方差分析 差异源 df P-value F crit 组间 1099.388 10109.938841.02*5.52E-172.098239 组内 99.17171 372.680316 总计 1198.56 由方差分析可以看出,各种藤本植物间单位直径所能承受的拉力有着显著性的差异,这种结 果产生的原因在于各种植物间藤茎结构的不同,以下即希望通过对影响植物茎的韧性的因素 的分析来解释上述现象的出现。 4讨论 影响茎韧性的因素: 1,粗细2,结构3,受力部位4,状态5,生长时期。 1,从表观上看,茎的粗细是影响其韧性的重要因素。但不同植物的茎内部构造是有区 别的,而且,同种植物、甚至同株植物的茎也并非都是越粗越韧。因此,粗细仅反映茎的表 面属性,对于研究其本质差异意义不大,也就成为我们试验中第一个考虑要消除的种间差异。 我们在采集时就注意收集了一些表观差异不大(直径约在2m左右)的植物,以便进行处理 和比较。实验过程中,每种茎的周长至少测了十个数据,以避免由于局部的粗细程度特殊而 影响结果。后期处理数据时,则对测量值进行统计分析,验证同组数据间是否存在显著性差 异。最后以相对量——“单位直径承受力”作为剔除了粗细差异后植物的韧性表征值 2,也是本实验最关键的,就是分析不同植物间茎干结构的差异所导致的对韧性的影响 第一点,茎的形状并不一样,这一点可以从制作的植物切片中明显的看出来。多数植物的茎 呈圆柱形,但也有少数植物的茎呈三角形、方柱形,或扁平柱形。因为辐射对称的圆柱体形 最适宜于担负支持、输导和贮藏的功能。而在适应于机械支持的情况下,有些植物茎内的厚 角组织比较集中,向外突出成棱跃使茎的外形发生变化。从实验中,单位承重最小的过路黄 和乌蔹莓的茎分别是圆柱形和六角形,且承重较大的几种植物中也是有圆有角,我们并未得 出茎的韧性和外形之间存在什么规律性的关系。第二点,茎的木质化程度不同。具有攀援茎 和缠绕茎的植物,叫做藤本植物。藤本植物有木本的,如葡萄和紫藤,也有草本的,如豆类 和瓜类。本实验所用材料中,夹竹桃科的络石属于木本,单位直径的承重力高达 2.76404kg/c皿,远远高于其他所选的大多数草本植物,而承重最轻的过路黄和乌蔹莓均属 草本。除了木质化程度外,还有什么结构因素影响了茎的韧性呢?双子叶植物的茎的的初生 结构可分为表皮、皮层和维管柱三部分。首先看皮层,观察切片,络石的茎表皮位具有一层 增厚的角质层,而且外周还附有一层红色的蜡质结构,增强了表皮的坚韧性。其他材料的表 皮角质化并不明显,亦无蜡质。其次是皮层,其中最主要的是薄壁细胞,另外还有起机械支 持作用的厚角组织和厚壁组织。茎中的厚角组织往往成连续的圆筒状,后脚细胞相互重叠排 列,具有较强的机械强度。厚壁细胞的特点是具有均匀加厚的次生壁,常常木质化。[2]在 络石的茎切片中可以发现很厚的一层圆筒状排列的细胞,它们紧密排列,细胞腔很小。在中 华常春藤的切片中也可观察到一层环状排列的致密细胞。最后,是皮层内的维管柱,包括维 管束和髓,及髓射线。维管束主要在茎中起运输作用,运输营养物质是茎在其生活中主要的 工作,这个工作在茎的内部又有专门组织来负责,[3]它们对韧性影响不大。但值得注意的 是,葫芦科植物茎内髓成熟较早,以后茎继续生长时,节间的髓常被拉坏形成空腔,但节上 仍保留着髓。[4]这一点可以从王瓜和栝楼的切片上得到证实。比较同属葫芦科的王瓜和南 赤爬的单位承重能力,推测如此的中空结果可能对茎的韧性有不利影响
方差分析 差异源 SS df MS F P-value F crit 组间 1099.388 10 109.9388 41.02** 5.52E-17 2.098239 组内 99.17171 37 2.680316 总计 1198.56 47 由方差分析可以看出，各种藤本植物间单位直径所能承受的拉力有着显著性的差异，这种结 果产生的原因在于各种植物间藤茎结构的不同，以下即希望通过对影响植物茎的韧性的因素 的分析来解释上述现象的出现。 4 讨论 影响茎韧性的因素： 1， 粗细 2，结构 3，受力部位 4，状态 5，生长时期。 