菊科2种植物果实形态特征和扩散特性的比较

菊科2种植物果实形态特征和扩散特性的比较

作者：王露露宋凯悦王爱波

来源：《环球市场》2019年第27期

摘要：以蓟（Cinsium japonicum）和苦卖菜（Ixeris polycephala）的果实为试验材料，通过对2种植物果实形态特征和扩散特性进行测定，比较2种植物果实形态特征和扩散特性的差异，揭示2种植物果实形态特征和扩散特性的关系。结果显示，完整果实质量、果实冠毛质量和去冠毛果实质量均表现为：蓟>苦荬菜，其中完整果实质量和去冠毛果实质量在2种植物之间差异显著;但果实冠毛长度、去冠毛果实长度、果实宽度和果实冠毛密度均表现为：蓟>苦荬菜，其中果实冠毛长度和果实宽度在2种植物之间差异显著;果实垂直扩散时间和水平扩散距离均表现为：蓟显著>苦荬菜。因此，蓟相对于苦荬菜来说扩散能力显著较强，其相对来说更易于扩大居群;2种植物果实扩散能力与果实质量正相关，尽管相对于苦荬菜来说，蓟具有较大的果实质量对果实扩散不利，但果实冠毛长度、果实冠毛密度、果实长度和果实宽度较大，较有利于借助风力扩散，即果实形态结构对其扩散能力的影响较大。

关键词：蓟;苦荬菜;形态特征;扩散特性

植物的果实或种子可以借助风力进行扩散，其从母株上垂直降落的速度和水平扩散的距离影响着后代的分布位置[1]。一般垂直降落时间越长、水平扩散距离越远，意味着果实或种子在空气中浮力越大，且越易于扩散至较远环境，即果实或种子扩散能力越强，越易于增加物种生存和种群扩大的机会，越有利于物种占据新的生境，从而扩大其分布范围[1]。而果实扩散能力往往與果实形态特征存在必然联系[2]。因此，研究果实形态特征与扩散特性的关系对了解植物种子库及其更新格局、物种的生态适应及其种群对策、种群和群落的结构和动态、更新和演替都有重要意义[3]。

试验通过对蓟和苦荬菜果实形态特征的测定和观察，以及果实扩散特性的测定，比较2种植物果实形态特征和扩散特性的差异;揭示2种植物果实形态特征与扩散特性之间的关系，为2

种植物果实生态学特征的进一步研究提供指导，为菊科植物果实形态特征、扩散特性及两者之间关系的研究积累理论资料。

一、试验材料及方法

（一）试验材料

选用蓟和苦荬菜发育正常且完全成熟的果实作为供试材料。

（二）试验方法

1.果实形态特征

（1）果实大小

随机选取蓟和苦荬菜的果实各100粒，用游标卡尺（GB/T1214型，150×0.02mm）分别测量果实的长、宽、冠毛长度，观察果实冠毛密度。

（2）果实质量

随机选取2种植物果实各100粒，用万分之一天平测量完整果实、果实冠毛以及去冠毛果实的百粒重，各重复4次。

2.果实扩散特性

水平扩散测试：随机选取蓟和苦荬菜的果实各50粒，在无自然风的条件下，借助电风扇、测速仪、卷尺等测量工具，让2种果实在60cm高处释放，分别在1m/s和4m/s的水平气流下进行扩散，测得果实在水平气流下扩散的距离。

垂直扩散测试：随机选取蓟和苦荬菜的果实各50粒，在60cm高的塑料圆柱筒中，借助卷尺、秒表等工具，让2种果实在60cm高处落下，作自由落体运动，记录其从降落到着地所用的时间。

3.数据分析

所有数据用平均值表示，利用SPSS17.0统计分析软件对所测数据进行分析处理。采用One-way ANOVA分析比较蓟和苦荬菜果实在形态特征和扩散特性的变量之间的差异[4]。

二、试验结果及分析

（一）果实形态特征

1.果实大小

2种植物果实冠毛长度和果实宽度均表现为：蓟显著>苦荬菜，去冠毛果实长度表现为：蓟>苦荬菜（如图1）。经观察发现冠毛密度表现为：蓟>苦荬菜。

2.果实质量

2种植物完整果实质量表现为：蓟显著>苦荬菜，2种植物去冠毛果实质量和冠毛质量均表现为：蓟>苦荬菜（如图2）。

（二）果实扩散特性

2种植物果实垂直扩散时间表现为：蓟显著>苦荬菜，在1m/s和4m/s的风速下2种植物果实水平扩散距离均表现为：蓟显著>苦荬菜（如表1）。

三、讨论与结论

一般来说，果实垂直扩散所需时间越长、水平扩散距离越远，其扩散能力越强[1]。果实扩散能力往往与扩散单元质量负相关[5]。但本研究中，蓟相对于苦荬菜来说具有较大果实质量，但蓟的果实扩散能力显著较强，这可能与其果实结构特点有关。有研究指出菊科植物疏齿千里光（Senecto subdentatus）果实冠毛长度与扩散能力正相关[6]。本试验中，蓟相对于苦荬菜来说果实冠毛长度、果实冠毛密度、果实长度和果实宽度均较大，即果实冠毛长度和密度以及果实表面积较大，较有利于借助风力进行扩散。

综上，蓟相对于苦荬菜来说扩散能力强，其相对来说更易于扩大居群;尽管蓟相对于苦荬菜来说果实质量较大，对果实扩散不利，但相对于苦荬菜来说，蓟的果实冠毛长度、果实长度、果实宽度和果实冠毛密度较大，较有利于借助风力进行扩散。

参考文献：

[1]王爱波.械属2种植物果实形态特征与扩散特性的比较[J].江苏农业科学，2016，44（4）：271-272.

[2]孙华之，谭敦炎，曲荣明·短命植物小疮菊异形瘦果特性及其对荒漠环境的适应[J].生物多样性，2008，16（4）：353-361.

[3]周晓青.角果藜地上地下结果性的生活史对策[D].新疆农业大学，2009.

[4]Wang ABo，Tan Dun Yan，Baskin CarolC，Baskiu Jerry Mt of seed position in spikeleton life history of Eremopyrum distans（Poaceae）fiam die cold desert of northwest China[J].Anoals ofBotany，2010，106（1）：95-105.

[5]Meyer S E，Carlson S L.Achene massvariation in Ericameria nau-seosus（Asteraceae）inrelation to dispersal ability and seedling fitness[J].Functional Ecology，2001，15：274-281.

[6]吉乃提汗·马木提，谭敦炎，成小军.一年生短命植物疏齿千里光果实异形性的生态学意义[J].植物生态学报，2011，35（6）：663-671.

基金项目：河南省高等学校优秀基层教学组织园林教研室;河南省高等学校青年骨干教师培养计划资助项目（2016GGJS-179）;商丘学院科研创新团队（2017KCTD01）。

作者简介：王露露（1998-）女，河南省信阳市人，商丘学院风景园林学院本科生，园林专业，主要从事植物种子生态学和作物栽培学方向的研究。

通讯作者简介：王爱波（1983-），女，河南省济源市人，硕士，副教授，主要从事植物种子生态学和作物栽培学方向的研究。