土埋深度影响物种水平的种子质量-种子出苗关系

种子出苗对种间关系和群落组成具有重要影响。种内研究表明种子质量与种子出苗之间存在正相关关系,但这种关系很少在物种水平进行检验,尤其是在不同土壤埋藏深度条件下。为此,该文开展了一个因子实验(10种植物和5种土埋深度(0、1、2、4和8cm))以检验是否在不同土层中"种子质量-种子出苗之间的正相关关系"始终存在。该文在不同土埋深度播种50粒种子(重复5次),连续30天观测种子出苗,并提出了一个耐土埋性指标。结果表明:(1) 10种植物的最适出苗深度为0–2 cm土层; 6种植物的最大出苗率发生在1 cm土埋深度。(2)种子质量与耐土埋性之间存在显著的正相关关系,种子质量越大耐土埋性越强,适宜出苗的土层越深。(3)当土层较深(4或8 cm)时,种子出苗率和持续出苗时间随种子质量增加而增大,种子出苗率与持续出苗时间之间存在正相关关系;这些关系在较浅土层(0、1或2 cm)并不存在。这些结果有助于进一步理解种子大小与出苗之间的关系,以及种子出苗过程中的策略。     

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。     

沙埋对西鄂尔多斯珍稀植物种子萌发和幼苗出土的影响

采用不同沙埋深度(0、1、2、3、5、7、10 cm埋深)处理,对内蒙古西鄂尔多斯4种珍稀植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolica)、蒙古扁桃(Prunus mongolica)和长叶红砂(Reaumuria trigyna)种子萌发及幼苗出土情况进行研究,以揭示其种子萌发特性.结果表明:表层沙土(0 cm埋深)的种子几乎不萌发;除霸王外,其他3种植物在不同沙埋深度处理下的种子萌发率差异显著(P＜0.05);沙埋对4种珍稀植物的幼苗出土均有显著影响,出苗率随着沙埋深度的增加而降低,且遵循指数方程.霸王在2 cm沙埋深度的出苗率最高,其他物种在1 cm沙埋深度的出苗率最高.沙埋深度对幼苗生物量的影响不显著.     

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。     

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.     

鄂尔多斯高原4种主要沙生植物种子萌发与出苗对水分和沙埋的响应

 羊柴 (Hedysarum leave)、柠条 (Caragana korshinskii)、籽蒿 (Artemisia sphaerocephala)与油蒿 (Artemisia ordosica)为鄂尔多斯高原广泛分布的植物种,也是该地区飞播选用的主要植物种。由于飞播为鄂尔多斯高原植被恢复的重要手段,而飞播后植物种子的出苗率与土壤水分及沙埋密切相关。因此,上述植物种子萌发与出苗对水分和沙埋反应的研究对当地退化生态系统的恢复具有重要意义。通过温室控制实验,对4种植物萌发特性及出苗与水分和沙埋深度的关系进行研究,阐明了种子萌发最适合的水分条件和沙埋深度。结果表明,4种植物种子萌发与出苗最适宜的供水量都接近于当地种子萌发时期的平均降水量, 最适宜的沙埋深度为0.5～1 cm, 过多的水分和过深的沙埋会降低种子萌发与出苗,反映了4种植物对沙区环境的生态适应。4种植物最适宜的供水量均为123 ml,羊柴、柠条、籽蒿和油蒿的最适沙埋深度分别为：0.5、1.0、0.5和0.5 cm。根据实验结果及当地气候特点,鄂尔多斯地区的飞播时间应由6月初提前至5月中下旬,以提高飞播植物的出苗率。     

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.     

碟果虫实种子萌发对策及生态适应性

以荒漠地区1年生植物碟果虫实为材料,通过温度、光照、GA3和沙埋对其种子萌发和幼苗出土影响的研究,旨在探索其种子萌发对策及生态适应性。结果表明：（1）碟果虫实种子在0h光照的条件下,萌发的最佳恒温是20℃,萌发率为（18.00±141）%,最佳的变温是15℃/25℃,萌发率为（28.00±2.31）%。（2）除了5℃/25℃,碟果虫实在变温条件下的萌发率极显著高于恒温下的萌发率(P＜0.01)。（3）碟果虫实种子萌发时属于需暗型,而且存在休眠现象。（4）在野外沙埋的条件下,碟果虫实的出苗率随着沙埋深度的增加极显著下降(P＜0.05),适宜的出苗深度为0.00—2.00cm,最佳的出苗深度是0.50cm,出苗率为（16.80±2.85）%。（5）碟果虫实种子萌发具有迅速萌发和推迟萌发两种对策;根据种子萌发率和种子活力可以推断,碟果虫实具有持久性土壤种子库的特点。结合碟果虫实萌发时的自然生存环境和本研究的结果,显示出其种子萌发对策与栖息地的生境具有高度的生态适应性。     

