模拟增温与UV-B 辐射增强对云杉种子萌发和幼苗生长的影响

臭氧层损耗导致的地球表面UV-B辐射增强以及温室气体增多引起的气候变暖是当今两大全球环境问题。UV-B辐射增强和气候变暖对陆地植物和生态系统产生深远影响，并已成为全球变化研究的重要议题。作为世界第三极的青藏高原，UV-B 辐射增强以及气候变暖现象尤为突出。本试验所在林区是青藏高原东缘的主要林区，具有大面积的亚高山人工针叶成熟林，在全球变化背景下该森林的天然更新潜力如何是急待回答的重要问题。基于此，本研究围绕森林树种的种子和幼苗这一更新的重要阶段，开展了气候变暖、UV-B辐射增强和联合胁迫对云杉种子萌发及幼苗定居影响的研究，旨在全球变化背景下，探讨全球变暖、UV-B 辐射增强和联合胁迫是否对西南地区大面积人工亚高山针叶林更新的种子萌发和幼苗定居阶段产生影响。 本文以青藏高原东缘亚高山针叶林主要树种云杉为研究对象，研究云杉种子萌发及幼苗的生长和生理对UV-B辐射增强与气候变暖的响应。采用UV-B荧光灯（UV-lamp）来模拟增强的UV-B 辐射，此外，采用开顶式有机玻璃罩（OTCs）来模拟气候变暖。本试验包括四个处理：（1）大气UV-B 辐射+大气温度（C）；（2）大气UV-B 辐射+模拟气候变暖（W）；（3）增强的UV-B辐射+大气温度（U）；（4）增强的UV-B辐射+模拟气候变暖（U+W）。 根据本试验结果，UV-B辐射增强对云杉种子萌发没有显著影响，它对萌发云杉幼苗的影响主要体现在幼叶展开以后。根据两年的试验结果，增强的UV-B辐射降低了云杉幼苗抗氧化酶活性，降低了抗氧化物质的含量，此外，造成了膜质的过氧化，表现为MDA在针叶中的积累。增强的UV-B照射处理萌发云杉幼苗两年后，幼苗的生长受到显著抑制。我们的结果显示，OTCs分别提高了空气（10 cm）和土壤（5 cm）温度1.74℃和0.94 ℃。增温显著地促进了云杉种子提前萌发，提高了萌发速率和萌发比率，而且，明显地促进了幼苗的生长，表现为株高和生物量累积的显著增长。此外增温还有利于云杉幼苗根的伸长生长以及生物量的累积，这可以使云杉幼苗更好地利用土壤中的水分和营养元素。 根据本试验结果，温度升高显著地促进了增强UV-B辐射下云杉萌发幼苗的生长，这说明，温度升高缓解了UV-B辐射增强对云杉萌发幼苗的负面影响。这种缓解作用可能是温度升高对UV-B辐射增强处理下幼苗的抗氧化系统活性改善的结果。温度升高还缓解了高UV-B辐射对云杉幼苗根生长的抑制作用，这也可能是增温缓解伤害的原因之一。此外，根据我们的试验结果，增温与UV-B辐射增强联合作用（U+W）下云杉萌发幼苗的生长状况好于大气温度与大气UV-B辐射联合（C）处理，表现为株高、地径、根长和生物量积累均高于C处理，因此可以推断，UV-B辐射增强与气候变暖同时存在对萌发幼苗在两年之内的生长没有产生抑制作用，也就是说，气候变暖的缓解作用完全弥补了UV-B辐射增强的有害作用。 同样，增强的UV-B辐射显著影响了云杉幼苗的光合作用，表现为净光合速率（Pn）和表观量子效率（Φ）的提高，此外，根据我们的试验结果，它还造成了PSII的光抑制。增强的UV-B辐射显著抑制了云杉幼苗对营养元素的吸收，表现为大量营养元素、碳、钙、镁和锌含量的降低，但是，它却显著促进了铁在植株体内的积累。增温显著地提高了净光合速率，但是，它对光系统II（PSII）的光化学效率影响不大。温度升高缓解了UV-B增强对云杉幼苗光合作用的伤害，表现为净光合速率、表观量子效率以及PSII光化学效率的提高。此外，温度升高还缓解了UV-B辐射增强对离子吸收的抑制作用。 Enhanced UV-B radiation due to the reduction of O3 layer and global warming induced by increased greenhouse gases in the air have become the two pressing aspects of global climate changes. Moreover, enhanced UV-B radiation and warming have profound and long-term impacts on terrestrial plants and ecosystems, and the studies focusing on the two factors have attracted many attentions. Qinghai-Tibetan Plateau is the third in elevation in the world, and enhanced UV-B radiation and climate warming are especially prominent in this region. Our research located in the main forest belt in the eastern Qinghai-Tibetan Plateau where large areas of subalpine coniferous forests distributed. Based on that, we carried out a research to study the effects of enhanced UV-B radiation and climate warming on seed germination and seedlings growth of seedlings which are the important basic stage in forest regeneration. This research was arranged by a complete factorial design and included two factors (UV-B radiation and temperature) with two levels. The UV-lamps were used to manipulate the supplemental UV-B radiation and open-top chambers (OTCs) were adopted to increase temperature. The four treatments were: (1) C, ambient UV-B without warming; (2) U, enhanced UV-B without warming; (3) W, ambient UV-B with OTCs warming; (4) U+W, enhanced UV-B with OTCs warming. The main results were exhibited as follows: 1. Based on our results in this research, OTCs increased temperature on average 1.74℃ in air (10 cm above ground) and 0.92 ℃ in soil (5 cm beneath ground). Furthermore, OTCs also slightly reduced soil moisture and relative air humidity, however, the differences was not statistically significant. 