木质部导水系统效率-安全权衡主导生物量分配——棉花对土壤质地的适应

作     者：谢江波 钟文昭 王忠媛 徐贵青 王玉刚 李彦 

作者机构：中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院大学北京100049 新疆兵直222团机关新疆阜康831505 

出 版 物：《生态学杂志》 (Chinese Journal of Ecology)

年 卷 期：2013年第32卷第10期

页      面：2598-2605页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划项目(2009CB825102) 国家自然科学基金项目(31000166) 中国科学院西部之光项目(XBBS201001)资助 

主　　题：导管 土壤质地 生物量分配 效率-安全权衡 导水率 

摘      要：植物表型的发育受到植物维管网络几何特征的制约。在不同的环境中,植物维管网络在安全-效率之间做出结构和功能上权衡,发育出不同的维管网络特征,从而引起表型的可塑性响应。虽然植物表型适应与植物维管网络的关系非常重要,但对它的研究却在总体上被忽略了。本文设置了3个土壤质地(沙土、黏土和两者的1∶1混合土)环境梯度,以棉花(Gossypium herbaceum L.)为研究对象,分析了土壤质地对根茎木质部导管几何结构的影响,及其与植物表型之间的关系。结果表明:增加土壤颗粒直径将会导致维管网络结构显著变化,引起导管直径和长度的改变。将3个土壤处理的植物相比较,结果表明这种结构性差异显著影响了(或者相关于)棉花的根系导水率、地上导水率、整株导水率、纹孔阻力等导水系统功能,同时也显著改变了叶面积、根长和根叶比等表型特征。这些结果表明,土壤颗粒直径增加,棉花没有发育更有效的导水系统,反而以牺牲导水效率为代价,构建了更加安全的导水系统(效率-安全权衡)。