你是不是我的同班同学呀?我们科学老师就让写这个呢!
植物在生长过程中,如果适当的添加一些科学技术,对于植物的健康成长是有一定的帮助的。下文是我为大家整理的关于植物生长的科学论文,希望能对大家有所帮助。
摘要:在长期的进化过程中,植物通过体内水分平衡即根系吸收水和叶片蒸腾水之间的平衡来适应周围的水环境。不同的水体对于水生植物的影响不尽相同,本文通过水体与水生植物的发展过程,分析了不同水体对水生植物的生长的影响。
关键词:水体;水生植物;水位;波浪;生长;影响
1水体与水生植物
概念
水体指的是液态和固态水体所覆盖的地球空间。水圈中的水上界可达大气对流层顶部,下界至深层地下水的下限。包括大气中的水汽、地表水、土壤水、地下水和生物体内的水。各种水体参加大小水循环,不断交换水量和热量。水圈中大部分水以液态形式储存于海洋、河流、湖泊、水库、沼泽及土壤中;部分水以固态形式存在于极地的广大冰原、冰川、积雪和冻土中;水汽主要存在于大气中。三者常通过热量交换而部分相互转化。
水生植物一般指能在水中生长的植物。水生植物主要分为挺水植物、浮叶植物、漂浮植物和沉水植物四大类,有时把一些水缘植物和喜湿植物也划归水生植物。水生植物具有保存生物多样性、净化水质、美化水景和固坡护岸的作用。
水体和水生植被的发展阶段
描述水生植被演替系列多通过植物群落的空间排列顺序(生态系列)来推断时间演替系列。水体沿岸带有沉水植物群落、挺水植物群落和湿生植物群落,它们代表了淡水水生植物群落演替的不同阶段。水生植被的演替以植被优势种的演替为代表。水生境中的原生演替是从藻类开始,路径是:藻类→沉水植被→浮叶植被→挺水植被→湿生植被→陆生植被,最终结局是水生植物和水体消失。逆向演替也称为退化,表现为其演替方向与原生演替相反。演替的结果是植被结构趋于简化,生物多样性下降。
任何水体一经产生就开始了在物理、化学和生物因子等方面的相互作用,早期环境因子起主导作用,到后期生物因子又占主导作用。同一生活型的不同水生植物可能是水体和水生植被不同发展阶段的代表性种类。例如,沉水植物苦草和竹叶眼子菜是水体发展早期的优势种,适宜水位波动大的环境,它们呈稀疏分布,群落生物量低。当水位逐步稳定后,水生植物的优势种可能更替为微齿眼子菜、黑藻和穗花狐尾藻等,水底密闭起来,群落生物量增加。
2水体水位对水生植物的影响
在自然生境中,水位很少保持不变,面对这种动态条件,植物通常会产生形态可塑性以及改变地下生物量和地上生物量的分配方式确保生存。对于整个群落而言,水位变动产生的影响也很显著。
植物形态的改变
以无性繁殖为主的水生植物,尤其是具有较遗传延展性的个体,能够通过改变植物本身的形态来适应水深在时空上较大的变化。如在深水里,蓖齿眼子菜的生活型从原来的毛刷型变为聚合型。这是有利的,能够增强植物的功能。各种生活型植物对于水深的变动呈现不同的形态。挺水植物对水位梯度的形态改变,主要包括生长形态、繁殖和生物量分配模式的改变。形态方面,主要包括叶柄伸长、异型叶的产生,茎长、茎数、茎直径、匍匐茎直径和匍匐茎等级的改变。如芦苇幼苗在淹没状态下其节间距会增长。这种增长有2个可能的机制,由于向周围水体释放的截短而导致乙烯浓度升高的或是由于溶氧减少导致乙烯产生增高的一种协调。在淹没期间,部分淹水植物所有的被淹没的叶子都会衰老,只有末端的叶子会偶尔幸存。繁殖的变化主要包括花期、花序长度、花瓣宽度以及繁殖器官干重等的改变。如芦苇在水位下降后其种子有很高的萌发率。浮叶根生植物改变的形态主要表现在叶和花。如水位上升,浮叶植物荇菜的叶柄迅速伸长,但是支撑叶片的叶柄和茎变得更脆弱。浮叶植物菱有相对发达的根系统,在一定范围内的水位变动下,菱仍能固定在底泥中,而且幼叶能通过叶柄的伸长维持在表面。水位的升高导致花以及芽苞被水淹,无法形成种子,水位降低并不会影响花和果实的产生。沉水植物的也很显著,如苦草在深水中具有较高的株高,叶更长更薄,因为在光强较弱的深水中合成单位干物质需要更多叶面积去获得光资源。而在水较浅时,光强太大会抑制其生长,叶子变成紫红色来调节对所需光资源的摄取。
植物数量的增加
水位对植物产生的另一个显著影响是改变其数量。对于不同生活型的植物而言,水深影响其生物量的机理是不一样的。水深直接地影响挺水植物群落的数量,通过减小光照强度间接地影响沉水植物群落数量。对于同 种植 物,水位的变动能改变地下数量和地上数量的分配比例。挺水植物随着水位的增加,茎重在整株数量中的比例上升,地下部分比例就会降低,分配到根和根状茎的数量降低,在风浪的作用下更容易被连根拔起。
植物物种的多样性