2. Our results showed that enhanced UV-B had no significant effects on the seeds germination of P. asperata. Enhanced UV-B affected sprouts of P. asperata until the needles unfolded. During two years, enhanced UV-B inhibited the efficiency of the antioxidant defense systems, and as a result, it induced oxidant stress and the accumulation of MDA in needles. After two years of exposure to enhanced UV-B, the growth of P. asperata sprouts was markedly restrained compared with those under ambient UV-B radiation and temperature (C). Warming significantly stimulated the germination speed and increased the germination rate of P. asperata seeds. In the next place, it prominently facilitated the growth of P. asperata sprouts, represented as improvements in stem elongation and biomass accumulation. Furthermore, warming also increased root growth of P. asperata sprouts, which could made sprouts more efficient to use water and nutrient elements in soil. In this research, warming alleviated the deleterious effects of enhanced UV-B on P. asperata sprouts. It markedly stimulated the growth of P. asperata sprouts exposed to enhanced UV-B. The ease effects of warming on the abilities of the antioxidant defense systems might account for its amending effects on growth. After two years of exposure to enhanced UV-B radiation and warming, the growth of P. asperata sprouts was better than those under ambient UV-B radiation without warming (C), which could be seen from the higher plant height, basal diameter, root length and total biomass accumulation compared with C. 3. Enhanced UV-B radiation significantly influenced the photosynthesis processes of two-year old P. asperata seedlings. Our results showed that enhanced UV-B reduced the net photosynthetic rate (Pn) and the apparent quantum efficiency (Φ), and induced photoinhibition of photosynthetic system II (PSII). Enhanced UV-B significantly decreased the concentration of nitrogen (N), phosphorous (P), potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg) and zinc (Zn), however, it increased the accumulation of iron (Fe) in the whole plant of P. asperata seedlings. Warming significantly stimulated Pn of P. asperata seedlings but it had no prominent impacts on the photochemical efficiency of PSII. In our research, warming also alleviated the harmful effects of enhanced UV-B on photosynthesis and absorption of ions of P. asperata seedlings. It increased Pn, Φ and the photochemical efficiency of PSII in seedlings exposed to enhanced UV-B. Moreover, warming also increased the absorption of ions of the seedlings exposed to enhanced UV-B radiation.

