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百蕊草生物学特性研究

发布时间:2015-08-28 阅读:1357

                                  郭巧生
 

  【摘要】目的:研究百蕊草形态特征和生长发育特性。方法:通过野外定点观察、盆栽实验和室内实验相结合的方法,进行百蕊草形态特征和生长发育特性的研究。结果与结论:百蕊草为多年生半寄生草本,必需依赖于寄主才能完成其生活史。主侧根发达,但根毛退化,根上有吸器夹附在寄主植物根上而生长。茎纤细淡绿色,宿根苗基部簇生,基部以上疏分枝,斜生;实生苗单茎直立生长。宿根苗花期3-4月,实生苗花期4-5月,宿根苗果期3-5月,实生苗果期5-6月。百蕊草野生分布于靠近水体或水源充分的荒草坡、田埂杂草丛中。喜温暖湿润气候,喜光照,忌干旱。种子有休眠期特性,物候期可分为出苗期、分枝期、花期、结果期、枯萎期。

 百蕊草Thesium chinense Turcz.为檀香科多年生半寄生草本植物,其干燥全草为我国民间常用中草药,具有显著抗炎、解署、镇痛和广谱抗菌作用,被称为“植物抗生素”。近年来,由于过度采挖,其野生资源日渐枯竭,已满足不了用药需求。进行百蕊草资源的野生抚育或人工栽培已迫在眉睫。本文对百蕊草生物学特性进行了研究,以期为进行百蕊草资源保护和人工栽培研究提供科学依据。

 1  材料与方法

 1.1 百蕊草播种期与出苗期的考察

 百蕊草种子于2006年4-5月,采自江苏句容和安徽滁州等地野生百蕊草居群。以白茅为寄主。原植物经南京农业大学郭巧生教授鉴定为檀香科植物百蕊草T.chinense。将百蕊草野生地白茅带土移栽于高30cm,上下口直径分别为25,15cm的塑料花盆中,基质为百蕊草野生地土壤。分别于2007年6月10日、7月10日、8月10日、9月10日、10月10日分5次播种,每次10盆,每盆50粒。

 1.2 百蕊草生长发育与物候期考察

 以盆栽实验和野外调查相结合的方法考察百蕊草生长发育与物候期。选择江苏句容天王,句容茅山和安徽滁州花山3个野生百蕊草居群,对其实生苗和宿根苗进行定点连续观测。盆栽百蕊草主要以白茅为寄主。于2006年3月选择野生状态下,以白茅为主要寄主的百蕊草实生苗和宿根苗,将百蕊草和白茅及周围杂草一同带土挖起,尽可能地使百蕊草根系保持完整,移栽于高40cm,上下口直径为40,25cm的塑料花盆中,基质为百蕊草野生地土壤。以后每年观测盆中百蕊草宿根苗和实生苗(来自上年脱落种子)生长发育与物候期。共10盆,每盆有宿根苗3~5株,实生苗10~15株。

 2  结果

 2.1 百蕊草播种期与出苗期

 不同播种期百蕊草种子出苗率动态变化见表1。百蕊草种子出苗期较长,历时40 d左右。不同播种期种子的首次见苗日期及出苗速率没有差别,都在2月下旬,前期出苗较慢,至3月20日,出苗率只有最终出苗率的50%左右,3月20日以后,进入快速出苗期,10 d内出苗数占总出苗数的50%。百蕊草种子出苗率较低,在10%~15%。不同播种期出苗率不同,9月份播种出苗率最高,为15.14%,显著高于其他播种期,6月播种出苗率最低,但与7,8,10月播种差异不显著。

 

 2.2 百蕊草物候期

 2.2.1 出苗期 百蕊草实生苗与宿根苗出苗期相似,为2月下旬至3月中下旬,当日均温15℃,最高气温20℃以上时,开始出苗,出苗盛期在3月上中旬,历时10~15 d,宿根苗出苗盛期比实生苗略短,出苗日期更集中,实生苗:实生苗出土时2片子叶淡黄色,见光后1 d即可变为绿色,在土表及浅土层的种子常带壳萌发。实生苗出苗期较长,历时40 d左右,在这一时期,种苗嫩弱,扎根浅,抵抗力差,必须尽快与寄主建立寄生关系,才能保证种苗存活率。宿根苗:百蕊草宿根苗与实生苗出苗期相似,宿根苗萌发时,在土表附近,上一年度地上草的基部,即宿根的根颈处,萌发出1至数个新生地上草,新草簇生,成辐射状,向斜上方生长。

