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干旱、半干旱地区蒙古扁桃种子萌发对土壤水分和播种深度的响应特征



全 文 :书doi:10. 7522 / j. issn. 1000-0240. 2014. 0157
Wang Jin,Ma Guotai,Song Tao,et al. The response characteristics of germination of Prunus mongolica seed to soil moisture and sowing depth in the
arid and semi-arid regions[J]. Journal of Glaciology and Geocryology,2014,36(5) :1313 - 1320. [王进,马国泰,宋涛,等. 干旱、半干旱地区
蒙古扁桃种子萌发对土壤水分和播种深度的响应特征[J]. 冰川冻土,2014,36(5) :1313 - 1320.]
干旱、半干旱地区蒙古扁桃种子萌发对土壤水分
和播种深度的响应特征
收稿日期:2014-01-19;修订日期:2014-05-28
基金项目:中医药行业科研专项子课题(2013ZYZYPC-17);河西学院西部资源环境化学重点实验室项目(XZ1209)资助
作者简介:王进(1974 -) ,男,甘肃张掖人,副教授,2010 年在甘肃农业大学获硕士学位,现主要从事种子生物学教学和种子生理方面
的研究. E-mail:wangjin0810@ 163. com
* 通讯作者:马国泰,E-mail:maguotai271@ 163. com
王 进1, 马国泰1* , 宋 涛2, 谢全刚1, 颜 霞1, 张 勇1
(1.河西学院 农业与生物技术学院,甘肃 张掖 734000; 2.甘肃鹏宇生态环保工程公司,甘肃 张掖 734000)
摘 要:蒙古扁桃种子在 4% ~ 16%的各含水量条件下,出苗率高达 96% ~ 98%且差异不显著(P >
0. 05) ,在 4% ~13%的土壤含水量下,发芽指数、活力指数、平均出苗日数极显著高于 16%含水量下
的值(P < 0. 01) ,其种子萌发最适宜的土壤含水量为 4% ~ 13% . 随土壤含水量的升高,苗高增加,根
冠比和壮苗指数降低,根长、幼苗生长量、干物质积累量先升高后降低,幼苗生长最适宜的土壤含水量
为 7% ~16%;较低的土壤水分下可以提高幼苗的抗旱性,有利于培育壮苗. 随播种深度的增加,出苗
率下降,平均出苗日数增加,出苗速率放缓,保证全苗的最适宜播深为 0 ~ 1 cm,保证壮苗的最适宜播
深为 1 ~ 3 cm. 种子萌发形成的幼苗为子叶留土型双子叶植物幼苗.
关键词:蒙古扁桃;土壤含水量;播种深度;种子萌发
中图分类号:S351 文献标识码:A 文章编号:1000-0240(2014)05-1313-08
0 引言
种子萌发与幼苗建成阶段是植物生活史中最脆
弱的阶段,特别是在资源受限制的环境中,这一阶
段常常与高的死亡率联系在一起. 种子萌发受许多
环境因子的影响,如光照、水分、温度、埋藏深度
等[1]. 在干旱、半干旱地区水分条件和种子埋藏深
度成为植物存活与生长的主要限制性因素[2 - 3]. 当
植物受到水分条件的胁迫或埋藏深度胁迫时,一般
会调整物质分配来尽量减少环境条件对其生长发育
的影响[4 - 5].
蒙古扁桃(Prunus mongolica)又名山樱桃、土
豆子,蒙古语名称叫乌兰布依勒斯,是蔷薇科(Ro-
saceae)李属(Prunus)的落叶灌木,是我国重要的木
本油料树种[6],种仁含油约为 40%,其种仁可食
用,亦可入药[7 - 8]. 长期以来由于人们的过度开发
与利用,蒙古扁桃种群出现退化趋势,目前已被中
国植物红皮书收录为濒危植物,并被确定为我国二
级保护植物[9]. 在我国,蒙古扁桃分布北界在蒙古
国南部的戈壁-阿尔泰山,南界在贺兰山南段至河
西走廊中部一带,东界在阴山山脉的九峰山,西界
与阿拉善荒漠西界大体一致. 当前关于蒙古扁桃的
研究主要集中在形态特征、生理特性、细胞学、生
殖生物学、生态习性、生态经济价值、引种繁殖及
造林技术等方面[10 - 14]. 而关于水分和埋藏深度对
种子萌发及幼苗生长影响方面的研究鲜有报道,而
这对于分析干旱、半干旱地区蒙古扁桃的致危因素
与种群恢复有重要意义. 本研究结合生产实践,分
析土壤水分和播种深度对蒙古扁桃种子萌发及幼苗
生长的影响,探索其种子萌发的适宜水分和播种深
度,为蒙古扁桃实生苗培育与种群恢复提供理论
依据.
