栓皮栎种子贮藏物质和内源激素对萌发成苗的影响

【目的】分析栓皮栎大、中、小粒种子的萌发出苗特性,解析种子贮藏物质和内源激素影响其萌发出苗特性的生理机制,从种子规格角度阐明栓皮栎的更新策略。【方法】称量采集的5 000粒种子的单粒质量,聚类分成大粒(Ⅰ)、中粒(Ⅱ)和小粒(Ⅲ)共3个规格等级,后于人工气候培养箱育种并观测萌发出苗动态。采用酶解法测定种子可溶性糖与淀粉含量,考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量,高效液相色谱法测定赤霉素(GA_(3))、脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)含量,并利用主成分分析法探究影响种子萌发与出苗的主要因素。【结果】(1)栓皮栎Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级种子数量所占比例分别为23.82%、42.78%、33.40%。不同规格种子的淀粉、可溶性蛋白、ABA含量均值存在显著差异,Ⅰ级种子的淀粉含量均值分别是Ⅱ、Ⅲ级种子的2.02、2.37倍;Ⅰ级种子的可溶性蛋白含量均值分别是Ⅱ、Ⅲ级种子的1.05、1.87倍,Ⅰ级种子ABA的含量分别是Ⅱ、Ⅲ级种子的0.86、0.60倍。(2)种子萌发出苗试验结果显示:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级种子累计萌发率分别为91%、84%、77%,累计出苗率分别为90%、81%、70%,萌发未出苗的种子比例分别占1%、3%、9%,萌发至出苗结束所需天数分别为17、18、23 d。(3)主成分分析结果显示:贮藏物质与植物激素对种子萌发出苗均具有一定影响,以ABA与可溶性蛋白含量影响最为显著。【结论】栓皮栎规格大的种子所占比例小,萌发和出苗速度快,萌发和出苗率高,规格小的种子则相反,资源分配与萌发特性存在权衡;不同规格大小的种子萌发出苗之间的差异受到贮藏物质以及植物激素的影响。因此,人工培育苗木时,先将种子分级后再播种可提高苗木整齐性,降低挑苗、分级育苗的人工成本。

短日照和灌溉处理对华北落叶松苗木质量和夏季造林效果的影响

【目的】探究短日照与灌溉处理对华北落叶松苗木生物量和碳分配以及夏季造林成活率的影响,为完善苗木质量调控理论和技术提供参考。【方法】采用双因素试验设计,设置自然光照(ND)和10 h短日照(SD)2种光照处理,在7月初将苗木从温室移至户外大棚下进行为期3周的处理,即3种灌溉处理(育苗基质含水量分别降至饱和含水量的40%、60%、80%后再次灌溉至饱和),然后于7月23日进行夏季造林,调查苗木出圃时的形态与生理特征,以及造林2年后苗木田间成活率。【结果】自然光照下苗木的顶芽形成率为26%,短日照处理下可达66%,短日照处理显著促进了华北落叶松苗木的顶芽形成率;短日照处理略促进根系淀粉的贮藏(P=0.068);40%灌溉处理显著促进苗木生物量向根系分配(P<0.001)。自然光照下,夏季造林当年生长季末成活率达82%,短日照处理下为92%。这表明10 h短日照处理提高了苗木顶芽形成率与根系淀粉浓度,提高了其抗机械破坏能力。综合来看,短日照处理结合40%或60%灌溉处理在造林第2年底保存率最高(达60%以上)。【结论】夏季7月初,采用3周10 h短日照处理结合饱和含水量40%~60%,灌溉处理有助于提高华北落叶松夏季造林成活率与造林第2年保存率。苗木茎根和根系碳贮藏库的增加是夏季造林苗木质量得以提高的生理基础。

施肥量对不同种源栓皮栎苗木质量的影响

以北京海淀西山林场(BH)、陕西西安小王涧林场(SX)、山西运城中条山林场(SY)和河南栾川老君山(HL)4个种源地栓皮栎种子为试验材料,设5个控释肥水平,测定种子和幼苗的形态、养分贮存及非结构性碳水化合物水平,分析不同种源间栓皮栎幼苗的生长和养分需求差异。结果表明:种源与施肥量间无交互作用。种源地BH和HL种子较大(千粒质量分别为4463 g和5185 g),钾质量分数较高,幼苗苗木质量高,SY和SX种子较小,钾质量分数低,幼苗较小,种子大小和钾质量分数是造成种源间苗木质量差异的因素。当施肥量为0.24 g/L时,幼苗较小,处于养分匮乏状态,随施肥量的增加,苗木的苗高、地径,整株氮、钾及淀粉贮存显著上升,分别提高了11.9%~19.4%、21.1%~27.4%、40.9%~118%、27.9%~49.5%和9.4%~28.8%,施肥量为5.71 g/L时生长和养分贮存达到最高。