在沿岸带,通常水生植物生物多样性很高,其原因之一是水位波动使得沿岸带一直处于干扰状态。根据中度干扰法则,适度的干扰有利于物种多样性的提高。水位波动引起湿地种子库的再生也是重要原因,而且这种作用与洪涝和干旱发生的频率以及持续时间相关。水位的短期变动和长期变动,特别是水位下降,通过建立和破坏低多样性集群的外来物种入侵,从而影响物种多样性。水位下降是多种植物成功萌发和存活的先决条件,为适应浅水生活的物种建立创造了机会,也能支持新的外来物种的成功入侵。水位下降会阻止优势种控制整个群落,从而增加物种多样性。然而,在高水位条件下,很多湿地植物种的根茎萌发受抑制,降低了物种的多样性;如莱茵河畔在河流低泄量期间,夏季特大洪水会引起水生植物物种多样性减少。可见高水位和低水位对物种多样性的影响是不同的,相对于高水位,低水位的作用更显著而且有利。
3波浪形态的水体对水生植物的影响
江、河、湖岸浪蚀是这些水体顺向演替的自然过程,浪蚀淤积也是影响这些水体寿命的重要因素。在自然界随着水体的演替,岸坡趋缓并沉积土壤,为水生植物的生存繁衍创造了条件,植物的生长减缓了水岸的侵蚀,是演替的阻力,但植物体的腐烂沉积、水中有机质含量的大幅度提高,丰富了水体营养,提高了水体生物量,从这个角度说水生植物对整个水体的演替是有贡献的。
商住区和公共绿地内部的小水系一般来说范围小、禁航、水流缓慢,对岸线冲刷、侵蚀较小,对水生植物的种植生长影响不大。江河湖泊等水体由于风浪、船形波或水流急速冲刷给水生植物的种植、生存带来很大困难。如风浪和船形波将会直接或通过堤岸反射,强烈地直接拍打或摇动植物体,从而使植物叶片破碎、茎被折断,甚至植物体被连根拔起,影响植物的生长甚或导致其死亡。
4沼泽地对水生植物的影响
沼泽是指地表过湿或有薄层常年或季节性积水,土壤水分几达饱和,生长有喜湿性和喜水性沼生植物的地段。由于沼泽地土壤水多、缺氧,故沼生植物有发达的通气组织,有不定根和特殊的繁殖能力。沼泽可生长的水生植物很多,如萱草、泽泻、慈菇、海芋、花菖蒲、千屈菜、梭鱼草、小婆婆纳等。沼泽植被以挺水植物为主,多属于莎草科、禾本科及藓类和少数木本植物。
5结束语
水生植物具有观赏、净化以及生物多样性高的特点。水生植物及其环境是许多鸟类、鱼类和其他动物的栖息地和繁殖场所,在生物多样性保护方面具有重要意义。另一方面,水生植物及其环境又是一种脆弱的生态系统,易受到人类活动的影响。水体与水生植物关系也随着人类的活动影响,变得互动起来,水体的污染问题在水生植物的作用下也得到了很好的解决。
摘 要: 植物生长三维动画已经越来越广泛地应用在各个领域,如城市规划、影视娱乐、 广告 宣传等。对植物生长三维动画的研究内容、演示方式、动画特点进行归纳与概括。从软件技术的角度对植物生长三维动画的表现形式、研究现状、关键技术、制作 方法 、适用对象、优缺点进行研究、分析和比较,对该领域未来的发展趋势进行了展望。为有效推进植物数字可视化建设和提高动画创作效率提供参考。
关键词: 三维技术; 植物; 生长; 动画
0 引言
植物是大自然的重要组成部分,随着计算机三维动画技术的发展,植物生长三维动画被广泛应用于 教育 、科研、遥感、游戏、数字影视等众多领域。
1 植物生长三维动画的生长方式
经过大量的理论和实证研究, 总结 了植物生长三维动画方式,主要有以下几种。
⑴ 破土而出式
植物最初是生长在暗地里的一颗种子,慢慢破土而出,拔节而长,枝繁叶茂,开花结果。这类生长动画便于演示植物动态的生长过程,营造出生命和希望爆发的活力。
⑵ 藤蔓伸展式
不少影视作品和建筑艺术动画中都能看到藤蔓植物慢慢伸展,绝强地依附攀援,增加场景生机和活力的景象。除了绿化的作用,这类动画给人以在逆境中不屈服,顽强展示生命力和活力之意。
⑶ 层叠上升式
层叠上升式比较符合林木类植物的生长规律。植物按照一定的层次从地面节节往上拉升,叶子、花、果等则以粒子形态般急剧增长,就像地面赋予无穷无尽的生命力和活力一样,给人以强烈的视觉冲击和神奇的创意享受。
⑷ 迷幻障眼式
迷幻障眼式是植物生长中比较虚幻、神化的方式,好比变 魔术 ,往往借助于强烈光效、迷幻烟雾等效果来实现,光效、烟雾之后植物出现在面前。
图1 植物生长三维动画方式
2 植物生长三维动画关键技术
植物生长三维动画有许多方法。3ds max、MAYA等三维软件都带有植物模型,粒子系统也能实现植物生长动画效果。但是三维软件自带的植物模型种类较少,粒子系统又难以实现较为真实、自然的生长动画效果。植物插件的出现,能有效解决动画效果和创作效率上的问题,成为三维动画创作的热门工具。下面就几款主要的植物插件进行分析和比较,以助于提高应用者的动画创作效率。
Ivy Generator和Guruware Ivy插件