1 材料与方法
1. 1 供试材料
成熟的蒙古扁桃种子于 2011 年 9 月初采集于
第 36 卷第 5 期
2014 年 10 月
冰 川 冻 土
JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY
Vol. 36,No. 5
Oct.,2014
甘肃省河西走廊中部祁连山自然保护区隆畅河自然
保护站 (38° 50 N,99° 38 E) ,该地区海拔
2 361 m,年均降水量 458. 2 mm,年潜在蒸发量
1 000 mm左右,年平均气温 3. 6 ℃,无霜期 93 d.
土壤类型为森林灰褐土,该区域植被以适应于高寒
半湿润气候的草本和灌木占居优势地位,主要以金
露梅(Potentilla fruticosa)、蒙古扁桃(Prunus mon-
golica)、西伯利亚白刺(Nitraria sibirica)、唐古特
白刺(Nitraria tanggutorun)以及莎草科(Cyperace-
ae)的嵩草属(Kobresia),禾本科(Poaceae)的羊茅
属(Festuca)、早熟禾属(Poa)、剪股颖属(Agros-
tis)、芨芨草属(Achnathenum)的一些种,菊科(As-
teraceae)的凤毛菊属(Saussurea)和毛茛科(Ranun-
culaceae)的一些种为优势种. 其种子收集后剔除果
肉并阴干,获净种子 30 kg,种子在 4 ℃冷柜中储存
待用.
1. 2 研究方法
1. 2. 1 种子处理
将蒙古扁桃种子在 35 ℃恒温箱中处理 72 h,
使种子完成后熟(休眠破除实验结果),然后机械破
除内果皮,取出种子.
1. 2. 2 土壤水分梯度与萌发试验
将清洗干净的砂( 0. 05 ~ 0. 8 mm)高温消毒,
称重后放入干净瓷瓦盆,分别加入蒸馏水拌匀,使
砂中水分含量分别为 4%、7%、10%、13%、16%、
19%处理,以 1 cm 深度播种,每发芽盒播 50 粒种
子,重复 4 次. 将发芽盒置于气候箱内,在 20 ℃光
照条件下培养 15 d. 培养期间每天称重,补充因蒸
发而丧失的水分,使之保持恒定的土壤湿度. 每天
统计种子出苗数,第 15 天统计出苗率,并计算发芽
指数、活力指数和平均出苗日数.
1. 2. 3 播种深度与萌发试验
将 20 cm ×15 cm ×15 cm 的培养盒内盛入过筛
消毒的砂,用蒸馏水保持其湿润,然后把处理后的
蒙古扁桃种子以 0、1、2、3、4、5、6、7、8 cm 的深
度点播,每盒播种 50 粒,每个处理 4 次重复. 将培
养盒放置于 20 ℃的发芽室内光照培养 15 d,逐日
计算其出苗数,最后统计出苗率、出苗速率,平均
出苗日数. 出苗率以正常幼苗占测试种子的百分率
表示;萌发(出苗)指数按 GI =∑Gt /Dt公式计算;
活力指数按 VI = GI × S公式计算;出苗速率以达到
50%出苗的平均天数表示;平均发芽天数按MLIT =
∑(Gt × Dt)/G 计算. 式中:G 为萌发率;GI 为萌
发指数;Gt 为逐日萌发数;Dt 为相应的萌发天数;
VI为活力指数;S为幼苗鲜重[15 - 17].
此外,为了分析干旱胁迫对幼苗生长、物质分
配及复水后萌发率的影响,在萌发试验进行到第 15
天时,于每一发芽盒中随机取 30 株正常幼苗测量
幼苗高度、初生根长度、次生根个数、幼苗鲜重、
初生芽干重、初生根干重、根冠比和壮苗指数,壮
苗指数 =(幼苗粗 /幼苗高度)×幼苗干重;将未萌
发的种子清洗后用蒸馏水处理发芽床进行恢复萌发
试验,第 10天统计恢复萌发率,恢复萌发率(%)=
(萌发种子数 /未萌发种子总数)× 100% .
