不同采收时期的羊草种子在碱胁迫下发芽能力的比较

羊草是东北松嫩盐碱化草地上的建群植物,具有较强的耐碱胁迫能力。种子萌发期对盐生植物植株建成与分布起着至关重要的作用。针对不同采收时期羊草种子对碱胁迫环境发芽能力比较在国内外未被研究的现状,研究以Na_2CO_3为碱胁迫处理液,设置4种胁迫浓度(25,50,75,100 mmol/L)以比较不同采收期(盛花期后24,29,34,39 d)羊草种子在碱胁迫下的发芽能力。结果表明:不同采收时期的羊草种子表现出不同的耐碱性,盛花期后39 d采收的羊草种子发芽率、发芽势、复萌率、总发芽率以及根芽长均优于其余3个采收时期的种子;随着碱浓度的增加,各采收时期羊草种子发芽指标均呈下降趋势,其中25 mmol/L碱胁迫浓度下羊草种子发芽品质最佳;碱胁迫下未萌发的羊草种子复萌率随着胁迫强度的增加而增加,这也是羊草种子对高碱胁迫环境的生理适应策略。另外,相对于芽,羊草根对碱胁迫浓度更为敏感,当碱胁迫浓度为50 mmol/L时,羊草根无法生长。     

松嫩草地羊草种子发育进程、休眠特性及与盐碱耐性关系的研究

羊草(Leymus chinensis)是禾本科赖草属根茎型优质禾草,不但营养价值高、适口性好,而且具有较强的耐旱、耐寒和耐盐碱性。羊草既是东北松嫩平原的优势种,也是干旱与半干旱地区建植人工草地的优良草种。近年来,随着畜牧业的发展及生态环境治理力度的加大,人工羊草草地不断建植,为此,人们对羊草种子的需求量与品质的要求也越来越高。本文通过研究羊草种子的发育进程、休眠特性及与盐碱耐性的关系,一方面明确羊草种子的最适宜收获时间,为农业生产上收获高品质羊草种子提供科学依据,另一方面挖掘羊草种子的发芽潜能、深入解析抗逆机理,为提高其利用率及抗逆新品种的选育提供理论基础。主要研究结果与结论如下:(1)通过对羊草种子发育动态的研究结果表明,羊草种子在发育过程中,随着成熟度的不断提高,种子的颜色由绿色变为浅绿色,再变成黄色,最后变为棕黑色。种子千粒重不断增加,在盛花后33 d达到最大值,之后趋于恒定。含水量与种子浸出液电导率则呈下降趋势,含水量在盛花后36 d达到最小值,而2个试验年份电导率值有所差异,分别在盛花后27和30 d达到最小值。标准发芽试验结果显示,羊草种子在盛花后39 d发芽率最高,此时种子的开始发芽时间、50%种子发芽时间、发芽势等指标均为最优。尽管加速老化试验的发芽指标与标准发芽试验略有差异,但是盛花后39 d的种子同样具有最强的抗老化能力。上述试验结果表明,盛花后39 d羊草种子活力最高,品质最佳,是种子最适宜的收获时间。 (2)不同成熟度的羊草种子对土壤埋深与盐碱胁迫具有不同的响应方式。羊草种子出苗与其后的幼苗生长能力随着种埋深度的增加而降低,1 cm是最适宜的播种深度,此时的出苗率最高、出苗时间最短,并且叶片与根系长度与生物量最大;另外不同成熟度的羊草种子表现出不同的出土成苗能力,盛花后39 d的羊草种子活力最大,其上述各项幼苗生长指标均为最优。种子的成熟度与盐、碱胁迫及其交互作用显著影响羊草种子的发芽率与发芽势,盛花后39 d的羊草种子在胁迫下具有最高的发芽率与发芽势,特别是在高浓度(400 mM)盐胁迫下,尤为明显。复萌试验结果显示,盛花后39 d的羊草种子在盐碱胁迫(特别是高盐环境)解除后同样具有最高的发芽率。上述结果表明,尽管不同成熟度的羊草种子均具有发芽能力,但是盛花后39 d的羊草种子出苗及抵御盐碱胁迫伤害的能力最强,这也进一步支撑了39 d是羊草种子适宜收获时间这一结论。另外羊草适宜浅播,1 cm是其最适宜的播种深度。 (3)通过人工手段处理可以明显打破羊草种子的休眠特性。