滇重樓生物量分配與環(huán)境調(diào)控機(jī)制研究.pdf

1、在滇重樓藥用價(jià)值高導(dǎo)致社會(huì)對(duì)滇重樓日益劇增的需求與滇重樓野生資源銳減產(chǎn)生供需矛盾的背景下，從資源的可持續(xù)利用和保障滇重樓產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)供應(yīng)的角度出發(fā)，針對(duì)滇重樓藥用根莖自然生長速度緩慢，在同等資源供應(yīng)情況下，藥用器官根莖生長速度落后于非藥用器官的問題，通過了解不同生長階段滇重樓生長特性與生物量分配動(dòng)態(tài)，采用光照和水分調(diào)控以及不同海拔地區(qū)所造成的溫度差異，對(duì)不同環(huán)境因子下滇重樓生物量分配進(jìn)行研究，同時(shí)觀察滇重樓光合生理和形態(tài)響應(yīng)策略并建立滇重

2、樓異速生長方程，揭示滇重樓生物量分配對(duì)環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制。主要結(jié)論如下:
　　(1)不同生育期滇重樓生長動(dòng)態(tài)研究表明，滇重樓在8月具有最大的日均凈光合速率和葉面積比，葉面積、比葉面積和根系表面積在該時(shí)期也達(dá)到最大值，且以成熟期滇重樓大于幼齡期滇重樓。滇重樓根系、莖和葉的生長主要發(fā)生在5至6月份，該時(shí)期滇重樓以犧牲根莖（往年生根莖）生物量的代價(jià)供給莖、葉和根系的生長，而根莖生物量的積累期主要發(fā)生在8～9月。不同季節(jié)幼齡期滇重樓根莖生物量

3、分配比例均大于成熟期。滇重樓從幼齡期進(jìn)入成熟期，其營養(yǎng)器官（莖除外）與植株大小的異速生長關(guān)系發(fā)生了改變，且幼齡期相較于成熟期滇重樓，根系、當(dāng)年生根莖和葉具有更大的生長速率。
　　(2)不同遮光試驗(yàn)表明，低遮光條件下（遮光度50％）滇重樓沒有出現(xiàn)很強(qiáng)的光抑制現(xiàn)象，且高遮光條件下（遮光度90％）的光補(bǔ)償點(diǎn)接近陰生植物，低遮光條件下的光飽和點(diǎn)又與陽性草本植物類似。而且，半遮蔭條件下（遮光度50％）的滇重樓光合效率最高，能以較少的光合器官

4、制造更多的光合產(chǎn)物;當(dāng)年生根莖生物量比70％和90％遮光度下的滇重樓分別提高了35.6％和37.2％，70％和90％遮光度下滇重樓的生物量則較多分配給了莖和葉。異速生長關(guān)系分析結(jié)果顯示，在給定的葉生物量基礎(chǔ)之上，低遮光條件下具有更大的根莖生物量。說明在云南海拔2000m左右的地區(qū)，人工培育滇重樓只需提供50％左右的遮光條件，遮光度太高不利于根莖生物量的積累。
　　(3)不同土壤水分試驗(yàn)表明，40％±5％土壤相對(duì)含水量下，滇重樓葉片

5、凈光合速率降低，葉面積減小，造成滇重樓各器官生物量顯著降低。80％±5％和100％±5％土壤相對(duì)含水量下，滇重樓具有最大的根莖生物量及其分配比例。100％±5％土壤相對(duì)含水量下滇重樓根系、莖、葉和總生物量分別較40％±5％提高了43.5％、33.1％、22.0％和32.8％，當(dāng)年生根莖和根莖生物量分別提高了37.1％和24.6％。土壤含水量降低并沒有使滇重樓根系生物量增加，而是以消耗根莖生物量來保證植株的正常生長。異速生長關(guān)系分析結(jié)果顯

6、示，在給定的植株大小情況下，80％±5％和100％±5土壤相對(duì)含水量下滇重樓具有更大的根莖生物量。在人工培育滇重樓過程中，要避免土壤含水量的降低引起滇重樓根莖產(chǎn)量的下降。
　　(4)不同海拔試驗(yàn)表明，在分配給光合器官相同生物量的情況下，高海拔地區(qū)滇重樓具有更大的單株生物量。海拔2531m左右地區(qū)滇重樓單株根莖生物量（24.337±2.481 g）顯著高于海拔985m左右地區(qū)（17.647±2.374 g），且高海拔地區(qū)（海拔253

7、1m左右）滇重樓根莖生物量分配比例(68.86％)高于其它海拔地區(qū)(52.57％～60.89％)。而海拔2000m左右地區(qū)滇重樓擁有最大的果實(shí)生物量及其生物量分配比。異速生長關(guān)系分析結(jié)果顯示，在給定的葉生物量情況下，高海拔地區(qū)具有更大的根莖生物量。在滇重樓引種馴化過程中，合理選擇滇重樓種植海拔是提高滇重樓產(chǎn)量的重要途徑。
　　本次研究揭示了滇重樓生物量分配對(duì)環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制:環(huán)境資源的差異造成滇重樓光合生理以及形態(tài)特征發(fā)生改變，從而

8、導(dǎo)致不同環(huán)境條件下滇重樓生物量積累和分配發(fā)生變化。光資源的降低減小了滇重樓凈光合速率，但同時(shí)增加了滇重樓葉面積和莖葉生物量，造成根莖生物量分配比的下降;土壤水分的下降使滇重樓以消耗根莖生物量來彌補(bǔ)低土壤水分條件下過低的凈光合速率和葉面積造成同化能力的嚴(yán)重不足，使滇重樓生物量分配發(fā)生改變;高海拔試驗(yàn)點(diǎn)滇重樓通過降低地上部分生物量分配，增加根系生物量和光合器官光和效率來適應(yīng)高海拔低溫環(huán)境，同時(shí)通過降低有性生殖器官生物量而增加無性繁殖器官（根