可获得种子量和种子出苗对草地裸沙斑植被恢复的相对制约

以科尔沁沙化草地的裸斑为研究对象,布设种子捕捉器监测生长季传播到裸斑的种子数量、物种组成,并人工播种监测裸斑中出苗情况,研究可获得种子数量和出苗对裸斑植被恢复的制约.结果表明:沙生植物3种,种子数为71 ～623粒·m-2,非沙生植物9种,种子数为73 ～410粒·m-2;裸斑中沙生植物的出苗数(9.3 ～22.3株·m-2)高于非沙生植物(0 ～3.4株·m-2);沙生植物在裸斑的出苗率最高为沙蓬(12.2％ ～34.1％),其次是乌丹蒿(4.5％ ～10.3％),小叶锦鸡儿(0～0.5％),非沙生植物狗尾草出苗率为0～6％,蒲公英为0 ～0.4％,其余植物种出苗率为0;沙生植物裸斑出苗数(9.3 ～22.3株·m-2)高于植被区(7.7株·m-2),而非沙生植物在裸斑的出苗数(0～3.4株·m-2)低于植被区(4.5株·m-2).可见,裸斑植被恢复中,沙生植物的可获得种子量制约高于出苗制约;非沙生植物的可获得种子量制约与出苗制约相当.     

毛乌素沙地4种沙生植物种子萌发及出苗对沙埋及单次供水的响应

飞播固沙作为一项快速而有效的现代化治沙措施,已成为毛乌素沙地植被恢复与重建的重要手段。但此项技术仍存在一些问题,如飞播后成苗率较低等。以毛乌素沙地优势植物柠条（Caragana korshinskii）、羊柴（Hedysarum laeve）、油蒿（Artemisia ordosica）与籽蒿（Artemisia sphaerocephala）为研究对象,人工控制7个沙埋深度和9个水分梯度,研究4种植物种子萌发和幼苗出土对沙埋和单次供水的响应,阐明多大的单次降雨才能保证种子萌发与幼苗出土及出土幼苗的维持时间。结果表明,对于柠条和羊柴质量相对较大的种子而言．种子主要在供水量10．20mm,埋藏深度为0．5．2cm的条件下出苗,但在埋藏深度为5cm时这两个物种仍有少量种子能够出苗;而对于油蒿和籽蒿质量相对较小的种子而言,种子主要在供水量10．20mm,埋藏深度为0．5cm时出苗,当埋藏深度为1．5cm和2cm时不能顺利出苗。沙埋深度0．5cm条件下,4个物种具有最高的出苗率和出苗速率。在试验期内（30d）,柠条、羊柴和油蒿出土幼苗分别在单次供水量为5、7．5mm和7．5mm时全部死亡,在单次供水量高于15mm时4个种的出土幼苗死亡率大多低于50％,且随供水量的增加出土幼苗死亡率降低。结合毛乌素沙地降雨特点与本次实验结果,0．5cm的沙埋及7．5mm以上的单次降雨是上述4种植物自然条件下出苗较好的重要条件。     

Effects of sand burial depth and seed mass on seedling emergence and growth of Nitraria sphaerocarpa

A greenhouse experiment was conducted to test the effects of sand burial depth and seed mass on seedling emergence and growth of Nitraria sphaerocarpa. Seeds of Nitraria sphaerocarpa were sorted into three size-classes (large, medium, small) and artificially buried at 0, 1, 2, 3, 4, 5 and 6 cm depths in plastic pots filled with unsterilized sand. In the seven treatments, the percent emergence, seedling mass and seedling height, significantly affected by both burial depth and seed size, were highest at the optimal burial depth of 2 cm burial depth, and decreased with increasing burial depth in each seed size-class. Although seedling mass was usually greatest for large seeds and least for small seeds at each burial depth, little difference was observed in seedling height at shallow burial depths of 0–3 cm. In each seed size-class, with increasing burial depth, both root-mass ratio and aboveground stem-mass ratio decreased, while belowground stem-mass ratio increased. In each burial depth, with decreasing seed size, belowground stem-mass ratio increased, while root-mass ratio decreased.     

