全 文 ：新 疆 农 业 大 学 学 报　2005 ,28(3):26 ～ 29
Journal o f Xinj iang Agricultural University
文章编号:1007-8614(2005)03-0026-04
胡卢巴属 4种短命植物的生长特点及繁殖分配动态
姚　红 , 谭敦炎
( 新疆农业大学 林学院 ,乌鲁木齐　830052)
摘　要:　对生长在新疆准噶尔荒漠中的胡卢巴属 4种短命植物的生长发育及生物量分配动态进行了研究 , 探讨
了其在荒漠环境中的生长与繁殖对策。结果表明:4 种植物的营养与繁殖构件在不同物候阶段的生长速度不同 ,且
在整个生长期中生物量分配是动态变化的 ,最终达到高的繁殖分配比率。 4 种胡卢巴通过调节营养与繁殖生长的
速度及资源分配 ,以积极适应多变的环境 , 在短的生长期内达到繁殖成功并使繁殖分配比率最大。
关键词:　准噶尔盆地;短命植物;胡卢巴属;生长;繁殖分配
中图分类号:　Q949. 751. 9　　　　　　文献标识码:　A
The Gowth Characteristics and the Reproductive Allocation
Dynamics in Four Ephemeral Species of Trigonella
YAO Hong , TAN Dun-y an
(College of Forest ry Sciences , Xinjiang Ag ricultural U niversi ty , Urumqi , 830052)
Abstract:　The grow th and the biomass al location dynamic of plants in four epheme ral species of Trigo-
nella which mainly were dist ributed in Junggar de sert of Xinjiang in China we re obse rv ed , and thei r repro-
ductive strategies and adaptive mechanism in the arid environment w ere analyzed in this paper. Bo th the
grow th ra te of thei r vegetative and reproduct ive modules and their reproduct ive al location are dif ferent at
the dif ferent phase of thei r life cy cle. In order to adapt to the ext reme environment , the four species adjust
the g row th rate of vege tative and reproductive modules and the propo rtion of resource allocation between
the vege tativ e and the reproductive grow th. The reproductive yields a re maximized by an instantaneous
sw itch f rom vegetative to reproductive g row th af ter a sho rt period of vegetative g row th.
Key words:　junggar basin;ephemeral plant;Trigonel la L. grow th;reproductive allocat ion
　　植株的生长受到光照 、水分 、密度等环境因子的
影响 。当环境条件发生变化 、植株在环境中的可利
用资源受到限制时 ,植株就通过改变自身的资源分
配格局(尤其是营养与繁殖生长间的资源分配比率)
来提高种群的适合度 ,以适应环境的变化[ 1 ～ 3] 。
网脉胡卢巴(Trigonel la cancel lata Desf)、单
花胡卢巴(T. monantha C. A. M eyer)、直果胡卢
巴(T. orthoceras Kar. et Kir.)和弯果胡卢巴(T.
arcuata C. A. M eyer)是在我国主要分布于准噶尔
荒漠的胡卢巴属 4种常见的短命植物 ,是该区域荒
漠植物群落的重要组成成分 ,在荒漠植被的演替 、防
风固沙及改良土壤等方面具有重要的生态作用 。因
其长期生长在荒漠环境中 ,该类植物形成了许多与
荒漠环境相适应的生长发育及繁殖特征。现将重点
对这 4种植物的生长特点及生物量分配动态进行研
究 ,以期探讨其对特殊环境的适应对策 。
收稿日期:2005 - 04 - 22
基金项目:国家 863 计划项目(2004AA227110-2);国家自然科学基金重大研究计划项目(90302004);新疆教育厅高校科