1. 3 统计分析
以 SPSS 10. 0 统计软件对数据进行统计分析,
以单因素方差分析(One-way ANOVA)和新复极差
法(Duncan)进行多重比较,在 0. 05 和 0. 01 概率水
平确定各平均值间的差异显著性. 分析结果以平均
数 ±标准误表示.
2 结果与分析
2. 1 土壤含水量对蒙古扁桃种子萌发的影响
由表 1 可以看出,土壤含水量不同,种子起始
萌发天数有差异. 土壤含水量在 4%时,种子第 5
天出苗,土壤含水量在 7% ~ 13%时,种子第 6 天
出苗,土壤含水量在 16%时,第 7 天出苗,在 19%
的含水量下,种子因水渍胁迫而不萌发;随着土壤
含水量的增加,蒙古扁桃种子发芽率总体呈降低趋
势,但差异不显著(P > 0. 05). 从发芽指数看,在
4% ~ 7%含水量下,随土壤含水量的增加,萌发指
数呈升高趋势,在 7% ~ 16%含水量下,随土壤含
水量的升高而降低,但在 4% ~ 13%含水量下,发
芽指数差异不显著(P > 0. 05),16%土壤含水量下
的萌发指数与 4% ~13%含水量下的萌发指数差异
极显著(P < 0. 01). 从活力指数来看,随着土壤含
水量的增加,活力指数呈下降趋势,土壤含水量在
4% ~ 13%,各种处理间的活力指数差异不显著
(P > 0. 05),在 16%土壤含水量下,活力指数极显
著降低(P < 0. 01). 从平均出苗日数来看,在
4% ~13%的含水量下,平均出苗日数接近 7. 5 d,
差异不显著(P > 0. 05),在 16%含水量下,平均发
芽日数极显著增加(P < 0. 01)为 9 d;受水渍胁迫
的种子在水分适宜条件下仍保持较高的出苗率. 综
上所述,蒙古扁桃种子萌发的适宜土壤含水量为
4% ~13% .
2. 2 土壤含水量对蒙古扁桃幼苗生长的影响
从幼苗生长情况来看(图1),在4% ~ 16%的
4131 冰 川 冻 土 36 卷
表 1 不同土壤含水量对蒙古扁桃种子出苗的影响
Table 1 The influence of soil moisture on Prunus mongolica seed emergence
土壤含水量 起始萌发天数 /d 发芽率 /% 发芽指数 活力指数 平均出苗日数 /d
4% 5 98 ± 1. 44Aa 13. 03 ± 0. 17Aa 2. 24 ± 0. 06Aa 7. 61 ± 0. 04Bb
7% 6 99 ± 0. 83Aa 13. 19 ± 0. 07Aa 2. 21 ± 0. 06Aa 7. 67 ± 0. 09Bb
10% 6 97 ± 1. 67Aa 13. 09 ± 0. 15Aa 2. 20 ± 0. 05Aa 7. 53 ± 0. 08Bb
13% 6 97 ± 2. 67Aa 13. 08 ± 0. 28Aa 2. 12 ± 0. 06Aa 7. 57 ± 0. 07Bb
16% 7 96 ± 2. 21Aa 10. 69 ± 0. 27Bb 1. 45 ± 0. 03Bb 9. 10 ± 0. 05Aa
19% - - - - -
19%处理后恢复 - 81 ± 4. 62Bb - - -
注:同列中不同大写字母表示在 0. 01 水平差异显著;不同小写字母表示在 0. 05 水平差异显著.
图 1 不同土壤含水量对蒙古扁桃幼苗生长的影响
Fig. 1 The influence of soil moisture on the growth of Prunus mongolica seedlings
土壤含水量下,幼苗高度随土壤含水量的增大而增
高,16%含水量下的幼苗高度显著高于 13%的高度
(P < 0. 05) ,7%和 10%幼苗高度差异不显著(P >
0. 05) ,但极显著低于 13%、16%的幼苗高度(P <
0. 01) ,4%的幼苗高度极显著低于其他处理的幼苗
高度(P < 0. 01) (图 1a). 从根长来看,在 4% ~7%
的土壤含水量下,随土壤含水量的提高而极显著增
长(P < 0. 01),在 7% ~ 16%的含水量下,随土壤
含水量的提高根长呈缩短趋势,7%根长显著高于
10%的根长(P < 0. 05) ,极显著高于 4%、13%、
16%的根长(P < 0. 01) ,10%、13%,4%、16%,
4%、13%根长差异不显著(P > 0. 05) ,但土壤含水
量为 4%、10%,13%、16%,10%、16%间根长差
异极显著(P < 0. 01)(图 1b). 从幼苗生长量来看,
4% ~7%的含水量下,随土壤含水量的升高幼苗鲜
重极显著升高(P < 0. 01) ,在 7% ~ 16%含水量下,
幼苗鲜重随含水量的提高而降低,但各种处理间差
异不显著(P > 0. 05) (图 1c). 综上所述,较低的土
壤含水量有利于培养壮苗,幼苗生长的适宜土壤含
水量为 7% ~16% .
