沙埋和种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发、出苗和幼苗生长的影响

研究了沙埋深度和种子大小对内蒙古毛乌素沙地植被群落中占优势的柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)种子萌发、出苗、幼苗存活和生长的影响.结果表明,沙埋深度显著影响柠条锦鸡儿的种子萌发率、休眠率、出苗率、幼苗存活率及生物量.在0.5-2cm的浅层沙埋下,种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量最高,休眠率最低;沙埋深度≥4 cm时,柠条锦鸡儿的种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量随着沙埋深度增加显著降低,而休眠率却显著升高;沙埋深度≥12 cm时,柠条锦鸡儿种子不能够出苗,幼苗也不能够存活.种子大小对柠条锦鸡儿种子萌发率没有显著影响,但对出苗率、幼苗存活率及生物量影响显著.在各个沙埋深度下,不同大小的柠条锦鸡儿种子间的萌发率没有显著差异.当沙埋深度≤6 cm时,不同大小的柠条锦鸡儿种子在同一沙埋深度下的出苗率间没有显著差异;但当沙埋深度≥8 cm时,在同一沙埋深度下,大种子的出苗率显著高于中种子和小种子的出苗率,而中种子和小种子出苗率间没有显著差异.0.5-10 cm的沙埋深度中,除6 cm和8 cm深度下中种子和小种子萌发幼苗的生物量间没有显著差异外,其余深度下,大种子萌发的幼苗的存活率及生物量显著高于同一沙埋深度下中种子萌发的幼苗的存活率及生物量,后者又显著高于小种子萌发的幼苗的存活率及生物量.可能正是种子萌发对沙埋环境的忍耐或响应能力以及种子的多态性提高了柠条锦鸡儿在毛乌素沙地的适合度,为其在流动或半流动沙丘环境中成功定居并形成优势群落奠定了基础.     

光照强度与埋深对外来植物曼陀罗幼苗生长的影响

光照强度与埋深是诸多环境因素中影响外来植物幼苗出土与生长的主要因素。为了探查外来植物幼苗对光照强度与埋深的生长响应, 以曼陀罗(Datura stramonium L.)为实验材料, 分别研究两种光照强度 (100%光照和35%光照)和五种种子埋深 (1、3、5、7和9 cm)处理对曼陀罗幼苗生长特征的影响。结果表明: (1)100%光照强度处理下曼陀罗幼苗的叶片总生物量、根冠比(R/S)、相对生长速率(RGR)和总生物量显著高于35%光照强度处理。相反, 幼苗的总叶面积、比叶面积(SLA)和叶面积比(LAR)和叶片生物量比(LMR) 显著低于35%光照强度处理。(2)曼陀罗幼苗的出土率、首苗出土所需时间、株高、根长、总生物量及相对生长速率(RGR)等指标均在埋深3 cm处理获得最大值, 埋深大于或低于3 cm均导致上述指标下降, 埋深7 cm处理呈现最小值; 埋深对幼苗根冠比(R/S)无显著影响, 但显著增加地下下胚轴长度。这表明曼陀罗幼苗更偏好入侵光照强度较高和较低埋深(≤3 cm)的环境, 遮阴或过深的埋深不利于曼陀罗幼苗出土和生长。因此, 提出曼陀罗入侵农田的防控建议为: 1)在曼陀罗种子结实前进行铲除, 从源头控制曼陀罗蔓延; 2)早春作物播种前进行深耕, 将土壤里的曼陀罗种子翻耕到深层土壤中。     

毛乌素沙地中间锦鸡儿幼苗生长、气体交换和叶绿素荧光对模拟降水量变化的响应

选择毛乌素沙地优势灌木中间锦鸡儿为研究对象,人为控制4种降水量水平来测定中间锦鸡儿幼苗的形态,。生物量干重,气体交换和叶绿素荧光参数,结果表明,不同施水量显著影响幼苗株高,基径,叶数,叶面积,生物量干重,净光合速率,蒸腾速率,气孔导度以及水分利用效率,157．5mm和630mm施水的幼苗以上参数显著低于472．5mm施水的幼苗,157．5mm和630mm施水量的幼苗PSIII光化学效率和最大荧光与初始荧光比显著小于472．5mm施水量的幼苗;不同施水量对幼苗生物量干重分配有显著影响;随着施水量增加,根冠生物量干重比显著减少。     

