松嫩平原碱化草甸朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis)种群生殖分蘖株的生长规律

朝鲜碱茅(Puccinellia chinampoensis)是一种耐盐碱丛生型禾草,广泛分布于松嫩平原碱化草甸.采用每隔3d对朝鲜碱茅种群中处于抽穗初期的生殖分蘖株随机挂一次标签,于籽实蜡熟期同时进行大样本取样与测定的方法,定量分析了5次所标记的生殖分蘖株的数量性状的变化规律及生殖分蘖株的生长规律.结果表明,在朝鲜碱茅种群中,虽然抽穗时间只相隔3d,但生殖分蘖株的各数量性状均具有较大的表型可塑性,总的变化趋势是抽穗时间相隔越长,差异越大.其中,5次样本中的相邻平均花序生物量之间的差异均达到了显著水平.延长生殖生长16d,平均分蘖株高增加了23.16%,花序长增加了25.70%,分蘖株生物量增加了74.99%,花序生物量增加到2.63倍,生殖分配增加了93.25%.随着生殖生长时间的延长,朝鲜碱茅种群生殖分蘖株高、分蘖株生物量和花序生物量均呈指数增加,花序长和生殖分配呈直线增加,生殖生长比率呈先增加后降低的抛物线变化.不同时间进入生殖生长阶段的生殖分蘖株均具有相同的生长规律.其中,花序长均随分蘖株高的增加呈指数异速增长,花序生物量均随分蘖株生物量的增加呈直线同速增长.分蘖株的生殖生长越延长,对现实种群的贡献就越大,对未来种群的贡献更大.     

松嫩平原肥披碱草种群不同抽穗时间生殖分蘖株表型可塑性

每隔4 d对松嫩平原肥披碱草种群进入抽穗初期的生殖分蘖株进行大样本随机挂签,于籽实蜡熟期取样,分析5次采集样本生殖分蘖株数量性状的差异及其与缩短生殖生长时间的关系.结果表明:生殖分蘖株各数量性状指标均随生殖生长时间的缩短逐渐减小.生殖生长时间的缩短不利子生殖分蘖株的生殖生长、生殖分配和结实.抽穗时间越晚,对生殖分蘖株结实与生殖分配的影响越大.抽穗时间相差16 d,籽实生物量、结实率、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别下降99.4%、98.8%、54.3%和99.2%.随生殖生长时间的缩短,株高呈直线函数下降,花序生物量、生殖分配Ⅰ和结实率呈指数函数下降,分株生物量、花序长、小花数呈幂函数下降,籽实生物量、籽实数和生殖分配Ⅱ呈对数函数下降.     

粤西野生种香根草种群构件特征对密度的响应

对试验田栽种的野生种香根草种群分蘖株各性状对密度的响应进行了统计。结果表明,试验田栽种的香根草在栽种50 d(10月下旬)和240 d(翌年5月)分蘖株数量迅速增加,栽种270 d时密度最大达到了821株·m-2,但并未对香根草数量增多有明显抑制作用。270 d时(6月初),密度处理为80株·m-2的小区未拔节、拔节和总分蘖株数量与其他密度处理小区差异极显著。各小区地上总生物量与单位面积分蘖株数量呈极显著线性相关。未拔节、拔节、生殖株、总分蘖株数量与初始密度呈极显著幂函数形式正相关。虽然栽种270 d时的密度并未对香根草生长产生制约,但分蘖株数量增长的速率已经显著下降。香根草的繁殖特性决定了其在密度很高的情况下仍能良好生长。     

外来入侵植物大狼把草种群构件生物量结构研究

大狼把草是广泛分布于我国的外来入侵植物之一,通过样方调查,从构件水平定量分析了大狼把草种群各构件的结构特征及其生物量间的关系模型,并探讨了其与入侵性的关系。结果表明:大狼把草种群各构件生物量之间的关系为茎>花序>根>叶。各构件生物量所占比率表现为茎>花序>叶>根。大狼把草种群各构件生物量之间及各构件生物量与植株高度之间都呈显著正相关关系,均可用幂函数模型较好地表达。大狼把草种群各构件较强的表型可塑性及其在生殖器官中较高的生物量投资分配特性,极大地提高了其入侵能力。     

