麥藍菜花期種群構件的生物量結構與異速生長分析

呂艷秋 付月 王鶴 梁雪 張麗輝 韓德復

【摘 要】 采用大樣本隨機取樣的方法，對30株麥藍菜開花植株各構件的生物量及分配關系進行分析。結果表明：麥藍菜種群花期各構件生物量的變異系數分別為81.18% 、74.18% 、 91.21% 和 62.55%，具有較大表型可塑性;其生物量與生物量分配呈現相同規律：葉>莖>花序>根。麥藍菜營養器官和生殖器官的生物量均隨著植株大小的增加而增加，營養器官呈冪函數形式增加，而生殖器官呈線性函數。

【關鍵詞】 麥藍菜 生物量 異速生長 表型可塑性

異速生長指生物體某一特征與第二種特征的相對生長速率不相等，表達生物個體生長與分配間的定量關系[1]，可通過冪函數表示植物各個構件所表現出的生長不同步的現象[2]。分析植物異速生長可以了解其表型可塑性，闡釋植物生物學的內在規律即特征與尺度間不相關，由此引起許多學者關注，此方面的報道較多[3-4]。生物量分配是研究植物異速生長的根本，表示物質和能量的積累，主要受遺傳性狀和環境條件的制約[5]。近年學者不斷加強對植物生物量分配模式的研究，而對入侵植物的生物量分配和異速生長研究較少，還需加強此方面研究工作。

麥藍菜Vaccarra segetalisc（Neck.）Carcke又名道灌草、麥加菜、王牡牛，石竹科麥藍菜屬一年生或二年生無毛草本植物[6]。其種子為我國常用傳統中藥—王不留行，該藥可活血通經，催生下乳，消腫止痛[6-7]。還可釀酒和制醋;也可榨油，用作機器潤滑油。目前集中研究麥藍菜生物學特性、栽培種植、離體培養，王不留行化學成分與藥理活性、VR提取分離與含量測定[8-11]等方面，而未見種群構件生物量特征、異速生長關系模型的報道。本研究擬對吉林地區麥藍菜種群進行野外調查和室內分析，對其各構件生物量特征及相互關系進行分析， 揭示其生態適應特性， 為其野生資源合理開發利用提供數據支持。

1材料與方法

1.1樣地概況

研究區位于吉林省長春師范大學，東經125°21′24″-125°27′12″，北緯43°50′06″-43°57′36″之間。屬于溫帶大陸性濕潤氣候，春季干燥，夏季炎熱，秋季涼爽，冬季寒冷。年平均氣溫4.6℃，年平均降水量522毫米-650毫米。

1.2取樣方法

2019年5月20日，于麥藍菜花期，在長春師范大學體育館外隨機選取 30株完整大小不等植株，用小鏟子將整株連根帶土挖出，帶回實驗室把根部洗凈，逐一測其株高。而后將根、莖、葉、花序逐一分離裝入標有序號的信封中，于75℃干燥箱中烘至恒重，用電子天平分別稱重。

1.3數據處理

以株為單位統計株高、各構件生物量及分配等指標，用Excel 2003對各指標進行統計分析。分析構件數量特征與生物量間關系時，分別用冪函數、直線函數、指數函數3種函數關系進行分析，并選擇相關系數最高的函數作為描述模型。

2結果和分析

2.1各構件的生物量結構分析

麥藍菜各構件數量的最大值和最小值反映試驗樣本實際范圍，平均值代表整體水平，變異系數反映樣本間相對變異度。麥藍菜種群各構件數量特征見表 1。從表1可知，30株開花麥藍菜中，植株最高35.40cm，最低10.30cm，平均株高23.47cm，變異系數為27.09%，低于50%，表明麥藍菜種群在花期株高是一定的，其差異僅在生物量上體現。

麥藍菜種群總生物量為 0.07 ～ 0.94 g， 平均值為 0.28 g（變異系數72.76%），其中葉>莖>花序>根，其變異系數均超過 50% 。變異系數被認為是表型可塑性的衡量指標，可看出麥藍菜種群各構件生物量具有較大表型可塑性。麥藍菜種群生物量分配與構件生物量呈現相同規律，即葉>莖>花序>根，其變異系數均低于50%，說明各構件生物量分配相對穩定;而各構件生物量分配變異系數大小表現為花序>葉>根>莖，說明莖的生物量分配比例比其它構件更穩定，其次是根。

2.2各構件生物量與植株大?。偵锪浚┲g的關系

麥藍菜各構件生物量與植株大?。偵锪浚?之間的關系見圖 1。由圖1可知，麥藍菜花期根、莖、葉和花序生物量與植株大小均呈極顯著正相關關系（P<0.01）。其中根、莖與葉的生物量和植株大小呈極顯著冪函數正相關（P<0.01），而花序生物量與植株大小呈極顯著線性正相關（P<0.01），說明麥藍菜營養器官和生殖器官都隨植株大小增加而增加。b值反映各構件制約植株大小的能力，在根、莖和葉的生物量與植株大小的擬合方程可知，b值分別為0.9264、1.0345、1.0168，各構件生物量對植株大小的制約力表現為莖>葉>根;花序生物量與植株大小擬合方程的相關系數較其他構件小，對植株大小的制約程度最小。因此麥藍菜種群不同構件生物量對植株大小制約作用為莖>葉>根>花序。

3 討論

表型可塑性指同一個基因型響應不同環境產生不同表型的特性，是植物對環境適應能力的體現[12]?；ㄆ邴溗{菜總生物量與各構件生物量變異系數均超過50%，表明麥藍菜種群具有較強表型可塑性。麥藍菜的生長發育通過調節各構件生物量獲取營養、水分和光照等資源，這與張麗輝等研究結果[13]相一致。但株高變異系數較低，為27.09%，反映了麥藍菜種群株高是相對穩定的，其差異僅體現在生物量上。麥藍菜各構件生物量大小表現為葉>莖>花序>根，葉的生物量最大，葉是光合器官，說明供給植物生長的營養物質是通過葉來光合和儲存。麥藍菜各構件生物量分配與構件生物量呈相同規律即葉>莖>花序>根，其變異系數均較小，說明各構件生物量分配比較穩定。根的生物量及其分配比例最小，而葉的相對較大，說明麥藍菜花期植株分配較多的能量建造葉，增加植株對異質生境的適應能力。

植物生長和物質分配有一定規律，可用線性函數、冪函數或指數函數表達，通常選擇相關系數最大的作其研究模型[12]。結果顯示，麥藍菜根、莖和葉的生物量與植株大小呈極顯著冪函數正相關（P<0.01），花序生物量與植株大小呈極顯著線性正相關（P<0.01），表明麥藍菜營養器官和生殖器官的生物量均隨植株大小增加而增加，各構件生物量對植株大小的制約力表現為莖>葉>根>花序。若對植物生長與分配規律分析時，把線性關系稱同速生長，非線性關系稱異速生長[14]，則在麥藍菜各構件生物量與植株大小關系間既存在同速生長，也存在異速生長，說明植株生長過程中同時具有同速和異速生長的表型可塑性調節。

【參考文獻】

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作者簡介：呂艷秋（1989年—），女，蒙古族，吉林鎮賚，碩士研究生，單位：長春師范大學生命科學學院，植物生理生態方向研究