中国木本植物结实规律综述

2020-06-03 07:02谭宏超赵思俊谭汝强
林业调查规划 2020年3期
关键词:结果期木本植物果柄

谭宏超,赵思俊,谭汝强

(1.云南师范大学生命科学学院,云南 昆明 650500;2.曲靖市麒麟区麒麟高级中学,云南 曲靖 655000;3.云南珍竹农业科技有限公司,云南 嵩明 661708)

大多数植物以种子为主要繁殖方式。了解和掌握树木的开花结实规律对提高种子的产量和质量起着关键的作用,种子的产量和质量严重影响到农林业生产所带来的经济效益。本文对《中国木本植物种子》 一书及多篇相关文献进行归纳总结,应用统计分析方法,对其中收录的492属隶属于132科合计 1 565 种木本植物的开花结实规律及其原因进行归纳、讨论,具有较大的科学价值及实践意义。在农林业上,利用植物的开花结实规律可创造巨大的经济价值。如根据花期可正确掌握放蜂季节,增加受粉率;根据果实成熟期可及时采取措施避免或减轻害虫的侵犯;根据种子散落期可初步确定采集种子的日期,从而提高种子的产量和质量。在学术研究上,探讨研究植物的开花结实规律既可以帮助解释一些生产、生活、学习中的现象,也可为今后在这方面的科学研究提供参考。

1 中国木本植物的花期

在自然条件下,每种植物在固定的季节开花。不同的植物在一生中开花的次数也不同,1~2年生植物生长几个月后就开花,一生中只开花一次;多年生植物要到一定的年龄才开花。开花是植物从营养生长向生殖生长的转变过程,在这一过程中植物从内部的代谢途径到外部表型均会发生一系列程序化的变化。开花相关基因表达是实现这一转变的基础,环境中的低温和适宜的光周期对这些基因的表达起着调控作用,是影响开花的2个主要因素(表1)。

表1 中国木本植物不同花期物种数

从表1可知,从物种数来看,在统计的 1 565 种木本植物中,春、夏花期的植物种数较多,其中又以夏花期的树种最多,为718种,占所有物种数的45.9%。冬花期的种数最少,仅82种。从单个花期来看,在4种花期的植物中均以双子叶植物所占的比例最多。从单种植物类型来说,裸子植物、单子叶植物均为:春花期种数>夏花期种数>秋花期种数>冬花期种数。而双子叶植物为:夏花期种数>春花期种数>秋花期种数>冬花期种数。掌握植物的花期对园林植物的配置及规划设计具有重要的指导意义。

植物的花期受光照、温度、空气相对湿度、通风条件、养分状况、土壤酸碱条件、激素处理等多种因素的影响。但最主要的还是光照和温度因素。一般植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖生长阶段,才能诱导花芽的形成,这一现象称为春化作用。因此,在经历了较长的冬季和适度的严寒后,满足了春化阶段对低温的要求,植物绝大部分于春、夏季节开花。另外,在光周期反应中,一般认为暗期反应是主体。不论明期的长短,只有暗期继续到一定时间(临界暗期)以上,短日照植物花芽才能分化,而长日照植物的花芽则不能分化,因此,经过冬季长时间的短日照作用后,大部分植物仍会在春、夏季节开花。

2 中国木本植物的结果期

结果期是指植物从开花到果实成熟所需的时间,短则1个月,长则9个月以上(表2)。

表2 中国木本植物结果期(开花到果实成熟时间)

从表2可知,在统计的 1 565 种植物中,绝大多数植物的结果期需2~6个月,为1178种,占总物种数的75.3%;结果期为1个月的有137种,约占总物种数的8.8%;结果期为7~9个月的有185种,约占总物种数的11.8%;结果期大于9个月的植物相对较少,仅65种,占总物种数的4.1%。