栓皮栎种子萌发出苗特征与生理生化变化

【目的】对栓皮栎种子萌发和出苗特征进行逐日监测,探究其种子萌发出苗特征与自身生理生化变化过程,分析出苗不整齐机制,为精准调控栓皮栎苗木质量提供参考。【方法】对栓皮栎种子萌发出苗过程进行动态观测,根据栓皮栎种子萌发出苗过程中种子形态变化特征和出苗统计量;对种子萌发出苗过程3个阶段和6个时期,测定萌发出苗的种子的生理生化变化特征,以及过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性;采用高效液相色谱方法测定赤霉素(GA_(3))、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)3种内源激素含量;采用蒽酮比色法测定可溶性糖和淀粉含量,3,5-二硝基水杨酸显色法测定α-淀粉酶和β-淀粉酶。【结果】1)栓皮栎种子最早在播种后第6天即开始萌发,第33天萌发结束,萌发周期为27天,累计萌发率73.6%,其中萌发中位数为14天。播种后第21天开始出苗,第60天出苗结束,出苗周期为40天,累计出苗率66.6%,其中出苗中位数为29天。出苗过程可分为3个时期,栓皮栎种子日平均出苗率超过3%时,为出苗高峰期(播种后25~30天),高峰期占整个出苗周期的10%,此期间出苗种子数占出苗总数的44%;在此时期之前出苗的为出苗上升期(播种后1~24天)占整个出苗周期的40%,出苗种子数占出苗总数的11%;高峰期之后为出苗下降期(播种后31~60天)占整个出苗周期的50%,出苗种子数占出苗总数的45%。2)种子萌发过程中,先萌发的种子内POD活性较高;出苗过程中,种子出苗数量较多时种子内POD和SOD活性较高。3)出苗种子较萌发种子GA_(3)升高64%;ABA下降30.3%;可溶性糖含量下降51%、淀粉含量下降24.1%;α-淀粉酶活性下降45%,而β-淀粉酶活性升高67.7%。【结论】栓皮栎种子萌发和出苗周期分别为4周和6周,萌发和出苗周期跨度大,栓波栎出苗不整齐严重,应加强苗期管理。POD和SOD主要影响栓皮栎种子的萌发阶段;GA_(3)和IAA促进栓皮栎种子出苗,含量越高出苗速度越快;ABA抑制栓皮栎种子的出苗。

栓皮栎和锐齿槲栎幼苗光合特性对高温胁迫的响应

【目的】探究栓皮栎、锐齿槲栎一年生幼苗光合生理特性对夏季高温胁迫的响应,以及其内在调控机制与升温间的关系,为高温条件下的栎类幼苗培育和耐热性树种筛选提供理论参考。【方法】以2种栎树幼苗为材料,设置3个温度梯度:27℃(对照,CK)、35℃(HT1)、42℃(HT2),在人工气候模拟室进行连续8 d(每天固定6 h)的高温胁迫处理。观测分析高温胁迫对2种栎类幼苗叶绿素荧光参数(F_(v)/F_(m)、F_(y)、NPQ、YⅡ、qP)、气体交换参数(P_(n)、G_(s)、C_(i)、T_(r))及快速光响应曲线的影响。【结果】(1)2个高温处理均未影响2种栎树幼苗叶片的光系统Ⅱ活性(F_(v)/F_(m))和天线色素的光能耗散(NPQ)。随高温胁迫程度提高,2种栎树幼苗通过抑制PSⅡ反应中心电子流动(qP)、降低实际量子产率(F_(y)、YⅡ)、削弱电子传递速率(rETR)等手段来适应高温逆境环境。(2)高温胁迫能显著影响2种栎树P_(n)、G_(s)和C_(i)。35℃时,2树种P_(n)、G_(s)和C_(i)均显著降低;42℃时,2树种G_(s)均不升高,而C_(i)均呈上升趋势。解除高温胁迫后,除栓皮栎HT2组外,各项气体交换参数基本恢复初始数值。此外,高温胁迫对栓皮栎G_(s)和C_(i)影响更为显著。(3)在HT1高温处理下,2种栎类幼苗光合作用受抑制的主要因素是气孔限制,在HT2高温处理下,对2种栎类幼苗光合作用能力产生影响的主要是非气孔因素。【结论】(1)2种落叶栎幼苗光合作用的内在调控机制与升温程度相关。(2)2种落叶栎幼苗在高温胁迫下光合能力均降低,但锐齿槲栎幼苗在高温胁迫下能维持较高的电子传递速率,保持相对较高的光合作用潜力,对高温胁迫的耐性比栓皮栎幼苗强。