论文部分内容阅读
种子寿命指在一定环境条件下种子能够保持生活力所达到的平均年限,是影响种质资源长期保存的重要特性,也是决定土壤种子库命运进而间接影响植物群落动态与种群更新的关键因素。一般来说,种子寿命的长短受内在因素和外在因素综合作用影响,种子特性决定了种子寿命固有差异,环境因子则对种子寿命具有关键调控作用。目前,关于降水格局变化对受水分限制的黄土高原草地生态系统的影响已成为研究热点。本论文通过种子田间埋藏试验来研究降水变化对黄土高原常见植物种子寿命的影响,同时结合种子特性和人工加速老化试验探讨降水变化对不同植物种子寿命的影响及作用途径,以期为黄土高原退化生态系统的恢复与重建及杂草防控提供科学依据。主要结果如下:1.11种黄土高原常见植物种子形态学、物理特性、化学组分的结果表明,物种间种子长度、宽度、厚度、形状指数、千粒重、耐压力、吸水率、总酚、粗蛋白均存在显著差异(P<0.05)。2.根据各物种新鲜种子萌发对温度和光照的响应,除山苦荬(Ixeris chinensis)和天仙子(Hyoscyamus niger),小果亚麻荠(Camelina microcarpa)、荠菜(Capsella bursa-pastoris)、播娘蒿(Descurainia sophia)、独行菜(Lepidium apetalum)、金色狗尾草(Setaria glauca)、狗尾草(Setaria viridis)、曼陀罗(Datura stramonium)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)、藜(Chenopodium album)均存在不同程度休眠;基于种子在最适条件下的萌发率,各物种休眠程度从强至弱依次为曼陀罗(0%)、狗尾草(0%)、播娘蒿(23%)、荠菜(24%)、反枝苋(37%)、小果亚麻荠(41%)、金色狗尾草(44%)、藜(45%)、独行菜(55%)。3.各物种老化后平均寿命(P50)变化区间为5.25-16.22 d,山苦荬最低,曼陀罗最高。通过将P50与种子形态学、物理特性、化学组分及萌发特性的相关分析表明,P50与种子总酚呈极显著正相关(P<0.01),与萌发率呈极显著负相关(P<0.01),与厚度、千粒重、耐压力、粗蛋白呈显著正相关(P<0.05),与长度、宽度、形状指数、吸水率不存在显著相关(P>0.05)。4.种子田间埋藏试验结果表明,对于群落水平,埋藏13个月的种子存活率随降水增加呈逐渐下降趋势,不同降水梯度下灭菌种子存活率高于未灭菌,5 cm埋藏深度的种子存活率高于0 cm。对于物种水平,0 cm和5 cm埋藏深度下的11个物种种子存活率均随降水增加呈逐渐下降趋势,其中0 cm埋藏深度的种子存活率下降速度大于5 cm;但不同降水梯度下的灭菌效应则因物种而异,且相同物种在不同埋藏深度下的灭菌效应亦存在差异,综合各物种对灭菌处理的响应得出增加降水30%下的灭菌效果更明显。5.不同埋藏环境下(降水变化、灭菌处理、埋藏深度相互作用)的种子田间存活率与种子特性相关性显示,种子田间存活率与种子宽度、厚度、千粒重、耐压力、总酚、粗蛋白、P50呈显著正相关(P<0.05),与吸水率、萌发率呈显著负相关(P<0.05),与种子长度、形状指数、P含量不存在显著相关(P>0.05)。不同埋藏环境下的种子田间存活率与种子特性的偏最小二乘回归分析显示,种子特性对不同埋藏环境下的种子田间存活率影响效果各异,其中种子宽度、千粒重、耐压力、总酚、P50、萌发率对种子田间存活率的影响程度最大。