　　　　　　华　中　科　技　大　学　学　报(自然科学版)　　　　　　　　　　　第 33 卷