入侵植物石茅种子萌发及幼苗生长对干旱胁迫的响应特征

摘要

近年来入侵植物石茅(Sorghum halepense)在海南岛迅速蔓延扩散,对玉米(Zea mays)、甘蔗(Saccharum officinarum)、高粱(Sorghum bicolor)等作物田造成了严重的危害。石茅能入侵不同水分条件的生境或区域并爆发成灾,为揭示石茅适应干旱环境的生理生态机制,采用PEG模拟干旱法及盆栽控水法,分别设置7个PEG-6000质量浓度(0、2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%、15%)及4个土壤田间持水量(100%、80%、60%、40%),研究了不同干旱胁迫强度下石茅种子萌发特征及幼苗的形态特征、生物量分配及生理指标的变化。结果表明:1)在轻度干旱胁迫(2.5%PEG)下,石茅种子的发芽率最高为73%,随PEG浓度的增加,石茅种子萌发的发芽指数、活力指数、胚根及胚芽长度均呈现降低或减少的趋势,胚根/胚芽表现出先减小后增大的趋势,而重度干旱胁迫(15%PEG)时发芽率仅为4%。2)随干旱胁迫强度的增加,石茅幼苗的株高、叶片数、比叶面积、相对叶绿素含量、地上生物量、总生物量呈现减少趋势,但其地下部生物量及根冠比则呈现增加趋势;其中在中度(60%WHC)、重度干旱胁迫(40%WHC)下,石茅幼苗的株高、叶片数、相对叶绿素含量、地上生物量、总生物量均显著下降(P<0.05),地下部生物量及根冠比则显著增加(P<0.05)。综上,轻度干旱有利于石茅种子的萌发,不影响其幼苗的生存能力;石茅种子对重度干旱胁迫也有一定的耐受性,这可能是其适应多种生境的原因之一。