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醉蝶花幼苗对水分胁迫的生长适应性研究



全 文 :收稿日期:! # $ # %,修回日期:! # && # &’
作者简介:肖宜安 ( &$)* # +,男,江西永丰人,井冈山师院讲师 ,
第 !& 卷第 ) 期 井冈山师范学院学报(自然科学版) -./, !&0., )
! 年 &! 月 1.234/ .5 167884789:47 0.;34/ <.//=8= (04>2;4/ ?@6=7@=9 + A=@, !
醉蝶花幼苗对水分胁迫的生长适应性研究
肖宜安B 范小健B 胡雪华B 夏寿宏
(井冈山师范学院生物系B 江西 吉安 ’C’$ +
摘 要:研究了醉蝶花幼苗在不同水分胁迫条件下的生长适应性 , 结果表明,不同水分胁迫对醉蝶花幼苗
生物量影响较大 D &E! 次,’E&次,CE&次的浇水条件均不利干物质的积累,导致总生物量偏低;而 &E& 次,!E&次
则有利于干物质的积累,总生物量相对较高 , 不同水分胁迫条件下,幼苗有机同化产物在地上和底下部分的分
配发生明显变化,引起根冠比的变化 ,
关键词:水分胁迫;生长适应性;生物量;醉蝶花
中图分类号:F$C*, & 文献标识码:G 文章编号:&) # &$%H (! +) # H’ # C
醉蝶花 ( !#$%# &’()$&*I, +,别名西洋白花菜,凤蝶草,紫龙须 , 白花菜科,醉蝶花属,一年生草本植物,
种子小,千粒重 !D &8, 醉蝶花为优良的蜜源植物,是盆花、花境材料,也可丛植于树林空隙地 , 如秋季播
种,可在冬春于室内开花 , 种子可入药〔&〕, 水分胁迫是植物生活过程中易遭受的逆境之一 , 植物的水分胁
迫来自于干旱和水涝 ,〔!〕, 本文探讨醉蝶花幼苗在不同水分胁迫条件下的生长情况,以为其大规模种植提
供有益的资料 ,
& 材料与方法
试验于 !年 ! J %月在井冈山师范学院生物园进行 , !月中旬将醉蝶花种子播于塑料棚内苗床,进
行常规管理 , ’月上旬长出幼苗,出苗率 CCD )K (以千粒种子的出苗率为准 + , 发生 !枚真叶后上盆 , 花盆
规格均为 !C@3 L !!@3(直径 L高度 +,每盆用土量 *E3’,培养土用稻田土M腐叶土M河沙 ( %M &M ! +配置而成 ,
自 C月 &日起把幼苗分成 H个处理,每处理 !盆 (每盆一株 +,放至温室内 (室内外温、湿度基本一致 +进行
水分胁迫处理:&E浇 !次水 (早晚各 &次,+ +,&E浇 &次 ( , +,!E浇 &次 - ! +,’E浇 &次 ( . +,CE浇 &次
( / +,每次浇水量均为 &, HN8,每次浇水前各土壤含水量分别为 %HD ’K、)!D $K、HD )K、’’D %K、&$D &K
(于 C月下旬随机抽取 H盆,取中间土层所测数据的平均值 + , 其余管理正常 , 自 C月 &H日起每 HE分别测
定各处理的根、茎、叶干重、鲜重,测定时每处理随机抽两盆,取平均值计算单株生物量 , )月全部恢复正常
管理 , 所有数据均用 O6@;.9.5; PQ@=/程序进行处理并作图 ,
! 结果与分析
图 & 水分胁迫对幼苗根生物量鲜质量的影响 图 ! 水分胁迫对幼苗根生物量干质量的影响
! 井冈山师范学院学报 #$%&’() $* #+’,,(’,-.(’ ’$&/() 0$))1,1 2333 年