研究结果表明,除了热水浸种处理外,其余方法如浓硫酸、冷层积、PEG,GA₃,KNO₃及清水浸种均能一定程度上提高羊草种子的发芽率,发芽速率、开始发芽时间及50%种子发芽时间。但是在生产实际中,既要考虑高效性也要考虑经济耗费,结合本试验的研究结果,我们推荐在生产中采用低温浸种20 d的方法来打破羊草种子的休眠,提高其发芽率。 (4)稃是抑制羊草种子萌发的重要因素,但同时也一定程度提高了种子的抗盐性。通过测定稃对羊草种子吸水、脱水、不同温度条件下的发芽响应以及不同持续时间盐胁迫对种子发芽的影响,结果发现稃可以显著提高羊草种子的吸水量,并同时减缓种子在干旱环境下的脱水速率,使种子不会过度脱水而死亡。稃、不同温度处理及两者交互作用显著降低羊草种子的发芽率与发芽速率,表明稃对羊草种子萌发具有一定的抑制作用。在不同持续时间的盐胁迫处理下,未萌发的带稃种子复萌率均高于去稃种子,特别是在长时间及高盐胁迫下尤为明显,表明稃对羊草种子耐盐性起着重要的调节作用,一旦雨水、融雪等条件降低了土壤盐浓度,带稃种子就可以继续萌发出土。 (5)20~30℃是羊草种子最适宜的发芽温度,高温、低温均显著降低种子的发芽率与发芽速率,并且此温度可一定程度上减缓盐胁迫与碱胁迫对种子发芽的抑制效应。随着盐、碱胁迫浓度的增加,羊草种子发芽率与发芽速率均呈下降趋势,且在碱胁迫下的下降幅度更大。在盐胁迫下,当盐浓度<200 mM时,低温是影响种子萌发的主要因素,随着盐浓度的不断增加,高温则更加剧了盐胁迫对种子萌发的抑制作用;而在碱胁迫下,即使碱浓度较低,高温与其交互作用也大大加剧了对种子发芽的抑制。盐胁迫下未萌发的羊草种复萌率随盐浓度增加而增加,而在碱胁迫下则随着碱浓度增加呈先上升后下降的趋势,高浓度碱胁迫使羊草种子失去活力而死亡,并且碱胁迫下种子的复萌率低于盐胁迫,25~35℃同样不利于种子的复萌。幼苗生长对温度与盐碱胁迫交互作用的响应方式与发芽阶段相似,20~30℃同样是最适宜温度;另外,盐碱胁迫均对羊草幼苗根生长的抑制作用更强。基于以上研究结果,我们建议在初夏(7月上旬),高降雨过后,温度与土壤条件适宜的情况下进行播种,以提高羊草种子的发芽率,更好的达到恢复退化草地的效果。 (6)在混合盐碱胁迫下,羊草种子的发芽率与发芽速率均随着盐浓度的增加不断下降,且碱性盐比例越大下降越明显。在250 mM盐浓度下,无碱性盐的A组处理发芽率为6.5%,而其余5组处理发芽率均为0。羊草幼苗生长阶段同样受盐浓度、pH及2者交互作用影响,并且根系对胁迫伤害更敏感,所受抑制作用更强。逐级回归分析结果表明,在种子萌发阶段,盐浓度是羊草种子在混合盐碱胁迫下能否萌发的决定性因素,而一旦胚根突破种皮进入幼苗生长阶段,pH就转变为主导因素。上述研究表明,混合盐碱胁迫对羊草种子萌发与早期幼苗生长阶段的抑制机理有所不同,其中高盐浓度与高pH的交互作用对种子萌发与幼苗生长的抑制效应最强。 (7)盐胁迫与碱胁迫均显著降低羊草幼苗的长度、鲜重与含水量,且碱胁迫抑制作用更强。2种胁迫均造成羊草幼苗Na⁺浓度与Na⁺/K⁺升高,并且K⁺浓度下降,但是在碱胁迫下,Na⁺ 浓度、Na⁺/K⁺上升幅度与K⁺下降幅度均大于盐胁迫。另外,在盐胁迫下,羊草幼苗大量积累Cl^-,有机酸含量变化不大;而在碱胁迫下,Cl^-,NO₃^-与H₂PO₄^-均呈下降趋势,而有机酸则大量积累,其中苹果酸、柠檬酸是主要的有机酸组分,可溶性糖是羊草幼苗在两种胁迫下共同的渗透调节物质。上述结果表明,碱胁迫由于具有高pH,对羊草早期幼苗生长的抑制作用更强,Cl^-与有机酸积累特征的差异表明羊草早期幼苗在盐胁迫与碱胁迫下具有不同的适应策略。     