过量Mg~(2+)对农作物种子萌发特性的影响(英文)

[Objective] The research aimed to reveal the effects of excessive Mg2+ on the germination characteristics of maize and soybean. [Method] Eleven concentration gradients of Mg2+ including 0,40,80,120,160,200,240,280,320,360 and 400 mmol/L were set up to study the effects of different treatments on such indices as the germination potential,germination rate,fresh weight,dry weight,root length,plant height and stem diameter of maize and soybean. [Result] With the increasing of Mg2+ concentration,the germination of maize delayed and the germination rate of soybean obviously decreased,reaching the significant difference at 0.05 level. When Mg2+ concentration increased,the fresh weight and dry weight of maize and soybean decreased,but maize and soybean showed some adaptability. The growth of radicles and seedlings in maize and soybean were obviously inhibited by Mg2+,and atrophy and dysplasia phenomena appeared. [Conclusion] Excessive Mg2+ stress has different effects on the germination potential and germination rate of different crops and has obvious poisoning effects on the root and stem growth of crops.

Diversité des champignons endophytes mycorhiziens et de classe II chez le pois chiche, et influence du génotype de la plante

réalisé en cotutelle avec la Faculté des Sciences de Tunis, Université Tunis El Manar.

Germinação e armazenamento de sementes de COCA (Erythroxylum ligustrinum DC. - Erythroxylaceae)

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da temperatura sobre a germinação e o armazenamento de sementes de Erythroxylum ligustrinum DC. As sementes foram colocadas germinar caixas de plásticas sobre duas folhas de papel, umedecidas com Nistatina 0, 2%, mantidas em germinadores nas temperaturas constantes de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 e 45ºC e com fotoperíodo de 12 horas. Para o armazenamento, as sementes foram colocadas em sacos de papel, mantidos à temperatura ambiente e em geladeira. em seguida, mensalmente, foi avaliada a germinação das sementes. A temperatura mínima, a faixa de temperatura ideal e a temperatura máxima para germinação de sementes de coca estão entre 10 e 15ºC, 25 e 30ºC e 40 e 45ºC, respectivamente. O armazenamento de sementes coca por longo período é inviável em embalagens de papel na geladeira (10ºC ± 2) e em temperatura ambiente (27ºC ± 5).

Desempenho de sementes de algodão tratadas quimicamente e armazenadas

Considerando que o armazenamento desempenha papel decisivo na manutenção da qualidade da semente, desenvolveu-se este trabalho com o objetivo de avaliar a qualidade fisiológica e fitossanitária de sementes de algodão, tratadas quimicamente e armazenadas por doze meses. Foram utilizados dois lotes de sementes de algodão cv. DeltaPine-AC90, deslintados quimicamente, que foram submetidos aos tratamentos fungicidas e inseticidas: testemunha; Disulfoton + Carboxin + Thiram; Carbofuran + Carboxin + Thiram; Imidacloprid + Tolylfluanid + Pencycuron. As sementes foram armazenadas em armazém sem controle de temperatura e umidade relativa do ar. Foram retiradas amostras de sementes no início do armazenamento e a cada dois meses e avaliadas quanto ao teor de água, à porcentagem de germinação, ao vigor (testes de envelhecimento acelerado e de germinação à baixa temperatura), à sanidade e à emergência das plântulas. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial, com quatro repetições. Verificou-se redução da germinação e do vigor de sementes em função do armazenamento. A redução da qualidade fisiológica associou-se com o aumento na ocorrência de Aspergillus sp. e Penicillium sp. nas sementes. A manutenção da qualidade de sementes de algodão foi obtida até o oitavo mês de armazenagem, podendo-se concluir que: a eficiência do tratamento químico de sementes de algodão depende da combinação de produtos utilizados; não se deve tratar com fungicida sementes de algodão com baixo nível de vigor; a ocorrência dos fungos Aspergillus sp. e Penicillium sp. aumentou com o período de armazenamento nas sementes sem tratamento e que a manutenção da qualidade de sementes de algodão para comercialização depende da sua qualidade inicial e do período de armazenamento.

