胡杨种子萌发及子叶展开期对水盐交互胁迫的响应

岳永江， 武胜利,3， 管文轲， 刘隋赟昊， 韩 炜， 史智欣， 何宇翔

(1.新疆师范大学地理科学与旅游学院， 乌鲁木齐 830054；2.新疆干旱区湖泊环境与资源重点实验室，新疆师范大学， 乌鲁木齐 830054；3.新疆师范大学实验室与设备管理处， 乌鲁木齐 830054；4.新疆林业科学研究院林业科技推广处， 乌鲁木齐 830000；5.新疆师范大学生命科学学院， 乌鲁木齐 830054)

胡杨(Populuseuphratica)是塔里木河中游地区唯一可以成林的野生树种，在抑制流域内荒漠化扩张、维持区域内生态平衡等方面都具有重要的作用[1]。胡杨萌发和生长适宜在平坦地段，湿润且盐分不高的土壤条件下[2-6]。研究发现，胡杨四周生长的根孽苗，是依靠母树的根系生长，几乎没有自己的垂直根系[3,7-14]。在某一区域，一片胡杨林其实就是几棵植株，如果实生苗成活率极低，物种可能会发生退化[15-18]。在植物生活史中，由于种子弱小，抵抗胁迫能力低，死亡率高，因此种子的萌发和早期生长期是影响和制约植物种群定居和分布最为关键的时期[19-20]。

华鹏[4]、赵振勇等[6]通过对胡杨种子散布、萌发以及幼苗生长的观察，发现胡杨种子萌发和幼苗初期生长需要高温、高湿的河漫滩环境，实生苗每年的萌发和幼苗的死亡使幼苗空间分布格局发生了从聚集分布到均匀分布或随机分布的变化。刘建平等[21]，李利等[22]试验表明，在10～40 ℃内，胡杨种子的最终萌发率都超过了50%，当水势为-0.8 MPa时，已经萌发的种子胚根无法正常生长。张玉波等[7]、刘亚萍等[23]试验表明，在全光条件下，种子只能保持6 d的生命活力；当沙土含水量为27%时，种子的萌发率为86%；降为20%时，有32%的种子能够萌发；再降为13%后，萌发率几乎为0。研究表明，胡杨种子出苗较为适宜的沙埋深度为0.3 cm，当土壤含水量为10%时，胡杨幼苗最多可生存10 d；当土壤含水量为15%～20%时，胡杨幼苗在生长5～20 d时死亡率最高[24-25,28]。张肖等[26-27]研究表明，种子萌发的最适温度范围均为25～35 ℃；胡杨种子最终萌发率、萌发速率均随着NaCl溶液浓度的增高逐渐降低，在0～0.20 mol/L范围内无显著差异；当NaCl溶液浓度大于0.20 mol/L时，最终萌发率、种子萌发进程均受到显著抑制，萌发高峰期逐渐向后推移。

研究者们对胡杨的繁殖进行了大量研究，种子萌发研究大多使用滤纸发芽法的单一盐分胁迫、PEG溶液法的单一水分胁迫、土壤基质下的水分胁迫和盐分胁迫[26-39]。土壤基质下水盐交叉胁迫对种子萌发时间、胚以及子叶的生长情况的影响研究，对分析胡杨种子繁殖失败，揭示其应对环境胁迫的机制具有重要意义。本研究在前人研究的基础上，探讨河岸淤泥土下不同水盐交叉胁迫对胡杨种子萌发、子叶展开及生长情况的影响，旨在探寻胡杨从种子萌发至幼苗形成前这一最脆弱阶段的生态适应性以及种苗成活的关键时间点。

