荒漠区沙生针茅种子萌发机理研究

沙生针茅（Stipa glareosa）是荒漠区多年生密丛型旱生草本植物。分布于荒漠区的沙质、砂砾质棕钙土和固定沙地、碎石山坡地带；沙生针茅为优等饲用植物，各种牲畜均喜食，颖果无危害；且对维护荒漠区生物多样性和生态系统稳定性有重要意义。但是，其种子萌发方面的系统研究尚属空白。该项目采用实验生理生态学方法，通过研究沙生针茅种子萌发对温度、光照、水分胁迫、盐分胁迫和沙埋的响应，探索其种子萌发特性；通过种子解剖和电镜扫描、种稃/种皮破坏、种子赤霉素处理、种子不同储藏方式萌发实验，进行种子休眠机理和打破休眠方法研究，查明物理/化学休眠的原因和打破方法，揭示其种子萌发机理；通过室内实验和野外试验对其进行验证，凝练其种子育苗技术。该项研究将填补沙生针茅种子萌发机理研究空白；有助于民勤荒漠区沙生针茅人工恢复时，选择适宜的时间和地点，为沙生针茅的人工恢复提供参考；为民勤荒漠化防治新材料的筛选奠定基础。

沙生针茅（Stipa glareosa）为荒漠区多年生禾本科密丛型旱生草本，是亚州中部 (包括青藏高原草原地区)一个重要的荒漠草原群系。我国西北部，沙生针茅是重要优等荒漠饲用植物，且对维护荒漠区生物多样性和生态系统稳定性非常重要。但是，其种子萌发方面系统研究较为鲜见。2012-2015年该项目鉴于沙生针茅种子常处休眠状态、不易萌发，采用实验生态学方法，通过对种子萌发特性、休眠机制和破除方法的研究，用不同因素处理对其种子萌发的影响，对其种子萌发机制进行探索。结果显示：（1）沙生针茅带稃种子千粒重为2.0±0.05 g；（2）种子在黑暗条件下发芽率显著高于光条件下；种子萌发最适合温度为20℃和25℃，萌发持续时间9-10 d，发芽率分别是28.33%和29.00%；种子在-20℃储藏3年后，发芽率分别为34.67%和41. 33%；（3）划伤种皮能够促进种子发芽率和发芽势；将胚乳25%至75%切除，随切除比例增加，种子萌发越快，切除胚乳75%后，种子发芽率、发芽势分别达到58%和54%，而胚芽和培根生长量显著降低(Р<0.01)；（4）沙埋深度以0.5 cm时的种子发芽率和幼苗出土率最高而休眠率最低；沙埋超过2 cm后，种子发芽率、幼苗出土率与沙埋深度呈负相关，休眠率随着沙埋深度增加而增加，人工播种深度以0.5-2 cm为宜；(5) 60 ℃蒸馏水浸泡种子24 h，种子吸水率、发芽率、发芽势分别达到26.32%、38%和32%；(6) -20、20 ℃低温变温处理96 h，发芽率、发芽势分别达到48%和46%； (7)用80 mg•L-1 赤霉素（GA3）水溶液浸泡种子24 h，发芽率、发芽势分别达到54%和48%；(8)用聚乙二醇（PEG-6000）处理，随浓度增加，种子发芽率、发芽势、发芽指数均呈下降趋势，种子萌发水分胁迫的临界值和极限值分别为15.9%和26.3%；（9）盐胁迫处理种子发芽率、发芽势、发芽指数均随盐浓度增加呈下降趋势，其中Na2CO3处理下的种子萌发率下降幅度明显大于NaCl；（10）采用综合处理方法，种子发芽率、发芽势分别达到78%和76%。说明沙生针茅种子为深度休眠型暗条件萌发类型，其种子存在发芽抑制物和种皮不透性，是导致深度休眠的主要原因，且种子存在的发芽抑制物对种子发芽的影响大于种皮不透性对种子发芽的影响。这些结论对其人工栽培具有指导意义。