沙埋对六种沙生植物种子萌发和幼苗出土的影响

研究了沙埋对科尔沁沙地6种优势植物的种子萌发和幼苗出土的影响．进行0．2、4、6、8、10和12cm等7个深度沙埋处理．结果表明,在不同沙埋处理时,沙蓬萌发差异显著。而差不嘎蒿2锄埋深与其他埋深的发芽差异显著,其他4种植物0cm埋深与其他埋深的发芽差异显著;沙埋对所有植物幼苗出土均有显著影响,埋深增加,出苗率减小;繁殖体大的物种与繁殖体小的物种相比,能从更深沙层中出苗,幼苗出土最大深度排序为苦参>东北木蓼≥沙蓬>山竹子>雾冰藜>差不嘎蒿．     

苜蓿种子萌发和幼苗生长对温度、光照和埋深的响应

紫花苜蓿(Medicago sativa)是世界人工草地重要的优良牧草。研究其种子萌发和幼苗生长对温度、光照及埋深等环境因子的响应,对苜蓿草地的种植及管理具有重要的实践指导意义。采用室内控制实验,分析了紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长对恒温(10、15、20、25、30℃)、变温(6/15、10/20、15/25、15/30、20/30℃)、光照(12 h光照/12 h黑暗、24 h黑暗)以及埋深(1、2、3、4、5 cm)等环境因子的响应特征。结果表明,苜蓿种子的萌发温度范围宽,在供试的10种恒温和变温下萌发率为50%~88%,且温度处理对苜蓿种子的萌发率没有显著的影响;黑暗对苜蓿种子萌发有抑制作用,12 h光照/12 h黑暗条件下,苜蓿种子萌发率为69%~88%,而24 h全暗条件下为50%~77%,其中10、15、30、10/20和15/30℃温度下,光照处理均显著高于全暗处理。埋深1~5 cm的苜蓿种子出苗率没有显著差异,且幼苗株高、干重、鲜重均没有受到显著影响;埋深对苜蓿根生长存在显著影响,埋深1~2 cm根长度及重量均显著高于其他埋深处理。以上结果表明,苜蓿种子萌发的温度范围宽,恒温和变温下都有较高的萌发率,适合播种季节要求宽泛;黑暗显著抑制紫花苜蓿种子的萌发,田间种植苜蓿的最佳埋深为1~2 cm。     

埋藏条件下3种干旱荒漠植物的种子休眠释放和土壤种子库

对种子休眠的自然释放及其作用因素的研究, 是了解种子休眠生态学、种群适应机制的重要途径。以内蒙古阿拉善干旱荒漠区的3种主要植物牛枝子(Lespedeza potaninii)、唐古特白刺(Nitraria tangutorum)和骆驼蒿(Peganum nigellastrum)为材料, 研究了种子在野外埋藏18个月期间和4个埋深条件下的休眠释放特性和土壤种子库。3种植物种子在野外埋藏时(采收后5 ℃冷藏6个月)的休眠率分别为98%、95%和3%。结果显示, 埋藏过程中, 3种植物种子的休眠释放表现出不同的变化特性。对牛枝子而言, 置于地表(0 cm)的种子比埋藏于土中的种子的休眠释放快, 埋藏期末, 埋深0、2、5和10 cm的种子的休眠率分别为64%、87%、86%和82%。唐古特白刺种子埋藏6个月后, 各埋深的休眠已完全释放, 释放速率随埋深增加而加快。骆驼蒿种子具有典型的季节性休眠循环特性, 休眠率各年度最高点出现在10月份, 释放速率随埋深增加呈减慢趋势。埋藏期末不同埋深条件下, 牛枝子、唐古特白刺和骆驼蒿种子的平均田间萌发率分别为11%、12%和8%; 平均室内萌发率分别为3%、74%和42%; 而平均死种子率分别为3%、15%和10%。根据Thompson和Grime (1979)的土壤种子库分类体系, 供试的3种植物都属于持久土壤种子库类型。     

From seed to seedling: A critical transitional stage for the Mediterranean psammophilous species Dianthus morisianus (Caryophyllaceae)

Abstract

Seed germination, seedling emergence and seed persistence in the soil were investigated for Dianthus morisianus (Caryophyllaceae), a psammophilous endemic species of Sardinia. Stored and freshly collected seeds were incubated in a range of constant temperatures (5–25°C) and an alternating temperature regime (25/10°C). The effect of seed burial depth on seedling emergence was investigated under controlled environmental conditions. Seed persistence in the soil was verified by in situ experimental seed burials. Seeds of this species were non-dormant, and all seed lots germinated both in the light and darkness, mainly at low temperatures (≤20°C), with a maximum at 15°C (≥95%). Optimal seedling emergence was obtained when seeds were buried at a depth of 1–2 cm, and a declining emergence with increasing depth was observed. D. morisianus was also unable to form a persistent soil seed bank. The fate of the seeds that, after dispersal, do not emerge from the soil in the spring is, therefore, presumably to die before the next favourable growing season.     

