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1、 武夷学院毕业论文 (设计) 钻形紫菀的生殖分配和繁殖能力（育苗技术）研究 院 系 ：专业（班级）：姓名：学号:指导教师：职称：完成日期： 年 月 日 摘 要摘要：目的：探讨钻形紫菀的生殖分配和繁殖能力。方法：通过将钻形紫菀不同规格的茎段插扦繁殖处理，判断钻形紫菀的无性生殖能力；通过对钻形紫菀野外调查和种子采集，观察钻形紫菀的种子生产和形态特征；通过将洗净的钻形紫菀根、茎、叶等器官分离，精确称重，判断钻形紫菀开花植株的生物量及其分配。结果：钻形紫菀茎节在没有接触土壤的条件下，离体茎段不能生长，茎段埋入土壤，茎段的成活率低于12%；钻形紫菀的小花和种子数量非常多，种子质量轻，有冠毛，传播容易；钻
2、形紫菀各个构件的生物量大小为茎 花根 叶，各构件生物量分配的变异系数为叶花 根 茎。结论：虽然钻形紫菀的无性生殖能力不强，但是其根茎萌蘖能力、传播、扩散能力、调节生殖分配的能力较强。关键词：钻形紫菀；无性生殖；生物量AbstractAbstract：Objective：To explore the reproductive allocation and reproductive capacity of annual saltmarsh aster. Methods: By cutting the stem of annual saltmarsh aster with different spe
3、cification ,to discuss the asexual reproductive ability of annual saltmarsh aster; By collecting the seed of annual saltmarsh ster and do some field investigations, Observe the seed production and the morphological characteristics of annual saltmarsh aster; By separating the organs of the clean annu
4、al saltmarsh aster ,such as the root, stem and leaf and accurate weighing the organs ,then Judge the plant biomass and its allocation of annual saltmarsh aster. Result:In the absence of contacting with soil conditions, th stem section of annual saltmarsh aster cannt grow, while contacting with the s
5、oil , the survival rate of the stem section of is below 12%;The number of flower and seed of the annual saltmarsh ster is high.The quality of seed is light. it is easy to spread with pappus. Comparing the biomass of different organs, the result is as following, stem flower root leaf. Conclusion:Alth
6、ough the asexual reproduction ability of the annual saltmarsh ster is not strong , its rhizome shooting ability, spreading ability, regulating reproductive allocation ability is very strong.Key words: annual saltmarsh aster; asexual reproduction; biomass 目 录1 引言 12 材料和方法 22.1 钻形紫菀的无性生殖能力 22.1.1材料的采集