四种沙埋深度对羊草种子出苗和幼苗生长的影响

模拟羊草种子自然埋藏深度状况,设计了0、1、2和3cm共4种沙埋深度实验,研究了其出苗率及幼苗生长对沙埋深度的响应。结果表明,羊草种子出苗率随埋深的增加呈下降趋势,0cm时出苗率最高为89.3%,1和2cm时分别为81.5%和78.5%,3cm时最低(73.5%),与前三者具有显著差异。埋深对地上株高生长动态的影响主要表现在,播种后25d,0～2cm处理的羊草幼苗地上株高均高于3cm处理;播种后36d,4种处理的地上株高没有显著差异。此外,随着埋深的增加,羊草幼苗的根长、根数、根冠比呈先上升后下降趋势,叶片数呈下降趋势,绝对株高则呈上升趋势。表明1～2cm沙埋深度更适宜于羊草种子出苗及幼苗生长,而0或3cm埋深不利于其出苗和幼苗生长。     

沙埋对花棒种子萌发和幼苗生长的影响

为探讨花棒(Hedysarum scopariium)种子萌发和幼苗生长对沙埋的响应,并为固沙造林、水土保持提供理论基础,研究了6种沙埋深度(0、1、2、3、4和5cm)对花棒种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,埋深对花棒幼苗出土率、首次出苗时间、单株叶片数、幼苗生长高度以及生物量的分配均有极显著影响(P<0.001).种子出苗率在2 cm沙埋下达到最高(95.6%),在5cm沙埋下最低(43.4%);幼苗最大高度(11.6cm)、绝对株高(13.9cm)和最大地上生物量(26.7mg)均出现在2cm的埋深,幼苗最小高度(3.3cm)、最小根长(4.3cm)和最小地上生物量(5.3mg)出现在5cm的埋深;生物量分配随沙埋深度增大而更多地分配给地下部分.2cm的沙埋是花棒种子萌发和幼苗生长的最佳深度.     

小叶锦鸡儿幼苗对沙埋的生态适应和生理响应

以中国半干旱地区固定、半固定沙地分布最广泛的灌木种之一小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)为对象,于2010～2011年在内蒙古科尔沁沙地测定了不同深度沙埋下其幼苗的存活率、株高、渗透调节物质含量、保护酶活性和膜透性变化,探讨小叶锦鸡儿对沙埋的生理响应特征。结果显示:(1)与对照相比,当沙埋深度为小叶锦鸡儿幼苗株高的25%～75%时,存活率差异不显著;当沙埋深度为50%～75%时其存活率增加,但株高明显下降,沙埋对其生长具有抑制作用;当沙埋达到其株高100%时幼苗全部死亡。(2)不同沙埋深度对小叶锦鸡儿幼苗叶片细胞膜透性无显著影响,对沙埋深度为其株高25%时,叶片含水量增加,MDA含量下降,POD活性增强,细胞膜未受到伤害;沙埋深度为其株高50%～75%时,叶片含水量下降,MDA含量增加,但SOD和POD对细胞膜起到了协同保护作用,细胞膜也未受到损伤;沙埋深度为株高25%～75%情况下,细胞膜未受到损伤,可溶性糖和脯氨酸含量变化不明显。研究认为:小叶锦鸡儿幼苗只能耐受部分沙埋,完全沙埋则会导致其幼苗全部死亡,沙埋胁迫下可溶性糖和脯氨酸等渗透调节物质含量反应迟缓可能是其耐沙埋能力较弱的主要生理原因之一。     

