葉尚挹++董雯靜

摘要：種內(nèi)個(gè)體間或物種間的相互作用可根據(jù)相互作用的機(jī)制和影響來(lái)分類。物競(jìng)天擇，適者生存。競(jìng)爭(zhēng)的存在是生態(tài)系統(tǒng)維持平衡的重要條件。競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是一個(gè)有機(jī)體影響了另一個(gè)有機(jī)體的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，這種影響有正面的也有負(fù)面。本文從玉米、大豆的種內(nèi)種間競(jìng)爭(zhēng)說(shuō)明植物的種內(nèi)種間競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)；種間競(jìng)爭(zhēng)；密度效應(yīng)；生物量

種內(nèi)個(gè)體間或物種間的相互作用可根據(jù)相互作用的機(jī)制和影響來(lái)分類。而競(jìng)爭(zhēng)是存在于種內(nèi)個(gè)體間和物種間的一種相互作用。它是指兩個(gè)或兩個(gè)以上有機(jī)體在所需的環(huán)境資源或能量不足的情況下，或因某種必需的環(huán)境受限制，或因空間不夠而發(fā)生的相互關(guān)系[1]，導(dǎo)致適合度下降。競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是一個(gè)有機(jī)體影響了另一個(gè)有機(jī)體的正常生長(zhǎng)和發(fā)育，這種影響可以是正面的也可以是負(fù)面的。達(dá)爾文的“自然選擇，生存競(jìng)爭(zhēng)，優(yōu)勝劣汰”理論就很好說(shuō)明了這種相互作用。

1種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)

1.1材料與方法

植物種群內(nèi)個(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng)，主要表現(xiàn)為個(gè)體間的密度效應(yīng)，反映在個(gè)體產(chǎn)量和死亡率上。本實(shí)驗(yàn)研究種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程選擇玉米種子，分別以低、中、高三種密度進(jìn)行單獨(dú)栽培。低密度組播種玉米10顆，發(fā)芽后留下6株；中密度組播種玉米20顆，發(fā)芽后留下12株；高密度組播種玉米36顆，發(fā)芽后留下24株。低密度組密度為6株/0.01m-2，中密度組12株/0.01m-2，高密度組24株/0.01m-2。每組重復(fù)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)22天后收獲，在不損壞植物的前提下，仔細(xì)地洗去表面泥土，分組測(cè)量株高和根長(zhǎng)并記錄，后曬至干癟，置于烘箱烘干再稱重，計(jì)算每個(gè)個(gè)體的平均干物質(zhì)量即生物量。以株高、根長(zhǎng)、生物量為指標(biāo)，進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果的比較。

1.2結(jié)果與分析

1.2.1密度效應(yīng)的特殊規(guī)律

植株的密度效應(yīng)還有兩個(gè)特殊的規(guī)律，最后產(chǎn)量恒值法則和-3/2自疏法則。最后產(chǎn)值法則表現(xiàn)為，不管初始播種密度如何，在一定范圍內(nèi)，當(dāng)條件相同時(shí)，植物的最后產(chǎn)量差不多總是一樣的[2]。公式如下：Y= ×d=Ki。它出現(xiàn)的原因是，在高密度情況下，植株意見(jiàn)資源的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，在資源有限時(shí)，植株的生長(zhǎng)率降低，個(gè)體變小。但是，在密度很低的情況下總產(chǎn)量隨播種密度增加而增加。本實(shí)驗(yàn)就是這種情況。另一個(gè)法則是-3/2自疏法則。即隨著播種密度的提高，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)不僅影響到植株生長(zhǎng)發(fā)育的速度，也影響到植株的存活率。公式如下 =C×d -3/2。

1.2.2玉米的各項(xiàng)指標(biāo)

在發(fā)育初期，各組植物間沒(méi)有表現(xiàn)出較大的區(qū)別，中密度組首先有玉米發(fā)芽。生長(zhǎng)到第7天時(shí)，各組幼苗長(zhǎng)勢(shì)均良好，出土2-3cm。等到第9天時(shí)，競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象開(kāi)始出現(xiàn)并變得明顯，低密度組的植株高度超出高密度組，中密度組居中。

圖1 玉米的生長(zhǎng)狀況與種內(nèi)密度的關(guān)系

等到培養(yǎng)22天收獲時(shí)，從圖1結(jié)果可以看出，玉米的長(zhǎng)勢(shì)：低密度組優(yōu)于中密度組，中密度組優(yōu)于高密度組，尤其在株高和根長(zhǎng)上，現(xiàn)象更加明顯，即說(shuō)明密度效應(yīng)對(duì)植株個(gè)體大小也有一定影響。植株種植密度高時(shí)，種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)壓力大，資源緊張，表現(xiàn)為抑制植株的生長(zhǎng)。

2種間競(jìng)爭(zhēng)