2. 3 土壤含水量对蒙古扁桃幼苗生长中物质分配
的影响
由表 2 可见,在 4% ~ 16%的土壤含水量下,
根冠比随土壤含水量的增大而降低,4% ~ 13%的
含水量下,根冠比差异不显著(P > 0. 05),16%的
根冠比显著低于 4% ~ 13%的根冠比(P < 0. 05).
51315 期 王 进等:干旱、半干旱地区蒙古扁桃种子萌发对土壤水分和播种深度的响应特征
从壮苗指数来看,随土壤含水量的增加,壮苗指数
呈下降趋势,4%、7%、10%含水量下,壮苗指数
差异不显著(P > 0. 05),7%、10%、13%、16%含
水量下的壮苗指数差异不显著(P > 0. 05) ,4%与
13%、16%达到了显著水平(P < 0. 05). 从幼苗干
物质积累来看,4% ~ 7%的含水量下,随土壤含水
量的升高幼苗干物质积累增加,在 7% ~ 16%含水
量下,幼苗干物质积累随含水量的提高而降低;在
7%的土壤含水量下,幼苗干物质积累极显著(P <
0. 01)高于 4%、13%、16%的量,但与 10%差异不
显著,4%、13%、16%的干物质积累差异不显著.
综上所述,较低的土壤含水量能使幼苗获得大的根
冠比、壮苗指数和幼苗物质积累量.
2. 4 不同播种深度对蒙古扁桃种子出苗的影响
播种实验观察到蒙古扁桃的幼苗为子叶留土型
幼苗. 从图 2、表 3 可见,播于沙表面的种子第 2 天
开始胚根长出,1 cm 播深第 4 天出苗,2 cm 播深第
6 天出苗,3 cm 播深第 7 天出苗,4 ~ 6 cm 播深第
9 天出苗,7 ~ 8 cm 第 11 天出苗,9 cm 播深不出
苗. 随播深加深,出苗速率减慢,0 cm 播深,萌发
表 2 不同土壤含水量对蒙古扁桃幼苗生长中物质分配的影响
Table 2 The influence of soil moisture on the growth matter distribution of Prunus mongolica seedlings
土壤含水量 /% 根冠比 壮苗指数 幼苗干重(5 苗)/ g
4 0. 1511 ± 0. 0082Aa 0. 0170 ± 0. 0012Aa 0. 75 ± 0. 024BCbc
7 0. 1428 ± 0. 0054Aab 0. 0158 ± 0. 0009Aab 0. 83 ± 0. 022Aa
10 0. 1340 ± 0. 0029Aab 0. 0152 ± 0. 0018Aab 0. 80 ± 0. 019ABab
13 0. 1336 ± 0. 0080Aab 0. 0130 ± 0. 0007Ab 0. 74 ± 0. 019BCc
16 0. 1273 ± 0. 0071Ab 0. 0121 ± 0. 0003Ab 0. 72 ± 0. 017Cc
19 0. 00 ± 0. 00Bc 0 ± 0. 00Bc 0. 00 ± 0. 00Dd
注:同列中不同大写字母表示在 0. 01 水平差异显著;不同小写字母表示在 0. 05 水平差异显著.