广东亚热带森林木本植物幼苗生长特性研究

研究了广东亚热带42种木本植物幼苗的生长及其与物种的生态特性、生活型、种子大小的相互关系.较强光下(H,66.8 μmol m-2s-1)乔木幼苗的茎高和茎生物量显著高于灌木幼苗的相应值,但在较低光下(L,33.7 μmol m-2s-1)两者无显著差异.而阳性植物、耐阴植物和中间型植物之间,茎高和茎生物量无显著差别.乔木幼苗的叶面积和叶生物量比灌木幼苗大,但灌木幼苗的叶片数较乔木幼苗多.大种子种和小种子种幼苗之间,阳性植物、耐阴植物和中间型植物幼苗之间的叶片数和叶面积一般无显著差异.阳性植物幼苗比耐阴植物幼苗侧根数多.乔木幼苗的根生物量和根/茎比显著高于灌木幼苗在较高光下,阳性植物幼苗的根/茎比较耐阴植物幼苗高,但在较低光下无明显差异.45 d幼苗的根生物量与种子重量呈显著的正相关,而90 d幼苗无明显的相关.乔木幼苗个体生物量显著高于灌木幼苗.幼苗相对生长率和叶面积比的大小呈现如下顺序阳性植物＞中间型植物＞耐阴植物,但只有阳性植物和耐阴植物之间有显著差异.阳性植物、中间型植物和耐阴植物幼苗之间的单位叶率无显著差异.     

差巴嘎蒿幼苗对沙埋的生态适应和生理响应

沙埋对于沙漠植物存活和生长影响的研究文献已有很多,但迄今有关沙漠植物对于沙埋生理生态适应的研究还很少见有报道。差巴嘎蒿(Artemisia halodendron)广泛分布于我国半干旱沙地中,是流动半流动沙地的优势种。为了解沙生植物对沙埋的生态适应及其生理响应,2010—2011年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下差巴嘎蒿幼苗的存活率、株高等生长特性和渗透调节物质含量,保护酶活性和膜透性的变化,得到以下结果:沙埋对差巴嘎蒿幼苗的存活与生长有着显著影响,特别是沙埋深度超过其株高后,其存活率和高生长受到严重抑制,但和非沙生植物相比,差巴嘎蒿幼苗具有很强的耐沙埋能力,即使沙埋深度达到其株高的200%时仍有部分幼苗存活。随着沙埋深度的增加,差巴嘎蒿幼苗叶片含水量没有显著变化,但过氧化物歧化酶活力降低,过氧化物酶活性增强,过氧化氢酶活性变化不明显,脯氨酸含量增加,可溶性糖含量下降,丙二醛含量下降,膜透性增强。和水分、盐分胁迫不同,沙埋并未造成差巴嘎蒿幼苗的水分亏缺,沙埋胁迫下差巴嘎蒿幼苗死亡率增加、生长受到抑制的主要原因是沙埋导致植物光合面积下降,沙埋叶片无法进行正常呼吸和部分幼苗无法破土生长,但沙埋胁迫下脯氨酸含量的和过氧化物酶活性增强分别在渗透调节和保护细胞膜免受损伤中起到了关键作用。     

五种荒漠植物幼苗出土及生长对沙埋深度的响应

研究了红砂、泡泡刺、花棒、白刺和沙拐枣5种荒漠优势植物的幼苗出土和生长对沙埋的响应,判断了幼苗的生长特征能否预测植物的定植能力。进行了0、1、2、3、5cm和8cm等6个沙埋深度处理,每个处理5个重复。结果表明：每种植物的出苗率都随着沙埋深度的增加而降低,而且遵循着指数方程关系。红砂种子的最佳沙埋深度应为0-1cm,3cm已是出苗和存活的最大沙埋深度;泡泡刺、花棒和白刺种子的最佳深埋深度为0—3cm;沙拐枣在0—8cm各个深度都有出苗现象,且出苗率没有显著差异,但8cm深度的出苗率只有4％,最佳沙埋深度约为5cm。幼苗的生长高度受沙埋深度的影响显著,在同一时间,幼苗的最大生长高度并不在0cm表层,但红砂幼苗除外。泡泡刺、花棒和白刺在0—3cm的沙埋深度的幼苗生长高度大于5-8cm沙埋深度的生长高度,但沙拐枣幼苗在5cm深度的生长高度最大。5种荒漠植物幼苗的生物量受沙埋深度的影响不显著。在同一沙埋深度下,红砂的绝对高度生长率明显低于其余4种植物,沙拐枣的绝对高度生长率高于其余4种植物幼苗;5种植物的相对高度生长率对沙埋深度的响应并不敏感。绝对高度生长率与相对高度生长率并不能预示幼苗存活成功率。     

