荒漠植物种子萌发研究进展

 对种子自身结构,水分、温度、光照、沙埋深度等对荒漠植物种子萌发的影响进行了综述。硬实种子的不透水性、不透气性以及物理障碍是影响种子萌发的重要因素,通过热水浸种、擦破种皮或果皮、浓硫酸浸泡、低温或辐射处理可以破除硬实的影响。有些荒漠植物果皮或种皮外包有粘液层,这种结构对种子的萌发及幼苗生长有促进作用;部分植物的种胚覆盖物含有生长抑制物质而抑制种子萌发;胚休眠与后熟是影响胚萌发的重要生理因素。雨量大小、分布,降雨次数及土壤湿度是决定荒漠植物种子萌发的重要生态因子;温度影响种子的萌发,变温促进萌发;部分荒漠植物种子的萌发需要光照,有些要在暗中萌发,有些则对光无特异的需求;沙埋深度可调节光照、土壤湿度和土壤温度,从而调节种子萌发。应重视荒漠植物种子对严酷环境适应的研究,从分子水平上阐述其对严酷生境的适应机制。     

生物土壤结皮与种子附属物对4种荒漠植物种子萌发的交互影响

生物土壤结皮能直接或间接地影响维管植物种子萌发与群落建成,种子本身的生物学特征（如种子附属物等）对萌发也存在一定影响。本研究选取古尔班通古特沙漠4种常见的具有不同形态附属物的藜科植物（梭梭（Haloxylon ammodendron ）、粗枝猪毛菜（Salsola subcrassa ）、心叶驼绒藜（Ceratoides ewersmanniana ）和角果藜（Ceratocarpus arenarius ））种子,设置苔藓结皮、地衣结皮和裸沙3种土壤基质,通过去除或保留种子附属物,对比研究了生物土壤结皮与种子附属物对种子萌发的影响。结果表明：粗枝猪毛菜和梭梭的苞片显著抑制了种子萌发（p <0.05）,心叶驼绒藜的柔毛和角果藜的刺状附属物对种子萌发没有显著影响（p >0.05）。与裸沙相比,苔藓结皮显著抑制了4种植物种子的萌发（p <0.05）,地衣结皮显著抑制了粗枝猪毛菜种子的萌发（p <0.01）,而对其他3种植物种子的萌发无显著影响（p >0.05）。同时,附属物与结皮对粗枝猪毛菜种子的萌发还具有交互作用,表现为显著抑制种子萌发（p <0.01）。可见,生物土壤结皮对具有不同附属物的荒漠植物种子萌发具有不同的影响,进而造成维管植物种子萌发的空间异质性,影响维管植物分布和多样性。     

几种荒漠植物种子萌发对干旱胁迫的响应及其抗旱性评价研究

以不同渗透势的PEG-6000溶液(0～-1.8 MPa)为模拟干旱胁迫条件,研究了盐爪爪(Kalidium foliatum)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr)、沙蒿(Artemisia arenaria)和油蒿(Artemisiaordosica)4种荒漠植物种子萌发及幼苗生长对干旱胁迫的响...     

沙埋对六种沙生植物种子萌发和幼苗生长的影响

分别对6种植物的种子进行0 cm、0.5 cm、1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、6 cm、8 cm、12 cm 九个深度的沙埋处理。结果表明：①对于所有的植物种子,0 cm沙埋较浅层沙埋有较低的出苗率;②沙埋对所有植物种子的幼苗出土均有显著的影响(P<0.05),随着埋沙深度的增加,植物幼苗的出土均显著的下降;③植物种子幼苗出土的最大深度与繁殖体的大小呈现显著的正相关性,繁殖体大的植物种能从更深的沙层中出苗。     

温度和光照对3种雀麦属(Bromus)植物种子萌发的影响

旱雀麦(Bromus tectorum)原产于欧亚大陆,18世纪传入北美,并成为该地区的入侵植物。然而,同为雀麦属的扁穗雀麦(Bromus catharticus)和无芒雀麦(Bromus inermis)并不具有旱雀麦的入侵性。本研究设置高温、低温和黑暗等处理,探讨温度和光照对3种植物种子萌发的影响,旨在从种子萌发的角度揭示旱雀麦的入侵性。结果表明：温度和光照对旱雀麦和扁穗雀麦种子的发芽率均无明显影响(p>0.05);高温和黑暗处理显著提高了无芒雀麦种子的发芽率(p<0.05),对旱雀麦、扁穗雀麦和无芒雀麦种子的发芽势、发芽指数、日均发芽率、发芽系数、发芽峰值和发芽值有一定的促进作用,而低温处理则表现出相反的效应;高温和黑暗处理对3种植物种子的平均发芽天数和萌发持续时间有一定降低的作用,而低温处理则表现出相反的效应。同一处理下旱雀麦种子萌发各项指标均优于另两种植物,这可能是旱雀麦具有较强入侵性的重要原因。     

