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根据内聚力—张力学说,水分在导管内运输时需要形成一个连续的水柱。然而,近年的研究显示水柱中经常会出现栓塞。栓塞降低了植物水分运输效率,对植物的生理活动有极大的影响。本实验选用四种不同木质部类型的森林植物(刺槐、柿树、悬铃木、早园竹)为实验材料,测定了枝条在不同季节凌晨时的栓塞、水势、淀粉糖含量。并对四种植物栓塞脆弱性和导管形态进行了研究,结果如下: 1)刺槐、柿树、悬铃木栓塞有着相似的季节变化规律:在夏季木质部栓塞程度最低,栓塞在20%以下,甚至没有栓塞。冬季和早春较高,高达75%以上。早园竹春季较高(70%),夏季和冬季没有检测到栓塞,秋季较低(30%)。表明植物在夏季夜晚可以完成栓塞的修复,在冬季夜晚不能完成栓塞的修复。 2)刺槐、柿树、悬铃木、早园竹的的木质部凌晨水势变化规律相似,均是夏季高至-0.2 MPa;在冬季,刺槐、柿树、早园竹下降至-2.6 MPa以下,悬铃木下降至-1.2 MPa。脆弱性测定显示刺槐、柿树、悬铃木、早园竹ΨP50分别为-0.56 MPa、-0.98 MPa、-1.67 MPa、-0.64 MPa。结合栓塞季节变化规律可知,夏季木质部水势较高时,栓塞可以较好的修复,而冬季水势过低时,栓塞不能修复。 3)刺槐、柿树、悬铃木可溶性糖的含量冬季约10%左右,夏季5%-6%,木质部淀粉含量在春季和晚秋各出现一次下降,在秋季出现一次迅速积累上升。在春季,淀粉转化为糖促进植物的萌发生长,在晚秋用来渗透调节和栓塞修复。四个树种的凌晨水势和枝条的糖含量呈负相关,表明可溶性糖含量与水势的高低有着密切的关系。 4)导管半径和长度的大小为:刺槐>早园竹>柿树>悬铃木。最大比导率为刺槐>早园竹>悬铃木>柿树,脆弱性为刺槐>早园竹>柿树>悬铃木。这表明枝条输水效率和安全性之间存在一种权衡。悬铃木枝条每平方毫米含109个导管,远高于柿树的35个导管,输水效率和安全性也均高于柿树。表明在导管平均孔径相差不大时,导管密度的提高将在不影响输水安全性的同时,提高输水的效率。