1 材料与方法

1.1 试验材料

胡杨种子和培养土均于2020年7月8—10日在新疆轮台县轮南镇塔里木河两岸野生胡杨林试验区内采集(41°05′～42°32′N，83°38′～85°25′E，平均海拔950 m)。采样地地处塔里木河中游，为典型的温带大陆性荒漠气候。选取成熟且长势良好的胡杨树采集种子，在通风干燥的房间内晾晒后，脱粒。将种子密封在放有氯化钙的棕色瓶内，贮藏在4 ℃阴凉环境下。试验用土为0～20 cm河岸淤泥土，过2 mm筛去除杂质，在110 ℃条件下烘干24 h，杀死杂草种子以及害虫幼虫。采用直径9 cm的玻璃培养皿。

1.2 试验处理

本研究采用2个单因子多水平正交试验设计，包括1个对照，6个水分梯度，5个盐分胁迫以及30个盐旱交互胁迫。1个对照为原土壤基盐下的6个水分处理，记为W1S0、W2S0、W3S0、W4S0、W5S0、W6S0。水分梯度根据Hsiao提出的植物水梯度划分以及研究区塔里木河沿岸淤泥土的质量含水量现状进行设计，使其土壤质量含水量分别为8%、10%、20%、25%、30%、40%，记为W1、W2、W3、W4、W5、W6。5个盐分胁迫分别为0.15 mol/L、0.20 mol/L、0.25 mol/L、0.30 mol/L，0.50 mol/L，记为S1、S2、S3、S4、S5。30个水盐交互胁迫为W1S1～W6S5。

由图1和图2可知，在非盐渍化S0(0.05 mol/L)环境下，随着土壤含水量的增加，胡杨种子的萌发率和展开率都呈先增后降的单峰趋势。此盐浓度下的对照组W4(25%)94%、87%为胡杨野外有性繁殖的最佳条件，随着干旱胁迫的处理，在W1、W2、W3处理下，萌发干旱胁迫率分别为50%、28%、19%，子叶展开干旱胁迫率分别为56%、73%、25%，且差异显著(p<0.05)。在W5、W6处理下，萌发淹水胁迫率分别为19%、28%，子叶展开淹水胁迫率分别为15%、36%，且差异显著(p<0.05)。

将处理好的各梯度河岸土均匀平铺在直径为9 cm的培养皿内，厚度为7～8 mm。在每个培养皿内放40粒种子，使其充分与土壤接触，盖好盖子。放到控制在14 h光照变温条件(光照时间平均温度30 ℃，黑暗时间平均温度15 ℃)下的Keelrein室内人工气候箱内培养。萌发试验每组3个重复，种子萌发及成苗过程试验持续14 d。0～3 d每4 h观测一次，记录种子萌发数量，种子萌发以胚根突破种皮为标志，并且记录子叶展开的数量。第4天～第14天每12 h观测一次子叶展开后的生长指标。根据实际情况，设计种子最佳萌发环境(萌发率为80%～100%)、适宜的萌发环境(萌发率为60%～79%)、轻度胁迫环境(萌发率为40%～59%)、重度胁迫环境(萌发率为20%～39%)和致死环境(萌发率为0%～19%)。

1.3 指标及方法

干旱胁迫率(%)=(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率×100%。

用二因素方差分析法进行干旱和盐胁迫及其交互作用对种子萌发参数影响的分析；用单因素方差分析法中的最小显著差法(LSD)进行同一干旱下不同盐浓度间以及同一盐浓度下不同干旱胁迫间萌发参数的分析。数据统计分析均在SPSS 22.0软件中进行，用Excel 2019软件和Origin 8.0软件制作图表，图中萌发数据以平均值±标准误差值表示。

发芽盐害率(%)=(对照发芽率-处理发芽率)/对照发芽率×100%；

把握文化与旅游大融合的背景，作为江苏重要旅游城市的无锡作出了积极的探索，以文化元素打造“泰伯庙会”、阳山田园东方、丁蜀陶瓷小镇等品牌，从单一的观光旅游转向观光与休闲并举发展，力争推动旅游转型升级走上高质量发展之路。2017年底，无锡各景区旅游总收入超5亿元，同比增长16.7%，全年接待游客人次达686.65万人，同比增加12%。

