水盐胁迫对胡杨种子萌发及子叶展开期的影响研究

作     者：岳永江 

作者单位：新疆师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：武胜利

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0829[工学-林业工程] 

主      题：胡杨 种子萌发 水盐交互胁迫 

摘      要：胡杨(Populus euphratica)属杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus)的荒漠河岸林乔木树种,是极端干旱区荒漠～绿洲过渡带上遗留下来的第三纪唯一成林的孑遗优势树种。以胡杨为建群种的荒漠河岸林是西北干旱沙漠生态系统的重要组成部分,是连接绿洲和荒漠的生态纽带。即使多年来塔里木河流域不断进行生态输水,但是胡杨林的有性繁殖在野外存活的机会依然很小,这对胡杨林的生态群落具有很大的潜在风险性。本文以塔里木河中游的胡杨种子和河漫滩土壤基质为研究材料,研究水盐胁迫下胡杨种子的萌发率、子叶展开率以及生长40天后的存活率的变化;萌发时滞、持续萌发时间、子叶展开时滞以及子叶持续展开时间的序列变化。利用相关分析和回归分析,模拟回归方程求出胡杨种子萌发和子叶展开期的耐性临界值和极限值。通过不断的试验,更加深入地了解塔里木河流域的胡杨实生幼苗的定植过程以及在该过程成中的关键时间节点和水盐阈值,可以进一步提高野生胡杨有性繁殖的成功率。在无盐分胁迫的条件下,土壤含水量在7.7%～33%,胡杨种子萌发率大于50%;土壤含水量在12.5%～33%,胡杨子叶展开率大于50%;土壤含水量在17.2%～33%,胡杨种子萌发后生长40d的胡杨幼苗存活率大于50%。在水分充足的条件下,土壤含盐量小于1.8%(强度盐渍化)时,胡杨种子萌发率大于50%;土壤含盐量小于1.4%(中度盐渍化)时,胡杨子叶展开率大于50%;土壤含盐量小于1.2%(中度盐渍化)时,胡杨种子萌发后生长40d的胡杨幼苗存活率大于50%。表明胡杨从种子萌发到子叶展开再到定植的过程中,中度盐渍化环境严重影响了胡杨种子的萌发和幼苗的正常生长。土壤含盐量大于2.4%(极端盐渍化)时,胡杨种子萌发率小于25%;土壤含盐量大于1.8%(重度盐渍化)时,胡杨子叶展开率小于25%;土壤含盐量大于1.7%(重度盐渍化)时,胡杨种子萌发后生长40d的胡杨幼苗存活率小于25%。表明胡杨从种子萌发到子叶展开再到定植的过程中,强度盐渍化环境下已经到达了胡杨种子的萌发和幼苗正常生长的致死状态,此时无法生长和发育。在水分和盐分交互胁迫程度增强的环境下,种子萌发的时滞和速率逐渐在推迟和下降,且都与对照组(SW)呈显著差异性。在萌发时滞除在极端干旱和极端盐分胁迫(SW、SW、SW、SW、SW、SW、SW、SW、SW、SW)时,种子的萌发时滞都小于3d,萌发速率快且种子出苗整齐。在同一盐分胁迫下不同土壤含水量对种子萌发时滞具有复杂性,以轻度盐分胁迫(S)为分界线。其中在轻度盐分胁迫环境下(S、S、S),水分是影响种子萌发和子叶展开和生长的重要影响因子,在此大的环境内,极端干旱胁迫和重度水涝胁迫(W、W)二者与其他水分条件下呈显著差异性,各自的变化趋势呈现开口向上的U型曲线趋势。在中度和重度的盐胁迫环境(S、S)下,水分越充足,萌发时滞越小,萌发速率越快,此时的变化趋势波动很大,在重度及极端干旱(W、W)萌发时滞达到7.5d以上并无法萌发;在(W、W)下,萌发时滞无显著差异性,萌发时间为2.33～2.5d;在(W)环境下,萌发时滞与对照组有显著差异性,萌发时间为1.33～1.67d。在极端盐胁迫环境(S)下,水分越充足,盐分迫害率高,种子萌发基本达到了耐盐极限值,在极端干旱(W、W)无法萌发;在(W、W、W)下,萌发时滞无显著差异性,萌发时间为4.5～5.5d;在(W)环境下,萌发时滞与对照组有显著差异性,萌发时间为2.67d。综上所述,在水盐交互胁迫作用下,低水高盐生境下,种子萌发率、子叶展开率以及存活率受到的交互盐分胁迫率与交互水分胁迫率基本相当,水盐共同制约了胡杨的生长。在高水高盐生境下,种子萌发率、子叶展开率以及存活率受到的交互盐分胁迫率与交互水分胁迫率呈显著性差异,此阶段交互盐分胁迫率大于水分胁迫率。在水盐交互中度胁迫生境下,在较高水分和轻微盐分胁迫时,盐分具有促进胡杨种子和幼苗生长的作用,但此时水盐互相作用的胁迫率呈现复杂性。此外,种子萌发期的耐胁迫能力大于子叶展开期大于刚刚定植期的胡杨幼苗。