华南象草分株构件生长及其生物量分配的相关性

为了了解人工栽培条件下象草分株构件生物量及其分配的动态变化规律,以华南象草(Pennisetum purpureum cv.Huanan)为材料,分别在2009年6月和12月,对其分株构件生物量数据进行了测量分析.结果表明:在分株生长过程中,叶片生物量呈线性增长,相关性模型确定系数R2为0.209 ～0.784;茎秆生物量呈线性或幂函数规律增长,相关性模型确定系数较高,R2为0.687 ～0.989,茎秆生物量增长规律更为稳定.随着分株总生物量的增长,营养生长期叶片生物量增长速率是生殖生长期的3.39倍;而生殖生长期茎秆生物量增长速率是营养生长期的1.13倍.枯叶生物量在生殖生长期有着较为稳定的线性增长规律,相关性模型确定系数R2为0.471 ～0.676.花序生物量相关性模型均未达显著水平(P＞0.05),花序生物量分配率呈幂值为-1.037的幂函数降低规律.在生殖生长期,叶片和茎秆生物量分配率呈现幂值分别为-0.387和0.093的幂函数变化规律.     

刈割干扰下内蒙古草原两种丛生禾草繁殖策略的适应性调节

刈割是内蒙古草原的主要利用方式之一。当植物面对刈割干扰时, 可以通过繁殖策略的调节适应变化的环境。研究刈割干扰下植物繁殖策略的调节对于揭示植物的适应与进化机制具有重要意义。为此, 选择内蒙古典型草原的大针茅(Stipa grandis)和糙隐子草(Cleistogenes squarrosa), 在1979年围封的羊草(Leymus chinensis)样地(对照)和毗邻的长期刈割区对其繁殖策略进行了研究。结果显示: 1)长期刈割干扰下, 大针茅的种群生物量与对照区无显著差异, 由于其株丛生物量显著降低, 大针茅种群生物量的维持得益于种群密度的显著增加。糙隐子草的种群生物量比对照区显著提高, 由于其株丛生物量与对照区无显著差异, 糙隐子草种群生物量的增加也是因为密度的显著提高。因此, 密度调节是两种植物应对长期刈割干扰的重要的调节机制。2)长期刈割干扰下, 两种植物在无性繁殖和有性繁殖过程所采取的密度调节策略并不相同。大针茅种群生殖株丛的密度无显著变化, 非生殖株丛的密度显著提高, 导致其非生殖株丛的相对密度显著增加, 而生殖株丛的相对密度显著降低。因此刈割干扰下大针茅种群在密度调节上采取了保持有性繁殖株丛密度, 增加无性繁殖株丛密度的策略。糙隐子草种群非生殖株丛的密度显著增加, 但生殖株丛的密度增加幅度更大, 导致其非生殖株丛的相对密度显著降低, 而生殖株丛的相对密度显著提高。因此刈割干扰下糙隐子草种群在密度调节上采取了增加无性繁殖株丛密度的同时, 更大幅度地增加有性繁殖株丛密度的策略。3)长期刈割干扰下, 两种植物对生物量生殖分配的调节采取了不同的策略。大针茅株丛生物量向生殖枝分配的比例无显著变化, 通过降低生殖枝向穗的生物量分配比例, 降低了对有性生殖过程的生物量分配的投入; 而糙隐子草则通过增加株丛生物量向生殖枝分配的比例, 维持生殖枝向穗的生物量分配比例, 从而增加了对有性繁殖过程生物量分配的投入。4)长期刈割干扰下, 大针茅的株丛面积和株丛分蘖数与对照区无显著差异。糙隐子草株丛面积降低, 但是株丛分蘖数无显著变化。本实验说明, 植物种群有性繁殖和无性繁殖之间的密度调节和资源分配调节是草原植物应对刈割干扰下的重要调节机制, 不同的响应策略影响着植物种群的消长动态。     