Ivy Generator是德国康斯坦茨大学开发的一款藤本三维软件,主要用于模拟以攀爬为主的藤本或草本植物的生长。通过对生长参数的调节,可随机生成不同形态的藤本植物模型。其特点是不需要应用复杂的植物生长机理模型,侧重于计算机图形学,迅速生成逼真的植物模型,追求基于视觉效果的真实性[1]。但Ivy Generator不能直接实现植物生长动画,只有将模型输出成OBJ和MLT材质物体,再导入3ds max等三维软件中制作动画效果。该插件的系统耗用较大,不适合表现大规模的植物场景[2]。
Guruware Ivy是Ivy Generator的改进版本。Guruware Ivy使用更方便,功能亦有增强,通过为Age(藤蔓年龄)属性设置关键帧可以轻松实现藤蔓生长、攀爬的动画效果[3]。
XFrog
XFrog是德国Greenworks公司开发的三维植物软件,可实现植物的直观交互建模和生长模拟。XFrog所有的树叶、枝干、花朵等都采用实物扫描,使得模型更加真实,开放的光年系统和层级的表现方式,使其操作性更简便,可控性更强[4]。XFrog在植物生长模拟过程中,通过关键帧动画实现,有两种方法。①起始和结束关键帧为同一关键帧。可以保证模型拥有相同的拓扑结构,生成动画较为平滑。但应尽量减少直接修改植物参数的操作,否则会大大降低动画的真实感。②起始和结束关键帧为不同关键帧。可以把起始关键帧的模型细化,缺点是XFrog插补的部分较多,不如第一种方法的动画效果平滑自然[5]。 GrowFX
GrowFX是俄罗斯Exlevel公司基于3ds max平台开发的一款植物插件,可创建参数化的树木、花草及其他植物模型,自由创建风力和生长动画效果,前提是要有GrowFX调节出来的未塌陷的文件[6]。GrowFX除了可使用官方的植物库资源,还有灵活的自由度。通过植物年龄、生长方向、风效、动画效果等随机参数的调节,快捷得到植物的其他形态。
Vue
Vue是一个专业的CG景观设计工具套组,可以制作出逼真的自然环境,还可以和3ds max等三维软件套用。Vue可以在现有植物库基础上进行再加工和改造,容易产生新的植物形态和物种,根据用户实际需要自由形成植物生长、形态变化等动画效果。Vue操作简便、场景表现逼真。云计算的建模方式、快速的渲染时间等特点,使得它特别适合表现自然空间大场景,主要用于中、远景表现[7-8]。
T-Gen插件
T-Gen是第一个完全整合进SoftImage|XSI的植物生成插件,拥有强大的灵活性和无穷的可能性。可以使用几乎所有XSI工具对其产生的植物模型、材质、层级结构做进一步修改。T-Gen各类参数几乎都可用于设置动画效果,强大的优化工具使其在植物生长动画方面有着快速、高效的优势。
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro
SpeedTree、TreeStorm和Forest Pack Pro都是目前在建筑漫游动画和园林设计中比较常用的植物插件,拥有强大的植物库,模型真实感强,绘制效率高,支持植物动力学,可模拟风吹植物动画效果,分别适宜表现中近景和大片的远景植物[9-10]。但它们没有植物生长动画功能,凭借丰富的软件开发接口可以和3ds max等三维软件结合使用,以实现植物生长动画效果。
3 结束语
植物生长三维动画将缓慢的植物生长过程动态化、形象化展现。本文所介绍的几种植物三维生长动画关键技术,因各自不同的特点和优势,在表现一些大型的自然场景中,往往需要把多种方式相结合。
由于植物结构复杂,表面细节丰富,使其无论在三维建模、动态模拟方面都存在较大难度,以下问题有待进一步深入研究:①当前主要实现单株植物的三维模拟,缺乏对于大规模植物生长动画场景的模拟研究;②植物形态受到光照、风力、温度等自然环境因素影响,对更为复杂、逼真的植物生长交互模拟将是未来的一个重要研究方向。
参考文献:
[1] 王海,林杉,黄心渊.植物生成软件的评价和比较[J].计算机仿真,:177-180
[2] 王媛等.An ivy Generator三维藤本植物建模技术应用研究[J].安徽农业科学,(08):3196-3197
[3] 孙楠.藤蔓可以这么“种”出来――Groupware Ivy插件牛刀小试[J].现代电视技术,:127-129
[4] 胡逊之.面向树木 科普知识 的三维游戏设计[D].北京林业大学,:27-28
[5] 王忠芝,胡逊之,伍艳莲,梁敬东.基于XFrog的树木建模及生长模拟[J].北京林业大学学报,:64-68
[6] Grow FX定制树[EB/OL].[2012-10-29
[7] 于淼,杨立新.基于Vue软件的景观场景表现技术的应用研究[J].中国园艺文摘,:94
[8] 贾勇,于淼.VUE软件在园林设计应用中的构成要素分析[J].中国园艺文摘,:116-117