松嫩草地不同成熟度羊草种子对土壤埋深的生态响应

羊草(Leymus chinensis)是多年生根茎型禾草,也是东北松嫩盐碱化草地上的建群植物,针对不同成熟度羊草种子生态适应性在国内外未被涉及的现状,设置3种埋种深度(1,2,3 cm)以明确不同成熟度(盛花期后24,29,34,39 d)羊草种子对土壤埋深的生态响应。结果表明:不同成熟度的羊草种子同样表现出不同的出土成苗能力,盛花期后39 d的羊草种子活力最大,出苗率、出苗时间、叶片与根长度以及生物量等指标均优于其余3个发育时期的种子。埋种深度也显著影响羊草种子出苗能力,由于千粒重较小,羊草种子适宜浅播,1 cm是其最适宜的播种深度,此时种子成苗的各项指标最优。研究结果可以为羊草种子的发育生理学以及生产实践中播种技术优化等提供一定的科学依据。     

水势介导的不同胁迫对虎尾草种子发芽的影响

虎尾草(Chloris virgata)是我国北方地区广泛分布的优质牧草,对东北地区盐碱地改良与恢复起着至关重要的作用。用NaCl,NaHCO3和PEG分别模拟土壤的盐、碱和干旱条件以明确基于相同水势的不同胁迫特征对虎尾草种子发芽的影响。结果表明,在各胁迫处理下,随着水势的降低,虎尾草种子的发芽率、发芽速率以及芽长与根长均不断下降,且碱胁迫下下降幅度最大。盐胁迫处理下,虎尾草种子复萌率在-1.2Mpa最高,干旱胁迫处理中未发芽的种子80%以上也可以继续萌发,但在此水势的碱胁迫中未发芽的虎尾草种子均难以复萌。研究结果表明,盐、碱和干旱胁迫对于虎尾草种子的发芽有着不同的影响,由于高pH作用,碱胁迫对虎尾草发芽的抑制作用强于盐胁迫与干旱胁迫。     

温度与盐碱胁迫交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的影响

羊草(Leymus chinensis)是我国东北松嫩盐碱化草地上的建群植物。为明确羊草在种子萌发与幼苗生长阶段对盐、碱胁迫及与温度交互作用的响应,采用3个温度处理(20/10℃,30/20℃和35/25℃),并混合2种中性盐(NaCl:Na₂SO₄=9:1)与2种碱性盐(Na₂CO₃:NaHCO₃=9:1)分别模拟土壤盐、碱胁迫条件进行研究。结果表明:随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草种子的发芽率、发芽速率、叶片长度与根系长度均呈下降趋势,且在碱胁迫下其降幅更大;另外这2种胁迫均对羊草幼苗根生长的抑制作用更强。温盐、温碱交互作用显著影响羊草种子的萌发与幼苗生长,其中30/20℃处理下羊草生长最好;在盐胁迫下,当盐浓度<200mmol·L^-1时,低温是影响种子萌发的主要因素,随着盐度继续增加,高温则加剧了盐胁迫对种子萌发的抑制作用;在碱胁迫下,即使碱浓度较低,高温与其交互作用也极大地加剧了对种子发芽的抑制。因此,盐、碱胁迫及温盐、温碱交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的抑制作用明显不同,碱胁迫及其与温度交互作用对羊草的伤害更大。     