不同水文情势下湿地植物种子萌发研究进展

种子萌发是湿地植物生活史的重要阶段,种子能否成功萌发对湿地植被的结构组成具有重要意义。作为湿地生态系统结构的决定性因素,水文情势影响湿地植物的种子萌发和种苗更新过程。重点综述了不同水深、淹水持续时间和水位波动对湿地植物种子萌发的影响,分析了淹水影响种子萌发的作用机制。未来应加强野外条件下湿地植物种子萌发特征研究,比较不同生境下同类物种的萌发规律,探究不同湿地植物种子萌发的特异性及内在机理,为湿地植被恢复实践提供科学依据。     

水分和沙埋对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响

通过室内试验研究了土壤水分和沙埋深度对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响。结果表明:草本雾冰藜（Bassia dasyphylla）种子萌发和幼苗出土喜好水分,水分含量越高,种子发芽率越高;半灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）、灌木沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）和沙棘（Hippophae rhamnoides）种子在含水量为15%~20%的土壤中发芽率高,干旱或水分含量过高会导致种子发芽率降低。沙埋深度显著影响种子的萌发和出苗,雾冰藜种子在无沙埋时发芽率最高,黑沙蒿适宜沙埋深度为0.5 cm,沙冬青和沙棘适宜沙埋深度1.0 cm。     

光照、温度及盐分对钠猪毛菜种子萌发的影响

通过对不同光照、温度条件下钠猪毛菜种子萌发实验及在光暗交替、15～25℃的最佳萌发条件下盐胁迫对无果翅种子萌发影响的实验研究,结果表明:光照对钠猪毛菜种子萌发有促进作用,对有果翅的种子萌发影响极其显著;温度是影响种子萌发的重要生态因子,种子萌发适宜温度较高,最适变温为15～25℃,萌发率在90%以上,亚适宜变温为5～25℃;果翅对种子萌发具有抑制作用;无果翅种子最终发芽率和发芽指数与NaCl溶液浓度呈显著的负相关关系,NaCl盐溶液浓度达1000 mmol/L时,最终发芽率为29.17%,发芽指数为3.07,与其他盐生植物相比,钠猪毛菜表现出极强的耐盐性,其种子萌发特性体现出对于盐生环境的适应性.     

古尔班通古特沙漠南缘32种藜科植物种子萌发策略初探

对古尔班通古特沙漠南缘32种藜科植物的萌发特性（萌发率、萌发开始时间、平均萌发时间和萌发持续时间）进行研究,以探讨藜科植物的不同萌发对策及其生态适应意义。结果表明,32种植物萌发率呈双峰型,其中萌发率大于80%,或小于20%的种占大多数;萌发开始时间呈单峰型,28种植物在1~3 d内开始萌发;平均萌发时间也呈单峰型,平均萌发时间小于5 d的植物21种,最大的为杂配藜（23.7 d）;萌发持续时间种间差异较大,其中15种植物萌发持续时间小于15 d,10种植物持续时间在15~30 d,5种植物大于30 d。主成分分析和聚类分析结果表明,32种植物可划分为4种萌发类型:爆发型、过渡型、缓萌型和低萌型。以上结果揭示出32种藜科植物种子萌发策略不尽相同,表现为机会主义萌发策略、下注萌发策略和谨慎萌发策略,这与植物所处土壤盐渍化程度存在差异有关。此外,Log尺度下32种藜科植物种子大小及其变异范围较小（10-2~101）,暗示多数藜科植物多为小种子,其容易沿缝隙进入土壤形成短暂或永久种子库,这也是沙漠植物生存策略的重要一环。     

微生物结皮对两种一年生植物种子萌发和出苗的影响

在温室中对两种一年生植物的种子在微生物结皮和流沙对照上的萌发和出苗状况进行了实验.结果表明:在湿润和干燥状况下,苔藓结皮和藻结皮对种子萌发和出苗状况的影响,完整的和破坏的苔藓结皮和藻结皮对种子萌发和出苗状况的影响,总的来说雾冰藜(Bassia dasyphlla)在完整的苔藓结皮和破坏的两种结皮中出苗率均较高.完整致密的藻结皮能阻止雾冰藜的根接触土壤从而对其出苗设置了物理屏障.小种子植物小画眉草(Eragrostics poaeoides)因其种子较大,种子植物有相对大的土壤接触面积和具有特殊的结构须根,从而较容易克服结皮造成的物理屏障,穿透完整致密的结皮层而到达土壤.在破坏的微生物结皮中小画眉的出苗率略有降低.水分处理仅对雾冰藜的出苗有显著影响.在湿润处理下雾冰藜的出苗率要高于在干燥处理下的.因此,自然状况下年降雨量和分配状况的差异可能会影响这两种植物每年幼苗出苗率的差异,进而会影响到这两个种群在人工固沙区分布格局的差异.     