植物由花发育为果实是受激素调控的,比如西红柿在授粉后会产生生长素刺激子房膨大。利用这一点,可以用低浓度的生长素类物质刺激西红柿花,其子房就会膨大并发育为西红柿,目前人们吃的无籽西红柿就属此类。果实成熟过程中会产生乙烯和脱落酸类激素,其作用在于加速果实成熟并促使种子成熟和休眠,毕竟植物的果实是为种子服务的。

一般而言,适宜浓度的生长素和细胞分裂素类激素会刺激果实细胞分裂,而赤霉素等激素会促使细胞伸长并抑制乙烯等激素的合成,从而延长果实的成熟期。另外,在果实成熟过程中,外界环境也可以通过作用于植物的光合作用、呼吸作用等来影响有机物的积累,从而控制植物的结果期。

3 中国木本植物的果实成熟期

果实成熟指全树有70%以上的果实具有成熟特征。果实的成熟是有机物逐步积累的过程,在果实成熟过程中,果实甜味增加、酸味减少、涩味消失、香味产生、果皮变软、色泽变艳、维生素含量增加。果实成熟时,果实大小已稳定,并出现应有的色、香、味(表3)。

表3 中国木本植物不同果实成熟期物种数

从表3可知,秋果期物种数最多,为932种,占物种总数的59.6%;夏果期物种数为307种,占物种总数的19.6%;冬果期物种数为206种,占物种总数的13.2%;春果期物种数最少,仅120种,占物种总数的7.6%。

果实的成熟是由内源激素水平决定的,乙烯具有催熟的作用。

4 中国木本植物果实成熟到果实脱落时间

本节的脱落时间是指同一个物种的同一株树的果实从成熟开始到自然脱落所需要的时间。1 565 种木本植物果实脱落时间见表4。

表4 中国木本植物果实成熟到果实脱落时间

从表4可知,在统计的 1 565 种植物中,有 1 255 种植物的果实脱落时间均在1个月以内,占总物种数的80.2%。脱落时间需要5个月的仅15种,约占1%。

植物果实成熟到果实脱落的时间主要由果柄基部离层的形成时间来决定。离层的形成除受植物本身内部激素、酶的影响外还受外界环境因素的作用。如有时外界环境温度突然降低,果柄上的离层根本来不及形成,果实就只能悬挂于树上。

5 中国木本植物的果实脱落期

果实脱落期是指全树有70%以上的果实成熟自然脱落的时间。1 565 种木本植物果实脱落规律见表5。

表5 中国木本植物果实脱落期

从表5可知,绝大多数植物的种子脱落期集中在秋冬季节,为1292种,占总物种数的82.6%。裸子植物冬季果实脱落的种数最多,单子叶植物、双子叶植物秋季果实脱落的种数最多。

任何一种果实均靠果柄和树枝连接,既起到固定作用,同时也是果实获取养分的重要通道。在果实自然成熟阶段,植物体内脱落酸含量会增加,会合成一些分解细胞的酶。果实成熟期,在激素的刺激下果柄的基部会形成“离层”,随果实的长大,离层细胞会断裂,这个时候果实自身重量、风吹或者鸟儿的碰触都会促使果实掉落。如果遇到病虫害或是自然灾害,果实自身也会产生一个预警信号,果柄的离层会提前产生。果柄脱落后还会形成保护层,可以起到保护作用。

6 结论

有关木本植物种子结实规律方面的研究报道还很少。研究较多较深入的仅是有关植物的开花、结实及休眠等方面的内容,且大多数只针对于某一种特定类型或某一种特定植物,较系统地研究不同类型植物的结实规律及原因的文献尚未见报道。本文通过对中国 1 565 种木本植物的花期、结果期、种子脱落期等7方面的指标进行归纳、分析,初步得出植物生长、发育、繁殖各阶段均由内、外2方面的因子共同协调作用完成。内源基因、外界环境因子的复杂多样,致使植物种子特性各指标的表现型也复杂多样。在生产实践过程中,针对某一特定植物的某一特定现象应结合实际具体分析,再采取相应措施,达到所需目标。

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