大气CO2浓度及温度升高对高山灌木鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)生长及抗氧化系统的影响

以CO_2浓度及温度升高为主要标志的全球气候变化将对我国西北地区脆弱的生态系统产生重要影响。利用环境控制实验研究CO_2浓度倍增(eCO_2, C_1:400μmol/mol和C_2:800μmol/mol)和温度升高(eT, T_1:20℃/10℃和T_2:23℃/13℃)对高山灌木鬼箭锦鸡儿(Caragana jubata)生长及抗氧化系统的影响。结果表明:eCO_2和eT表现出相反的生长和生理效应,eT对幼苗生长的影响要大于eCO_2对其的影响。eT使幼苗的总生物量、净光合速率(NAR)和相对生长速率(RGR)降低;但可促进地上部分生长,叶生物量比及叶面积比增加。eCO_2可减缓或补偿由eT引起的总生物量、NAR和RGR的降低,并促进地下部分生长。对抗氧化系统来说,eT使得超氧化歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)及抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性降低,还原型谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(ASA)含量降低;eCO_2只增加常温下SOD酶活性,并使GSH、ASA整体水平提高。结论:温度升高和CO_2浓度倍增没有协同促进鬼箭锦鸡儿幼苗的生长和光合能力。温度升高将对幼苗生长和抗氧化系统产生不利影响,eCO_2可促进生长并可能通过抗氧剂含量增加来缓解氧化胁迫。因此,未来气候变化,尤其是温度升高将会对高寒区植物产生较大影响,CO_2浓度增加可缓解增温的不利影响。     

沙埋与供水对毛乌素沙地两种重要沙生植物幼苗生长的影响

沙埋与水分是影响毛乌素沙地植物存活、生长的关键因子。通过沙埋与供水的野外控制实验,研究了毛乌素沙地重要物种柠条(Caragana korshinskii)与羊柴(Hedysarum laeve)幼苗存活及生长对沙埋和供水的反应。结果表明:适量的沙埋(0.25H-0.50H沙埋,H为苗高)与供水(柠条50mm/月,羊柴75mm/月)可以促进幼苗生长,过量的沙埋与供水则会抑制生长甚至导致幼苗死亡。柠条幼苗在50mm/月供水,0.25H、0.50H沙埋,羊柴幼苗在75mm/月供水,0.25H、0.50H沙埋下具有较高的相对生长速率和净同化速率;幼苗在1.0H和1.25H沙埋下全部死亡。供水量较小、沙埋较浅时,两种植物根冠比均较高;当供水量最大时,柠条幼苗根冠比在沙埋最深和没有沙埋时较大,而羊柴幼苗根冠比仍在没有沙埋时最高。     

种子萌发和幼苗生长对沙丘环境的适应机制

综述了植物沙生适应机制的研究及其进展.一些植物的种子在刚成熟时具有休眠特性.种子需要适度沙埋促进萌发并实现幼苗定居,但过度沙埋则会抑制种子萌发和出苗.在沙层深处,没有萌发的种子会进入休眠状态,形成土壤种子库.幼苗通过增加节数和延长节间来适应沙埋.沙埋深度超过植物的忍耐限度会抑制幼苗生长,甚至导致幼苗死亡.沙生植物必须适应其他环境因子,如盐风与土壤盐分、昆虫采食、土壤养分亏缺等,才能在沙丘上成功生长.沙蚀可导致幼苗根系暴露并干燥脱水.一些沙漠植物的幼苗在萌发后可忍耐一段时期的干燥,水分条件得到满足之后,幼苗能够恢复生长.     