[9] 赵塘滨.基于3ds max的自然场景制作技术[J].美术学刊,:57-58
[10] 刘颖,罗岱,黄心渊.基于OSG的SpeedTree植物模型绘制研究[J].计算机工程与设计,:2406-2407
先根据你要写的地区的气候环境变化来一段在根据你对变化的看法,写一些措施
不同于传统的物理学和化学,生态学被看作是系统性的科学,所以普遍认为生态学是反还原的。下面是我为大家整理的生态学教学论文 范文 ,供大家参考。
《 园林生态学教学改革 方法 》
摘要
受过去陈旧的教学模式影响,当前的园林生态学教学中还存着很多弊端,阻碍了教学进步,急需改革。在此以环境设计专业为例,提出一些改革建议,包括教学观念和内容的更新、先进 教学方法 的应用、实践课的增加,以及师生综合素质的提升。
关键词 环境设计;教学改革;园林生态学
环境设计专业涉及城市规划、室内设计、园林建设和公共艺术设计等领域,因实用性较为突出,具有极强的实践性。而传统的教学存在很多弊端,如缺少实践锻炼、教学方法单一等,因此教学效果并不理想。随着经济不断发展,城市园林建设、室内装潢等行业备受重视,这就对环境设计教学提出了新的要求。教学方法对教学效果有着直接影响,针对以往教学方法太过单一的缺陷,应进行改革,掌握多种方法并能够灵活运用[1]。
1更新教学观念和内容
理念更新
现代 教育 非常注重学生的自主学习能力和实践操作能力,所以首先,应转变陈旧的教学观念,坚持生本理念,提高学生在课堂上的地位,突显其主体性。利用有效手段,激发学生兴趣,调动起积极主动性,转被动学习为主动学习,从而成为课堂的主人。教师作为辅助者和引导者,要敢于接受新知识,并进行新的尝试。环境设计专业经常需要人工绘图、搭配色彩、提出新创意,并熟练操作计算机等基本技能,而学生之间必然存在着差异性,需要教师了解学生兴趣和心理规律,真正地体现以生为本理念。其次,学习理论知识的主要目的是在实践中应用,环境设计专业的目的是培养出更多的实用型人才,所以要重视实践。以室内设计课程为例,需要学生掌握辨别装饰材料、熟悉施工流程的能力,若只传输知识,学生很难理解。但若是带领学生在材料市场或施工场地学习,将会取得更好效果。
内容设计
教学内容的选择和设计同样重要,首先,课程要和专业紧密结合,环境设计的范围其实很广,涉及领域较多,尤其是在基础课上,必须结合专业设计,体现出较强的专业性[2]。如在学习色彩搭配时,不妨增加光与色彩之间的关系等内容,让学生了解在今后设计时如何根据光线选择颜色;而在设计 素描 课上,应增加室内空间、家具结构等写生内容,使学生尽早适应实际生活,而不是仅仅在学习理论。其次,教学内容要根据社会需求和市场而加以调整,不可与实际相脱节。例如,环保节约是当今时代的主题,在建筑设计或者室内设计教学上上都要突出绿色生态这一特点。教学内容要具有针对性,根据岗位工作要求,形成健全的内容体系。
2积极引进新教学方法
具体的教学方法直接影响着教学效率和质量,必须予以高度重视,方法不能过于单一,而且一定要有效,能够取得进步。随着教育改革的深入,许多新方法都经受住了考验,应用越来越多,在此主要介绍以下2种方法。
项目教学法
项目教学法是把课堂教学活动视为一个完整的项目,按照规范的流程、操作要求逐步完成。通常要经过项目选择、项目实施、能力转化、能力提高几个阶段,部分高校采取此方法,结合现代化技术,获得了极大的成功。教师发挥引导作用,根据教学内容设计多个项目,然后引导学生根据自己的擅长选择合适的项目。接下来的设计、实施工作就要学生独立完成,最后展示成果,增强学生的成就感。例如,园林植物景观规划项目,植物在园林中的作用不言而喻,既是景观,又起着绿色环保的作用[3]。实际中的规划工作涉及多个部门,首先是要对项目进行策划,考虑其可行性和合理性;确定项目后,需初步规划方案,根据其用途、性质以及可能带来的各种效益综合考虑;然后对方案进行修改,直到满意后,开始施工图的设计;最后一步是对施工图进行变更。在此过程中,尽量遵循实际岗位要求,提前熟悉岗位环境,使自己的操作能力进一步提升。
实例教学法
上面已经说到,环境设计是针对的具体项目、具体工程,理论知识必然是要用到实际案例中的,而且具体案例不同,所采用的技术、方法、要求等也有差异。从另一个角度来看,部分理论知识比较抽象,不好理解,需要借助实际案例进行分析。世界上有很多经典的建筑、雕塑、室内格局,都是著名设计师的作品,有许多可借鉴之处。国内也有很多案例值得借鉴,如植物对污水具有净化作用。那么如何净化,具体如何操作,又会取得怎样的效果是教师必须考虑的问题。此时不妨以石家庄“清源节流行动”为例,通过分析洨河水污染的处理方案和具体 措施 ,使学生更深刻地理解相关理论知识。除了提供实践 经验 ,案例教学还有很多优势,比如可以反映行业最新动态、可以提高学生科学设计的意识、发挥模范作用引导学生进步等。
