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槭属2种植物果实形态特征与扩散特性的比较



全 文 :王爱波. 槭属 2 种植物果实形态特征与扩散特性的比较[J]. 江苏农业科学,2016,44(4) :271-272.
doi:10. 15889 / j. issn. 1002-1302. 2016. 04. 076
槭属 2 种植物果实形态特征与扩散特性的比较
王爱波
( 商丘学院风景园林学院,河南商丘476113)
摘要:以鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.) 变种红枫(Atropurpureum) 和美国红枫(Acer rubrum L.) 品种秋火焰
(Autumn Flame) 的果实为材料,对2 种植物果实形态特征与扩散特性进行比较研究。结果表明,秋火焰果实质量和去
翅果质量均显著低于红枫;秋火焰果实长比红枫显著长1. 757 mm,而果翅长较红枫显著短 4. 245 mm,二者在果实两
侧宽、果实背腹宽和果翅宽上均差异不显著;在200 cm高的静止空气中,秋火焰果实降落时间和速度大于红枫,二者
降落时间相差 1. 163 2 s,降落速度相差 77. 278 cm /s;在1、2、3、4 m /s 这 4 种风速下,秋火焰果实扩散距离显著大于红
枫,二者相差 0. 362 ~ 0. 960 m。可见,秋火焰果实扩散能力强,而红枫果实扩散能力弱,2 种植物果实扩散能力与果实
质量呈显著负相关关系。秋火焰相对于红枫来说更易于扩大物种分布范围。
关键词:槭属;红枫;果实;形态特征;扩散特性
中图分类号:S687. 101 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2016)04-0271-02
收稿日期:2015-10-16
基金项目:国家自然科学基金青年基金( 编号:41301051) ; 河南省重
点科技攻关项目( 编号:132102110139)。
作者简介:王爱波(1983—) ,女,河南济源人,硕士,讲师,主要从事植
物种子生态学和作物栽培学研究。E-mail:ab0629@ 126. com。
植物的扩散是指植物以各种散布器官( 扩散体,diaspore)
离开母体到达一个安全( 适于萌发、生长和繁殖) 生境的过
程[1],是植物更新的关键阶段[2-3]。种子扩散是植物生活史
中的重要阶段,其将母株生殖周期的末端与它们后代种群的
建立连结起来,对植被结构具有深刻的影响[4]。果实或种子
的扩散方式是由扩散媒介及与扩散相关的果实和种子特征所
决定的[5],其中种子大小、果皮或果实结构等对扩散起决定
作用[6]。研究种子和果实的扩散特征对了解植物种子库及
其更新格局、物种的生态适应及其种群对策、种群和群落的结
构和动态、更新和演替都有重要意义[5,7-9],同时可以为植物
种子生态学的研究提供参考和积累理论资料。
槭树科(Aceraceae) 槭属(Acer L.) 植物是现代园林建设
中的重要造景材料,以绚丽的叶色、丰富的叶形和雅致的翅果
闻名于世[10]。因此,槭属植物被各地广泛引种栽培。槭属植
物的翅果可借助风力进行扩散,其从母株上垂直降落的速度
和水平扩散的距离影响后代的分布位置。一般垂直降落速度
越低,扩散距离越远,意味着果实在空气中的浮力越大,且越
易于扩散至较远环境,即果实或种子扩散能力越强,越易于增
加物种生存和种群扩大的机会,越有利于物种占据新的生境,
从而扩大其分布范围。
本试验以槭属植物鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.) 的变
种红枫(Atropurpureum) 和美国红枫(Acer rubrum L.) 品种秋
火焰(Autumn Flame) 成熟果实为试验材料,对二者果实大小、
质量、垂直降落时间和速度及水平扩散距离进行比较研究,以
期揭示二者果实形态特征与扩散特性之间的联系,并对比两
者在果实形态特征上和扩散特性上的差异,以期为槭属植物
种子生态学的研究提供参考和积累理论资料。
1 材料与方法
1. 1 材料