沙埋对两种沙生植物幼苗生长的影响及其生理响应差异

为了解沙埋对沙生植物生长的影响及其生理响应特征, 比较不同沙生植物耐沙埋能力及其机制, 2010年在内蒙古科尔沁沙地研究了不同深度沙埋下沙蓬(Agriophyllum squarrosum)和盐蒿(Artemisia halodendron)幼苗的存活率、株高等生长特性及其渗透调节物质含量, 保护酶活性和膜透性的变化, 得到以下结果: 沙蓬和盐蒿幼苗均具有较强的耐沙埋能力, 其中沙蓬幼苗最大耐沙埋深度超过幼苗10 cm, 盐蒿幼苗最大耐沙埋深度超过其株高8 cm; 随着沙埋深度增加, 沙蓬和盐蒿幼苗的存活率和株高均显著下降, 沙蓬的下降幅度显著小于盐蒿; 沙埋处理下两种植物均未表现出受水分胁迫, 沙埋导致其光合面积下降, 幼苗顶土困难, 是影响其存活和高生长的主要生态机制; 随着沙埋深度增加, 沙蓬幼苗丙二醛(MDA)含量显著增加, 盐蒿幼苗MDA含量下降, 虽然二者膜透性均呈增加趋势, 但沙蓬膜透性增加幅度显著低于盐蒿, 说明细胞膜受损是导致二者幼苗存活率下降和生长受到抑制的主要生理机制, 沙蓬膜透性受损程度较低是其耐沙埋能力较强的主要生理机制; 沙埋胁迫下, 虽然两种植物都通过提高过氧化物酶活性和脯氨酸含量减轻细胞膜受损程度, 但沙蓬体内超氧化物歧化酶也表现出重要协调作用, 使之酶促系统在保护细胞膜免受胁迫损伤过程中的作用更有效。     

沙埋对沙米幼苗生长、存活及光合蒸腾特性的影响

沙米(Agriophyllum squarrosum)是藜科沙蓬属1年生沙生植物,广泛分布于我国各主要沙漠和沙地中。为了解沙埋对沙米生长、存活和光合蒸腾特性影响,2010-2011年在科尔沁沙地研究了不同沙埋深度下沙米幼苗高度、存活率、光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率的变化,结果表明:沙米具有极强的耐沙埋能力。埋深为株高25%时,沙米幼苗存活率和株高显著增加,埋深为株高50%-100%时,其株高和存活率虽有下降,但与非沙埋对照差异不显著。当沙埋深度超过株高后,其株高和存活率急剧下降,但沙埋达到株高266%时仍然有部分幼苗存活。沙埋第5天,随着沙埋深度的增加,沙米幼苗的光合速率缓慢下降,蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率均呈波动式变化。随着沙埋时间的延长,和对照相比,沙米幼苗的光合速率、蒸腾速率和气孔导度均随沙埋深度增加而大幅度下降,但水分利用效率仍呈波动式变化。沙埋第15天时其光合速率、蒸腾速率、气孔导度和水分利用效率分别较非沙埋对照下降了86.7%、89.0%、90.0%和4.2%。相关分析表明,沙米幼苗的存活率和高生长与其光合速率、蒸腾速率、气孔导度变化呈显著正相关,而其光合速率、蒸腾速率、气孔导度之间也呈显著正相关,但与水分利用效率的相关性未达到显著水平。沙埋胁迫下沙米幼苗存活率下降和生长抑制不仅源于沙埋造成幼苗顶土困难和光合面积减少,光合速率、蒸腾速率和气孔导度下降也是重要原因。     

Seedling growth variation in response to sand burial in four <Emphasis Type="Italic">Artemisia</Emphasis> species from different habitats in the semi-arid dune field

We compared seedling growth of four Artemisia species dominated at different habitats to determine whether interspecific seedling growth variation of a same genus in tolerance to burial can be used to explain plant distribution in the sand dune field. Interdune lowland species, Artemisia gmelinii, stabilized dune species, A. frigida, semi-stabilized dune species, A. halodendron, and active dune species, A. wudanica were selected. Seedlings grown for 3 weeks were treated at five burial depths for three burial times in pot experiments. Species from the habitats with little burial had smaller survival rate, dry weight and stem elongation speed than those from the habitats with intensive burial when buried. Furthermore, when buried, the former tended to adjust biomass allocation between shoot and root and produce adventitious buds, while the latter tended to maintain a constant root:shoot ratio and produce adventitious roots. We conclude that (1) seedlings of species with a long evolutionary history of exposure to sand burial (from the active sand dune), show quicker stem growth when buried than do seedlings of species from the habitats with little or no sand burial; (2) seedlings of species which do not change root:shoot ratio might be more tolerant of sand burial than those do; (3) seedlings of species from the habitats with intensive sand burial is prone to produce adventitious roots and seedlings of species from the habitats with little or no sand burial tend to produce adventitious buds when buried.     