沙埋和种子大小对固沙禾草沙鞭的种子萌发与幼苗出土的影响

该文研究了野外条件下不同深度的沙埋对沙鞭(Psammochloa villosa)种子萌发和幼苗出土的影响,以及温室条件下种子大小对不同深度沙埋后的种子萌发和幼苗出土的影响。结果表明,沙埋深度显著影响沙鞭的种子萌发率、幼苗出土率和种子休眠率。沙子表面的种子不能萌发。2 cm的浅层沙埋时的种子萌发率和幼苗出土率最高,1 cm 沙埋的种子萌发率和幼苗出土率次之。沙埋深度超过2 cm之后,沙鞭的种子萌发率和幼苗出土率与沙埋深度呈负相关。2 cm的种子休眠率最低。从2 ~12 cm,种子休眠率随着沙埋深度的增加而增加。在幼苗能够出土的深度(1~6 cm),幼苗首次出土所需的时间随着沙埋深度的增加而延长。种子大小对沙鞭的种子萌发率没有显著影响。但是在深层沙埋(6 cm)时,与小种子相比,大种子产生的幼苗的出土率较高。从2~6 cm,大种子形成的幼苗的茎长度都较长。     

沙埋与水分对科尔沁沙地主要固沙植物出苗的影响

蒿属半灌木乌丹蒿(Artemisia wudanica)、白沙蒿(A. sphaerocephala)、差不嘎蒿(A. halodendron)是科尔沁沙地的主要固沙植物。其中乌丹蒿和差不嘎蒿是科尔沁沙地的本土植物,白沙蒿为来自于库布齐沙漠、毛乌素沙地的飞播植物。设置了 5个沙埋深度(0.5、1.0、1.5、2.0和3.0 cm)和 4个水分梯度(86、171、257和 342 mL,分别模拟每月25、50、75和100 mm的降雨量),以探讨3种植物幼苗出土对沙埋和水分的响应。结果表明,沙埋与水分均显著影响着3种蒿属植物的幼苗出土(P < 0.001)。3种植物最适沙埋深度在0.5-1.5 cm范围内,萌发出土时适宜水量要高于当地种子萌发期的平均降水量(50 mm/月)。两种固沙先锋植物乌丹蒿和白沙蒿的种子出苗率均显著高于差不嘎蒿,乌丹蒿较白沙蒿也明显为高,尤其在水分缺乏时,表现出两种先锋植物种子出苗对干旱有更好的适应性。协方差分析表明,乌丹蒿幼苗死亡率显著高于白沙蒿和差不嘎蒿(P < 0.05),在达到75 mm/月降水量时,3种植物的出苗较好,但不能满足乌丹蒿幼苗生长对水分的需求,而实际种子萌发期的降水量平均只有50 mm/月。因而降水的缺乏导致乌丹蒿种群更新出现问题,加之飞播植物的竞争,使得近几年科尔沁沙地较多乌丹蒿种群出现衰退。     

极端干旱区沙土掩埋对凋落物分解速率及盐分含量动态的影响

极端干旱区由于降水稀少, 植被盖度低, 太阳辐射强烈, 以及土壤稳定性差, 导致其凋落物周转不同于非干旱区。为探究极端干旱区凋落物分解规律, 该研究利用凋落物分解袋法, 以塔克拉玛干沙漠南缘沙漠-绿洲过渡带优势物种花花柴(Karelinia caspia)、骆驼刺(Alhagi sparsifolia)和胡杨(Populus euphratica)凋落叶为研究对象, 设置不同的沙土掩埋处理: 地表、2 cm和15 cm埋深, 以模拟自然条件下凋落物分解环境, 测定分解过程中凋落物质量和水溶性盐的变化特征。结果表明: 极端干旱区凋落物分解速率与凋落物初始碳(C)含量、氮(N)含量、C:N和木质素含量的关系与非干旱区存在较大差异, 在地表处理下, 木质素含量越高, 质量损失越快。不同分解环境下凋落物质量和水溶性盐损失具有显著差异, 与15 cm埋深相比, 地表和2 cm埋深处理显著增加了凋落物的质量损失和水溶性盐总量损失。地表处理增加了凋落物分解前期的水溶性盐溶解量。该研究表明, 极端干旱区凋落物分解的驱动机制具有独特性, 由于降水稀少, 土壤微生物的活性较低, 掩埋深度不是驱动凋落物分解的主要因素, 极端干旱区凋落物的分解主要受其他非生物过程如太阳光辐射的影响。