沙米种子休眠机理及休眠破除方法的研究

摘要

干旱荒漠区植物在生活史的不同阶段通常具有复杂的生存机制，主要表现特性之一为存在不同类型和程度的种子休眠，以保证其在恶劣的环境条件中生存和繁衍。沙米（Agriophyllum squarrosum）是苋科一年生植物，广泛分布于我国北方沙漠地区，在流动沙丘固定和环境保护中具有极为重要的作用。但目前对沙米种子休眠特性的研究尚不够深入，更缺乏有效的休眠破除方法和生产技术，严重限制了该物种的生产和规模化利用。为此，本研究通过室内实验和田间试验相结合的方法，研究了沙米种子的休眠类型和原因；种子休眠的破除技术；种子休眠的田间释放和种子生产技术。主要研究结果如下：
　　（1）通过对多个种批的种子研究表明，新鲜成熟沙米种子初始发芽率在12％以下，存在严重的休眠现象。种子的种皮不存在吸水障碍，且种胚分化、发育完全。外源激素赤霉素（GA）及4-8周层积对种子休眠破除效果显著。依据相关标准判定，沙米种子休眠类型为浅度生理性休眠。
　　（2）通过外源施加脱落酸（ABA）抑制剂氟啶酮（FL）发现，种子休眠迅速破除，有生活力的种子在3天内完成发芽。随着低温层积时间的增加，种子休眠缓慢破除。酶联免疫测定不同层积时间种子内ABA含量发现，种子的休眠释放与ABA含量下降呈现高度一致性。证明种子内 ABA是维持沙米种子休眠的主要原因。
　　（3）通过种子解剖学、能量色散X射线及镧示踪元素分析发现，种皮的半透性阻止镧元素进入种子内部。该组织同样能够阻止种子内萌发抑制物质 ABA的外渗，刺破种皮处理降低了种子内ABA浓度，种子发芽率达93%以上。认为种皮半透性与内源激素ABA共同引起种子休眠。
　　（4）多种植物激素及化合物均能够打破沙米种子的休眠。GA4+7处理较GA3对种子发芽促进作用更加显著。但乙烯利（ETH）处理效果更好，发芽率达90%以上，发芽速率也显著提高。该方法能够在沙米种子质量检验中作为生活力测定的有效技术。
　　（5）沙米种子在田间的休眠释放受到土壤温度和水分的影响，并且呈现季节性变化。冬季自然环境下埋藏2个月之后，种子进行低温层积，休眠程度降低，0，2，5 cm埋藏深度种子发芽率分别从9%、20%、19%提高到20%、28%和35%。不同埋藏深度的种子土壤水分不同，其休眠释放规律也产生差异。当夏季来临，种子受到高温、高湿因素诱导进入次生休眠。
　　（6）灌溉次数及建植密度显著影响沙米种子产量。在5次灌溉和15 kg/hm2的播种量处理下，种子产量达到最高，为50.5 kg/hm2。种子产量构成因素生殖枝数/m2和小穗数/生殖枝对种子产量的影响最显著。在沙米建植过程中，种子出苗率较低，仅为8%。浓度为300μmol/L乙烯利浸种24 h能够提高种子出苗率达31%。该方法对种子生产和科学研究中提高沙米建植效率具有一定的指导意义。

目录

声明

第一章 引言

第二章 国内外研究进展

2.1 种子休眠及其生态学意义

2.2 沙米生物学特性及研究进展

2.3 本研究的目的与意义

第三章 沙米种子休眠类型及机理研究

3.1 前言

3.2 试验材料

3.3 试验设计与研究方法

3.4 结果

3.5讨论

第四章 沙米种子休眠破除的方法研究

4.1 前言

4.2 试验材料

4.3 试验方法

4.4 数据处理与分析

4.5结果

4.6 讨论

第五章 种子休眠的田间释放特性及生产技术研究

5.1 前言

5.2 研究地点概述

5.3 试验材料

5.4 试验方法

5.5 数据处理与分析

5.6 结果

5.7 讨论

第六章 主要结论与创新点

6.1 主要结论

6.2 主要创新点

6.3 研究展望

参考文献

在学期间的研究成果

致谢