长期大风对霸王和木本猪毛菜叶解剖结构的影响

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霸王(Zygophyllum xanthoxylon (Bge)Maxin.)和木本猪毛菜(Salsola arbusculaPall.)是达坂城大风区的优势种灌木,具有耐旱、耐盐碱、防风固沙等特点。叶作为植物水分散失和光合作用的主要器官,对逆境胁迫比较敏感,不同环境条件形成不同的适应类型,其解剖结构特征最能体现生态因子与植物适应性的关系。研究逆境下叶的解剖结构特征可揭示植物对环境的适应,为生理适应机制的研究奠定基础。本论文将采用盆栽实验方法,在野外设置遮风与不遮风区、在实验田设置模拟不同强度风和自然大风环境相结合,对霸王和木本猪毛菜叶解剖结构进行了研究,并讨论其对长期大风环境适应意义,主要结果如下:(1)与遮风区相比,自然风区霸王叶厚度、叶表皮、栅栏组织及贮水细胞厚度分别增加了96%、57%、122%及88%;自然风区木本猪毛菜叶厚度、叶表皮、栅栏组织、贮水细胞、叶脉及含晶细胞厚度较遮风区分别增加了40%、60%、54%、42%、48%及53%。叶解剖结构对风胁迫的响应可以说明两种灌木抗风性结构的差异,霸王叶无含晶细胞和维管束鞘细胞,而木本猪毛菜叶有含晶细胞和维管束鞘细胞。霸王和木本猪毛菜叶的解剖结构对长期大风的适应有趋同适应的方面,也有各自特殊的适应方式。(2)模拟不同强度风的研究表明,霸王和木本猪毛菜叶解剖结构受到显著影响,与对照组(平均风速约为0.3m/s)相比,在大风和中风下,霸王和木本猪毛菜叶厚度均增加;在模拟大风、中风及小风下,霸王和木本猪毛菜叶表皮和栅栏组织细胞排列紧密,其厚度分别较对照增加,在大风和中风下,霸王和木本猪毛菜叶脉厚度增加。在大风和中风下,木本猪毛菜含晶细胞及维管束鞘细胞厚度增加。这是霸王和木本猪毛菜叶一方面增加叶厚度和叶脉厚度来减少风对它们的机械损害,另一方面增加叶表皮、栅栏组织、贮水细胞及含晶细胞厚度来降低水分丧失。(3)大风环境中,霸王和木本猪毛菜叶表现出各自的解剖学特点,叶厚度、表皮层、栅栏组织、叶脉、贮水细胞较发达。此外,木本猪毛菜叶的含晶细胞和维管束鞘细胞较发达。这是长期适应大风环境的结果。霸王和木本猪毛菜叶解剖结构的特征具有机械支持和降低水分丧失作用。从而保证霸王和木本猪毛菜能够在恶劣环境下生存。
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