其他方法
目前,各高校环境设计专业教学还有很多优秀的方法,如角色扮演法,试着让学生扮演教师讲课;头脑风暴法,鼓励学生提问,培养其创新意识,集思广益,以得到更多更好的创意;实践-理论-实践法,即先通过实践让学生初步了解理论知识,并主动去 总结 探究,然后针对重点难点加以讲解,再把整个理论知识串起来,加深记忆。课堂结束后,再次应用于实践,操作技能会有很大的提升[4]。
3提高实践实训课比重
为了使学生把理论知识转化为自身技能,并用于解决实际问题,必须增加实践实训课的比重,争取每一个学生都能有足够的实践机会。就环境设计专业而言,创意无比关键,所以实践课程要以培养学生的创新意识和创造力为主。加大投资,建立起专业的实训室,除了实训中常用的画板、画笔等基础物,还要注重氛围的营造和整体结构的设计,包括选材、形状和风格等,都要结合专业课程和企业需求考虑,尽量保持一致。除了动手操作区域,实训室内还应有材料存储区、教学示范区、作品展示区、现代化信息技术区等。当确定一个项目后,搜集材料、独立思考、动手操作、作品展示、最终评价等工作最好都能在实训室内完成,一来可充分利用资源,二来能够提高学生的工作效率。部分学生 想象力 很丰富,经常能想出很新颖的创意,但缺乏平台展示。所以,学校要经常办一些实践活动,鼓励学生参加,给他们一展身手的机会。例如,举办校级技能大赛、原创作品比赛、模拟实践设计活动等,在寒暑假也可以组织学生到企业参观实习。实际教学证明,很多优秀设计师都是在此类活动中积累了大量经验,而且对市场需求更加了解,所以设计水平要高于一般的学生。
4提高师生的综合素质
教学质量的提高离不开师生的努力。教师在新的教育环境中退居幕后,其实责任更重,要真正提高环境艺术设计专业教师的业务水平,就必须大力培养双师型教师。积极鼓励专业教师参加相关的专业培训与研讨会,吸收新知识与新理念;鼓励专业教师参与社会行业的职称评定;有目的的让专业教师进入相关企业挂职锻炼,提高教师的实际工作技能与经验,确保其在未来的教学工作中能够将最新、最好、最实际的技能传授给学生;鼓励专业教师多参与实际工程项目,并以实际项目为任务,驱动教学的实际案例对学生进行教授,在亲身经历项目过程的同时,把实际工作的经验与技能同学生一起分享,达到务实教学、增加学生实践经验的目的[5]。学生亦是如此,除了深入理解环境设计专业,了解该专业的社会现状,还要养成独立思考、仔细观察、认真总结的习惯,强化自身创新意识,学习计算机等现代技术,提高自身综合能力;同时,要完善自身道德素质,以便将来能够更好地胜任岗位工作。
5结语
环境设计是理论和实践结合紧密的一个专业,在实际中有着广泛应用,包括室内设计、园林规划、建筑设计等。教学过程中,为了使学生快速吸收理论知识,提高自身技能,需对以往的教学进行科学改革。
参考文献
[1]袁方.关于教学改革的思考——以环境艺术设计专业为例[J].魅力中国,2010,22(27):154-155.
[2]张榕泉,吴海燕,夏建红,等.高职院校环境艺术设计专业基础课程教学改革探讨:以闽西职业技术学院为例[J].剑南文学,2012,24(10):170-172.
[3]吴玉琴.园林生态学教学改革探讨[J]绿色科技,2011,20(7):245-246.
[4]季玲.信息时代的教学改革模式初探——以环境设计专业为例[J].时代教育,2013,22(15):173.
[5]高松伟,刘力扬.高职院校环境设计专业在信息时代面临的改革及对策[J].教育,2014,15(8):85-86.
《 珠子参生态学和生物学特性研究 》
摘要:
目的调查研究珠子参生态学和生物学特性。方法通过对珠子参生态环境的调查,栽培珠子参物候期及生长发育的观测,种子沙藏处理,定期对根状茎的切片观察等。结果珠子参适生于年均温12~16℃、年降水量800~1200mm、荫蔽度70%~80%的阔叶林下,土壤肥沃疏松pH5~的微酸性土壤中。珠子参的生长随着叶数目的增多,株高、根茎粗、叶面积、株冠均增大。整个植株完成一年的生长发育约需190d。种胚属高低温型。在15℃下发育最好,满胚后再转入5℃低温处理60d即裂口。裂口种子10℃培养5d就开始萌发。5月20日~8月15日为地下根茎的快速生长期,8月16日~9月30日为地下根茎的分化期。开花植株与不开花植株的根茎发育不同。结论本研究为珠子参的规范化 种植 提供了理论依据。
关键词:珠子参;生态学特性;生物学特性;叶数目
