不同光强对4种鸭跖草科植物茎秆性状和力学特征的影响

作者：陈斌; 刘筱玮; 贾琳; 李子葳; 杨宇佳; 岳莉然; 何淼^*

来源：草业学报, 2021, 30(12): 103-116.

• 光强
• 鸭跖草科植物
• 茎秆性状
• 力学特征

为探究不同光强下鸭跖草科植物茎秆性状和力学特征的变化规律,以紫鸭跖草、花叶水竹草、吊竹梅和绿叶水竹草的茎段扦插苗为试验材料,通过遮光网设置5种光强梯度(分别为自然光强的100%、75%、50%、25%、5%)进行试验,研究不同光强对4种植物茎秆形态性状、解剖结构和力学特征的影响。结果表明:随光强的降低,4种植物节间长显著增加(P<0.05),比茎重显著降低(P<0.05),除紫鸭跖草的茎生物量无显著变化外,其他3种植物的茎生物量均呈先增加后降低趋势;不同的光强对4种植物的表皮厚度、皮层厚度、维管束直径、髓直径以及茎粗产生了不同的影响,但各组织结构与茎粗的比值保持相对稳定,同时光强降低使4种植物的髓细胞长和皮层细胞长显著增加(P<0.05),髓细胞宽和皮层细胞宽显著降低(P<0.05);4种植物的弯折性能和抗压强度以及紫鸭跖草、吊竹梅和绿叶水竹草的组织结构强度随光强的降低而显著降低(P<0.05)。Pearson相关性分析结果表明,比茎重、表皮厚度、皮层厚度、维管束直径、髓直径、茎粗、皮层细胞宽、髓细胞宽与弯折性能呈极显著正相关(P<0.01),髓细胞宽与组织结构强度呈极显著正相关(P<0.01),比茎重、表皮厚度、髓直径、髓细胞宽与抗压强度呈极显著正相关(P<0.01)。综合上述结果,4种植物可以通过增加茎生物量的分配、节间长的方式在弱光环境中获取有限的光资源,但茎生物量的增加存在明显的阈值,且与节间长的增加呈失衡状态,导致比茎重的降低以及茎秆各解剖结构发生改变,造成4种植物的弯折性能、组织结构强度和抗压强度降低,隶属函数分析表明不同光强下花叶水竹草和吊竹梅的茎秆特性较优,其次为绿叶水竹草,最差的为紫鸭跖草。

• 单位
  东北林业大学