平均萌发天数=[∑(Gt·Dt)]/T，Gt为第t天发芽数，Dt为发芽的天数，T为萌发的种子数；

此时干旱与淹水胁迫对种子和子叶展开持续萌发时间差异显著，表明中度盐分浓度下种子在受到轻度胁迫的土壤中保存的活性时间小于12 d。萌发时滞在对照组出现峰值为3 d，在各个处理下均有显著性差异，范围为2～3 d。展开时滞呈先下降后上升的“U”形趋势，最小值为对照组(0.19)，与各个处理下均有显著差异，范围为0.19～1.33 d。随着干旱和淹水胁迫的加重，萌发时滞却发生了异变，这可能与试验误差有关，或者是胡杨种子的某个分子隐性特性在临界点发生异变。展开时滞推迟，表明子叶胚根等在中度盐浓度环境下的耐受性低于种子萌发的耐受性，时滞范围为2～3 d，展开时滞范围为0.19～1.33 d。在重度盐渍化环境下子叶无论在多么湿润的条件下也无法展开，达到致死程度。萌发持续时间大于8 d，展开持续时间大于12 d。萌发时滞随着含水量的增加逐渐缩短，除W6有显著差异外，其余皆无显著差异，时滞范围为4～4.83 d。

萌发时滞(d)=萌发开始时间，即第一粒种子萌发所需要的天数；

子叶展开持续时间(h)=子叶展开结束时间-子叶展开开始时间；

酶放大免疫分析法与二维高效液相色谱法监测万古霉素血药浓度的比较……………………… 王 敏，柳 航，金 路，等（1·26）

子叶展开时滞(d)=子叶展开开始时间，即第一株子叶展开所需要的天数；

子叶累积展开率(%)=(子叶展开数/供试种子数)×100%；

累积萌发率(%)=(种子萌发数/供试种子数)×100%；

1.4 数据处理

10月1日晚，欢度国庆的热闹氛围挥洒在中华大地上，贵州省大方县慕俄格酒店宴会厅内，人头攒动，柔美的灯光伴着轻柔的音乐，三对新人在现场近千人的祝福声中许下誓言，喜结连理。此刻，对于仿佛置身童话世界的酒店工作人员而言，这样的场景时时上演，却常见常新，每一位员工都用自己的努力为来到酒店结婚的新人奉上最难忘的回忆。作为婚宴举办地，慕俄格酒店在国庆期间以每天3对，每次接待近千人的容纳量为新人们提供新婚场地。营业两年来，慕俄格酒店已经形成集住宿、餐饮、会议接待等为一体的酒店服务综合体，诚挚服务四方宾客。

截至目前，食品安全已经受到了较广范围的关注，而与之有关的食品犯罪管控措施也逐步达到了优化与健全。但是不应忽视，当前仍有某些经营者并没能真正关注整体性的食品安全监管，因此仍然遗漏了该领域的潜在犯罪隐患。为了在根源上保障民众的食品安全，那么关键举措仍需落实于增大惩戒此类犯罪的整体力度。此外，制售食品的有关企业也应当拥有更强的安全保障认识，自觉遵从现阶段的有关法规来维护食品安全。

2 结果与分析

2.1 同一盐浓度下不同土壤含水量对胡杨种子萌发的影响

3）元数据专家小组通过制定通用元数据标准，促进NATO成员国之间、成员国内部以及NATO与非NATO国家之间的地理空间信息与服务的开发、评估、使用和管理，其主要工作：协调并指导民用元数据标准化工作，确保民用标准满足军方需求；协调并支持DGIWG的元数据项目，支持军事工作，解决军方的元数据需求问题；提供元数据、使用指南及相关的最优方法发展愿景，提倡采用标准方式开发和定义元数据框架，进一步分析军方对标准和规范的具体要求。