1，从表观上看，茎的粗细是影响其韧性的重要因素。但不同植物的茎内部构造是有区 别的，而且，同种植物、甚至同株植物的茎也并非都是越粗越韧。因此，粗细仅反映茎的表 面属性，对于研究其本质差异意义不大，也就成为我们试验中第一个考虑要消除的种间差异。 我们在采集时就注意收集了一些表观差异不大（直径约在 2mm 左右）的植物，以便进行处理 和比较。实验过程中，每种茎的周长至少测了十个数据，以避免由于局部的粗细程度特殊而 影响结果。后期处理数据时，则对测量值进行统计分析，验证同组数据间是否存在显著性差 异。最后以相对量——“单位直径承受力”作为剔除了粗细差异后植物的韧性表征值。 2，也是本实验最关键的，就是分析不同植物间茎干结构的差异所导致的对韧性的影响。 第一点，茎的形状并不一样，这一点可以从制作的植物切片中明显的看出来。多数植物的茎 呈圆柱形，但也有少数植物的茎呈三角形、方柱形，或扁平柱形。因为辐射对称的圆柱体形 最适宜于担负支持、输导和贮藏的功能。而在适应于机械支持的情况下，有些植物茎内的厚 角组织比较集中，向外突出成棱跃使茎的外形发生变化。从实验中，单位承重最小的过路黄 和乌蔹莓的茎分别是圆柱形和六角形，且承重较大的几种植物中也是有圆有角，我们并未得 出茎的韧性和外形之间存在什么规律性的关系。第二点，茎的木质化程度不同。具有攀援茎 和缠绕茎的植物，叫做藤本植物。藤本植物有木本的，如葡萄和紫藤，也有草本的，如豆类 和瓜类。本实验所用材料中，夹竹桃科的络石属于木本，单位直径的承重力高达 22.76404kg/cm，远远高于其他所选的大多数草本植物，而承重最轻的过路黄和乌蔹莓均属 草本。除了木质化程度外，还有什么结构因素影响了茎的韧性呢？双子叶植物的茎的的初生 结构可分为表皮、皮层和维管柱三部分。首先看皮层，观察切片，络石的茎表皮位具有一层 增厚的角质层，而且外周还附有一层红色的蜡质结构，增强了表皮的坚韧性。其他材料的表 皮角质化并不明显，亦无蜡质。其次是皮层，其中最主要的是薄壁细胞，另外还有起机械支 持作用的厚角组织和厚壁组织。茎中的厚角组织往往成连续的圆筒状，后脚细胞相互重叠排 列，具有较强的机械强度。厚壁细胞的特点是具有均匀加厚的次生壁，常常木质化。[2]在 络石的茎切片中可以发现很厚的一层圆筒状排列的细胞，它们紧密排列，细胞腔很小。在中 华常春藤的切片中也可观察到一层环状排列的致密细胞。最后，是皮层内的维管柱，包括维 管束和髓，及髓射线。维管束主要在茎中起运输作用，运输营养物质是茎在其生活中主要的 工作，这个工作在茎的内部又有专门组织来负责，[3]它们对韧性影响不大。但值得注意的 是，葫芦科植物茎内髓成熟较早，以后茎继续生长时，节间的髓常被拉坏形成空腔，但节上 仍保留着髓。[4]这一点可以从王瓜和栝楼的切片上得到证实。比较同属葫芦科的王瓜和南 赤瓟的单位承重能力，推测如此的中空结果可能对茎的韧性有不利影响
3,受力部位。节间和节上的结构不同。茎上的生叶位置称为节,两个节之间的部分称 节间:不同植物茎上节的明显程度差异很大,大多数植物只是在叶着生的部位稍稍膨大,节 并不明显,但有些植物的节却膨大成一圈。[5]为了避免节的影响,在实验过程中,我们都 是挑选不同植物的节间中点作为受力点,两端支持点距受力点距离保持恒定。 4,茎的状态。在含水量不一样时,植物茎的各种属性都会变化。为了保持茎的新鲜状态 避免发生萎蔫、折损等不良变化,我们尽量随采随测,隔天必须重新采新标本。采得后的标 本置于一避光且含水的塑料袋中放平展 5,茎的生长时期。采得的茎一般都很长,包括从根部到末梢的一整段。一般来讲,茎都 是根端粗且韧,梢段细且嫩。这就要求我们比较不同植物时,要尽量选择植物茎的相同生长 时期的部位作为被试。鉴于实验器材条件,为了限制承重上限,我们对植物样本都选取了接 近末梢较嫩的一段进行测量。 致谢:本文承蒙复旦大学生命科学学院天目山实习组带队老师的悉心指导和热心帮助 在实验过程中,也受到了天目山实习小组全体同学的帮助和建议,还有利用当地热心人士的 仪器。特此向关心和帮助过本文制作的所有人致谢 董惠琴老师,杨炎云老师,韦正道老师,陆凡老师,张老师,金老师等所有老师, 第四组全体同学 天目山实验小组全体同学 天目山风景区土特产销售市场所有热心人士 参考文献 [1]植物与植物生理(中级本).北京:农业出版社,1984,52-53 [2]植物生物学.北京:高等教育出版社,1999,28-29 [3]植物学基础知识选编北京:科学普及出版社,1983,70 [4]植物生物学.北京:高等教育出版社,1999,78 [5]植物生物学.北京:高等教育出版社,1999,75-76