表 3 不同播种深度对蒙古扁桃种子出苗的影响
Table 3 The influence of sowing depth on the seed emergence of Prunus mongolica
播种深度 / cm 出苗率 /% 出苗速率 /(苗·d -1) 平均出苗日数 /d
0 98. 75 ± 0. 72Aa 2 2. 64 ± 0. 03Gg
1 96. 25 ± 1. 25ABa 7 6. 94 ± 0. 03Ff
2 91. 25 ± 0. 72BCb 7 7. 52 ± 0. 07Ee
3 90. 63 ± 0. 63Cb 9 9. 31 ± 0. 09Dd
4 84. 34 ± 1. 20Dc 11 10. 75 ± 0. 11Cc
5 68. 75 ± 1. 61Ed 12 11. 01 ± 0. 03Cc
6 50. 63 ± 1. 57Fe 15 11. 45 ± 0. 04Bb
7 41. 88 ± 1. 57Gf - 13. 18 ± 0. 15Aa
8 28. 13 ± 1. 86Hg - 13. 41 ± 0. 25Aa
注:同列中不同大写字母表示在 0. 01 水平差异显著;不同小写字母表示在 0. 05 水平差异显著.
图 2 不同播种深度对蒙古扁桃种子出苗率的影响
Fig. 2 Effects of the sowing depth on seed emergence percentage of Prunus mongolica
6131 冰 川 冻 土 36 卷
率第 2 天达 50%,1 ~ 2 cm 第 7 天达 50%,3 cm、
4 cm、5 cm、6 cm 播深第 9、11、12、15 天达 50% .
从出苗率来看,在 0 ~ 8 cm 播种深度下,随播种深
度的增加出苗率呈下降趋势. 在 0 ~ 1 cm 播深下,
出苗率差异不显著(P > 0. 05),0 cm 与 2 ~ 8 cm 播
深的出苗率差异极显著(P < 0. 01) ,1 cm 与 2 cm、
2 cm 与 3 cm 出苗率差异显著(P < 0. 05) ,3 ~ 8 cm
间差异达到极显著水平(P < 0. 01). 从平均出苗日
数来看,在 0 ~ 6 cm 间差异极显著,7 ~ 8 cm 间差
异不显著,但极显著慢于 0 ~ 6 cm(P < 0. 01). 综
上所述,保证蒙古扁桃种子萌发出苗的最适宜播深
为 0 ~ 1 cm.
2. 5 不同播种深度对蒙古扁桃幼苗生长的影响
由图 3 可见,在 0 ~ 8 cm 的播深内,幼苗高度
随播种深度的增加而呈升高趋势,0 ~ 3 cm 播深的
幼苗高度极显著升高,3 cm、4 cm 间幼苗高度差异
不显著(P > 0. 05),5 cm 幼苗高度与 3 ~ 4 cm 间差
异显著(P < 0. 05) ,6 ~ 8 cm 间幼苗高度差异不显
著(P > 0. 05),但极显著高于其他播种深度(P <
0. 01) (图 3a). 从根长来看,0 ~ 1 cm 随播深的增
加根长显著增加(P < 0. 05) ,1 ~ 8 cm 随播深的增
加根长降低,1 cm、2 cm、3 cm 播深根长差异不显
著(P > 0. 05),4 cm、5 cm、6 cm 播深根长极显著
降低(P < 0. 01) ,0 cm、7 cm、8 cm 间根长达到了
图 3 不同播种深度对蒙古扁桃幼苗生长的影响
Fig. 3 The influence of sowing depth on the growth of Prunus mongolica seedlings
表 4 不同播种深度对蒙古扁桃幼苗生长中物质分配的影响
Table 4 The influence of sowing depth on the growth matter distribution of Prunus mongolica seedlings
播种深度 / cm 根长 /苗高 根冠比 幼苗干重(5 苗)/ g
0 5. 15 ± 0. 23Aa 0. 228 ± 0. 005Bb 0. 62 ± 0. 03Aa
1 3. 00 ± 0. 07Bb 0. 273 ± 0. 011Aa 0. 64 ± 0. 02Aa
2 2. 51 ± 0. 07Cc 0. 264 ± 0. 010Aa 0. 63 ± 0. 02Aa
3 2. 06 ± 0. 05Dd 0. 180 ± 0. 003Cc 0. 60 ± 0. 04Aa
4 1. 82 ± 0. 04DEd 0. 159 ± 0. 005CDd 0. 61 ± 0. 05Aa
5 1. 49 ± 0. 05EFe 0. 151 ± 0. 006DEde 0. 47 ± 0. 03Bb
6 1. 23 ± 0. 01FGf 0. 134 ± 0. 008DEFef 0. 42 ± 0. 03Bc
7 1. 09 ± 0. 02Gf 0. 130 ± 0. 005EFf 0. 42 ± 0. 03Bc
8 0. 97 ± 0. 02Gf 0. 121 ± 0. 003Ff 0. 45 ± 0. 06Bc
注:同列中不同大写字母表示在 0. 01 水平差异显著;不同小写字母表示在 0. 05 水平差异显著.