钻形紫菀开花期种群构件的生物量分配

在野外用样方法,选取60株钻形紫菀(Aster subulatus Michx.)开花植株,进行根、茎、叶及花等构件的生物量及其物质分配关系的研究.结果表明:钻形紫菀开花期构件生物量为茎>花>根>叶,其变异系数分别为57.15%、64.66%、57.65%和55.2%,具有较大表型可塑性;在各构件物质分配变异系数中,花生物量分配的变异系数相对较大,说明其调节生殖分配的能力较强;植株高度与各构件生物量呈显著的正相关性,随着各构件生物量的增加均呈幂函数形式增加;花生物量分配与总生物量呈显著的正相关性,其余构件生物量分配均与总生物量及花生物量分配呈负相关性,物质分配由营养构件、支持构件、光合构件向生殖构件转移.反映出钻形紫菀具有自我调节生长力的分配策略,对异质环境具有较强适应能力.     

松嫩平原贝加尔针茅无性系构件的结构及生长规律

采用整个分蘖丛挖掘的取样方法,对松嫩平原栽培条件下贝加尔针茅无性系构件的结构,以及生长与生产规律进行了定量分析.结果表明,在9月末停止生长期,经过2个生长季的营养繁殖,贝加尔针茅无性系的丛径为9.4±3.24 cm.无性系的全体构件数为161.±8.2个.其中,生殖分蘖株为14.6±11.48个,占9.2%;营养分蘖株为146.9±78.70个,占90.7%.全体构件总生物量为3.8±34.22 g,其中生殖分蘖株生物量为2.0±20.34 g,占43.7%;营养分蘖株为28.8±19.43 g,占6.2%.随着丛径的增加,不同构件的数量均具有线性同速生长规律,而不同构件的生物量均具有幂函数异速增长规律.不同构件生物量与无性系全体构件的数量和生物量之间均呈显著(P<0.0)或极显著(P<0.01)的幂函数正相关关系.平均单个生殖分蘖株的生产力约为营养分蘖株的10倍.生殖分蘖株的数量和生物量的表型可塑性普遍大于营养分蘖株.     

天津沿海滩涂互花米草种群生殖分株数量特征及生殖分配研究

通过对天津沿海滩涂单优群落的取样调查,研究了互花米草种群生殖分株的数量特征和生殖分配规律。结果表明,在籽实成熟期,互花米草种群单个生殖分株重为15.62±9.26 g,穗和种子重分别为2.68±2.08和1.39±1.12 g,小穗和种子数分别为537.7±362.2和490.2±376.3个,生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别为15.02±5.83和7.62±3.8%,结实率为81.9 ±28.6%。穗和种子的形成分别需要分株积累3.2和3.6 g以上的生物量。穗长、穗重、种子数、小穗数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与分株高度呈极显著(p<0.01)的正相关关系。穗重、小穗数、种子重、种子数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与分株重呈极显著(p<0.01)的线性正相关关系。种子数、小穗数、生殖分配Ⅰ和生殖分配Ⅱ分别与茎和叶鞘生物量分配呈极显著(p<0.01)的负相关关系。穗各构件在空间上的分布也存在较强的规律性。     

