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...     

外源钙对盐胁迫下苦豆子(Sophora alopecuroides)种子萌发和幼苗生长的影响

研究了盐胁迫和外源钙对苦豆子(Sophora alopecuroides)种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:低浓度的NaCl胁迫可以促进苦豆子种子的萌发和幼苗根茎的生长,浓度增加会不同程度地抑制种子萌发。0. 5 mg·L-1NaCl胁迫促进苦豆子幼苗茎和根的生长,高浓度Na Cl胁迫则具有明显的抑制效应,抑制作用对茎生长的效应大于对根生长的效应。幼苗根、茎中富集的钙、钠含量随着外源钙浓度的增加而增加,富集的钙含量随着NaCl溶液浓度的增加而减小。高浓度的CaCl2处理显著提高了萌发率,促进了幼苗根茎的生长。     

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。     

骆驼蓬(Peganum harmala)茎叶水浸液对黑果枸杞(Lycium ruthenicum)种子萌发与幼苗生长的化感作用

采用生物测定的方法研究了荒漠植物骆驼蓬(Peganum harmala)对受体植物黑果枸杞(Lycium ruthenicum)种子发芽与幼苗生长的化感作用。结果表明:(1)骆驼蓬茎叶水浸液对黑果枸杞种子萌发和幼苗生长均有抑制作用,且随处理浓度的升高而增强;(2)苗干重和苗鲜重对水浸液作用表现最为敏感,其次为根鲜重和苗高,根长和根干重表现较不敏感;(3)丙二醛含量的综合化感效应指数(IR=34.22)明显大于其他指标,相对电导率也表现出较为敏感的抑制效应,而水浸液对受试植物可溶性蛋白含量的影响最小(IR=0.52)。由此推断,骆驼蓬茎叶水浸液中化感物质多种效应的生物起点可能是对膜系统的伤害。     

盐度、水淹深度和践踏胁迫下七里海湿地盐地碱蓬种子的幼苗出土率和生长特点

盐地碱蓬(Suaeda salsa)广泛分布于中国沿海湿地。2015年3月,在温室中,利用在天津市七里海湿地采集到的盐地碱蓬种子,在1 PSU和10 PSU盐度、0 cm和3 cm水淹深度以及小动物践踏(以用玻璃棒随机点触土壤表面来模拟)(干扰)或无干扰条件下,研究盐地碱蓬幼苗出土率和幼苗生长特点。研究结果表明,盐度和水淹深度对盐地碱蓬种子萌发无显著作用,而践踏对盐地碱蓬种子萌发、幼苗出土有显著的促进作用;相对于较低盐度,10 PSU盐度对盐地碱蓬的幼苗高度和根长有促进作用;而水淹深度的增加对盐地碱蓬幼苗高度和根长有抑制作用;践踏使盐地碱蓬幼苗显著变矮和根长缩短。     

干旱胁迫对唐古特白刺(Nitrariatangutorum)种子吸胀萌发和幼苗生长的影响

以生长在荒漠地区的唐古特白刺(Nitraria tangutorum)种子为材料,采用PEG-6000模拟干旱条件,研究了6种渗透势(-0.05、-0.148、-0.295、-0.490、-0.734、-1.032 MPa)下种子吸水特性、萌发特性和幼苗生长特性.结果显示:唐古特白刺吸水速度快,效率高,3 h吸水量随水势的降低而增高;随着干旱胁迫程度的加剧,唐古特白刺种子的萌发率、发芽指数、活力指数降低,萌发起始天数推迟,初生芽高度和幼苗生长量表现出降低的趋势,而幼苗干重、根干重和根冠比均呈先升后降的趋势,表明唐古特白刺种子在适当的干旱胁迫下可以提高幼苗的抗旱性,有利于培育壮苗;唐古特白刺种子萌发对水势变化既敏感又抗旱,种子能够萌发的最低渗透势阈值为-0.490 MPa;因干旱胁迫未能萌发的种子复水后萌发率较高.唐古特白刺种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应特征对幼苗的成功定植和避旱具有重要生态学意义,但在人工栽培时保证土壤墒情应是保障建植成功的关键措施.     