71315 期 王 进等:干旱、半干旱地区蒙古扁桃种子萌发对土壤水分和播种深度的响应特征
极显著(P < 0. 01)和显著水平(P < 0. 05) (图 3b).
从幼苗生长量来看,在 0 ~ 4 cm 的播深下,幼苗鲜
重随播种深度的增加而加大,4 ~ 8 cm 播深下,幼
苗鲜重随播深的增加而减小,4 cm 播深的幼苗鲜
重极显著大于其他播深(P < 0. 01),0 cm 播深极显
著小于其他播深(P < 0. 01) ,1 cm、2 cm、3 cm、
5 cm、6 cm、7 cm、8 cm 播深间幼苗鲜重差异不显
著(P > 0. 05) (图 3c). 综上所述,保证蒙古扁桃幼
苗健壮生长的最适宜播深为 1 ~ 3 cm.
2. 6 不同播种深度对蒙古扁桃幼苗生长中物质分
配的影响
由表 4 可见,在 1 ~ 8 cm 的播深内,随播种深
度的增加,根长 /苗高值降低,0 cm、1 cm、2 cm、
3 cm 间比值差异极显著(P < 0. 01),3 cm、4 cm 间
差异不显著(P > 0. 05) ,但极显著小于 0 cm、
1 cm、2 cm、3 cm 处理的比值(P < 0. 01) ,5 cm 比
值显著小于 4 cm 比值,6 cm、7 cm、8 cm 间比值差
异不显著(P < 0. 05) ,但极显著低于其他各播深的
比值. 从根冠比来看,0 ~ 1 cm,随播种深度的增
加,根冠比增加,在 1 ~ 8 cm,随播种深度的增加,
根冠比下降,1 cm、2 cm 间根冠比差异不显著,但
极显著高于 0 cm 根冠比,3 cm、4 cm 间差异显著,
4 cm、5 cm,6 cm、7 cm、8 cm 间差异不显著(P >
0. 05),其他各播深处理间均达到了显著和极显著
水平. 从干物质积累量来看,0 ~ 1 cm,随播种深度
的增加,幼苗干重增加,在 1 ~ 8 cm,随播种深度
的增加,幼苗干重下降,0 ~ 4 cm 播深幼苗干重差
异不显著,但极显著高于其他播种深度(P < 0. 01),
6 ~ 8 cm 播深幼苗干重差异不显著,但显著低于
5 cm 的幼苗干重. 综上所述,对种子进行浅层沙埋
比深埋能获得大的根冠比、根长 /苗高比和幼苗物
质积累量.
3 结论与讨论
3. 1 蒙古扁桃种子萌发和幼苗生长对土壤含水量
的生态适应性
种子是高等植物生活史中的关键部分,也是种
群繁衍与扩大的基础. 种子萌发与幼苗生长阶段的
成功与否关系到整个种群的数量与动态. 适宜的土
壤含水量是种子萌发[17 - 18]、出苗[19]和幼苗生长[20]
的重要保证. 本研究表明,蒙古扁桃种子萌发和出
苗的最适土壤含水量均为 4% ~ 13%,幼苗生长的
最适土壤含水量为 7% ~ 16% . 土壤含水量过高或
过低均不利于种子的萌发、出苗和幼苗生长,这与
锦鸡儿(Caragana sinica)[21]、黄柳(Salix gordeje-
vii)[22]、冰草(Agropyron cristatum)[23]、孜然芹
(Cuminum cyminum)[24] 和羊柴 (Hedy sarumlae-
ve)[25]等的研究结论一致. 土壤含水量过低,不能
给种子提供所需的水分,从而限制其萌发、出苗和
幼苗生长;土壤含水量过高,会引起土壤中氧气的
缺乏,种子和幼苗根部进行无氧呼吸产生二氧化碳
和酒精,对种子和幼苗产生毒害作用,也不能保证
种子的正常萌发、出苗和幼苗生长[25 - 26]. 不同物
种其萌发的适宜含水量往往不同. 冰草种子萌发最
合适的土壤含水量是 12% ~20%,出苗及幼苗生长
最合适的土壤含水量是 12% ~ 16%[20];锦鸡儿种
子在土壤水分含量 10%时萌发率最高[22];孜然芹
(Cuminum cyminum)[24]和沙地云杉(Picea mongoli-
ca)[18]种子萌发的最适宜土壤含水量均为 15%;白
沙蒿(Artemisia sphaerocephala)种子萌发出苗最适
宜土壤含水量为 14. 7%[26]. 与这些植物种相比较,
蒙古扁桃种子萌发、出苗和幼苗生长适宜土壤含水
量更低.