珠子参(Burk.)为五加科人参属植物,是一种较为重要的濒危药用植物[1]。其主要化学成分为皂苷类,还含有糖类、挥发油类、微量元素等多种类型化合物[2-6]。其根状茎入药为珠子参,有补肺,养阴,活络,止血、抗肿瘤、保护心脑血管系统、抗炎镇痛、提高免疫力等功能[7,8];其地上部分入药称参叶,能清热、生津、利咽,有滋补强壮之效[9]。也有人进行了珠子参的野生资源和生态环境调查及植物生长特性的研究[10-12]。近年来由于过度采挖,野生资源日渐枯竭,满足不了用药的需要。为此,笔者在地处巴山区的陕西省镇坪县进行了引种栽培试验,并对其生态学和生物学特性进行了研究,旨在对其规范化栽培技术研究提供理论依据。
1材料与方法
材料
试验地设在陕西省镇坪县海拔为840m和1300m的两个地块,栽培面积分别为700m2和600m2。以野生珠子参根状茎为繁殖材料,以根状茎的节结大小进行简单分类,分畦栽植,密度25cm×20cm。搭棚遮阴,透光率30%。选用栽培两年的植株为实验材料。
方法
调查研究珠子参在陕西的野生分布及生态环境条件。
在珠子参生长期内每日用湿度计和温度计对栽培地的温湿度及10cm处地温进行测量记录。
在栽培地里,以叶的数目为类群划分的依据,各选30株,定株定点观测。用直尺和游标卡尺对植株的植物学性状进行测量。
采集8月上中旬成熟的种子,水浸泡24h后取下沉者。将种子与湿砂混合,每个处理600粒。先放25~32℃室温下10d后分别转入5、10、15、20、25℃及实验室等6种条件下培养。每10d取种子观察胚的发育情况。
观察移栽植株根茎形态变化,并定时切取根茎尖端固定;切片观察根茎发育情况。
2结果与分析
生态环境的调查
珠子参是人参属中分布较广的种,我国的甘肃、陕西、安徽、浙江、贵州、广西、四川、云南、西藏等省区均有分布。在陕西省分布于关山林区和秦巴山区各县,主产于宁陕、洋县、陇县、石泉、镇坪、平利、汉阴、南郑、宁强、佛坪等县。生于海拔1000~2200m间的林下或草丛中。
该区气候属于北亚热带、温带温热湿润气候区。年平均气温12~16℃,元月份平均气温0~℃,七月份平均气温19~28℃,日均温≥10℃,稳定持续180d,无霜期210~240d,年平均降水量800~1200mm,森林荫蔽度70%~80%,相对湿度75%~85%。本区群峰突兀,沟壑纵横,山大谷深,地势复杂,气候多异,水热资源丰富,植被覆盖率高,自然条件优越,为珠子参的生长发育提供了有利的条件。珠子参为阴生植物,对光敏感,要求荫蔽度为70%~80%,处于不同生长年限和发育阶段的植株对光照的反应有差异。
珠子参1~2枚复叶的幼苗,要求照光量小,若直光照射,则生长缓慢,植株矮化,叶片衰老,叶缘变黄变红,而搭棚遮荫后,此病理现象逐渐消失;3~5批复叶的植株可耐受一定强度的直光照射;在野生条件下荫蔽度大的林下,珠子参植株纤细,叶片薄而淡黄绿,生长发育迟缓,叶子易产生锈病等病斑,所以人工栽培珠子参时一定要搭荫棚,让透光率达20%~30%。珠子参喜冬暖夏凉,四季温度变化较小的气候。
出苗期到营养生长快速期气温在℃,10cm处地温在℃之间,此时地下根茎处于休眠期;从开花期到枯萎期气温在℃,10cm处地温15~℃之间,地下根茎进入生长分化期;当气温降至℃以下,10cm处地温低于℃时,地上部分枯萎,地下根茎也进入休眠期。
降水不仅为珠子参的生长提供水分,而且也能调节温湿度,对其生长发育有着重要作用。陕西省镇坪县年平均降水量为1015mm,年平均自由水面蒸发量为,自然植被蒸发量,降水量大于蒸发量,所以气候呈现湿润多雨的特点。满足了珠子参的生长要求,但夏季多暴雨,并有短暂的大风,秋雨连绵,对珠子参的生长发育造成一定的影响,如暴雨冲刷地面土壤,使根状茎裸露,打落了未成熟的果实,打破叶片,折断或冲走植株,特别是6~9月气温较高,若 雨水 较多,湿度过大,可造成植株生病,根茎腐烂等现象。
珠子参适宜生长在山区林下,土壤为山地棕壤或黄棕壤。土层较厚,腐殖质丰富,含水量高,质地疏松,透水透气性良好,pH5~的微酸性土壤中。如果土壤粘性过大,易使植株发病,土壤中石块较多时,则架空植株,影响生长,甚至造成死亡。不同海拔高度、坡向、坡度等地貌条件所造成的小气候,对珠子参的栽培、生长发育、田间管理,质量和产量都有影响。珠子参在秦岭分布在海拔1000~2200m间,而在大巴山的分布下限为1200m。随着海拔的升高,由于气候各因子的综合作用的结果,使高海拔处的珠子参生长发育明显的推迟。珠子参的生长坡度不定,一般在10°~45°之间;坡向一般为阴坡或半阴坡,在林缘或谷底也有生长。人工栽培应选坡度在15°左右,坡向阴坡或半阴坡的山地、林下,过陡则操作不便,水土流失严重,过缓则积水泡根。珠子参植物群落复杂,乔、灌、草种类丰富,荫蔽度70~80%。