NaCl胁迫对中兰1号紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响

为了研究NaCl对中兰1号紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的影响,试验采用对比试验设计方法,对8种NaCl浓度(0,20,40,60,80,100,120,140 mmol/L)盐胁迫下的种子发芽率、发芽指数、复萌率、总发芽率以及幼苗可溶性糖含量进行了测定。结果表明:中兰1号紫花苜蓿种子发芽高峰期随着NaCl浓度的升高呈滞后趋势;发芽率、发芽指数随着NaCl浓度的升高均呈下降趋势(P0.05);发芽率和发芽指数均与NaCl浓度呈显著负相关(P0.05);中兰1号紫花苜蓿种子的耐盐半致死浓度介于120~140 mmol/L之间;复萌率随着NaCl浓度的升高呈上升趋势(P0.05),总发芽率随着NaCl浓度的升高呈下降趋势(P0.05);在0~60 mmol/L盐胁迫下,中兰1号紫花苜蓿幼苗可溶性糖含量随着NaCl浓度的升高呈先降低后上升趋势(P0.05)。     

羊草种子发芽试验方法的研究

为了探究羊草种子快速萌发的方法,从而为羊草人工草地的建植提供科学依据,试验以吉农一号、吉农二号、吉生一号、白城野生4份羊草种子为研究对象,观察其在不同预处理方式(浓硫酸浸种、不同温度、预冷处理)下的萌发特性。结果表明:不同品种羊草种子的萌发对不同预处理方式的响应是不同的,浓硫酸浸种能不同程度地提高羊草种子的发芽率、发芽指数和发芽势,且处理15 min的发芽率最高;4个羊草品种在15～35℃的温度范围内均能发芽,最适宜的温度为25℃;4℃预冷处理7,14,21 d羊草种子的发芽率、发芽指数和发芽势均显著高于对照组,其中预冷处理7 d最高。说明羊草种子在经过4℃预冷处理7 d后再用浓硫酸处理15 min,在25℃条件下种子发芽效果最佳;4个羊草品种中,吉农一号各处理的发芽指标均显著高于其他品种。     

干旱和钠盐胁迫对罗布麻种子萌发的影响

为探明罗布麻种子在不同水分和钠盐胁迫下的萌发特性,通过模拟盐渍化土壤溶液渗透势和主要阴离子组成,研究罗布麻种子在PEG-6000不同渗透势溶液和不同钠盐(NaCl、Na_2SO_4、NaHCO_3、复合钠盐)溶液中的萌发情况。结果表明,用PEG高渗透势(-0.05 MPa)溶液、低浓度Na_2SO_4(0.2%)和复合钠盐(0.2%~0.6%)溶液处理种子,发芽率、发芽势、发芽指数、萌发抗旱指数CK,平均发芽时间CK,盐害率为负值,发芽高峰期集中于2~4d,溶液对种子发芽具有促进和增效作用,随着溶液渗透势降低和盐浓度的增加,发芽率、发芽势、发芽指数、萌发抗旱指数逐步降低,平均发芽时间延长,盐害率增大,发芽高峰期集中于2~3d。NaCl、NaHCO_3溶液处理种子,随着浓度的增加,发芽率、发芽势、发芽指数有明显降低的趋势,平均发芽时间延迟,发芽高峰期集中于2~3d,渗透胁迫和毒害作用增强,溶液对种子萌发有明显的抑制和延缓作用。PEG、复合盐溶液处理种子,渗透势和浓度的适宜值、临界值与极限值分别为-0.09,-0.70,-1.30 MPa和0.85%,2.04%,3.22%。用相同浓度的钠盐溶液处理种子,盐害率大小总体依次为NaHCO_3NaClNa_2SO_4复合钠盐。     

甘农1号紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长对NaCl胁迫的响应

为了研究甘农1号紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长对NaCl的响应模式,试验采用单因素试验设计,对10种NaCl浓度(0,20,40,60,80,100,120,140,160,180 mmol/L)下的种子发芽率、发芽指数、复萌率、总发芽率以及幼苗可溶性糖、果糖含量进行了测定。结果表明:随着NaCl浓度的升高,甘农1号紫花苜蓿种子发芽高峰期呈滞后的趋势;发芽率、发芽指数随着NaCl浓度的升高均呈下降的趋势(P0.05);发芽率和发芽指数均与NaCl浓度呈显著直线负相关关系(P0.05);甘农1号紫花苜蓿种子的耐盐半致死浓度介于120~140 mmol/L之间;复萌率随着NaCl浓度的升高呈上升的趋势(P0.05),总发芽率随着NaCl浓度的升高呈下降的趋势(P0.05);在0~60 mmol/L NaCl胁迫下,甘农1号紫花苜蓿幼苗可溶性糖、果糖含量皆随着NaCl浓度的升高呈先上升后降低的趋势(P0.05)。     