试验材料为鸡爪槭(Acer palmatum Thunb.) 的变种红枫
(Atropurpureum) 和美国红枫(Acer rubrum L.) 品种秋火焰
(Autumn Flame) 的成熟果实,红枫果实于2014 年 7 月在商丘
学院校园内采收,秋火焰果实于 2014 年 9 月购于美国种子进
出口有限公司。果实形态特征和扩散特性的测定于 2014 年
9 月在商丘学院风景园林学院实验室进行。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 果实形态特征观测 2 种植物果实各 50 粒,用游标
卡尺测量取果实长、果实背腹宽、果实两侧宽、果翅长和果翅
宽。果实质量测定采用电子天平测量 100 粒完整果实质量、
100 粒去掉果翅的果实质量及 100 粒果实的果翅质量,各 4
个重复。
1. 2. 2 果实扩散特性测定 即果实在静止空气中的降落时
间和速度测定。在 200 cm高的塑料圆柱筒中,用秒表测定果
实从顶部到底部的降落时间,以确定其在静止空气中的降落
速度。每种果实重复 50 次,降落时间取 50 次的平均值。
果实在水平方向的扩散距离,将 2 种果实分别在 100 cm
高处释放,在由电风扇产生的水平气流中降落,在 1、2、3、
4 m /s 的 4 种风速下进行测定,记录每种果实在水平方向上
的扩散距离。每种果实重复 50 次,扩散距离取 50 次的平
均值。
1. 3 数据分析
用 SPSS 13. 0 进行数据分析,Tukeys HSD 用于检验处理
间多重比较的差异显著性(P<0. 05)。
2 结果与分析
2. 1 果实大小
秋火焰果实长和果翅宽均大于红枫,其中果实长显著高
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出 1. 757 mm。与之相反,红枫的果实两侧宽、果实背腹宽和
果翅长则大于秋火焰,红枫的果翅长较秋火焰显著高
4. 245 mm( 图1)。
2. 2 果实质量
红枫的完整果实质量和去果翅果实百粒质量均显著大于
秋火焰,高 1. 438、1. 277 g;二者果翅质量差异不显著( 图2)。
2. 3 果实在静止空气中的降落时间和速度
红枫与秋火焰果实降落时间与降落速度均存在极显著差
异( 表1)。降落时间表现为红枫<秋火焰,而降落速度表现为
秋火焰<红枫。
表 1 2 种果实垂直降落时间和速度
品种 降落时间(s) 降落速度(cm /s)
红枫 1. 376±0. 336 170. 031±43. 732
秋火焰 2. 296±0. 579 105. 530±30. 954
P值 0. 007 <0. 001
2. 4 果实在水平方向的扩散距离
风速对扩散距离影响显著,随风速增加,果实扩散距离显
著增大( 图3)。在 4 种风速下,扩散距离均表现为秋火焰显
著大于红枫,两者相差 0. 362 ~ 0. 960 m。
3 结论与讨论
一般来说,果实垂直扩散所需时间越长,扩散速度越小,
果实水平扩散距离越远,果实扩散能力越强。果实扩散能力
与扩散单元质量存在相关性,即扩散单元越轻,扩散能力越
强[11]。本试验中,秋火焰果实质量显著小于红枫,果实垂直
降落时间表现为秋火焰显著大于红枫,果实垂直扩散速度表
现为秋火焰显著小于红枫,果实在 4 种风速下秋火焰扩散距
离均显著大于红枫。可见秋火焰果实质量小,扩散能力强,而
红枫果实质量大,扩散能力弱,2 种植物果实扩散能力与果实
质量呈显著负相关关系。
扩散单元结构特点与扩散能力也有一定的相关性,如菊
科植物疏齿千里光(Senecio subdentatus) 果实冠毛长度与扩散
能力正相关[12]。本试验中,2 种植物扩散能力差异显著,这
与果实结构特点也有一定的相关性,二者在果实两侧宽、果实
背腹宽和果翅宽上均差异不显著,红枫果翅长显著大于秋火
焰,而秋火焰果实长显著大于红枫,是否是果实长度影响扩展
距离,还有待进一步验证。
秋火焰果实扩散能力强,而红枫果实扩散能力弱,说明秋
火焰相对于红枫来说具有更多物种生存和种群扩大的机会,
更易于占据新的生境,从而扩大其分布范围。
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