 2.2.2 分枝期 实生苗:实生苗单茎直立生长,基本上不分枝,只有少部分生长健壮植株可于4月下旬至5月上中旬,在主茎15~20cm处形成1~5个分枝。5月上旬为分枝盛期,生长健壮的实生苗分枝早,长势弱的分枝晚或不分枝。

 宿根苗:百蕊草宿根苗分枝期比实生苗早50 d左右。宿根苗出苗10 d后,即3月上旬就进入分枝期,随着草的伸长生长,在草基部叶腋处形成分枝,每叶腋1个分枝,每个主茎可形成2~5个分枝,一般3~4个,最多7~8个。3月中旬气温稳定在20℃以上时,为分枝盛期,历时10~15 d。自下而上各分枝长度逐渐增加,最上部1~2个分枝最为健壮,花大而多,果实饱满质量好。

 2.2.3 花期 百蕊草属于无限生长开花型,宿根苗花期比实生苗早40 d左右。

 实生苗:4月底至5月初以后就不断有实生苗现蕾开花,进入初花期,5月上中旬为盛花期。开花结果的实生苗一般株高在30 cm以上,主茎上部有1~3个分枝,果实着生于主茎及分枝上部的叶腋处,单株开花结果3~10个不等。宿根苗:3月下旬,气温在22~27℃时,宿根苗主茎位于分枝上方的叶腋处,自下而上逐渐形成花芽,现蕾开花。不同年份因气候差异,初花日期可相差5~7 d。盛花期在3月底至4月初,历时7~10 d。

 2.2.4 结果期 百蕊草结果期和花期重叠,单花开放3 d后就可形成肉眼可见的幼果,3 d后进入迅速膨大期,花后7 d,果实就可长到正常成熟果实的1/2大小,花后20~25 d果实成熟。成熟时果实由绿色变为黄色,单株结果几十至几百粒不等。百蕊草主要靠主草开花结果,主草花果数占单株花果数的60%~70 %。实生苗:实生苗结果期在5月中旬至6月上旬,5月底至6月初为果实成熟期。只有少数生长健壮的实生苗能开花结果,大多数实生苗只进行营养生长,不能开花结果。宿根苗:宿根苗结果期在3月底至5月初,果实成熟期在4月下旬至5月上旬,初花期与盛花期形成的果实,大而饱满,品质好,是百蕊草繁殖的主要种源。

 2.2.5 枯萎期 实生苗:一般于5月底或6初进入枯萎期,6月中旬至7月上旬为枯萎盛期。但是从4月中旬开始就逐渐有实生苗枯死,而少数生长健壮的实生苗可生活至9~11月份。

 宿根苗:宿根苗枯萎期比实生苗早1个月左右,一般为4月底至5月上中旬。宿根苗进入枯萎期的早晚与气温和降水关系密切,当气温持续超过30℃,降水偏少时,4月底就进入枯萎期,地上茎枝开始枯萎,由于干旱影响果实质量较差,萌发率低。若阴雨大多气温低,则进入枯萎期晚。枯萎后靠地下宿根储藏的养分,次年春季于根颈处萌发。

 2.3 百蕊草株高与生长速率的动态变化

 百蕊草株高与生长速率的动态变化见图1,2。整个生育期,百蕊草宿根苗和实生苗株高始终在增加,即其株高生长一直在进行。宿根苗生长速率从3月下旬开始逐渐增大,至4月上旬达到最大值,一周生长量为3.93cm,之后相对稳定,周生长量维持在3.50cm以上,从4月下旬又逐渐减小,至4月底5月初宿根苗株高达到26cm左右。实生苗生长高峰在5月中上旬,1周生长量可达5.55cm,之后略有降低,但仍维持较快生长速度,周生长量在4.20cm以上,至5月底实生苗株高可达30cm左右。 

3  讨论

 3.1 百蕊草的形态特征

 百蕊草为多年生半寄生草本。株高15~40cm。直根系,主根圆锥形,根上有吸器,吸器先端凹缺夹附在寄主植物根上而生长。茎纤细淡绿色,宿根苗基部簇生,基部以上疏分枝,斜生;实生苗单茎直立生长,健壮苗20cm以上分枝,茎与分枝均有纵棱。叶互生,线形或长条状披针形,全缘。花单一腋生,5数,花被绿白色,子房下位无柄。坚果椭圆形,近球形或球形,长或宽2~2.5mm,顶端有宿存花被近球形,长约2mm,果柄长3.5mm,或无柄。宿根苗花期3~4月,实生苗花期4~5月,宿根苗果期3~5月,实生苗果期5~6月。