持续展开时间比较复杂，各处理条件下均与对照组呈显著性差异。子叶持续展开时间最长为W1(5.89 d)，最短为W2和W6，为3.89 d，时间范围为3.89～5.89 d。总体分析可知，在S0盐浓度下，无论干旱与淹水，种子从萌发到展开所需要的时间范围为7～12 d。萌发时滞差异显著，随着处理方式的不同，呈先降后增的趋势。极端干旱和淹水胁迫下萌发时滞延迟，差异显著；轻度干旱与淹水胁迫差异不显著。萌发时滞范围为0.83～1.50 d。

子叶展开时间在极端干旱胁迫下与对照组差异显著，对照组展开时间最快，为0.07 d，W1、W2分别为0.72 d、0.25 d，展开时间显著延长。但是在极端淹水环境下，子叶展开时间差异不显著，展开时滞范围为0.07～0.72 d。随着土壤含水量的增加，胡杨种子持续萌发时间和展开持续时间随着含水量的增加，呈现“W”形波浪状趋势，与对照组差异显著。持续萌发时间范围为2.83～5.39 d，子叶持续展开时间范围为2.72～4.33 d。萌发时滞除W3无差异外，其余都呈显著差异，而子叶展开时滞与W1、W2、W6差异显著。随着干旱和淹水胁迫的增加，萌发时滞和展开时滞都在推迟。萌发时滞范围为0.33～1.50 d，展开时滞范围为0.03～0.75 d。随着干旱和淹水胁迫的增加，萌发时滞和展开时滞都在推迟。萌发时滞范围为1.50～7.33 d，展开时滞范围为0.11～1.57 d。持续萌发时间范围为6.61～8.17 d，子叶持续展开时间范围为7.39～11.89 d。

我国设施农业技术推广的另一重要问题是缺乏资金的支持。设施农业技术的推广需要大量资金，设施农业在全国范围内推广效果欠佳，根本原因是农业技术创新度不够以及国内农业全面机械化需要不断的资金支持。由于地方和国家的财政部门对于技术推广没有足够的重视程度，在国家财政预算中未能将设施农业技术推广纳入其中，导致技术推广资金支持不足。

萌发持续时间(h)=发芽结束时间-发芽开始时间；

对翻转课堂来说，其本身就是微课资源运用的重要体现，在我国传统的课堂中，高职院校的计算机专业要求教师提前备好课，并在课后要求学生及时复习和巩固。对于翻转课堂来说，其课堂就是学生的主要学习场所，通过建设一个自由、快乐的课堂学习氛围，让学生在课堂上高效地学习，进而减轻其课下的负担，在课堂上对需要掌握的知识消化掌握，利用微课实现翻转课堂的建设，引起学生的学习兴趣，并提高学生的自主学习能力。

图1 同一盐浓度下不同土壤含水量对胡杨种子萌发的影响Fig.1 Effect of different soil moisture contents on cotyledon expansion of Populus euphratica under the same salt concentration