沙埋对沙米幼苗生长及生理过程的影响

2010-2011年在科尔沁沙地,研究了不同沙埋深度下沙米幼苗生长特性及其逆境生理指标的变化.结果表明: 沙米幼苗的耐沙埋能力较强,当埋深超过其株高后生长才会受到严重抑制,而埋深超过其株高1.66倍时仍有部分幼苗存活.当埋深未超过株高时,其幼苗丙二醛含量和膜透性的变化不显著;随着埋深进一步增加,其膜质过氧化加剧,细胞膜受损.沙埋胁迫下,沙米幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及脯氨酸含量均显著增加,过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性糖含量下降.沙埋使植株光合面积减少、细胞膜受损,导致沙米幼苗死亡率增加、生长受抑,但是SOD和POD活性的增强及脯氨酸含量的增加对于减轻沙埋危害将起到一定的作用.     

沙埋对半灌木羊柴幼苗的存活、生长和生物量分配的影响

羊柴 (HedysarumlaeveMaxim .)是中国北方沙地飞播进行植被恢复与重建的主要植物种。在晚春与夏初的出苗期 ,羊柴幼苗经常遭受不同深度的沙埋。研究旨在探明沙埋对羊柴幼苗存活、生长和生物量分配格局的影响。6周的沙埋试验结果显示 :当沙埋深度达到其株高时 ,约有 70 %的幼苗死亡 ;沙埋深度达到其株高的 133%时 ,可使羊柴幼苗全部死亡 ;沙埋深度分别为株高的 33%和 6 7%时 ,羊柴幼苗的整株生物量、叶片生物量、根系生物量以及相对生长率都相应地高于非沙埋的对照 (即 :0 %沙埋 )。与非沙埋的对照相比 ,羊柴幼苗在 33%和 6 7%沙埋条件下并不显著地改变其生物量分配格局 ;并且羊柴幼苗的叶数和株高与对照无明显差异 ,但试验期内的新生叶数是沙埋处理 (即 :33%、6 7%和 10 0 %沙埋 )的幼苗明显地高于非沙埋的对照。     

Modelling seedling growth rates of 18 temperate arable weed species as a function of the environment and plant traits

BACKGROUND AND AIMS: The early growth rate of seedlings in the exponential phase is an important eco- physiological trait in crop/weed competition models based on assessments of relative weed green area. An understanding of the role of various plant traits in determining early growth rate may also be useful for identifying contrasting weed strategies for establishment before canopy closure. METHODS: The response of seedling relative growth rate (RGR) to the environment was measured in outdoor sand beds in the autumn and the spring for 18 temperate annual weed species and two crops. Seedling growth was modelled using thermal time and effective day-degrees (combining the effect of temperature and radiation). The contribution of various plant traits in determining variability in RGR was investigated using regression analysis. KEY RESULTS: The effective day-degree model was more effective for describing early weed growth than thermal time. Variability in RGR measured in the autumn was largely determined by differences between the species in net assimilation rate (NAR), whereas in the spring leaf area ratio (LAR) played a larger part. There were differences between the broadleaf and grass species in the relative contribution of NAR and LAR to RGR in both seasons. RGR in the spring was negatively correlated with initial seedling size. CONCLUSIONS: The parameters derived in this study can be used to calibrate empirical models of crop yield loss based on relative weed green area to different growing seasons and assessment dates. The grass weeds, which tended to have large seeds, had a higher investment in roots in the seedling stage, potentially making them more competitive later in the season when resources become limiting.