图 ! 水分胁迫对幼苗叶生物量鲜质量的影响 图 4 水分胁迫对幼苗叶生物量干质量的影响
图 5 水分胁迫对幼苗茎生物量鲜质量的影响 图 水分胁迫对幼苗茎生物量干质量的影响
不同水分胁迫条件下的醉蝶花幼苗单株生物量干、鲜质量都有随生长时间的延长而呈上升趋势 6 且
各部分生物量干、鲜质量均为:! # $ % &6 处理前期,根冠比与土壤含水量 7或浇水频率 8之间
无明显的相关性;随处理时间的延长 7如处理后的 !!9即 !月 2!日 8,根冠比随土壤含水量 7或浇水频率 8
的增加而下降 6
2: ; 根系
不同水分胁迫下的醉蝶花幼苗在实验前期 7 月中、下旬 8 根生物量鲜质量以土壤含水量低的 %最
高,但到后期 7 !月中、下旬 8土壤含水量高的 #、!根生物量鲜质量迅速上升并超过 %;根生物量干质量则
始终以土壤含水量低的处理较高 7图 ;,2 8 6 $的根系受湿害,次生根明显减少,且分布范围狭窄,多分布于
主根近处,根毛数量减少,根生物量较低 6 随土壤水分含量的下降,幼苗根系的发达程度逐渐升高,这可能
是醉蝶花抗旱性的一种适应性反应 6 &、%虽然也定期浇灌,但因水分供应不足,植株为了适应这一环境
要求,形成了发达的根系以向底部土壤吸收水份;而 $水分偏多,
根生物量也低 6 氧气主要由植物与空气接触的部位进入植物体内
〔5〕,$因土壤空隙大多被水分充满,氧气不足,氧化还原电位降低,
有氧呼吸速率减慢,无氧呼吸增强〔〕,从而产生大量的毒害物质,
轻则根系生长不良,重则根发生腐烂 7实验中观察到此现象 8 6 故
过多的水分不利于根系的生长 6
2: 2 地上部分
!种不同水分胁迫处理下的醉蝶花幼苗都随时间的延长其地
上部 7茎、叶 8生物量呈增长趋势 7图 5,,!,4 8,各个处理在后一段
时期地上部生物量增长更大 6 各处理中,地上部生物量始终以 #、!较
高6 从鲜质量看,$的茎、叶生物量均较高,但其生物量干质量却明显比 #、!要低 6 这说明适宜的土壤水
分是醉蝶花幼苗生长的重要条件之一,土壤水分含量对幼苗地上部分干物质的产生和积累有明显影响,
醉蝶花幼苗喜湿润环境 6
图 < 水分胁迫对幼苗根冠比的影响
第 ! 期
图 # 水分胁迫对幼苗总生物量鲜质量的影响 图 $ 水分胁迫对幼苗总生物量干质量的影响
肖宜安等:醉蝶花幼苗对水分胁迫的生长适应性研究
%& ’ 根冠比
随土壤水分含量减少,植株根系的发达程度升高 ( 当土壤水分含量低时,地上部分生长受到抑制,因
此有更多的同化产物分配给地下部分;相反则同化产物更多地分配给地上部分〔〕,因此导致根冠比发生变
化 ( 实验中,!土壤水分含量低,其根冠比一直保持较高值 )图 * +;的根冠比逐渐上升;土壤含水量适中
的 #、$,其根冠比则处于中等水平,且保持相对平衡状态,说明其同化产物在地上和地下部分之间的分配
处于一种相对平衡状态,适宜幼苗的生长;而 %的根冠比则不断下降,这说明土壤水分过多时不利于幼苗
根系的生长。根冠比的变化表明了幼苗地上和地下部分之间的生长状况,其结果符合“旱长根、水长苗”的
理论 (
%& , 总生物量
单株幼苗总生物量结果与根及地上部生物量分析结果类似,这也是前面分析的必然结果 )图 #、$ + ( 土
壤水份过多、过少均使幼苗干物质积累受到影响,只有在土壤含水量中等的 #、$,其总生物量鲜、干质量
均最高,适宜干物质的积累 ( %的生物量鲜质量与 #、$相差不大,但其干质量则明显低于 #、$的干质