植物的地上部分和根系具有相关性,根冠比是
衡量地上和地下部分生物量分配的重要指标[27 - 28].
在水分资源有限的条件下,植物将更多的生物量用
于根的生长发育,对于其在降水后地表迅速变干的
沙地生境中存活具有重要意义[28 - 30]. 本文对蒙古
扁桃的研究也得出了相同的结论. 随着土壤含水量
的降低,蒙古扁桃幼苗的根冠比、壮苗指数升高,
这说明蒙古扁桃为适应干旱采取了将更多营养投向
于根系的分配策略. 随着土壤水分的降低根冠比逐
渐增加,这是植物对干旱的一种普遍适应,植物通
过增大根的比例,扩大其在土壤中的吸水范围,从
而缓解干旱对作物地上部分的危害.
3. 2 蒙古扁桃种子萌发和幼苗生长对播种深度的
适应性策略
蒙古扁桃种子随着播种深度的增加胚芽长度呈
增加、初生根长度呈下降的趋势,表明播种深度增
加对幼苗生长构成了土层胁迫. 在这种胁迫条件
下,种子为了完成发芽过程,采取了将更多的资源
投向于胚芽的分配策略,以减少根的生长为代价而
确保胚芽尽早出土.
在播于土表的蒙古扁桃幼苗初生根、初生芽生
长受到了抑制,致使根冠比和幼苗鲜重降低,是因
为蒙古扁桃种子粒大,在土表与水分接触不充分,
吸水受到了限制. 幼苗根长与苗高的比值随播种深
度的增加而降低,这反映了种子在受到土层压力胁
8131 冰 川 冻 土 36 卷
迫时对能量进行调整性分配的生理特性,这一特性
与曾彦军等[17]研究的红砂霸王和王进等[30 - 32]研究
的苦豆子、苦马豆和披针叶黄华一致.
蒙古扁桃种子发芽率高、萌发整齐(图 1). 就
发芽模式来看,该物种种子的萌发特性不适应于干
旱荒漠区极不确定的降水条件,容易遭受少量降雨
即一齐萌发而后遭遇回干“闪苗”的危险. 这是该物
种为“濒危物种”的原因之一.
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The response characteristics of germination of Prunus mongolica seed to
soil moisture and sowing depth in the arid and semi-arid regions
WANG Jin1, MA Guotai1, SONG Tao2, XIE Quangang1, YAN Xia1, ZHANG Yong1
(1. College of Agriculture and Biotechnology,Hexi University,Zhangye 734000,Gansu,China; 2. Gansu Pengyu Ecological
Environmental Protection Engineering Co. Ltd.,Zhangye 734000,Gansu,China)
Abstract:The seed germination rate of Prunus mongolica is up to 96% -98% when soil moisture content varies
in between 4% -16%,without significant difference (P > 0. 05) ;when soil moisture content in between 4% -
13%,germination index,vigor index,days of average emergence are significantly higher than that of 16%
(P < 0. 01) ,and the most suitable soil moisture for the seed germination is from 4% to 13%;with increase of
soil moisture,the height of seedling will increase,but the root shoot ratio and the sound seedling index will de-
crease,root length,seedling growth and dry matter accumulation will increase first and then decrease;the most
suitable soil moisture content for seedling growth is 7% -16%;seedling drought resistance can be improved by
lower soil moisture and be good for nurturing seedlings;with increasing of sowing depth,germination rate will
decrease and the average days of emergence will increase and the rate of mergence will slow down;the most suit-
able sowing depth is 0 to 1 cm for ensuring full stand and 1 - 3 cm for sound seedling. The germinated seedling
is dicotyledonous seedling of hypogeal germination.
Key words:Prunus mongolica;soil moisture;sowing depth;germination of seed
0231 冰 川 冻 土 36 卷