7、22.1.2插扦繁殖处理22.2 钻形紫菀的种子生产和形态特征 2 2.3钻形紫菀开花植株的生物量分配32.3.1取样32.3.2数据处理33 实验结果与讨论 33.1钻形紫菀的无性生殖能力33.2钻形紫菀的种子生产和形态特征43.3钻形紫菀开花植株的生物量分配5谢辞6 参考文献 7钻形紫菀的生殖分配和繁殖能力（育苗技术）研究1 引 言 钻形紫菀是菊科紫菀属一年生草本植物，茎高25-90cm,没有毛，上部稍微有些分枝。基生叶呈现倒披针形，花后凋落；茎中部的叶线状呈现披针形，先端尖或者钝，有时具有钻形尖头，无柄，全缘，无毛。头状花序略呈现圆锥状，总苞钟状，总苞片三到四层，内层较长，外层较短，无毛
8、，线状钻形；舌状花较细，呈现淡红色，长度与冠毛相等或着稍长；管状花占大多数，短于冠毛。瘦果椭圆形或者长圆形，有5纵棱，冠毛呈现淡褐色。花果期811月，产生数量很多的瘦果，具有冠毛，可随着风散布。原来生产于北美洲, 在我国已入侵河南、江西、云南、安徽、浙江、江苏等十多个省区 1 。同别的外来入侵植物一样, 钻形紫菀能够分泌出化感物质并抑制其它农作物的生长2 , 对农业及入侵地的生物多样性造成严重危害, 成为林缘、苗圃等生境危害最严重的外来入侵物种之一。随着全球变暖的加剧以及我国区域间经济贸易、交通运输业的高速发展，钻形紫菀在我国的蔓延速度、扩散范围不断增加，其危害程度日趋严重。因此，对钻形紫菀开
9、展系统、深入的科学研究已显得十分必要和紧迫。 目前国内外学者大部分的研究工作主要集中在钻形紫菀的分布危害、化感作用 、遗传分化、综合防治以及光、水、温、养分等环境因子对植株生理的影响方面，对钻形紫菀的繁殖能力与种子萌发特性的研究较少。植物的繁殖能力与种族扩散、延续密切相关，种子萌发是植物发育的关键阶段，对植物种群的竞争、建立有着重要的影响。植物种子的萌发主受内在遗传因素决定，但同时受到环境条件的制约，环境因子如水分、温度、pH、埋藏深度等都对其萌发产生重要作用3-4 。我国目前外来植物入侵的形势非常严峻, 我国已经对重要的入侵物种的繁殖的特性、入侵的机理及其一些相关的管理措施等方面进行了相应的
10、研究, 并且已经开始对部分的重要入侵物种进行了风险评估以及相应的预警监测工作, 还从植物的一些功能构件、生殖配置等方面下手, 探究了外来的入侵植物对于入侵地的生态适应性以及入侵成功的机理。对外来入侵的植物生殖分配和繁殖能力（育苗技术）研究进行研究可为预防外来入侵植物扩散、爆发提供重要理论依据, 对揭示其入侵机制具有重要意义。前人的研究表明，多数入侵植物的种子产量十分高，萌发的速度也很快，对环境变化的适应能力很强，并且不需要特别的处理来打破种子的休眠5-7 。钻形紫菀的种子萌发、繁殖能力的特点究竟怎样？它在入侵扩散过程中特点如何？迄今没有相应的研究报道。本研究地点设在福建省西北部武夷山，该地区属
11、于中亚热带季风气候，气候很温和，雨水量充沛，年均温约19.3摄氏度。全面调查的基础上，我们在武夷山低洼撂荒地我设置样地，面积约为150m2,群落总盖度为百分之百，钻型紫菀占了其中的绝度优势，覆盖度达到了95%以上。我们通过室内实验和野外调查，对钻形紫菀的生殖分配和繁殖能力进行了研究，为探究钻形紫菀潜在分布范围、钻形紫菀的入侵机制综合治理提供了一定的理论基础。2 材料与方法2.1 钻形紫菀的无性生殖能力2.1.1材料的采集 （1）在武夷山样地采集钻形紫菀嫩枝，这些嫩枝来源于一个群落，大小一致，没有病虫害，节上没有萌生新芽的一级分枝； （2）将茎尖和叶片除去，剪成含有0（节间）、1、2、3节茎段以
12、及含有2个茎尖和茎尖的茎段（以下分别称0节、1节、2节、3节和茎尖处理） 2.1.2扦插繁殖处理 （1）将m(泥):m(砂)=（1：1）的混合材料装入塑料盒（长度宽度高度=41.5cm 26.5cm 7.5cm）,用做栽培基质； （2）同种规格的茎段插入同种塑料盆基质，每盆22根，每处理各3盆，共15盆。插扦深度为0节处理的为5cm，其余处理的均为10-15cm，其中2节、3节和茎尖处理均把最下面的茎节埋人基质中。 （3）浇灌适量的标准Hoagland营养液，以满足茎段生长的营养需求，每天浇足水，实验持续1个月的时间； （4）每天都观察扦插茎段的生长状况，最后统计成活率2.2 钻形紫菀的种子生
13、产和形态特征 （1）钻形紫菀的生境为开阔荒坡，以单优群落的形式成片生长。现场调查23年生钻形紫菀成熟植株的种子产量和小花数，5-20个重复；（2）采集钻形紫菀的成熟种子，放置于4摄氏度的便携式冰藏箱运回实验室，风干后以供使用，用尺子测量种子的总长度、冠毛长度和冠毛数量，共20个重复2.3 钻形紫菀开花植株的生物量分配 2.3.1取样 （1）在钻形紫菀开花期, 在样地中随机设置10个1 m X 1m 的样方, 每个样方选取6株开花植株, 共60 株, 测量每株的高度, 将其根系全部挖出, 把根系上的土一起带回实验室, 水中浸泡； （2）冲洗干净后将植株的根、叶、花、茎等器官分离, 装袋, 在80