产区调查表明主要伴生的木本植物有:毛叶五加、红茴香、蜀五加、米面翁、火棘、铁扫帚、含笑、常春藤、短枝六道木、尖叶绣线菊、漆树、茅栗、栓皮栎、辽东栎、白桦、川鄂小檗、蔷薇、盐肤木、荚蒾、忍冬、华桔竹、马桑等。主要伴生的草本植物有:吉祥草、羊齿天门冬、大花糙苏、重楼、鬼灯擎、白酒草、粗齿天南星、玉竹、开口箭、陕西鳞毛蕨、贯众、宁陕耳蕨、珍珠菜、腺药珍珠菜、缬草、山酢酱草、三肋虾脊兰、窝儿七、八角莲、红三七、黄水枝、大叶金腰子、城口唐松草、细辛、对叶细辛、红毛七、汉中防己、铁筷子、大花绣球藤、鱼腥草等。地被植物为茂密的苔类和藓类植物。从野外调查可以看出,在不同的分布区、海拔高度,珠子参的伴生植物有一定的差别,攀缘的藤本植物占有一定的优势。
生长发育特性
珠子参为多年生宿根直立草本,高5~68cm。掌状复叶轮生于茎顶。小叶片阔椭圆形、椭圆形、长椭圆形或披针形。笔者对大量栽培的珠子参的形态观察表明:珠子参的叶形变异颇大,同一植株上叶的形状、数目也有差异;根状茎变化多样,有的根茎前端呈竹鞭状,后面又呈串珠状。
珠子参的生长发育与叶数目有一定关系。随着叶数目的增多,株高、根茎粗、叶面积、株冠均增大。除未见一批叶植株开花外,其余均开花结实,但开花结实率随叶数目的增多而相应提高,地下根茎则变得粗短。栽培珠子参的物候变化:在日均温低于10℃时越冬芽已开始萌动,随着温度的升高,芽的活动加速。
当日均温超过10℃,在3月25日越冬芽就露出地表。4月上旬叶片由皱至平滑,叶色由浅绿转至黄绿色;4月中旬至5月中旬为地上茎叶的快速生长期;4月下旬至5月中旬花梗开始快速伸长;5月12日第一朵花开放,5月中旬至6月上旬为开花期;5月27日结出第一个果实,直至7月1日,果实逐渐发育,进入绿果期;7月2日第一个红果出现,以后逐渐红熟;8月21日始叶片枯黄脱落,茎中空倒伏,开始调萎,到9月13日几乎全部倒苗。5月20日~8月15日为地下根茎的延伸期,8月16日~9月30日地下根茎进入分化阶段。
10月1日以后越冬芽进入缓慢的活动阶段,可视为进入休眠期。地上部分完成一年的生长约需173d,地下根茎形成分化约需133d,整个植株完成一年的生长发育约需190d。
发育生物学特性
珠子参的开花结实与叶的批数有关。一批叶均未见开花,二批叶有部分植株开花结实,但花的败育率较高,三批叶以上植株均开花,其结实率多为10%左右,一般情况下,叶批数越多,开花结实率越高。伞形花序单生于茎顶或数个聚成复伞形花序。全株的开花方式由外向内逐渐开放,约需4~7d全部开放。
每日开花时间为8~19h,盛花期12~15h。开花时,第一瓣先向外裂后,以后第2~5瓣依次向外裂开,开花后花药逐个裂开,自交异交均可孕,第3天花药枯萎,花瓣脱落,第12~14d柱头开裂变成紫红色并枯萎,进入果实发育期。开花第9天子房开始明显膨大,第12~14天为幼果快速发育期,半月后即形成绿色果实,由浅绿转至深绿,再变为紫色,不久即转为鲜红色,熟时紫红色,顶端1/3为黑色,内含种子2(1~3)粒。浆果扁球形,直径5~8mm,果肉厚2~3mm。种子肾形,乳白色,直径3~5mm,千粒重约。种子外种皮坚硬,内种皮呈薄膜状,尖端为脐孔,沿脐孔有结合缝,裂口时从结合缝处裂开,胚根由脐孔处萌发。种子为胚后熟类型,属高低温型。
刚收获的种子胚仅为一团很少分化的细胞。若将采收的种子直播,需要经过20~22个月之久才能解除休眠。因此,掌握种子休眠规律,缩短种胚后熟时间,是珠子参栽培技术研究的关键和重点之一。通过对6种不同温度条件下种胚发育情况的观测,在15℃下种胚发育最好,培养120d就有满胚者,约160d多数种子达到满胚,平均胚率为。再转入5℃低温处理60d开始裂口。将已裂口种子放10℃培养5d就开始萌发。而培养160d时,20℃有个别种子达满胚,多数种子胚为满胚的2/3,5、10、25℃及实验室等条件下胚发育较差,仅为满胚的1/5~1/6。
地下部分的生物学特性
珠子参的地下部分包含根和根状茎。根是由根状茎节上形成的不定根。根状茎横走,为5~17节组成的串珠状,每个节上多有休眠芽存在。着生地上茎叶的节上常生2~9条根,老节上生根或无。根状茎呈不规则球形或略呈纺锤形,直径5~45mm;节间直径3~5mm,长约2~10cm,最长可达40cm。茎叶倒苗后至出苗期间,根茎顶端是一个略膨大的越冬芽。越冬芽在地上茎叶着生的根节上形成。3月底至4月初芽萌发,茎叶先抽出地面并迅速生长。
5月17日地下根茎未见明显的形态变化。5月20日地下根茎先形成突起,其大小约。5月20日~8月15日为地下根茎的快速生长期,8月下旬地上茎叶开始枯萎倒苗,幼根茎直径1~5mm,长约,并在顶端又形成一个新的芽;8月16日~9月30日为地下根茎的分化期,在这段时间内地下根茎的长度变化较小,直径有所增加,且到距顶端3~5mm处节间形成层活动,使该处膨大成节,前端分化成第二年生长的地上部分的各个器官。
