沙棘性状及形态解剖特征与其生态适应性研究

论文摘要

本文以沙棘(Hippophae rhamnoides L.)中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis Rousi)亚种,俄罗斯大果沙棘及其两个杂交种(F1)为材料,对生长在不同生境下的中国沙棘,相同生境下的中国沙棘、俄罗斯沙棘和及其两个杂交种的植物学性状、生长结果习性进行了系统的比较研究;利用光学显微镜对四种沙棘进行形态解剖学研究;利用扫描电镜对叶片表皮毛和气孔形态进行了扫描观察;利用LI～6400便携式光合测定仪进行了叶片光合速率及蒸腾速率测定,该研究为合理制定沙棘的栽培技术措施、选育沙棘新品种、进行沙棘抗逆性研究及发展沙棘产业提供了理论依据,主要结果如下:1对沙棘的根、根瘤、茎、叶、花、果实性状、新梢生长、果实发育动态变化、产量等进行了系统的比较研究,从生长量看,中国沙棘生长量较大,杂交种和俄罗斯沙棘次之;从果实重量、体积、单株产量上来看,俄罗斯沙棘较大,杂交种沙棘次之,中国沙棘较小;从果实发育看,俄罗斯沙棘和中国沙棘果实体积的动态变化生长曲线均呈“S”型。2对中国沙棘、杂交种和俄罗斯沙棘进行形态解剖研究表明,生长在同一生境下的中国沙棘、杂交种和俄罗斯沙棘的茎、根系、根瘤形态解剖结构差异很大,不同种类沙棘茎、根的组织解剖结构中,导管直径以俄罗斯沙棘的导管直径最大,其次是杂交种,最小的是中国沙棘;导管密度则以中国沙棘根导管密度最大;根瘤形态解剖结构中表明,中国沙棘的维管束直径大,维管束内细胞、维管束外细胞均小,泡囊及泡囊密度均大,这与其原产地域密切相关;同一种类在立地条件不同的山地、滩地、果园的中国沙棘茎、根系、根瘤组织结构各部分也有明显差异,中国沙棘解剖结构与其生态适应性密切相关,长期的自然选择形成了中国沙棘解剖结构适应其严酷的立地条件变化的特征。3对叶片解剖结构研究表明,沙棘叶片具有相对发达的栅栏组织,因此沙棘叶片具备适应干旱的解剖结构。不同种类沙棘叶片组织结构差异很大,并与其生态适应性密切相关;不同种类叶片组织结构紧密度(CTR值)有较大的差异,CTR值越大,其抗旱性越强,中国沙棘的CTR值大于俄罗斯沙棘,体现了中国沙棘对干旱的适应性更强;同一种类在不同立地条件下其CTR值也有明显差异,在干旱立地条件下,其叶片的CTR值增大。4对叶片表皮毛和气孔形态进行了电镜扫描观察研究,在表面结构上,沙棘叶片具有发达的多层次的不同类型的表皮毛,较厚的角质层。中国沙棘与俄罗斯沙棘及杂交种相比,中国沙棘叶片小,表皮毛层次多,气孔密度大,具有较强的耐旱性。5沙棘为雌、雄异株植物,沙棘花芽分化分为花芽分化开始期、花序分化期、花蕾分化期、花萼分化期、雄蕊分化期、雌蕊分化期。花粉性细胞的发育经过花粉母细胞、二分体、四分休、单核花粉粒、双核花粉粒几个阶段。胚囊发育包括孢原阶段、大孢子母细胞、经减数分裂形成四分孢子、经有丝分裂形成成熟胚囊等几个阶段。该研究为合理制定沙棘的栽培技术措施和培育新品种提供了科学依据。6沙棘的光合速率和蒸腾速率都具有明显的日变化和季节变化,沙棘光合速率、蒸腾速率都与环境因子(气温、相对湿度、光合有效辐射等)间有密切关系。从不同种类沙棘光合作用来看,俄罗斯沙棘比中国沙棘的光合作用强,有利于制造养分,同时俄罗斯沙棘的蒸腾作用也比中国沙棘强。通过上述研究,对中国沙棘、俄罗斯大果沙棘及其杂交种进行性状、形态解剖结构指标及适应性综合分析,中国沙棘具有旱生结构特点,抗早能力强,在防止水土流失、荒山造林、生态建设中应以种植中国沙棘为主;俄罗斯大果沙棘具有果实大、产量高等优良栽培性状,在水分条件好或有灌溉条件的地区,可以发展俄罗斯大果沙棘。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 沙棘植物资源研究概况