量,尤其是在实验的后期 ( 这可能是醉碟花幼苗对水分胁迫的一种调节适应能力 (
’ 讨论
适应是生物界的一个普遍现象 ( 水分胁迫是植物极易遭受到的环境胁迫之一,它来自于干旱和水涝
两方面〔’〕,植物可通过形态结构的可逆和不可逆变化等途径在一定程度上对一定程度的水分胁迫进行反
应和适应〔!〕,以维护正常的生理代谢过程,减轻伤害并完成其生活史 ( 不同植物或同一植物的不同品种,
其适应能力和方式是不同的 ( 醉蝶花幼苗在水分胁迫下表现出一定的适应能力 ( 在生长发育上,可通过
加植株水分含量、加强根系生产等方式适应土壤水分过多、过少所产生的胁迫环境 (
植株生长受到抑制是水分胁迫的综合反应〔*〕( 醉蝶花幼苗在土壤水分含量低时,生长受到抑制,这主
要是地上部分生长受抑制严重,但根系生长却表现出一定的适应性,所以根冠比较高 ( 但当土壤含水量较
高时,可通过增加植株水分含量的方式来适应,表现为生物量鲜质量较高,而干质量则较低 (
水分胁迫也使植物生物量及干物质积累与分配发生变化,使植物光合作用降低,减少了植株的干物质
生产和积累,并且也改变了碳水化合物在各器官之间的分配〔#〕( 在土壤水分含量低时,醉蝶花幼苗地上部
分生长受到抑制,更多的光合产物分配给根系,根冠比增加〔$〕( 相反则光合产物更多地分配到地上部分,
根冠比下降 ( 根冠比的变化也是植物对水分胁迫的一种重要适应方式〔-.〕,这种适应与植物体内源
激素/0/的积累有关〔--〕( 而适宜的土壤水分不仅利于醉蝶花幼苗干物质的积累,也有利于干物质在地上
和地下部分之间的协调和平衡 ( 这说明湿润土壤环境有利于醉蝶花幼苗的生长发育 (
参 考 文 献:
〔-〕陈俊愉,程绪珂 ( 中国花经〔1〕( 上海:上海文化出版社,-$$.( %$# 2 %$$(
〔%〕曾广文 ( 植物生理学〔1〕( 成都:成都科技大学出版社,-$$#( ’%, 2 ’%*(
〔’〕汤章城 ( 植物对渗透和淹水胁迫的适应机理 ( 植物生理与分子生物学〔1〕( 第 %版 & 北京:科学出版社,-$$$( *’$ 2 *-(
〔,〕潘瑞积,董愚得 ( 植物生理学〔1〕( 北京:高等教育出版社,-$$( %* 2 %!(
〔〕赵松岭 ( 春小麦的干旱生理生态学〔1〕( 西安:陕西科学技术出版社,-$$!(
! 井冈山师范学院学报 #$%&’() $* #+’,,(’,-.(’ ’$&/() 0$))1,1 2333 年
〔〕汤章城 4 植物对水分胁迫的反映和适应性!植物对干旱的反应和适应性〔#〕4 植物生理学通讯,5678,9 : ;:5 < =4
〔=〕曹仪植,宋占午 4 植物生理学〔/〕4 兰州:兰州大学出版社,56674 8=! < 8734
〔7〕克雷默 4 植物的水分关系〔/〕4 许旭旦,汤章城,王万里等译 4 北京:科学出版社,56764
〔6〕邹琦,植物抗性生理学〔/〕4 北京:中国农业出版社,56674
〔53〕0.(>1- //4 1??@ABC D? EFB@G H@?IAIBC DJ AFGKDJ FCCILIMFBIDJ〔#〕4 1NO PDB4 566,:2 928: ;:5 < 54
〔55〕刘良友 4 植物水分逆境生理〔/〕4 北京:农业出版社,56624
致谢:本文得到西南师范大学生命科学学院刘玉成教授的指导,在此特表示诚挚的感谢Q
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