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。     

电场处理后柠条(Caragana korshinskii)种子对干旱胁迫的敏感性

测定干旱胁迫、电场处理对柠条(Caragana korshinskii)种子的萌发指标和生理生化指标的影响。结果表明:电场作用对种子的萌发和幼苗的生长既可起促进作用又可起抑制作用。将经过电场处理和干旱胁迫柠条种子的培育成幼苗,与对照组相比,幼苗的可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸及叶绿素含量均发生了改变。电场处理种子具有增强柠条种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫耐受性的作用,也可缓解植物的衰老。     

胡杨(Populus euphraticu)与灰胡杨(Populus pruinosa)种子萌发对不同盐类胁迫的响应

将塔里木荒漠优势种——胡杨(Populus euphraticu)和灰胡杨(Populus pruinosa)的种子置于8种浓度的NaCl(单盐)和土盐(复合盐)溶液中进行发芽实验,探讨两树种种子对不同盐类的耐受限度和适应萌发生境,采用隶属函数法综合评价其耐盐性.结果表明:两树种种子发芽率、相对发芽率、发芽势、发芽指数和子叶展平率均随NaCl浓度的增加而下降,相对盐害率升高.二者种子相对发芽率在浓度＜0.4％的NaCl溶液中均超过75％,NaCl胁迫下2种种子发芽率无显著差异(p＞0.05).单盐处理下胡杨种子的各项发芽指标均优于灰胡杨,表明胡杨的耐盐(NaCl)能力强于灰胡杨.低浓度土盐溶液对二者种子萌发均具有促进作用,发芽率和发芽指数明显升高,而高浓度土盐溶液则抑制种子萌发.二者种子相对发芽率在浓度＜0.8％的土盐溶液中均超过80％,且1.6％盐浓度下仍高于20％,此值远高于NaCl胁迫.土盐处理下两树种种子发芽率差异达极显著水平(p＜0.01).土盐处理下灰胡杨种子的各项发芽指标均优于胡杨,表明灰胡杨对土盐具有较强的适应性和耐盐能力.NaCl胁迫对二者种子萌发的抑制作用大于土盐.胡杨、灰胡杨均具有较强的耐盐性,但早期低盐条件是两树种幼苗建立的关键.     

沙冬青种子萌发期抗逆性研究

 利用不同浓度的聚乙二醇(PEG)和NaCl溶液处理沙冬青种子,测定种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗叶片电导率、可溶性蛋白含量及丙二醛(MDA)含量。结果表明,随着胁迫强度增加,沙冬青种子萌发能力下降,幼苗叶片电导率上升,MDA含量上升。PEG浓度由5%升至15%时可溶性蛋白质含量上升,超过15%时,可溶性蛋白含量下降; NaCl浓度在0到1.5%范围内,沙冬青幼苗可溶性蛋白含量随NaCl浓度增大而上升。对两种胁迫条件下生长及生理指标的综合分析表明,沙冬青在种子萌发期和幼苗期有较强的抗旱和抗盐能力。     

盐胁迫对西葫芦和黄瓜种子萌发影响的对比研究

用不同浓度的地下盐水胁迫西葫芦和黄瓜种子萌发，观察其发芽率和萌发后幼苗生长情况，计算其发芽指数和活力指数，进行了对比分析。结果表明：西葫芦种子萌发对盐水生境的适应性比黄瓜强，西葫芦种子萌发的盐胁迫适宜值为０．６１ｇ／１００ｃｍ３，而黄瓜为０．３６ｇ／１００ｃｍ３。     

红砂种子萌发对盐胁迫及适度干旱的响应

对红砂（Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim）种子进行室内萌发实验,采用双因素正交法,设置NaCl 10个梯度(mmol·L-1):0、25、50、75、100、125、150、175、200、250;以PEG模拟干旱胁迫两个PEG浓度（g·L-1）: 0和75,测定种子萌发的12个指标,分析红砂种子萌发对NaCl胁迫及适度干旱的响应。结果表明,盐胁迫降低红砂种子萌发的发芽率,减弱种子活力,抑制胚根和胚轴生长。然而一定程度干旱胁迫（PEG75 g·L-1）可提高种子发芽率,增大种子活力,促进干重累积。耐盐隶属函数分析显示, PEG75处理下红砂种子的耐盐性高于PEG0,由此推测红砂进化出了盐胁迫与干旱胁迫的交叉适应策略。     

水盐胁迫对花花柴种子萌发的影响

 水盐胁迫直接影响盐生植物的种子萌发,本研究通过对盐生植物花花柴种子带冠毛与否及不同胁迫处理下种子萌发率的比较分析,探讨花花柴种子萌发期的耐盐特性。对花花柴带冠毛和不带冠毛种子在蒸馏水中的对比萌发结果表明,冠毛对花花柴种子的最终萌发率无影响,但明显延长种子的萌发时间,可能与阻碍种子吸水有关。花花柴种子经过冷处理,成熟的种子没有出现生理休眠现象,有利于种子在条件适宜时迅速起始萌发。采用不同浓度NaCl和等渗的PEG6000 (聚乙二醇) 处理花花柴种子,结果表明：①NaCl和PEG胁迫对花花柴种子的萌发具有非常明显的抑制作用,主要表现为降低种子的萌发率,延长种子的萌发时间,抑制胚根和胚芽的生长;②NaCl对花花柴种子萌发的抑制作用明显地大于等渗的PEG,说明离子胁迫是影响花花柴种子萌发的主要因素;③花花柴种子萌发的耐盐临界值为213 mM,极限值为340 mM;④低浓度的NaCl溶液（50 mM）不影响花花柴种子的萌发和胚芽的生长,表明花花柴种子适宜在低盐条件下萌发;⑤盐胁迫下未萌发种子的复水实验结果表明,高盐处理后未萌发的种子具有较高的复萌率,但各处理下种子最终萌发率没有显著差异,表明高盐能使种子休眠,但种子的活力仍能保持,有利于种群的维持。     