• 1.2 沙棘种类及其分布
• 1.3 沙棘生理生态学研究进展
• 1.4 沙棘的生态效益
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 研究区样地概况
• 2.2 试验材料
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 沙棘植株形态特征研究
• 2.3.2 沙棘解剖结构特征研究
• 2.3.3 光合速率、蒸腾速率测定
• 3 沙棘植株性状特征与其生态适应性研究
• 3.1 沙棘根系观察
• 3.1.1 沙棘根系的分布观察
• 3.1.2 沙棘根瘤形态调查研究
• 3.2 沙棘茎（枝干）性状观察
• 3.2.1 冠幅和树高
• 3.2.2 沙棘枝条特性观察
• 3.2.3 枝刺
• 3.2.4 枝条性质
• 3.2.5 新梢生长动态变化
• 3.3 叶片性状及其生态适应性
• 3.4 沙棘花芽及花的形态观察
• 3.5 果实特性
• 3.6 沙棘种子特性
• 3.7 小结与讨论
• 4 沙棘形态解剖结构与其生态适应性研究
• 4.1 沙棘根系形态解剖结构研究
• 4.1.1 不同种类沙棘根系形态解剖结构研究
• 4.1.2 不同立地条件中国沙棘根解剖结构特征观察
• 4.2 沙棘根瘤解剖结构特征观察研究
• 4.2.1 不同种类沙棘根瘤解剖结构特征观察
• 4.2.2 不同立地条件中国沙棘根瘤解剖结构特征观察
• 4.3 沙棘茎的解剖结构特征观察研究
• 4.3.1 不同种类沙棘茎的解剖结构观察
• 4.3.2 不同立地条件中国沙棘茎的解剖结构观察
• 4.4 沙棘叶片的解剖结构特征观察研究与其生态适应性
• 4.4.1 不同沙棘种类叶片解剖结构
• 4.4.2 不同立地条件中国沙棘叶片组织结构
• 4.4.3 不同沙棘种类叶片角质层解剖结构
• 4.4.4 不同种类沙棘表皮毛形态特征与其生态适应性
• 4.4.5 不同种类沙棘叶片气孔形态特征与其生态适应性
• 4.5 沙棘花芽的解剖结构与花芽分化观察
• 4.5.1 沙棘花芽分化观察
• 4.5.2 沙棘小孢子发生与雄配子体发育（花粉性细胞发育）
• 4.5.3 沙棘大孢子发生与雌配子体发育
• 4.6 沙棘果的形态解剖结构特征
• 4.7 小结与讨论
• 5 沙棘光合特性与蒸腾特性及其生态适应性研究
• 5.1 中国沙棘的光合速率
• 5.1.1 中国沙棘光合速率的日进程和季节动态
• 5.1.2 环境因子对沙棘光合速率的影响
• 5.2 中国沙棘的蒸腾速率
• 5.2.1 中国沙棘蒸腾速率的日进程和季节动态
• 5.2.2 环境因子对沙棘蒸腾速率的影响
• 5.3 两种沙棘光照强度和蒸腾强度日变化
• 5.3.1 两种沙棘光合强度日变化
• 5.3.2 两种沙棘蒸腾强度日变化
• 5.4 小结与讨论
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介