次年春该芽又萌发,再形成一个膨大的部分,如此下去,根茎每年伸长一节并形成一个膨大,不断伸长,同时,在膨大处具有次生生长能力,使膨大部分再增大。这样串珠状根茎便形成并不断发展。10月1日以后地下根茎进入缓慢的活动,可视为进入休眠期。地下根茎分化期,开花植株与不开花植株的根茎发育不同。后者根茎的顶端发育成芽,前者根茎的顶端发育成花芽,顶端芽的中间包着的小花序较大,由休眠的腋芽活动形成幼根茎,再继续增加根茎的节数与长度。根状茎的长度、直径与叶的数目有关,一般叶的数目越多,根茎的节间则越加短粗。开花植株的根茎较未开花植株的更短更细。
根状茎的生长与土壤肥力有关,土壤越贫瘠,根状茎就越长;地上茎叶愈小,地下根状茎就愈细愈长;处在土层3~5cm处的根茎的越冬芽比处在较深或较浅土层中的发育快;土温在15~25℃时发育较快,温度偏高或偏低,根状茎的发育就会减慢。在水肥条件较好的情况下,一个节上偶尔可形成2~3个越冬芽,第二年均可正常生长发育。在根茎受损后,同一串根茎节上可形成多个正常发育的越冬芽。若越冬芽受损,其根茎并不死亡,而继续在土壤中休眠,竖年6~9月可形成新的越冬芽。竖年植株地上部分生长叶的批数与当年形成越冬芽的大小成正比,与根茎的直径近乎成正比关系,但与根茎的长短无关。地上茎叶生长的强弱与地上茎着生的节上的须根数目有关,一般须根数目越多,地上茎生长越好;同时与移栽时间、当年的气候、土壤的肥力有关。一般秋季移栽优于春季移栽,一般在土壤肥沃的地方可适当延长珠子参的生长时间。
3结论
珠子参适生于年均温12~16℃,无霜期210~240d,年降水量800~1200mm,相对湿度75~85%,荫蔽度70~80%的阔叶林下,pH5~的微酸性肥沃疏松土壤中。栽培时应根据其生态学特性,选择较为适宜的生长发育小环境进行栽培。山地栽培中应采用遮阴搭棚的办法调节透光度。
根据其种子、根茎的生物学特性,研究解决繁殖方法问题,是栽培工作的难点和重点。种子沙藏先在15℃下培养约160d,再转入5℃低温处理60d后,取出播种出苗率可达91%以上。根状茎的节上有数个休眠芽,可采用适当的方法解除休眠,促其萌发形成新植株,该法可作为提高繁殖系数的优良繁殖方式。同时注意根茎切段不宜少于两节,并注意防腐处理,否则易发生烂根烂芽的现象。总之,进行珠子参的生态与生物学特性研究,可为其规范化栽培技术的研究提供有价值的依据,具有重要的理论意义和实用价值。
参考文献
[1]赵毅,赵仁,宋亮,等.珠子参药材品种概述及资源现状调查[J].中国现代中药,2011,13(1):11-17.
[2]宋小妹,蔡宝昌.珠子参化学成分和药理活性研究进展[C].中华中医药学会中药炮制分会2008年学术研讨会论文集.2008:4.
[3]赵仁,赵毅,李东明,等.珠子参研究进展[J].中国现代中药,2008,10(7):3-6.
[4]李利霞,赵厚涛,朱虹,等.珍稀濒危植物珠子参研究进展[J].陕西农业科学,2015,61(2):59-61.
[5]陈涛,陈茂华,胡月琴,等.珠子参多糖抗肝癌作用的实验研究[J].时珍国医国药,2010,21(6):1329-1331.
[6]王薇,郭琳,冯改利,等.竹节参与珠子参质量比较研究[J].西北大学学报(自然科学版),2010,40(5):833-836.
[7]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[S].北京:中国医药科技出版社,2010:254-255.
[8]王辉,郭天康,胡鹏斌,等.珠子参临床药理研究进展[J].甘肃医药,2015(2):99-101.
[9]江苏新医学院.中药大辞典(上册)[M].1977年版.上海:上海人民出版社,1977:1821.
[10]刘万里,刘婷,何忠军,等.珠子参规范化栽培技术[J].陕西农业科学,2014,60(8):127-128.
有关生态学教学论文范文推荐:
1. 生态文明教育建设毕业论文范文
2. 浅谈生态环境保护论文范文
3. 大学教育类论文范文
4. 马克思主义教学毕业论文范文
5. 浅谈生态文明建设本科结业论文
6. 有关生态文明建设本科论文
358 浏览 4 回答
332 浏览 4 回答
83 浏览 3 回答
237 浏览 8 回答
172 浏览 4 回答
360 浏览 2 回答
326 浏览 2 回答
333 浏览 1 回答
221 浏览 2 回答
121 浏览 3 回答
185 浏览 7 回答
123 浏览 3 回答
195 浏览 4 回答
133 浏览 2 回答
105 浏览 4 回答