完全水淹环境中光照和溶氧对喜旱莲子草表型可塑性的影响

摘要

光照和溶氧是水环境和陆地环境间差异显著的两个环境因子,对水淹植物的生长和存活具有重要的意义.以三峡库区常见外来入侵植物喜旱莲子草(Alteranthera philoxeroides)为研究对象,考察了水体中的光照(L)和溶氧(DO)对完全水淹环境中喜旱莲子草的形态特征和生物量分配等表型可塑性的影响.实验设置水淹和非水淹对照两组处理,对水淹组的光照和溶氧两个环境因子再分别设置有(+)、无(-)以及高(+)、低(-)两种水平,共计4个处理.实验结果表明:(1)水淹可促进喜旱莲子草主茎和叶片发生可塑性反应,引发伸长生长.水淹后,其细长的主茎以及长而薄的直立叶更有利于植株早日出露水面.(2)完全水淹条件下,喜旱莲子草主茎和叶片的表型可塑性受光照和溶氧的复合影响,其中主茎的伸长生长主要受溶氧的影响,而叶片的形态变化则主要受光照影响.高溶氧处理下喜旱莲子草的主茎伸长生长显著(P＜0.05).在相同光照条件下,高溶氧处理下喜旱莲子草的主茎长、节间数、节间长以及主茎长/主茎直径均明显高于低溶氧处理.不论有光还是无光,高溶氧处理下喜旱莲子草主茎长以及节间数的平均增长率均处于最高水平,分别为61.8％、34.2％.喜旱莲子草叶片的形态变化在有光处理下表现得尤为显著,其平均叶片长宽比、比叶面积以及叶倾角分别较水淹前增加了39.65％、28,3％、45.9°.(3)光照和溶氧对于喜旱莲子草不定根和分枝的发生及发展存在影响差异.有光条件下可促进植株抽枝,而高溶氧处理时更有利于植株生根.这些形态变化有助于喜旱莲子草扩大株型占据有利生境,进一步提高植株的水下存活能力.