14、摄氏度下烘至恒定重量, 用精确度为1 /10000电子天平逐株一一称重。2.3.2 数据处理（1）用每株各构件的生物量占该株总生物量的百分比作为生物量分配的数量指标。（2）观测样本的实际大小范围用最大值和最小值来反映; 样本各性状整体水平特征用平均数(M )代表; 样本的绝对变异度用标准差( SD) 反映; 样本的相对变异度用变异系数(CV )反映。3 实验结果与讨论3.1钻形紫菀的无性繁殖能力处理 存活率 生长动态 0节 00.00c 实验期间逐渐干枯死亡1节 00.00c 实验2天后茎节上长出嫩芽，不长根，18天后死亡2节 5.66 1.11b 大部分茎段在插扦3-4天后长出嫩芽，新叶，但
15、只要少数茎段长出新根 3节 11.321.32a 大部分茎段在插扦3-4天后长出嫩芽，新叶，大部分茎段长出新根茎尖 4.401.8 大部分茎段在插扦3-4天后长出嫩芽，新叶，但可长出新根而存活的茎段数少表一 钻形紫菀的无性繁殖能力结果 外来物种的入侵过程一般包括引入、存活、建群、扩散与危害等几个阶段，其中种群的建立与扩散是决定外来物种能否入侵的关键因素，植物的繁殖特征则对这两个阶段的发生、发展起着非常重要作用。实验结果表明，钻形紫菀的无性繁殖能力不高，在茎节没有接触土壤的条件下，所有的离体茎段都不能生长，而把茎段埋入土壤，茎段的成活率也低于12%。产生这种情况的主要原因是因为茎段不能在短时间内
16、长出新根，不能从外界摄取营养物质，而自身储存的营养物质有限，随着自身养分逐渐消耗而导致衰老死亡。虽然钻形紫菀植物的无性繁殖能力不高，但通过我们的野外观察发现，钻形紫菀具有很强的根茎萌蘖能力，即使把钻形紫菀植株的地上部分全部去掉，只要土壤中残存有基部根颈或茎节，其基部的茎节能够迅速萌生许多密集的分枝和嫩芽。此外，钻形紫菀植株下部分的茎节常常会长出一些须状根，即使受到畜或者人的践踏以及其他的干扰因素如暴雨、风力等，造成钻形紫菀植株和茎秆倒伏，须状根然后能够伸入到土壤中并且长出克隆分枝。尤其在每一年的3到4月份，当钻形紫菀的成熟植株由于种子成熟，而导致地面上大多数的结实枝条死亡时，主茎根颈处发出的嫩
17、枝能迅速增加整个植株的总叶面积，然后增加光合能力，为它在以后的生长季节中重新长成枝条丛生的庞大个体奠定基础，从而促进钻形紫菀种群的恢复重建和扩散蔓延。3.2 钻形紫菀的种子生产特征形态指标 平均值 标准误 重复数植株小花数量（朵.株-1）15324.00 1700.00 5花种子的数量（粒.花-1）29.99 0.69 20 植株种子数量（粒.株-1）478988.00 44500.69 5 种子长/mm 8.50 0.13 10冠毛长/mm 4.66 0.04 20 冠毛数量（条.粒-1） 26.66 1.88 20 种子千粒质量/g 27.67 1.89 20 表二 钻形紫菀的种子生产和形
18、态特征实验结果显示，钻形紫菀的无性生殖能力虽然较弱，但是它有较强的有性生殖能力，它在新的环境中建立种群主要取决于种子的分布及传播。钻形紫菀的小花数量非常多，一个开花的钻形紫菀植株其小花数量高达1.5l04朵，而它产生的种子总量近似48x104 粒。这些种子散落在地面后能够构成钻形紫菀十分庞大的种子库，即使有些年份，碰到不良环境或者人为原因灭除措施，导致种子产量出现十分大幅度的降低甚至没有种子生产的情况下，该种群也不会受到灭绝的威胁10。并且钻形紫菀种子的质量较轻，表面具有冠毛，冠毛长度越长，水平扩散距离越远，借着风力，越容易传播。同时钻形紫菀顶部的刺状形冠毛能够粘附在人、畜以及交通工具的表面上
19、进行更加远距离的传播扩散，而因为重力的作用沉降在植株周围的种子也能够随雨水的径流移向较低洼处以致随河流漂至下游的地区钻形紫菀的这些特征使它能够借着水流、风力、动物等传播，不段扩大器范围，这也加大了相关防控治理措施的困难，而土壤种子库作为强大的地下潜在种群，更增加其彻底根除的难度。2.3 钻形紫菀开花植株的生物量分配 最大值 最小值 平均 变异系数 Max Min MeanSD CV(%) 构件生物量 根 3.720 0.1230 1.57600.9086 57.55 茎 20.9470 1.0520 8.6734.890 56.98 叶 3.6420 0.2420 1.34830.7440 5