沙埋对河西走廊4种旱生植物种子萌发和幼苗生长的影响

测定了驼蹄瓣(Zygophyllum fabago)、骆驼蒿(Peganum nigellastrum)、唐古特白刺(Nitraria tangutorum)和黒果枸杞(Lycium ruthenicum)等4种旱生植物种子重量、形状、萌发及活性,试验了沙埋深度(0、1、2、3、4、5 cm)对种子萌发、幼苗出土和生长的影响。结果表明:4种植物的种子扩散时为中度休眠;种子活性与重量、形状之间为显著负相关关系(p<0.05);种子初次萌发率与重量之间为不显著负相关关系;大而不规则种子有较低的活性,小种子扩散时有较高萌发率。随沙埋深度的增加,4种植物种子出苗率下降,首次出苗时间推迟,茎高、绝对株高和根长呈现先上升后下降的趋势,地下和地上生物量比值呈先上升后下降或随埋深增加而下降。幼苗出土和生长的最佳沙埋深度是:驼蹄瓣1~3 cm,骆驼蒿0~1 cm,唐古特白刺0~2 cm,黑果枸杞1~2 cm。在植被恢复过程中应考虑破除种子休眠的方法以及浅层沙埋等条件,以提高出苗率、增大幼苗定植率。     

准噶尔无叶豆土壤种子库特征及其对种子萌发的影响

 准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum (Litv.) Vass.)是中亚荒漠特有种,中国的单属种植物类群,稀有种,仅片段化分布在古尔班通古特沙漠风蚀坡地及流动-半流动沙丘上。按照不同微地形条件,于2008年9月、2009年的4月及6月分别对两个自然种群8种微地形条件(A种群为积沙灌丛下、积沙平缓处、风蚀灌丛下和风蚀平缓处4种; B种群为沙丘上部、中部、下部及底部4种)进行土壤种子库取样,并统计萌发季节的自然种群萌发率,同时对比室内萌发率,以研究土壤种子库的时空分布特征及其对种子萌发的影响。结果表明,从9月至次年4月和6月,种群种子库密度逐渐减少。自然状态下沙埋深度0—6 cm的种子能够萌发,主要萌发季节(4月)A种群有42%~73.56%的种子、B种群有63.33%~72.73%的种子分布在沙土6 cm以下的深度,为“无效种子”。A种群积沙灌丛下种子库密度值最大,但萌发季节的自然种群萌发率为0; B种群的沙丘下部种子库密度较大,但自然种群萌发率仅为4.8%±0.8%。不同微地形条件下沙粒打磨作用(去除种子硬实)和水分条件的差异,是微地形间种子萌发率差异的主要原因。本研究从土壤种子库角度解析自然种群有性更新困难的原因,为该稀有物种的保育提供理论依据。     

雾冰藜(Bassia dasyphylla)种子萌发和幼苗生长对盐碱胁迫的响应

一年生植物是干旱半干旱地区植被的重要组成部分,是许多植物生态学关键问题研究的良好试验材料。为研究荒漠区一年生植物雾冰藜(Bassia dasyphylla)对盐碱生境的适应能力,采用2种中性盐NaCl、Na_2SO_4及2种碱性盐Na_2CO_3、NaHCO_3按不同比例混合成30种溶液对雾冰藜种子进行胁迫处理。结果表明:在所模拟的均匀覆盖了总盐度50~250mmol·L^-1、pH 7.10~10.19范围内的30种盐碱条件下,雾冰藜的各项萌发参数和生长指标在对照组(CK)下最高,且均随盐浓度及pH的升高而下降,各处理组与对照组间存在显著差异(P<0.05);盐度、pH及二者之间的交互作用对萌发和生长指标均有显著抑制作用(P<0.05);不同盐碱组分对雾冰藜种子萌发和幼苗生长的抑制作用表现为Na2CO3>NaHCO_3>NaCl>Na_2SO_4。雾冰藜种子在萌发阶段比幼苗生长阶段对盐碱胁迫更敏感,盐度是种子萌发的主要胁迫因素,pH值则是幼苗建植的主要胁迫因素。盐碱条件下盐度和pH之间交互作用对雾冰藜种子萌发阶段和幼苗建植的抑制影响比单一的盐或碱胁迫的影响大。     

西北荒漠区6种珍稀濒危植物的种子微形态特征

首次报道了我国沙区6种珍稀濒危植物的种子微形态结构的光镜及扫描电镜观察结果。实验结果表明:沙冬青、四合木、半日花等6种珍稀濒危植物的种子微形态特征呈现出丰富的多样性,且大多具有复杂精细的表面纹饰。