2.2 同一土壤含水量条件下不同盐浓度对胡杨种子萌发的影响

由图3可知，在土壤含水量为W1～W4时，随着含盐量的增加，种子萌发率和子叶展开率基本呈下降趋势，各处理均与对照组呈显著差异，且萌发率和子叶展开率最高值出现在对照组。在土壤含水量为W5～W6时，随着含盐量的增加，种子萌发率和子叶展开率基本呈先升后降的趋势。W5和W6萌发率和子叶展开率最大值出现在S3，前者与对照组呈显著差异，后者无显著差异。在极端干旱环境(W1、W2)下，种子萌发率在W2S0达到最大值(64.33%)，萌发盐害率为13%～100%，在S3出现拐点，种子萌发率低于20%，为种子萌发的致死环境；子叶展开率在W2S1达到最大值(49.29%)，子叶展开盐害率为22%～100%，在S2出现拐点，子叶展开率低于20%，为种苗生长的致死环境。在W1S4、W1S5、W2S4、W2S5无种子萌发，在W1S3、W2S3有种子萌发现象但是无子叶展开的现象。持续萌发时间范围为3.72～8.39 d，子叶持续展开时间为3.89～5.89 d。萌发时滞为0.67～7.33 d，子叶展开时间为0.25～0.72 d。在湿润环境(W3、W4)下，种子萌发率和子叶展开率都在W4S0出现最大值，分别为94%、86.95%，处于最佳萌发和种苗生长环境。在淹水环境(W5～W6)下，种子萌发率和子叶展开率都在W5S2达到最大值，分别为85.76%、82.45%，处于最佳萌发和种苗生长环境。随着盐害胁迫的加剧，萌发盐害率为9%～58%，在W5S5、W6S3～W6S5处理下受到重度胁迫；子叶展开盐害率为8%～100%，在W5S3～W5S4处理下受到重度胁迫，在W5S5、W6S3～W6S5处理下受到致死胁迫，种苗无法生长。持续萌发时间为2.83～8.67 d，子叶持续展开时间为2.72～12.16 d。萌发时滞为0.50～4.67 d，子叶展开时间为0.10～6.92 d。

感染型文本，顾名思义，旨在感染或者说服读者并使其采取行动。商务文本中的售前文件几乎全部都可以归类为感染型文本。企业需要宣传自己，不论是具体的产品和服务，还是业绩，或者参与的活动和事件，对外宣传和公布信息的目的就是让目标读者认同企业，认同企业的产品和服务，认同企业的价值观，认同企业的经营方式，从而购买企业的产品和服务，或者购买企业的股票。

图2 同一盐浓度下不同土壤含水量对胡杨子叶展开的影响Fig.2 Effect of different soil moisture contents on cotyledon expansion Populus euphratica under the same salt concentration

2.3 水盐交叉胁迫对胡杨种子萌发的影响

由表1可知，在盐旱交叉胁迫下，胡杨种子萌发的致死条件为：土壤含水量<10%，盐分含量>0.25 mol/L；子叶展开的致死条件为：土壤含水量<20%，盐分含量>0.25 mol/L；在盐分含量>0.50 mol/L时，无论土壤含水量多高，子叶都无法展开，种苗无法形成。

胡杨种子萌发的适宜环境为：8%<土壤含水量<10%，盐分含量<0.05 mol/L；10%<土壤含水量<20%，0.05 mol/L<盐分含量<0.15 mol/L；20%<土壤含水量，0.15 mol/L<盐分含量<0.25 mol/L。

子叶展开的适宜环境为：10%<土壤含水量<20%，盐分含量<0.05 mol/L；20%<土壤含水量，盐分含量<0.20 mol/L。

胡杨种子萌发的最佳环境和子叶展开的最佳环境都为：20%<土壤含水量<30%，盐分含量<0.05 mol/L；30%<土壤含水量<40%，0.15 mol/L<盐分含量<0.20 mol/L。