研计划重点项目(XJEDU 2004123)
通讯作者:谭敦炎 , E-mail:tandunyan @163. com
　第 3 期 姚 红 ,等:胡卢巴属 4 种短命植物的生长特点及繁殖分配动态
1　材料与方法
1. 1　材 料
网脉胡卢巴 、单花胡卢巴 、直果胡卢巴和弯果胡
卢巴均为豆科胡卢巴属一年生草本植物[ 4] ,来自准
噶尔荒漠 ,生长期多在 3月中旬 ～ 5月底或 6 月初 ,
种子常借助早春融雪及降水萌发并在较短的时间内
完成其生命周期 ,是典型的短命植物。
1. 2　观测地点及主要生态因子
观测点选在新疆农业大学实验农场短命植物资
源圃的临时样地中 。该区域属典型的荒漠气候 ,实
验地环境开阔 ,土壤为细砾质灰棕荒漠土。全年最
低温(1月)- 15. 8 ℃,最高气温(7月)24. 5 ℃, 3月
下旬平均气温大于 0 ℃。年平均降水量 234 mm ,
年蒸发量 2 219 mm ,冬季降雪和春季降雨(12月至
翌年 5月)占全年有效降水的 45%。夏季干旱 、冬
季严寒 ,春 、秋条件相对温和[ 5 , 6] 。
1. 3　研究方法
2004年 3月底至 6月初 ,随机选取 4种胡卢巴
各 20株 ,定株观察记录各物候阶段及其持续的天
数 ,观察方法参照宛敏渭[ 7] 。
生长速度(g /d)=生物量(干重) /天数。
从真叶展开到果实成熟的各个时期 ,随机挖取
上述 4种胡卢巴各 20株 ,分割成根 、茎 、叶 、花 、果几
部分 ,在 70 ℃恒温箱中烘 72 h ,称量其干重。
生殖分配 (RA)(%)=繁殖器官生物量 /植株
总生物量×100。
同时测量根长 、枝长并统计分枝数 、花序数 。
用 SPSS11. 5统计软件对数据进行相关分析 。
2　结果与分析
2. 1　营养构件与繁殖构件数量增长动态
营养构件与繁殖构件数量增长的关系见图 1。
图 1　营养构件与繁殖构件数量增长的关系
Fig. 1　The relationship between the number of vegetative modules and the number of reproductive modules
　　4个种的地下部分(根)长度始终大于地上部分
(茎)长度 。整个生长过程中 ,弯果胡卢巴和网脉胡
卢巴茎的分枝数虽在后期略有增加 ,但变化不大;单
花胡卢巴和直果胡卢巴进入繁殖生长时期时分枝数
有较明显的增长 ,之后变化不明显。随着植株个体
的生长 ,根 、茎长度增长 ,分枝数增多 ,繁殖构件数也
增多 ,且在果期根与茎的长度增长较多 ,此阶段的繁
殖构件数也明显增多 。繁殖构件的数量与茎长度相
关性显著(P <0. 001),茎越长 ,可结实的节位越
多 ,产出的繁殖构件数量就越多。
2. 2　营养与繁殖器官生长特点
2. 2. 1　营养器官的生长特点
4种胡卢巴营养器官生长速度见图 2 。从图 2
可见 , 4 个种根 、茎 、叶的生长速度变化情况不同。
在整个生长期中根的生长速度变化不大;茎和叶从
苗期到现蕾期生长迅速 ,达到峰值 ,之后开始减慢 ,
到花期弯果胡卢巴和网脉胡卢巴茎 、叶的生长速度
降到最低 ,随后生长速度呈现上升趋势 ,果期达最大
值 , 果期营养器官生长速度分别为 0. 031 4 ,
0. 025 0 ,0. 005 6 及 0. 005 5 g /d;单花胡卢巴和直
27
新　疆　农　业　大　学　学　报 2005年　
果胡卢巴茎的生长速度从蕾期开始直至果期趋于稳
定 ,而叶的生长速度则在蕾期之后呈现下降趋势 。
在整个生长期中 , 4 个种叶的生长速度大于茎的生
长速度 ,根的生长速度最低 。
图 2　营养器官生长动态
Fig. 2　The growth dynamics of vegetative organs in four species of Trigonella
　　总体来看 , 4个种的营养器官生长速度在不同
物候阶段是不同的 。从苗期到蕾期 ,营养器官生长
迅速 ,速度达到峰值 ,此阶段 4种植物营养器官生物
量增长速度分别为 0. 017 5 , 0. 016 4 , 0. 006 5 及
0. 008 6 g /d;从蕾期到花期速度减慢 ,并且花期营
养器官的生长速度在整个物候期中近乎最低;从花
期到果期网脉胡卢巴和弯果胡卢巴生长速度增加 ,
尤其是从初果期到果实成熟阶段速度增加明显 ,而
单花胡卢巴和直果胡卢巴生长速度略微减少 ,基本
保持稳速生长 。
2. 2. 2　繁殖器官的生长特点
繁殖器官生长速度变化见图 3 。
图 3　繁殖器官与营养器官生长动态比较
Fig. 3　The comparison of growth dynamics of reproductive and vegetative organs in four species of Trigonella
　　4个种的繁殖器官生长速度从花期开始迅速增