3，受力部位。节间和节上的结构不同。茎上的生叶位置称为节，两个节之间的部分称 节间；不同植物茎上节的明显程度差异很大，大多数植物只是在叶着生的部位稍稍膨大，节 并不明显，但有些植物的节却膨大成一圈。[5]为了避免节的影响，在实验过程中，我们都 是挑选不同植物的节间中点作为受力点，两端支持点距受力点距离保持恒定。 4，茎的状态。在含水量不一样时，植物茎的各种属性都会变化。为了保持茎的新鲜状态， 避免发生萎蔫、折损等不良变化，我们尽量随采随测，隔天必须重新采新标本。采得后的标 本置于一避光且含水的塑料袋中放平展。 5，茎的生长时期。采得的茎一般都很长，包括从根部到末梢的一整段。一般来讲，茎都 是根端粗且韧，梢段细且嫩。这就要求我们比较不同植物时，要尽量选择植物茎的相同生长 时期的部位作为被试。鉴于实验器材条件，为了限制承重上限，我们对植物样本都选取了接 近末梢较嫩的一段进行测量。 致谢：本文承蒙复旦大学生命科学学院天目山实习组带队老师的悉心指导和热心帮助。 在实验过程中，也受到了天目山实习小组全体同学的帮助和建议，还有利用当地热心人士的 仪器。特此向关心和帮助过本文制作的所有人致谢： 董惠琴老师，杨炎云老师，韦正道老师，陆凡老师，张老师，金老师等所有老师， 第四组全体同学， 天目山实验小组全体同学， 天目山风景区土特产销售市场所有热心人士 参考文献 [1] 植物与植物生理（中级本）.北京：农业出版社，1984，52-53 [2] 植物生物学.北京：高等教育出版社，1999，28-29 [3] 植物学基础知识选编.北京：科学普及出版社，1983，70 [4] 植物生物学.北京：高等教育出版社，1999，78 [5] 植物生物学.北京：高等教育出版社，1999，75-76
附录 植物标本资料和切片 1,报春花科——过路黄( Lysimachia christinae hance.) 多年生草本,茎匍匐,由基部向顶端逐渐细弱,叶对生,心形。 2,葡萄科—一乌蔹莓( Cayratia japonica( Thunb) Gagnep.) 蔓生草本:茎有卷须,掌状复叶
附录： 植物标本资料和切片： 1， 报春花科——过路黄（Lysimachia christinae Hance .） 多年生草本，茎匍匐，由基部向顶端逐渐细弱，叶对生，心形。 2， 葡萄科——乌蔹莓（Cayratia japonica (Thunb.)Gagnep.） 蔓生草本；茎有卷须，掌状复叶
3,夹竹桃科——络石( Trachelospermum jasminoides(Lindl)Lem.) 木质藤本,茎赤褐色,叶革质,卵状被针形。 4,葫芦科—一栝楼( Trichosanthes kirilowii maxim) 多年生攀缘草本,根状茎肥厚,圆柱状,卷须腋生,叶互生,掌状浅裂
3， 夹竹桃科——络石（Trachelospermum jasminoides (Lindl.)Lem.） 木质藤本，茎赤褐色，叶革质，卵状被针形。 4， 葫芦科——栝楼（Trichosanthes kirilowii Maxim.） 多年生攀缘草本，根状茎肥厚，圆柱状，卷须腋生，叶互生，掌状浅裂
5,五加科——中华常春藤( Hedera nepalensis var sinensis) 藤本 6,葫芦科一一王瓜 根状茎纺锤形:叶背面密生短柔毛
5， 五加科——中华常春藤（Hedera nepalensis var.sinensis.） 藤本 6， 葫芦科——王瓜 根状茎纺锤形；叶背面密生短柔毛