特异性适应稻作系统的稗草种群生活史特性

长期进行除草剂药效试验可能会导致田间杂草种群发生适应性进化。本研究在安徽南陵县除草剂药效试验专用稻田中采集了1个稗草种群A,并以从常规稻田采集的3个稗草种群为对照,开展同质园栽培试验。结果表明: 与3个对照种群相比,A种群稗草植株的单株种子产量显著减少,种子千粒重显著增加,幼苗生长速率显著加快,结实分蘖数显著增多,生育期显著缩短;A种群稗草成株的株高、生物量及对除草剂五氟磺草胺的敏感性均显著降低。A种群稗草幼苗3～4叶期时经五氟磺草胺推荐剂量2倍量(有效成分60 g·hm^-2)处理后,其株高、生物量及成熟种子产量(平均每株1066粒)显著降低,而抽穗期、结实分蘖数、单个总状花序的种子数及种子千粒重无显著差异。因此,种子较重、生活史周期短、植株矮小、结实分蘖多及对除草剂五氟磺草胺具有抗药性,使得A种群稗草对稻作系统具有特异适应性,应防止此类种群扩散至常规稻田。     

Flowering Phenology and Gender Variation in Pennisetum typhoides

Because of the modular structure of pearl millet (an annual grass crop, Poaceae), different tillers of a plant share the same genotype but are subjected to different environmental conditions during their maturation. This allows investigation of the effects of tiller flowering phenology on allocation to resource-producing photosynthetic biomass, sexual functions, and thus tiller gender. All tillers of plants of two families collected from individual maternal plants (represented by 33 and 31 plants each) were analyzed. In both families, allocation to aboveground vegetative biomass decreased as flowering was delayed. On average, late-flowering tillers were 65% smaller than the first ones to flower. The proportion of biomass allocated to reproduction significantly increased with the flowering rank of the tillers, suggesting that translocations of assimilates occurred between early- and late-flowering tillers. In both families, late-flowering tillers produced significantly fewer pollen grains per stamen than early-flowering ones, and female reproductive allocation (expressed as seed mass per tiller) was also affected by flowering phenology. Tillers became increasingly female as flowering phenology progressed. This gender variation is possibly adaptive because pollination efficiency is maximized by plant height. Natural selection may favor a shift toward femaleness to maximize reproductive fitness in small, late-developing tillers.     

冬小麦(Triticum aestivum)分蘖冗余生态学意义以及减少冗余对水分利用效率的影响

通过盆栽试验,以旱作冬小麦(Triticum aestivum)为材料,分别在拔节和抽穗期对分蘖进行人工干扰,来模拟不可预测的自然干扰,对冬小麦分蘖冗余的生态学意义以及减少这些冗余对水分利用效率影响进行研究.设置3个处理:从拔节期开始剪去所有小的分蘖,仅保留主茎和一个大的分蘖(A);在拔节期剪去主茎和两个大的分蘖,保留所有小的分蘖(B);在孕穗期剪去主茎和有效分蘖,保留无效分蘖(C).没有被干扰的植物作为对照(CK).通过花期测定叶片的叶绿素含量、叶绿素荧光参数、气孔导度和蒸腾速率等生理指标来评价植物的生理与生化活性.结果显示,在拔节期和抽穗期去除主茎和大蘖后,无效分蘖的生理活性被激活,开始执行有效分蘖的功能.到花期时,这些无效分蘖已经在生理活性上满足了补充和替代有效茎的要求.虽然株高和穗的整齐度、穗数和产量显著下降,但并没有防碍小麦的繁衍子代,因此,正是这些由早期"无效分蘖"补充而来的有效茎,避免了小麦绝种的风险.而在拔节期去除无效分蘖后,对小麦产量没有显著影响,但提高了水分利用效率,和对照相比水分利用效率提高了10%.因此,可以认为小麦在分蘖上存在着对水分利用不利的生长冗余,减少这些冗余有望节约用水、提高作物的水分利用效率.     