反枝苋种子萌发特性的研究

为确定不同因素对反枝苋种子萌发特性的影响,采用正交试验设计研究三因素五水平,即不同浸种药剂、不同浸泡时间以及不同浓度盐(NaCl)胁迫处理对反枝苋种子发芽的影响,又采用单因素试验进一步测定反枝苋种子对NaCl的耐盐能力以及复萌能力。结果表明:浸种药剂和NaCl浓度对发芽率有显著影响(P<0.05),浸种时间对发芽率没有影响(P>0.05),影响次序为浸种药剂=NaCl浓度>浸种时间;发芽率随NaCl浓度的升高而呈下降的趋势(P>0.05),反枝苋种子耐盐半致死浓度介于80～100 mmol/L之间,耐盐极限浓度介于100～120 mmol/L之间;反枝苋种子能够在一定浓度的NaCl溶液中保持活力,复萌率和总发芽率皆随NaCl浓度的升高而呈上升的趋势(P<0.05)。     

不同活力种子的萌发与出苗特性

摘要：研究测定了老化处理后几种禾本科牧草种子的萌发、幼苗以及出苗期的相关指标,进一步分析其相关性。结果表明,1）除羊草（Leymus chinensis）种子外,老化处理显著降低其他参试种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数,胚根、胚芽以及幼苗长度,出苗率、出苗速率;2）牧草种子的耐老化能力因种而异,休眠可显著提高种子自身的耐老化能力,如羊草;3）除羊草种子外,其他种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数,胚根、胚芽以及幼苗长度与出苗率、出苗速率极显著正相关(P<0.01);4) 相比其他萌发指标,发芽率用于种子活力批次的划分在所有物种中表现相对较好。     

NaCl胁迫对刚果臂形草种子萌发及幼苗生理效应的研究

研究了NaCl胁迫对刚果臂形草种子的萌发及幼苗的生理效应,结果表明:低浓度盐处理有利于促进种子萌发,对幼苗的生长也未表现出不利影响,但叶片中脯氨酸含量成倍增加;随着盐胁迫浓度的增大,刚果臂形草种子发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗的生长高度、鲜重、干重均降低,质膜透性增加,形态和生理上都表现出盐害效应;叶片中脯氨酸和叶绿素含量增加,是刚果臂形草自身为抵御外界不良盐滞环境所做出的适应性生理效应。     

混合盐碱胁迫对5种禾草种子萌发及幼苗生长的影响

以农菁11号羊草(Leymus chinensis ‘Nongjing 11’)、农菁7号偃麦草(Elytrigria repens ‘Nongjing 7’)等5个禾本科牧草品种为试验材料,研究不同浓度(0,20,40,60,80,100,120 mmol·L^-1)混合盐碱(NaCl,Na₂SO₄,NaHCO₃和Na₂CO₃)胁迫对种子萌发及幼苗生长的影响,为牧草品种在盐碱化草地的建植提供参考。结果表明:低浓度胁迫(≤20 mmol·L^-1)可提高农菁11号羊草、东北羊草和农菁7号偃麦草种子的萌发能力,高浓度(>60 mmol·L^-1)降低种子萌发。农菁7号偃麦草各处理间的发芽率差异不明显(P>0.05),表明在试验设置的浓度范围内盐碱胁迫对其种子萌发影响不大。盐碱胁迫后农菁12号无芒雀麦(Bromus inermis ‘Nongjing 12’)和农菁3号垂穗鹅观草(Roegneria nutans ‘Nongjing 3’)的发芽率、发芽指数、活力指数均低于对照,且与胁迫浓度成显著负相关。混合盐碱浓度20 mmol·L^-1处理后农菁11号羊草幼苗的苗长和根长高于对照,其他浓度下低于对照。盐碱胁迫浓度大于20 mmol·L^-1时抑制牧草幼苗生长,浓度越高抑制作用越强。     

