土壤养分状况对蜀葵营养生长和生殖生长的影响

摘要

任何一种生物都需要摄取生存环境中一定数量的资源来完成其生活史过程。但无论在人造环境，还是自然环境中，资源有限的情况时常发生，这促使植物形成了一定的适应策略。本研究以二年生蜀葵为研究对象，选择地下生长空间和土壤养分两种资源类型，利用施肥和增加土壤厚度的方法，构建土厚施肥(LF)、土薄施肥(SF)、土厚不施肥(LN)和土薄不施肥(SN)4种资源水平的生长环境，探索土壤养分资源的多寡对植物光合作用、开花物候和繁殖生态学特征的影响状况。
　　主要研究结果如下:
　　(1)地下生长空间和土壤养分显著影响了蜀葵的初始量子效益、最大光合速率、补偿辐射、暗呼吸速率、表观量子效率、内在量子效率和量子效率。在地下生长空间较小的情况下，蜀葵在相对较低的光辐射条件下便开始了有机物的合成，并能很快的达到最大光合有效速率;同样的，在未施肥资源水平下蜀葵的基生叶具有较低光补偿点，也能在相对较低的光辐射条件下开始合成有机物，并快速达到最大光合速率。并且，地下生长空间的作用大于土壤养分。
　　(2)地下生长空间和土壤养分显著影响了蜀葵的初始羧化效率、最大光合速率、光呼吸速率、羧化效率和CO2补偿点。其中，LF和SN具有最高的CO2利用效率，其次是LN，SF最低，这暗示了在充足的和极不足的资源状态下都会促使植物更好地利用空气中的CO2资源。
　　(3)地下生长空间和土壤养分显著地影响着蜀葵的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度、气孔限制值和瞬时水分利用效率。气孔导度的变化表明地下生长空间小的植株可以开放更多的气孔来进行CO2交换，气孔限制值和瞬时水分利用率表明地下生长空间大的植株具有更强的蒸腾作用。
　　(4)资源的多少限制了蜀葵植株的开花情况，厚土施肥(LF)下完全开花植株分别是薄土施肥(SF)、厚土不施肥(LN)和薄土不施肥(SN)的1.48、13.33和8.00倍。
　　(5)地下生长空间和土壤养分显著影响蜀葵的花期长短、开花同步性，但不改变植株开花的早晚和开花的脉冲。地下生长空间对花期长短的影响大于土壤养分，而对开花同步性的影响小于土壤养分。
　　(6)地下生长空间和土壤养分资源可增加单株开花数，但不改变单花开放时间的长短。
　　(7)地下生长空间对花瓣的长度有显著的影响，而土壤养分对花瓣长度的影响却不显著。此外，地下生长空间和土壤养分都对单花的雌雄蕊长度无显著的影响。
　　(8)蜀葵植株的株高和基径主要受到地下生长空间的显著影响，而对土壤养分的响应不显著。
　　(9)地下生长空间显著影响着蜀葵花瓣、果皮、种子、果实、茎叶和根等6个部分构件的生物量，而土壤养分状况却仅对茎叶生物量具有显著的影响，对于其他构件的生物量的无显著效益。
　　(11)本研究中蜀葵花直径大小和花的数量之间、果实数和每果生物量之间、种子数量和种子生物量之间无权衡关系。而在资源充足的条件下每果种子的数量才与单粒种子种存在显著的权衡关系。即在资源充足的生长环境下，蜀葵植株的每果种子数随着单粒种子生物量的增加而降低。
　　(12)在未施肥条件下，开花数量伴随着个体基径的增加而增加;在资源充足的条件(LF)下，花的直径大小才会表现出明显的大小依赖;在LF和LN条件下，花瓣生物量随着个体大小的增加而增加;在土壤养分不充足的情况下，种子生物量随着个体大小的增加而不断增加。而每果种子的败育率可能与个体大小无关。
　　综上可知，地下生长空间和土壤养分资源的多少对蜀葵的营养生长和繁殖生长都有显著的影响。

目录

声明

摘要

1 文献综述

1．1 植物生长与资源限制

1．2 植物资源分配的权衡

1．3 土壤养分资源对植物光合作用的影响

1．4 土壤养分资源与生殖分配

1．5 位置效应与资源竞争

1．6 繁殖分配与大小依赖

1．7 蜀葵的研究现状

1．7．1 蜀葵的植物分类学地位及特征

1．7．2 蜀葵的开花物候

1．7．3 蜀葵的花部运动

1．7．4 蜀葵的繁殖生态学特征

1．7．5 蜀葵的植物地理分布情况

1．7．6 蜀葵的其他特征

2 材料与方法

2．1 研究目的与意义

2．2 研究内容与技术路线

2．3 研究区概况与实验方法

2．3．1 研究区概况

2．3．2 研究方法

2．3．3 土壤背景值的测定

2．3．4 光合作用的观测

2．3．5 开花物候的观察与记录

2．3．6 营养和生殖特征的观测与统计

2．4 数据分析

3 结果与分析

3．1 土壤养分状况对蜀葵光合作用的影响

3．1．1 基生叶光合-光响应曲线

3．1．2 基生叶光合-CO2响应曲线

3．1．3 基生叶光合生理特征

3．2 土壤养分状况对蜀葵开花物候的影响

3．2．1 植株的开花情况

3．2．2 花期长短

3．2．3 开花同步性

3．2．4 开花早晚

3．2．5 开花脉冲

3．3 土壤养分状况对蜀葵单花的影响

3．3．1 单花开放量

3．3．2 花瓣长短

3．3．3 雌雄蕊长度

3．4 土壤养分状况对蜀葵营养生长和生殖生长的影响

3．4．1 株高和基茎

3．4．2 各构件的生物量

3．4．3 营养分配和繁殖分配

3．5 土壤养分状况对蜀葵繁殖特征的影响

3．5．1 单株花蕾数

3．5．2 单株开花数

3．5．3 单株开花率

3．5．4 单株果实数

3．5．5 每果种子数

3．5．6 每果瘪子率

3．6 不同土壤养分状况下蜀葵繁殖特征的位置效应

3．7 不同土壤养分状况下蜀葵繁殖特征之间的关系

3．7．1 花的直径大小与花数量

3．7．2 花瓣生物量与花数量

3．7．3 花瓣长度与花数量

3．7．4 个体雌蕊长度与雄蕊长度

3．7．5 开花数(果实数)与每果生物量

3．7．6 每果种子数量与每果种子生物量

3．7．7 每果种子数量与单粒种子重

3．8 不同土壤养分状况下蜀葵繁殖特征的大小依赖

3．8．1 开花数量与个体大小之间的关系

3．8．2 花的直径大小与个体大小之间的关系

3．8．3 花瓣生物量与个体大小之间的关系

3．8．4 果实生物量与个体大小之间的关系

3．8．5 每果种子生物量与个体大小之间的关系

3．8．6 每果种子数与个体大小之间的关系

3．9 主要指标之间的相关性

3．9．1 个体水平上各指标的相关性

3．9．2 单花水平上各指标的相关性

4 讨论

4．1 生长资源与光合作用

4．2 生长资源与开花物候

4．3 植物生长环境与繁殖分配之间的关系

4．4 花序内的构建效应

4．5 繁殖特征的大小依赖

4．6 繁殖特征的权衡关系

参考文献

致谢