内蒙古草原3种针茅属植物不同组织水平的生物量生殖分配

植物资源的生殖分配是链接进化生态学和功能生态学的纽带。该文从4个组织水平上研究了针茅属(Stipa) 3种植物克氏针茅(S. krylovii)、大针茅(S. grandis)和贝加尔针茅(S. baicalensis)的生物量生殖分配以及株丛和种群水平上可育散布体的数量和生物量。结果表明: 1) 3种针茅属植物在不同组织水平上的生物量生殖分配呈现明显分异。在株丛水平上, 克氏针茅和大针茅的株丛生物量分配到生殖枝的比例分别为44.3%和47.9%, 均显著高于贝加尔针茅的35.7%。在生殖枝水平, 克氏针茅的生殖枝生物量分配到穗器官的比例为30.3%, 显著低于大针茅的42.9%和贝加尔针茅的48.4%。在穗器官水平, 大针茅穗生物量分配到散布体的比例(63.9%)最高, 克氏针茅(49.9%)次之, 贝加尔针茅(39.1%)最低。在散布体水平, 贝加尔针茅的可育散布体生物量占散布体总生物量的比例为92.3%, 显著高于克氏针茅的67.2%和大针茅的71.3%。2) 尽管3种针茅属植物在不同组织水平上的生物量生殖分配存在显著差异, 但从最终可育散布体占株丛生物量的比例看, 克氏针茅为6.1%, 贝加尔针茅为6.3%, 大针茅为9.5%; 三者在生物量生殖分配上表现出明显的趋同效应。3) 3种针茅属植物生物量生殖分配的限制性环节存在显著差异。生殖枝向穗的生物量分配是克氏针茅和大针茅生殖分配的限制性环节, 株丛向生殖枝的生物量分配或穗器官向散布体的分配是贝加尔针茅生物量生殖分配的限制性环节。从可育散布体的数量和个体生物量看, 克氏针茅采取了倾向于拓展空间的增加散布体数量的策略, 而大针茅和贝加尔针茅逐步进化出了趋向于提高个体竞争能力的增加散布体个体生物量的策略。     

东北草原羊草种群结实特性与气候年变化的关系

Leymus chinensis（Trin.）Tzvel. is a fine herbage, which is a perennial rhizome grass species with high potentiality of vegetative propagation. The quantitative characters of fruit-bearing and grain weight of the population were successively investigated in three fixed stands from 1983 to 1998,analyzing the relationship between these characters and the climatic factors in different growing and developing stages. Certain degree of correlations were found between the number of seeds and grain weight of the population and different time of sunshine, temperature and rainfall accumulation before and during the growing and developing stages. From vegetative to reproductive growth of the tiller, including flowering, pollination, fertilization, and ovule development and seed formation, lower accumulated temperature and longer day light during the early growth season promoted fruit-bearing of the population, and vice versa. From turning green to fruit-ripening stage, longer sunshine duration benefited while higher accumulated temperature inhibitted nutrient deposition in the grain. Furthermore rainfall was also good to nutrient collection in the grain from turning green to milky stage,not from milky stage to mature stage. Growth and development of the winter tillers would affect the flowering, fruit-bearing, as well as the quality and quantity of seed production in the following year. Therefore, the number of fruit-bearing and the grain weight of the population could be predicted by the length of sunshine duration from August to September of the previous year and amount of rainfall in May of the present year,but the quantitative variation that estimated by simple climatic factor model was only 29.27%-35.76%.     

东北草原羊草种群结实特性与气候年变化的关系

对３个固定样地的羊草（Ｌｅｙｍｕｓ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ（Ｔｒｉｎ．）Ｔｚｖｅｌ．）种群连续１２￣１６年的调查和测定及其与不同生长发育阶段气候因子的相关分析,表明羊草种群结实数量和籽实重量均与形成这些性状的生育期内,及其以前各生育期不同阶段的光照时间、积温、降水量有着一定程度的相关关系。从分蘖株的营养生长到生殖生长,包括开花、授粉、受精、胚珠发育为种子形成的整个过程中,较低的温度和生长季前期较多的光     

Phenotypic plasticity of life history characteristics: quantitative analysis of delayed reproduction of green foxtail (Setaria viridis) in the Songnen Plain of China