三种药用甘草种子对盐渍环境的萌发响应及其适宜生态种植区

根据西北地区盐碱土的盐分组成特点,选择NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃ 3种单盐,通过盐胁迫下3种药用甘草种子萌发特性、萌发进程、胚生长、种子活力及复水后萌发率的差异分析,比较3种药用甘草种子对不同土壤盐分的萌发响应、耐盐阈值及其适宜盐碱地种植区,为盐碱地种植药用甘草适宜生态区的选择提供理论参考。结果表明,3种单盐胁迫不同程度降低了药用甘草种子的萌发率,延长种子的萌发时间,抑制胚轴伸长生长,盐害强弱顺序为:NaHCO₃＞Na₂SO₄ ＞NaCl。NaCl和Na₂SO₄对药用甘草种子萌发的抑制效应主要为渗透效应,盐胁迫解除复水后种子萌发恢复率为50.6%～78.5%;NaHCO₃ 对药用甘草种子萌发的抑制效应主要为离子毒害,种子萌发恢复率仅为5.1%～21.5%;胀果甘草耐盐性最强,适宜在以氯化物-硫酸盐为主的总盐量为0～1.3%的区域种植,光果甘草耐NaHCO₃最强,可在含小苏打的弃耕低盐地种植,乌拉尔甘草耐盐性最弱,种植地土壤的总盐量范围在0～0.7%为宜。     

不同盐分胁迫对苜蓿种子萌发的影响

对杂花、ＲＳ、龙牧、秘鲁４种苜蓿种子在氯化钠、硫酸镁,氯化钙３种盐不同浓度溶液处理下的种子萌发进行研究,观察其发芽率,计算发芽指数Ｇｉ。结果表明,低盐浓度对４种苜蓿种子萌发均有促进作用;随盐处理浓度增高,发芽率一般呈下降趋势,但也有例外,不同浓度的盐胁迫下苜蓿种子的适应情况不同．同一苜蓿种子在萌发时对不同盐的适应情况也不同。     

不同播种深度对羊草出苗率和幼苗生长的影响

利用盆栽研究了7种播种深度(0cm、1cm、2cm、3cm、4cm、5cm和6cm)对羊草出苗率和幼苗生长的影响。结果表明,羊草出苗率与种子萌发率呈极显著正相关(r=0.9147),而与播深呈极显著负相关(r=-0.9408)。在浅播(0～2cm)条件下,羊草初始出苗时间为5.0～7.7d,最终出苗率为70.0%～80.7%;在深播(4～5cm)条件下,初始出苗时间延迟到16.3～20.0d,羊草种子萌发率下降到41.0%～43.0%,但出苗率不足7%,株高不超过2cm;当播深在6cm以上时,其萌发率为37.0%,但出苗率为0。此外,播种深度显著影响羊草幼苗株高、茎叶鲜重及叶片数量。     

Cu~(2+)、Zn~(2+)对西藏不同区域野生赖草萌发特性和生理效应的影响

本研究以采集于西藏4个不同区域的野生赖草(Leymus secalinus)种子作为试验材料,初步探究Cu~(2+)、Zn~(2+)对野生赖草种子萌发、幼苗生长和胚芽中MDA含量的影响,以期为赖草种子资源的评价与利用提供科学参考依据。研究表明,不同区域的赖草种子萌发和幼苗生长指标对两种金属离子胁迫的响应不尽相同,Cu~(2+)胁迫下,赖草种子活力指数随着Cu~(2+)的增加而降低,差异性显著(P0.05);低浓度Zn~(2+)对4个赖草种子的萌发和幼苗生长均表现为促进作用,而高浓度Zn~(2+)则表现为抑制作用;Cu~(2+)、Zn~(2+)胁迫下4个不同区域的野生赖草胚芽中MDA含量均随着重金属离子浓度的增大而升高,存在显著性差异(P0.05),表明重金属离子对胚芽具有损害作用。Cu~(2+)、Zn~(2+)胁迫下,4个不同区域的野生赖草中采自拉萨的赖草对这两种重金属具有较好的抗性,可以进行驯化选育,以便作为重金属污染土壤恢复治理的选择材料。