加 ,尤其是在开始结实到果实成熟阶段 ,生长速度上
升快 ,并超过了营养器官的生长速度 ,此阶段繁殖生
长表现出优势;营养生长速度从苗期到蕾期增长迅
速 ,在蕾期后速度变化不大。
2. 3　生物量分配及其动态
在短的生活周期中 , 4种胡卢巴植株不断调节
营养器官与繁殖器官的生物量分配比率 ,最终达到
较高的繁殖分配比率 。生物量分配动态见图 4 。
从图 4 可以看出 ,整个物候期中 ,4个种的生物
量分配格局是动态变化的。根和茎所占的生物量分
配比率在整个时期中变化不明显;叶所占的分配比
率前后变化较大 , 4 个种叶的生物量所占比率从
70%左右降至 20%左右 。苗期叶的生物量所占比
率最大 ,开始现蕾后比率减小 ,花期比率变化不大 ,
进入结实期后比率迅速减小;从蕾期至花期花的生
物量所占比率有所增加 ,占 15%左右 ,开始结实后
比率迅速减少;果实的分配比率变化最大 ,从开始结
28
　第 3 期 姚 红 ,等:胡卢巴属 4 种短命植物的生长特点及繁殖分配动态
实到果实成熟所占比率增加了 55%左右 ,弯果胡卢 巴和网脉胡卢巴达到 60%。
图 4　生物量分配动态
Fig. 4　The dynamics of biomass allocation in the four species of Trigonella
3　讨论
3. 1　生长发育动态
对一年生植物繁殖产量的研究 , King 和
Roughgarden建立了一个分配模型 ,认为一年生植
物通过营养生长与繁殖生长的快速转化实现最大的
繁殖产量[ 8] 。胡卢巴属这 4 种短命植物生长发育
快 ,尤其是在现蕾之前 ,植株生长迅速 ,速度达到峰
值(图 2)。经过短暂的营养生长后很快进入营养与
繁殖生长共存期及繁殖生长期。开始繁殖生长后 ,
营养构件生长速度减慢 ,繁殖构件生长速度迅速增
加 ,进入结实期后 ,繁殖生长速度超过了营养生长 ,
最终使植株达到较高的繁殖输出 ,繁殖分配比率达
50%以上 。在短的生长周期内 , 4种胡卢巴通过调
节营养构件与繁殖构件的生长的速度 ,积极适应多
变的环境 ,在干旱季节来临之前达到繁殖成功 ,并获
得高的繁殖力 。
3. 2　生物量分配及其动态
植物可利用资源在其繁殖生长结构 、行为与营
养生长结构 、行为间的分配是存在权衡(Trade -
of f)关系的[ 2] 。在整个生长季内 ,环境中植物可利
用资源是变化的 ,植物通过调节生长与繁殖间的资
源分配比率来提高适合度以适应环境的变化[ 1 , 2 , 3] 。
4种胡卢巴在整个生长周期中生物量分配是动态变
化的(图 4),它们在短期内调节资源在植株不同构
件间的分配比率 ,尤其是进入繁殖生长阶段后调节
营养与繁殖生长构件的资源分配比率 ,来适应剧烈
变化的环境 ,使植株不仅能够在多变的环境中存活 ,
而且能在旱季来临之前迅速将大量资源用于繁殖后
代 ,以保证物种的延续和扩展。
参考文献:
[ 1] 　Abrahamson W G. Pat te rn of resource allocation in w ild f low er population o f fields and wood[ J] . American Journal of
Bo tany , 1979 , 66:71 - 79.
[ 2] 　Bazzaz F A , Chiariello N R , Coley P D , Pitelka L F. A llocation resources to reproduction and defense[ J] . BioScience ,
1987 , 37:58 - 67.
[ 3] 　Fabbro T , Korne r C. A ltitudinal differences in flowe r traits and reproductiv e a llocation[ J] . F lo ra , 2004 , 199:70 - 81.
[ 4] 　崔鸿宾. 豆科中国植物志(第四十二卷第二分册)[ M] . 北京:科学出版社 , 1998.
[ 5] 　蒋瑞芬 , 宋振博 , 秦明 , 等. 乌鲁木齐附近早春植物生物学和生态学特性的初探[ J] . 植物生态学与地植物学学报 ,
1992 , 16:354 - 362.
[ 6] 　王烨. 新疆早春短命及类短命植物的物侯观测[ J] . 干旱区研究 , 1993 , 10:34 - 39.
[ 7] 　宛敏渭 , 刘秀珍 .中国物侯观测方法[ M] . 北京:科学出版社 , 1979.
[ 8] 　King D , Roughgarden J. Ener gy allocation patterns of the Ca lifo rnia g rassland annuals P lantag o erecta and Cla rkia rubi-
cunda[ J] . Eco log y , 1983 , 64:16 - 24.
29