Green foxtail (Setaria viridis L,) is a common weed species in temperate regions. Research on the effect of delayed reproduction on the phenotypic plasticity and regularity of the vegetative and reproductive growth is of vital significance for understanding population regulation and control of the weed in the growing season, Green foxtail seeds were sown every 10 days from 25 June to 24 August of 2004. The growth and production metrics were measured via harvesting tufts and statistical analysis was carried out. The results showed that the reproductive tillers, seed number, seed biomass and one thousand-seed weight of plants at the first sowing (25 June) approximately increased 28.8, 7827.0, 1104.0 and 12.3 times compared with that at the last sowing (24 August), respectively. Total tillers, reproductive tillers and height increased linearly as the reproductive period delayed, however, biomass increased exponentially. Quadratic equations best explained the relationships between the delayed reproductive period and seed number, Inflorescence length, one thousand-seed weight, seed biomass. Based on the quantity and quality of seed production, weeding young seedlings emerging before July can be the most effective weed-control strategy in the Songnen Plain.     

光温因子对大田冬小麦累积生物量的影响

为了探索光、温因子对冬小麦各生育阶段生物量的影响及冬小麦各组织器官生物量的变化规律,利用甘肃省西峰农业气象试验站1981-2008年冬小麦生产年度物候期、产量分析要素等观测资料、1995-2008年冬小麦生产年度三叶期、越冬期、拔节期、抽穗期、乳熟期及成熟期生物量测定资料及相应时段的温度、日照资料,分析了冬小麦生物量变化过程及光温因子综合作用辐热积对各生育阶段生物量的影响.结果表明：冬小麦全生育期生物量的累积过程呈“S”型曲线,抽穗期、乳熟期生物量达到最大.自1981年以来,抽穗期、乳熟期的辐热积以3.314 MJ·m^-2·a^-1的速度上升,其他各生育阶段辐热积随年份呈抛物线变化;返青期、拔节期及乳熟期、成熟期辐热积在20世纪90年代较大,20世纪80年代及21世纪初较小;拔节期、抽穗期辐热积在20世纪90年代较小,20世纪80年代及21世纪初较大.各生育阶段辐热积与产量相关显著.各生育阶段的叶面积指数与该阶段的辐热积利用率呈显著相关,拔节期及抽穗期叶面积指数增加1,其辐热积利用率分别增加0.049和0.259 g·MJ^-1.     

Clonal Patch Size and Ramet Position of Leymus chinensis Affected Reproductive Allocation

Reproductive allocation is critically important for population maintenance and usually varies with not only environmental factors but also biotic ones. As a typical rhizome clonal plant in China''s northern grasslands, Leymus chinensis usually dominates the steppe communities and grows in clonal patches. In order to clarify the sexual reproductive allocation of L. chinensis in the process of the growth and expansion, we selected L. chinensis clonal patches of a range of sizes to examine the reproductive allocation and allometric growth of the plants. Moreover, the effects of position of L. chinensis ramets within the patch on their reproductive allocation were also examined. Clonal patch size and position both significantly affected spike biomass, reproductive tiller biomass and SPIKE/TILLER biomass ratio. From the central to the marginal zone, both the spike biomass and reproductive tiller biomass displayed an increasing trend in all the five patch size categories except for reproductive tiller biomass in 15–40m² category. L. chinensis had significantly larger SPIKE/TILLER biomass ratio in marginal zone than in central zone of clonal patches that are larger than 15 m² in area. Regression analysis showed that the spike biomass and SPIKE/TILLER biomass ratio were negatively correlated with clonal patch size while patch size showed significantly positive effect on SEED/SPIKE biomass ratio, but the reproductive tiller biomass and SEED/TILLER biomass ratio were not dependent on clonal patch size. The relationships between biomass of spike and reproductive tiller, between mature seed biomass and spike biomass and between mature seed biomass and reproductive tiller biomass were significant allometric for all or some of patch size categories, respectively. The slopes of all these allometric relationships were significantly different from 1. The allometric growth of L. chinensis is patch size-dependent. This finding will be helpful for developing appropriate practices for the management of L. chinensis-dominant grasslands.