埋藏深度对梭梭(Haloxylon ammodendron)种子萌发及幼苗生长的影响

研究了不同沙埋深度对于梭梭(Haloxylon ammodendron)种子萌发和幼苗生长、存活的影响,判断梭梭种子萌发后,幼苗能否成活以实现梭梭种群的更新。在自然条件下设置0、1、2、3、4、5cm深度沙埋处理,每个处理5个重复,对梭梭种子萌发和幼苗生长进行了全生长季观测。结果表明:梭梭种子为喜光种子,种子萌发率随着沙埋深度的增加呈减小趋势,萌发最佳沙埋深度为1cm,萌发率为39.2%,4cm已是萌发的最大沙埋深度;幼苗存活率随着沙埋深度的增加而增加,4cm沙埋深度出土幼苗存活率为100%,而0cm萌发出土的幼苗成活率为0;综合考虑种子萌发率和幼苗存活率,2cm为最佳沙埋深度,这个沙埋深度出土的幼苗对于梭梭种群更新贡献最大。幼苗生长高度受沙埋深度的影响显著,在1~4cm沙埋深度范围内,浅层沙埋出苗快但生长慢,而深层沙埋出苗慢而生长快,幼苗最大生长高度在4cm沙埋,第一年生长季最大生长高度为21.5cm,幼苗最小生长高度在0cm,第一年生长季最大生长高度仅为2.76cm。     

蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)种子萌发及幼苗生长对胁迫的响应

为了探讨蒙古扁桃(Amygdalus mongolica)种群退化原因和实生苗繁育的疑难问题,以祁连山中部蒙古扁桃种子为材料,采用室内控制干旱胁迫、混合盐胁迫、变温与种子剥壳相结合的处理方法,研究了种子萌发及幼苗生长对逆境生态因子的响应。结果表明:采用清水对照、-0.15 MPa PEG溶液处理,种子萌发率差异不显著(P0.05);不同PEG溶液处理(-0.32、-0.54、-0.81 MPa)条件下,种子萌发率依次极显著降低(P0.01);-1.15MPa处理条件下,种子不萌发;蒙古扁桃的种子萌发时间随着干旱加剧推迟,种子萌发指数、活力指数、初生芽、根长、次生根个数和幼苗鲜重随水势极显著降低(P0.01),但在-0.32 MPa处理下壮苗指数极显著增高,-0.15MPa处理次之;种子萌发的最低渗透势阈值为-0.81 MPa。种子萌发的最低混合盐胁迫阈值为1.6%,在轻度混合盐(0.2%~0.4%)胁迫下,初生根长度和次生根数量增加,随混合盐胁迫加剧,初生芽长度、幼苗鲜重降低,表明幼苗对轻度混合盐胁迫首先采取降低生长量,促进根生长来进行适应。经低渗透势或高浓度混合盐胁迫后,部分种子休眠而保持生活力,未能萌发的种子复水后萌发率高达62%~96%,一次萌发率与恢复萌发率累计之和与对照萌发率无差异(P0.05)。种皮障碍是制约蒙古扁桃种子萌发的主要原因,机械破除果皮可打破种子休眠,低温层积(2~5℃)能极显著提高蒙古扁桃种子活力,变温层积(5~10℃)能极显著提高蒙古扁桃种子发芽率和活力。低水势、高的混合盐胁迫、高温、种子浅的休眠及幼苗差的抗寒性是蒙古扁桃种群退化的原因,在拯救蒙古扁桃种群和人工驯化时,应选择有灌溉条件、春季气温低的区域育苗,建议土壤解冻时播种,利用早春的低温破除种子休眠,培育壮苗。     

沙土灭菌对羽毛针禾(Stipagrostis pennata)种子萌发、幼苗生长及根鞘形成的影响

荒漠固沙植物羽毛针禾(Stipagrostis pennata)具特殊的根鞘结构,由植物、微生物、土壤共同参与形成。分析了沙土灭菌处理对羽毛针禾种子萌发、幼苗存活及根鞘初期形成过程的影响。结果表明:(1)灭菌沙土中,羽毛针禾种子萌发较慢,萌发率不超过25%,始终低于对照;而在土壤微生物的参与下,种子萌发率在种植19d后即可稳定在25%的水平。(2)灭菌处理下,羽毛针禾幼苗成活率5%;而土壤微生物参与下,幼苗成活率可高达36.54%。(3)幼苗种植40d左右,灭菌沙土中的幼株出现萎蔫枯黄、最后整株死亡的现象;而自然沙土中的幼苗株高是灭菌处理组的1.72倍,并且仍保持鲜绿色。(4)沙土灭菌处理后,幼株出现黑根现象,根毛失水萎蔫,沙粒粘附性变差。可见,土壤微生物在羽毛针禾种子萌发、幼苗存活、根鞘初期形成中均发挥重要作用,是促进固沙植物生长的潜在生物菌肥资源。     

