[医药]四种罗汉松属植物茎水力结构特征初步研究.doc

四种罗汉松属植物茎水力结构特征初步研究摘要：对罗汉松属（）竹柏（. ）、长叶竹柏（. ）、罗汉松（. ）和大理罗汉松（. ）4种植物茎水力结构特征参数进行了测定。结果显示，4种植物平均叶面积和茎端总叶面积均差异明显；4种植物的胡伯尔值（）、边材密度、导水率（）、比导率（）、叶比导率（）没有显著差异，与其平均叶面积也没有显著的相关性，可能是由于种植物的茎端总叶面积没有显著差异引起的。关键词：罗汉松属（）植物；水力学特性；叶面积 ， ，（ ； ， ， ， ）： ， . ， . ， . . ， as ， ， ， ， ， ； a ： ； ； 植物茎的水力学特性是植物生理生态学的主要研究内容。从世纪年代开始，国内外学者从木质部结构、矿物质营养、病理、遗传、水分动态移动等不同角度对植物茎的水力结构进行了探讨，-10。裸子植物具有与被子植物不同的水力结构，在木质部中的水分运输通过管胞完成，管胞在直径和长度上都比被子植物的导管小，导致在水分运输上有更多的阻力，水分运输效率较低1。为调节水分平衡，裸子植物通常进化出较小的叶片，以减少水分的蒸腾消耗，2。但有的裸子植物叶片明显较大，尤其是生长在热带的一些裸子植物，如罗汉松科（）的竹柏（. ）和长叶竹柏（. ）3。目前对罗汉松科植物的研究主要集中在分子系统学、木材的解剖结构、繁育技术以及与根瘤菌的相互关系等方面46，对水力结构特征方面的研究较少。了解不同叶面积茎水力结构特征有利于深入了解植物的进化适应性。为此，选择罗汉松科罗汉松属（）的4种不同叶面积植物作为研究对象，对其茎水力结构特征进行比较研究，以期为深入了解不同叶面积植物近缘种进化适应性提供基础资料。 材料与方法 研究材料选择罗汉松科罗汉松属的竹柏（. ）、长叶竹柏（. ）、罗汉松（. （） ）和大理罗汉松（. ）作为研究材料，种植物的茎、叶采自西南林业大学。竹柏为常绿乔木，叶长卵形、卵状披针形或披针状椭圆形，长.0 ，宽 ，先端渐尖，基部楔形或宽楔形，有光泽，下面淡绿色，交互对生或近对生，排成两列，厚革质， 无中脉而有多数并列细脉。长叶竹柏为常绿乔木，树干直，树冠塔形。树皮片状剥落，褐色。叶交互对生，叶质地厚，宽披针形至椭圆状披针形，长 ，宽 。罗汉松为乔木，高达 ，胸径约 ，树皮灰色或灰黑色，浅片裂。叶螺旋状排列，线状披针形，长 ，宽 ，先端锐尖或钝尖，基部楔形，两面中脉明显隆起。大理罗汉松为灌木，高.0.0 ，小枝粗壮。叶密生或疏生，窄矩圆形或矩圆状条形，稀疏圆状披针形，质地厚、革质，长.0.0 ，宽.0.0 ，先端钝或微圆，稀尖，基部窄，中脉隆起7。 研究方法叶面积采用面积检测仪进行测定。清晨从4种罗汉松不同的个体上随机采集根枝条，将茎切端放入装有水的桶内，立即带回实验室。在实验室内测定茎的导水率（）、比导率（）、叶比导率（）和胡伯尔值（），参考的方法测量8，计算公式如下。导水率（），即通过一个离体茎段的水流量（，）与该茎段引起水流动的压力梯度（，）的比值；比导率，即导水率与茎段边材横截面积（，）的比值；叶比导率 ，即导水率与茎末端叶面积的比值；胡伯尔值，即边材横截面积与茎末端叶面积比值；边材密度，即边材干重与边材的体积比值。 数据分析数据分析采用 软件包完成，图形采用软件包完成19。 结果与分析 叶面积特征结果显示，4种植物的平均叶面积具有明显差异（表）。特别是竹柏平均叶面积最大，与其他种差异显著，其次是长叶竹柏，罗汉松和大理罗汉松两者平均叶面积差异不明显。以每个枝条作为统计单元，4种罗汉松植物的总叶面积从大到小为大理罗汉松、竹柏、长叶竹柏、罗汉松。不同物种间随着平均叶面积的增加，每个枝条上叶片的总面积并没有随之增加。 水力结构特征胡伯尔值测定的是每单位叶面积的边材面积，胡伯尔值越大，说明维持单位叶面积水分供给的木质部组织越多。