2.1材料與方法

本實(shí)驗(yàn)研究種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程選擇玉米種子和大豆種子，以中密度方式播種（20顆/盆，即10顆大豆，10顆玉米），發(fā)芽后各留6顆。競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)分別為地下部分競(jìng)爭(zhēng)、地上部分競(jìng)爭(zhēng)和全方位競(jìng)爭(zhēng)。每組重復(fù)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)24天收獲，后續(xù)處理與種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)相同。

2.2結(jié)果與分析

2.2.1大豆的各項(xiàng)指標(biāo)

從圖2結(jié)果分析，單從大豆這個(gè)物種來(lái)看，以每個(gè)個(gè)體的生物量作為指標(biāo)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果的比較，地上競(jìng)爭(zhēng)比地下競(jìng)爭(zhēng)激烈，全方位競(jìng)爭(zhēng)更激烈。競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度與消耗的物質(zhì)或能量有直接關(guān)系，競(jìng)爭(zhēng)越激烈，消耗的物質(zhì)越多，導(dǎo)致平均生物量小。但是，株高與根長(zhǎng)，不同組間相差較大，可能是因?yàn)榄h(huán)境沒(méi)有控制好，導(dǎo)致結(jié)果有誤差。沒(méi)有與生物量一樣的趨勢(shì)。

2.2.2玉米的各項(xiàng)指標(biāo)

從玉米這個(gè)物種來(lái)看，生物量也表現(xiàn)為地下競(jìng)爭(zhēng)大于地上競(jìng)爭(zhēng)大于全方位競(jìng)爭(zhēng)。根長(zhǎng)也有這個(gè)趨勢(shì)。但株高趨勢(shì)不明顯。說(shuō)明，玉米葉表現(xiàn)為地上競(jìng)爭(zhēng)比地下競(jìng)爭(zhēng)激烈，全方位競(jìng)爭(zhēng)更激烈。

2.2.3大豆和玉米的相互作用

既然研究的是植物種間競(jìng)爭(zhēng)的影響，那么將玉米這個(gè)物種和大豆這個(gè)物質(zhì)結(jié)合起來(lái)，會(huì)發(fā)現(xiàn)，在玉米和大豆同時(shí)存在時(shí)，玉米表現(xiàn)出的競(jìng)爭(zhēng)能力更強(qiáng)，對(duì)資源利用更好，生長(zhǎng)比較好。

將種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)中密度組的玉米與種間競(jìng)爭(zhēng)相比，發(fā)現(xiàn)有大豆存在時(shí)玉米各項(xiàng)指標(biāo)反而更好，從實(shí)驗(yàn)誤差考慮，可能是由于種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)與種間競(jìng)爭(zhēng)分別在兩個(gè)地方培養(yǎng)，或者由于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所使用的土壤不是同一片土地的土壤，肥力有所不同，培養(yǎng)條件不同，導(dǎo)致兩個(gè)實(shí)驗(yàn)不存在可比性。但是，分析這個(gè)體系后，猜想是否由于大豆的存在會(huì)給玉米帶來(lái)良好效應(yīng)。從農(nóng)業(yè)應(yīng)用上看，間套作模式利用不同物種在空間分布和養(yǎng)分需求等方面的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，

使間套作系統(tǒng)能更有效的利用各種生長(zhǎng)因子來(lái)獲得產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)。尤其是禾本科與豆科 間套作，禾本科作物的間套作優(yōu)勢(shì)十分明顯，產(chǎn)量和氮素吸收量往往比其在單作條件下 提高很多[3]。

2.2.4不同部位競(jìng)爭(zhēng)的影響

植物的根從土壤中吸收水分和無(wú)機(jī)鹽，葉片進(jìn)行光合作用。當(dāng)植物單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)不存在競(jìng)爭(zhēng)，此時(shí)生物量最大，當(dāng)植物根葉同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，此時(shí)植物的增量最小，由于植物干重的增加主要來(lái)源于光合作用凈合成的有機(jī)物，根吸收的無(wú)機(jī)鹽使植物增重微不足道，因此，上部葉片的競(jìng)爭(zhēng)比根間的競(jìng)爭(zhēng)使植物增重小得多。

3總結(jié)

物競(jìng)天擇，適者生存。競(jìng)爭(zhēng)的存在是生態(tài)系統(tǒng)維持平衡的重要條件。物種間的競(jìng)爭(zhēng)是自然界的留下來(lái)的一種叢林法則。研究好物種間的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)自然的發(fā)展也是有更大的好處的。并能把這樣的規(guī)律運(yùn)用到生活應(yīng)用中。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒春靜，徐文鐸. 沙地云杉種內(nèi)、種間競(jìng)爭(zhēng)的研究[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1998，（03）：78-83.

[2]牛翠娟.基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)[M].北京：高等教育出版社， 2015：114-143

[3]雍太文，楊文鈺，向達(dá)兵，陳小容，萬(wàn)燕.小麥/玉米/大豆套作的產(chǎn)量、氮營(yíng)養(yǎng)表現(xiàn)及其種間競(jìng)爭(zhēng)力的評(píng)定[J]. 草業(yè)學(xué)報(bào)，2012，21（1）：50-58