3 讨 论

在自然环境中，胡杨种子的萌发和种苗的成长受到的环境胁迫往往比较复杂。参照张肖等[27]方法，本试验设计了最佳温光组合：14 h光照，温度30 ℃/25 ℃，种子萌发率和子叶展开率均可达到80%以上，并且萌发快速，生长良好，可以形成种苗。水盐胁迫这两个环境因子都限制了胡杨种子的物理吸胀过程，抑制了种子萌发。对种子萌发的影响主要表现在降低种子萌发率和子叶展开率[37]，阻碍种子萌发进程，或者使种子失去活力[38]。本研究表明，盐旱交互胁迫对种子萌发及子叶展开的抑制更加明显于盐涝交互胁迫，持续萌发时间缩短了0.12～4.62 d，持续展开时间缩短了2～7.15 d，也表明胡杨种子落地后在盐旱环境胁迫下活性时间小于盐涝胁迫，子叶和胚根受到的影响明显大于种子萌动。种子萌发开始时间延长了0.17～5.83 d，子叶展开时间延长了0.11～0.48 d，对种子萌发开始时间的抑制作用大于子叶展开，反映出种子在前期吸胀后，经过水合与酶的活化、细胞分裂和增大、胚突破种皮，是不断适应外部环境的过程，各种生化反应后，优势种子便能适应环境并在较短的时间内展开子叶形成种苗。在试验环境下根据子叶展开的情况，胡杨有性繁殖具有特别大的潜力，但在野外很难靠实生苗来进行繁殖，主要是因为在塔里木河流域，沙漠腹地，气温高，降水少，蒸发量大，河流汛期7—9月，胡杨种子在裸地无遮阴干旱条件下的活性一般持续7 d，淹水环境可延长到12 d，已经萌发的种苗还未生根便被淹没与冲走；洪水之后落种在河道两岸的位置偏高，随着河岸淤泥水分的蒸散发，地表结皮，土壤水分的丧失速度大于种子萌发及种苗形成的时间，在渗透胁迫和离子毒害双重作用下，胚根及子叶的耐受性低于种子，再加上风力的作用，子叶展开后的种苗在干旱的河岸土下受到暴晒几小时后，即使再次进行淹灌也无法使其复活。

表1 在不同水分、盐分条件下的种子萌发率和子叶展开率Table 1 Germination rate and cotyledon expansion rate under different water and salt conditions

图3 同一土壤含水量条件下不同盐浓度对胡杨种子萌发的影响Fig.3 Effects of different salt concentrations on seed germination of Populus euphratica under the same soil moisture content

根据对新疆干旱区土壤盐渍化程度的分级标准，在0～30 cm土层的氯化物-硫酸盐总盐含量低于0.8%为非盐渍化，0.8%～1.0%为轻度盐渍化，1.0%～1.5%为中度盐渍化，1.5%～2.0%为强度盐渍化，高于2.0%为盐土[39]。本研究发现，在0.30 mol/L(相当于含盐量1.5%)的土壤中，种子萌发率在土壤含水量为30%时达到50%，子叶展开率在土壤含水量为25%时达到40%，淹水环境抑制了光合作用以及子叶的生长，4～5 d开始坏死，这与纪欣圣[40]的研究结果一致。在0.50 mol/L(相当于含盐量2.1%)的土壤中无论土壤含水量多少，种子萌发率最高，为30%，但是几乎无子叶展开的现象，表明胡杨种子萌发后胚根生长、子叶展开到成苗过程不耐盐，最终死亡。

4 结 论

综上所述，本研究通过探讨水盐交互胁迫下胡杨种子萌发及成苗过程的影响后认为，极端盐旱交互胁迫(土壤含水量<20%，盐分含量>0.25 mol/L)对种子萌发和成苗具有显著影响，在此环境下胡杨有性繁殖很难实现；轻度胁迫环境(盐旱交互胁迫：10%<土壤含水量<25%，0.05 mol/L<盐分含量<0.20 mol/L；盐涝交互胁迫：25%<土壤含水量<30%，0.15 mol/L<盐分含量<0.30 mol/L)显著抑制了胡杨种子萌发及成苗发育，但依然能够达到40%以上，是胡杨有性繁殖的机遇区；适宜环境(盐旱胁迫：10%<土壤含水量<25%，盐分含量<0.05 mol/L；盐涝胁迫：25%<土壤含水量，盐分含量<0.20 mol/L)，子叶展开率达60%以上，是胡杨有性繁殖的理想区。河岸阶地作为胡杨有性繁殖的主要场所，可以尝试布设滴灌设施，在种子萌发到成苗过程的15 d内，持续保持土壤表层的含水量，为其营造良好的繁殖生长环境，最终达到胡杨的更新复壮。