从表可以看出，胡伯尔值从大到小为罗汉松、竹柏、长叶竹柏、大理罗汉松，表明罗汉松和竹柏单位末端叶供给水分所投入的边材组织较胡伯尔值小的长叶竹柏和大理罗汉松多；边材密度从大到小为长叶竹柏、罗汉松、大理罗汉松、竹柏，边材密度的增加使得相应的茎段孔隙值变小，说明4种罗汉松植物的茎段孔隙值大小依次为竹柏、大理罗汉松、罗汉松、长叶竹柏；导水率从大到小为罗汉松、竹柏、大理罗汉松、长叶竹柏，表明4种植物的导水能力依次减弱；比导率从大到小为竹柏、罗汉松、长叶竹柏、大理罗汉松，比导率越大，说明其输水效率越高，单位有效面积的输水能力越强；叶比导率从大到小为大理罗汉松、长叶竹柏、竹柏、罗汉松，叶比导率越大，说明单位叶面积的供水情况越好，在压力势梯度相同的情况下，植物中叶比导率值高的部分，可以获得更多的水分。随着平均叶面积的增加，胡伯尔值、边材密度、导水率、比导率和叶比导率并没有显著增加（图）。但是，虽然与平均叶面积相关性不显著，导水率却随着胡伯尔值的增加而增加，比导率随着边材密度的增加总体上呈下降趋势。 小结与讨论种植物的平均叶面积具有明显差异，平均叶面积从大到小分别为竹柏、长叶竹柏、罗汉松、大理罗汉松，每个枝条的总叶面积从大到小为大理罗汉松、竹柏、长叶竹柏、罗汉松，但是每个枝条的总叶面积与平均叶面积之间并没有显著的相关性。蒸腾作用是植物非常重要的一项生理活动20。与叶面积较小的种相比，具有较大叶片的种需要消耗更多的水分，为满足叶片对水的需求，其茎要具有更强的导水率。虽然竹柏、长叶竹柏与罗汉松和大理罗汉松的平均叶面积差异显著，但是它们茎的导水率并没有显著差异，这可能是由于各自茎端的总叶面积变化趋势与平均叶面积之间没有显著相关性的原因。因此，不能简单地依据叶面积的大小来判定植物茎的水力学结构特征。这是否与它们生长环境相同等因素有关，还有待进一步研究。结果表明，4种植物叶面积与水力结构参数之间没有显著关系。4种植物的导水率和胡伯尔值之间存在正相关，胡伯尔值是无量纲值，测定的是每单位叶面积的茎组织多少，胡伯尔值越大，则维持单位叶面积水分供给所需的茎干组织越粗，8，因此该种植物单位茎边材面积运输的水分就越多；比导率与边材密度总体上呈负相关关系，这表明边材密度的增加，使得相应的茎段孔隙值变小，影响茎段输水效率。这与李吉跃等的研究结论一致，即较低的边材密度与更大的管胞相关。对种罗汉松属植物茎水力学特性进行了初步研究，研究结果与前人相关研究结果基本一致，但是相关趋势不是很明显，这可能与所选物种的代表性较差、样本偏少以及试验数据偏少等有关，今后研究工作将进一步进行。参考文献： 李吉跃，翟洪波木本植物水力结构与抗旱性应用生态学报，（）： 翟洪波，李吉跃， 魏晓霞 从油松苗木的水力结构探讨管道模型北京林业大学学报，（）： 翟洪波，李吉跃，姜金璞元宝枫栓皮栎苗木水力结构特征的对比研究北京林业大学学报，（）： 翟洪波，李吉跃，聂力水油松的水力结构特征林业科学，（）： ， ， ，（）： ， ， ， ， （）： ， ， p， ，（）： ， ， - （ ） （ ） p，（）： ， r ， x ，（）：0 高红兵，曹丽娟，于晓光 樟子松树干茎流日变化规律研究 安徽农业科学，2010，38（36）：20946-209481 ， ， ， ， （）：2 ， ， （ ），（）：3 李 果，沈泽昊，应俊生，等中国裸子植物物种丰富度空间格局与多样性中心生物多样性，（）：4 苏应娟，王 艇，陈国培，等基于序列数据利用贝叶斯法推测罗汉松科的系统发育中山大学学报（自然科学版），（）：5 苏应娟红豆杉科、三尖杉科和罗汉松科植物叶片结构的比较观察 武汉植物学研究，（）：6 黄宝灵，吕成群，于新宁，等 几种罗汉松属植物根瘤的形态与结构 广西植物，（）：7 中国科学院中国植物志编辑委员