 3.2 百蕊草的生态习性

 百蕊草野生分布于中国各省区及日本、朝鲜等地。主产于安徽、湖北、江苏、江西等省。在自然条件下,百蕊草主要分布于靠近水体或水源允分的小溪边、荒草坡、田埂杂草丛中,山地丘陵主要分布于坡下部,林下和山顶分布较少。喜疏松、肥沃含有丰富腐殖质的砂质壤土,但对土壤要求不严,pH 5.03~7.03的酸性至中性土壤均可生长。百蕊草喜温暖湿润气候,喜光照,忌干旱。靠近水源生长的百蕊草株形高大,生长旺盛,衰老缓慢。日平均气温在15℃左右,土壤水分含量在15%~20%之间,种子即可萌发。在日均温15~25℃的气温下生长旺盛,怕炎夏高温,忌强光暴晒。当气温达30℃以上时,宿根苗生长停滞,进入枯萎期。枯萎后地下宿根进入休眠期,百蕊草耐寒,地下宿根在-12℃气温下也可安全越冬(南京2008年)。伴生植物主要是草本及少量小灌木。主要伴生植物有白茅、野胡萝卜、莎草、泽漆、鸡眼草、早熟禾、婆婆纳、小飞蓬、马兰、夏枯草、苦买菜、翻白草、大巢菜等。

 3.3 百蕊草的种子萌发特性

 百蕊草种子成熟脱落后有个休眠期,在自然条件下,需要一夏一冬才能度过休眠期。因此,自然界里春天才能见到百蕊草种子萌发。百蕊草种子萌发属于子叶出土型,萌发时胚根先伸出胚乳,向下生长形成主根,接着胚轴弯拱露出地面,然后伸直将2片子叶从胚乳抽出,并上举,胚轴基部向一侧膨大,白色呈纺锤形。刚萌发的两片子叶为淡黄色,见光1 d后变为绿色。百蕊草子叶为永久性子叶,始终保持绿色,可伴随实生苗整个生长季。在土表及浅土层的种子常带壳萌发。

 3.4 百蕊草的寄生性

 百蕊草是半寄生植物,必需依赖于寄主才能完成其生活史。百蕊草虽然主侧根发达,但是根毛退化,所以根系直接从土壤中获得水分和养分的能力很弱,其生长发育所需的绝大部分水分和矿质营养都是通过其特殊器官——吸器从寄主体内获得的。但与全寄生植物不同,百蕊草茎叶细胞均含有叶绿素,可以进行光合作用为自己制造绝大部分有机营养物质。百蕊草寄主种类很多,资料显示,其寄主范围多达24科70种植物,常见寄主有白茅、莎草、鼠曲草、小飞篷、茵陈蒿、夏枯草、翻白草、紫花地丁等,其膨大的吸器寄生于寄主根系上,吸器导管组织穿透寄主根的表皮和皮层组织,直达寄主木质部,并与寄主木质部导管相融合,从而吸取寄主体内的水分和养分。

 3.5 百蕊草生长发育特性

 百蕊草为多年生半寄生性草本植物,地上茎枝每年枯死,地下根系可存活多年。百蕊草种子萌发属于子叶出土型,子叶出土见光1 d后变为绿色,为永久性子叶,始终保持绿色,可伴随实生苗整个生长季。百蕊草种子萌发后只要遇到合适寄主,就可迅速在侧根上形成吸器,并寄生于寄主根系上,寄生后草叶很快转绿,生长速度加快。若无合适寄主,则出苗1周后,草叶逐渐变黄,生长发育停滞,并逐渐死去,无寄主幼苗最长可存活3个月,苗高<5cm,真叶8~10片。实生苗单茎直立生长,健壮实生苗可于20cm以上分枝,可开花结实。宿根苗基部簇生,基部以上疏分枝,斜生。百蕊草茎枝属于无限生长型,自下而上,边生长边于叶腋处开花结果,花期与果期重叠。百蕊草单个生长季约为实生苗120~150 d,宿根苗90~120 d,南京地区3月下旬至5月中旬,雨水充足,气温适宜,光照条件好,是百蕊草旺盛生长期(宿根苗3月下旬至4月中旬,实生苗4月下旬至5月中旬),地上草枝生长旺盛、光合同化效能高,干重增长快。5月上中旬宿根苗草枝开始枯萎,6月上中旬实生苗地上草枝进入枯萎期。根据百蕊草生长发育特点,可将其整个生育期分为出苗期、分枝期、花期(初花期、盛花期)、结果期、枯萎期等5个时期。

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