晋西北丘陵风沙区不同种植年限柠条(Caragana korshinskii)种子更新早期过程对干旱胁迫的响应机制北大核心CSCD

土壤干燥化是风沙区人工林种子萌发、更新幼苗存活与生长、种子更新的关键限制因子。选取4个种植年限(7、13、19、51 a)柠条(Caragana korshinskii)种子为研究对象,通过盆栽控水模拟不同程度干旱胁迫,分析重度、中度和轻度干旱对不同年限柠条种子萌发、幼苗生长、生理及光合特性的影响。结果表明:干旱胁迫显著抑制各年限柠条种子出苗率,出苗率随干旱程度增加而降低,13 a出苗率均高于其他年限,19 a出苗率次之,51 a最低。随着干旱程度的增加,各年限幼苗株高、叶片数及总生物量均显著下降,13 a与其他年限相比减少量最小;同时,各年限幼苗根冠比均增加。不同年限柠条幼苗叶片可溶性糖含量随干旱程度增加均呈上升趋势,其中13 a含量最高,为30.19 mg·g^(-1);游离脯氨酸含量也随干旱的加剧呈增加趋势,其中19 a含量最高,为2 683.73μg·g^(-1)。各年限幼苗丙二醛(MDA)含量在干旱胁迫下逐渐升高,在重度胁迫时达到最大,51 a增幅最大。不同年限柠条幼苗叶绿素a、b及叶绿素含量在干旱胁迫下总体呈先降低再升高最后降低的趋势,下降最多的为51 a幼苗叶片。在不同程度的干旱胁迫下,各年限柠条幼苗的生长均受到一定程度的抑制,但13 a和19 a能够通过自身渗透调节物质来减轻伤害,维持正常生理代谢,保障幼苗生长发育,而51 a幼苗渗透调节能力较低,MDA含量最大,使细胞膜损坏严重,导致死亡率显著增加。隶属函数法表明,不同年限柠条幼苗抗旱能力13 a>19 a>7 a>51 a。     

梭梭(Haloxylon ammodendron)种子密度对萌发及幼苗生长的影响

研究了梭梭(Haloxylon ammodendron)种子密度对萌发和幼苗生长、存活的影响及其对梭梭种群更新的作用。在自然条件下设置80、160、320、480、640、960粒·m-2等6个种子密度处理,每个处理5次重复,对梭梭种子萌发和幼苗生长进行了全生长季观测。结果表明:种子萌发率随密度的增加呈增长趋势,在密度为80粒·m-2时,萌发率为28%,当密度达到960粒·m-2时,萌发率为54%;幼苗存活率随种子密度增加呈现先增加后减小的趋势,160粒·m-2种子密度下出土幼苗存活率最高为25%,320粒·m-2种子密度下出土幼苗存活率最高为22%,当密度增加到960粒·m-2,萌发出土的幼苗成活率为11%;综合考虑种子萌发率和幼苗存活率,在1cm沙埋深度下320粒·m-2为最佳密度。幼苗生长高度会受到幼苗数量的影响,单位面积上一定范围内幼苗数量增加可以使幼苗生长高度增加,但当幼苗数量超过一定范围,幼苗生长减慢。单纯从幼苗数量来看,种子密度越大,幼苗更新数量越多。     

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。     

盐度对三种荒漠植物渗透调节物质积累影响的研究

 以甘肃省河西走廊荒漠盐碱地生长的盐爪爪、罗布麻和苏枸杞为研究材料，测定了其在不同盐度下叶片几种渗透调节物质的含量和Na⁺、K⁺-ATPase活性。研究了3种荒漠植物对盐胁迫的生理响应及适应特征。研究结果表明，盐爪爪叶片的Na⁺/K⁺比和Na⁺+K⁺的总量均明显高于罗布麻和苏枸杞;土壤盐分增加，盐爪爪叶片的Na⁺、K⁺-ATPase活性增强，而罗布麻和苏枸杞叶片的Na⁺、K⁺-ATPase活性降低;盐爪爪可溶性糖分和脯氨酸的积累量均明显提高，而罗布麻和苏枸杞叶片可溶性糖分和脯氨酸的变化趋势不一致。可见盐爪爪对盐胁迫的耐受力和渗透调节力均强于罗布麻和苏枸杞。