20、5.0 花 10.730 0.1601 3.80092.4536 64.60 总生物量 37.039 0 1.5671 15. 43128. 8042 57.00植株高 162 93 1282517.45 13.61生物量分配 根 14.85 6.02 10.37502.0300 19.50 茎 66.31 46.32 56.624.43 7.83 叶 15.7 5.34 9.22.04 22.26 花 33.18 10.25 23.85.08 21.3表三 钻形紫菀开花植株的生物量分配 结果显示开花期的钻形紫菀在植株个体总生物量的变异系数高达57. 05%, 各构件的生物量变异系数也都超过了
21、50%, 说明在同一个种群中，开花期的钻形紫菀个体生物量积累具有不整齐性, 有一些植株，在生物量较大的时候才开花, 而有一些植株，在生物量很小时便已开花, 与另外一些入侵植物比如牛膝菊(G alinsona parvif lora )相似。此外，这也表明了钻形紫宛的植株个体以及各个构件生物量具有较大的表型可塑性。植物在生长过程中, 常常通过调节各个构件生物量以及它们的分配使其与整体的生长变化相协同,植株个体之间对营养资源的竞争力较大的表型可塑性是植株适应能力强,入侵新环境的主要因素之一, 也是外来的入侵植物对陌生环境异质性的适应策略之一。开花时期的钻形紫菀植株个体以及它的各构件生物量的较大的表
22、型可塑性, 反映它对异质环境具有较强适应能力, 有利于在入侵过程中定居和扩散钻形紫菀各个构件的生物量大小为茎 花根 叶, 生物量分配的顺序与生物量一致。叶的生物量分配和它的生物量最低, 而花的相对大些, 这表明，钻形紫菀成熟期植株的物质分配已经渐渐由光合构件向生殖构件转移, 为种群的扩散和延续作准备。各构件生物量分配的变异系数为叶花 根 茎。茎的生物量分配及其生物量最大, 但其生物量分配变异系数( 7. 84% )却最小, 说明茎在植物花期的支撑作用仍非常重要, 随植株生长发育变化较小。钻形紫宛花的生物量分配变异系数( 21. 4% )相对较大, 说明其调节生殖分配的能力较强, 这一生物学特性
23、对于缓解外界环境胁迫的压力具有重要意义。谢辞光阴似箭、时光流逝，转眼之间三年大学生活即将结束。回首过去，思绪万千，从刚刚踏入武夷学院到即将毕业，这段时期对我来说意义非凡。 由衷感谢我的恩师老师对我的厚爱，老师无微不至的关怀和照顾，我将永记于心，他从容、豁达、立身立行的做人风格，不仅使我明白如何看待事物，懂得了如何规划自己的人生，而且还明白了很多为人处世的道理。在论文完成期间，我得到了老师很多的帮助，从论文的选题，实验的设计到论文的撰写、修改，无不凝结着老师的心血和汗水，老师严谨的态度、精益求精的工作作风以及积极进取的精神值得我永远的学习，在此，向老师表示最诚挚的敬意！感谢在武夷学院指导我论文的
24、师姐、师兄。谢谢你们的帮助，使我顺利完成了毕业论文。感谢实验室的老师、同学们，他们在我学习及生活中都给了我无私的关心与帮助，感谢母校武夷学院为我提供实验仪器设备和实验材料。最后，我要特别感谢我的父母，感谢你们队我学业的默默支持和鼓励，只有你们的支持我才能顺利完成大学学业，你们永远是我最坚实的后盾！参考文献1 Li Z Y (李振宇), Xie Y (解焱). Invasive Alien Species in China M . Bei jing: China Forestry Publishing House, 2002: 1- 59. 2 Xu G F(许桂芳), Liu Y X(刘艳侠)
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26、泉，徐兴友，等环境因子对黄顶菊种子萌发的影响J生态学报, 2009, 29(4): 1947-1953. 5 REJMANEK M, RICHARDSON D M. What attributes make some plant species more invasiveJ. Ecology, 1996, 77(6): 16551661.6 VITOUSEK P M, WALKER L R, LOOPE L L, et a1. Introduced species: a significant component of human-caused global changeJ. New Zeal
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