不同苜蓿品种种子发芽对温度和模拟干旱的响应:基于积温和水势模型的分析

积温模型用于研究种子在低于和高于最适温度下的发芽响应,水势模型用于描述发芽速度与水势之间的关系。为了研究和比较不同苜蓿品种的发芽对温度和模拟干旱的响应,本研究以北方育成的6个苜蓿品种——敖汉苜蓿、东苜1号、甘农3号、公农1号、龙牧803号紫花苜蓿和草原3号杂花苜蓿为对象,以聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱条件,设置8个温度(5、10、15、20、25、30、35和40℃)和6个水势(0、-0.2、-0.4、-0.6、-0.8和-1.0 MPa),开展发芽试验。结果显示:不同苜蓿品种对温度和干旱的响应不同。6个苜蓿品种的萌发最低温在-2.3~6.2℃,草原3号最低,龙牧803号最高。所有苜蓿品种在20℃或35℃萌发最快,40℃高温显著抑制苜蓿发芽。萌发最低水势在-0.91~-0.68 MPa,敖汉苜蓿萌发最低水势最低,甘农3号萌发最低水势最高,-0.8和-1.0 MPa显著抑制了所有苜蓿品种的发芽。从种子发芽响应的角度,草原3号和公农1号的抗寒性较高;敖汉苜蓿和龙牧803号的抗旱性较强。这些结果为苜蓿栽培和选育提供了重要信息。

沿降雨梯度的柠条锦鸡儿种子萌发的跨代可塑性研究

跨代可塑性是植物适应逆境条件的一种重要策略,多年生植物柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)是否具有跨代可塑性以增强其对干旱环境的适应性尚不明晰。为此,本文以不同种源的柠条锦鸡儿种子为试验材料,采用3个温度(20℃,25℃和30℃)和5个水势(0,-0.25,-0.4,-0.6,-0.8 MPa)梯度下的萌发试验,探究了种子萌发的水势模型参数[阈值水势(ψb(50))、水势常数(θH)和标准差(σψb)]的差异。结果表明:种源对水势常数和水势阈值有显著或接近显著的影响,陕西安塞种源的水势常数显著低于其他3个种源,陕西安塞和神木的水势阈值显著低于青海共和,不同种源的标准差无显著差异。萌发温度对水势模型参数均有显著影响,且其影响大于种源。不同种源萌发的水势阈值主要决定于年均温,年均温高的种源其萌发的水势阈值较低。因此,柠条种子萌发过程中不存在干旱信号诱导的适应性跨代可塑性。

4种野豌豆种子萌发对水分胁迫的响应

以3种青藏高原野豌豆属植物窄叶野豌豆(Vicia angustifolia)、山野豌豆(V.amoena)、歪头菜(V.unijuga)与1种当地栽培植物箭筈豌豆兰箭3号(V.sativa)种子为材料,应用种子萌发的水势模型对上述4种植物种子萌发对水分的需求特性进行了研究。结果表明,1)基础水势(Ψb)随种子萌发率(g)的增加而增加,表明种群内种子个体萌发基础水势存在变异;2)除歪头菜外,其余种子的萌发速率与水势的回归直线的斜率随萌发率的增加而降低,暗示种群内种子个体萌发的水势时间值(θH)在有些种上可能存在变异;3)参试植物种中,兰箭3号种子的Ψb值最低,表明其在相对干旱环境条件下易于萌发,山野豌豆种子的Ψb值最高,但θH较低,表明其萌发耐旱性差,在水分充足的条件下萌发迅速;4)水势模型可准确预测休眠破除后4种野豌豆属种子在高水势条件下的萌发进程,但用于预测低水势条件下种子的萌发时,准确性较差。

水分胁迫对发草种子萌发和幼苗生长的影响

水分是影响发草种子萌发和幼苗成功定植的主要限制因素,也是决定高寒退化湿地生态修复能否成功的关键所在。基于此,本研究以青海省和四川省5个地理种群发草(Deschampsia caespitosa)为研究对象,采用不同PEG浓度溶液模拟水分胁迫环境,测定不同采集地发草发芽率、发芽指数、幼苗高度及胚根长度。结果表明:随水分胁迫程度增加,发草种子发芽率、发芽指数、幼苗高度和胚根长度不断降低。水涝(年均降水量860 mm)或干旱(年均降水量150 mm)条件抑制发草种子的萌发和幼苗生长,而湿生条件(年均降水量400~800 mm)是发草种子萌发和幼苗建植的理想环境。水势模型能准确预测发草种子在不同水势条件下种子萌发进程,预测结果与实测种子发芽率一致。由此可见,水分条件对发草种子萌发和幼苗生长具有可塑性,可为发草在高寒退化湿地生态修复和人工引种驯化提供基础数据。

硫酸钠盐渍土渗透特性研究

盐渍土内部水分渗流过程是影响区域生态环境演变、水资源利用以及工程施工、使用安全的重要因素.为预测饱和硫酸钠盐渍土渗透系数曲线,通过修正土水势模型推导了饱和盐渍土渗透系数计算模型,并通过渗透试验验证该计算模型的可靠性;此外,通过室内渗透试验研究了微纳米材料对盐渍土渗透性的影响.结果表明:渗透系数计算模型可较好反映饱和硫酸钠盐渍土渗透系数的变化规律,渗透系数随着含盐量的增加而减小,当含盐量大于2%后变化很小.硫酸钠盐渍土的渗透系数随着纳米二氧化硅的掺量增加而减小,随着纳米碳酸钙的掺量增加先减小后增大,随着相变材料的掺量增加先增大后减小并趋于稳定.