Escarificação ácida na superação da dormência de sementes de pau ferro (Caesalpinea ferrea Mart.ex Tu. var. leiostachya Benth.)

Seeds of Caesalpinea ferrea Mart. ex Tu. var. leiostachya Benth. present low and irregular germination due to dormancy caused by the impermeability of the tegument. With the purpose to determine an efficient method to accelerate and uniformize seed germination, they were submitted to different immersion periods (0, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 minutes) in sulfuric acid (95-98%), influence emergency and vigor (first count, speed index, medium time and relative frequency of emergency, length and dry matter of the seedlings). The experiment was carried out under greenhouse conditions with an experimental design of completely randomized, with seven treatments and four replications. The pre-conditioning of the seeds with immersion in concentrated sulfuric acid was efficient to overcoming seed dormancy, by increasing the percentage and speed emergency, the first count of emergency, length and dry matter of seedlings and reduction in the medium time for emergency. The efficiency of this chemical treatment with concentrated sulfuric depends on the immersion time, and 10 to 20 minutes were the most adequate to provide larger emergency uniformity percentages and vigor.

Precocidade na emissão da raiz primária para avaliação do vigor de sementes de milheto

In a program of seed quality assurance, the evaluation of seed vigor is fundamental and necessary to the global production process outcome. The objective of this study was to evaluate the efficiency of the precocity of primary root emission test, for the substrates paper roll, on paper and between papers, on vigor of pearl millet seeds. Ten seed lots evaluated in four replication of 100 pearl millet seeds cultivar ADR 500 were sown in three different humidified substrates: between papers, paper roll and on paper. These were incubated at a temperature of 20-30 degrees C. Fifteen hours after the germination test was established, the emission of seed primary roots started to be observed every 2 hours up to 25 hours and then after 48 hours. For the comparison among lots, seeds were also evaluated by moisture content, weight of 1000 seeds, germination and vigor (first count, electrical conductivity, accelerated aging and seedling emergence). The statistical design was completely randomized, and the means comparisons were accomplished by the Tukey test at 0.05 level of probability. It was concluded that the precocity of primary root emission test on paper is promising for vigor evaluation of pearl millet seeds.

Método alternativo para submeter sementes de amendoim à solução de tetrazólio

A técnica para a determinação da viabilidade de sementes de amendoim por meio do tetrazólio (TZ) é, atualmente, aquela pela qual as sementes, após embebição em água, têm o tegumento removido. A seguir as sementes são, em grupo, imersas na solução de TZ. Essa técnica dificulta o contato entre os tecidos das faces internas dos cotilédones e a solução de TZ em virtude de que o período prévio de embebição em água não é suficiente para que os cotilédones das sementes de amendoim se separem. Assim, o acesso da solução de TZ aos tecidos das faces internas dos cotilédones e ao próprio eixo embrionário, que fica entre as duas faces cotiledonares internas, é consideravelmente dificultado. Na suposição de que este procedimento levaria a resultados de testes de TZ que se correlacionam mal com o desempenho germinativo das sementes no campo, tentou-se uma nova técnica pela qual as sementes, após a embebição em água, além de terem o tegumento removido, são manualmente separadas em seus cotilédones, com o eixo embrionário ligado a um deles, e os cotilédones de uma determinada semente, agora separados, imersos na solução de TZ contida em uma célula individual de uma bandeja de PVC. A hipótese aqui formulada mostrou-se correta : a técnica alternativa de submissão das sementes de amendoim à solução de tetrazólio permitiu a obtenção de resultados que, comparados com os da técnica convencional, refletiram de modo mais preciso o desempenho germinativo das sementes no campo.

Pré-condicionamento das sementes de mamoneira para o teste de tetrazólio

Preconditioning of castor bean seeds for the tetrazolium test. This research had the objective of standardizing the methodology for preconditioning of castor bean (Ricinus communis L.) seeds for the evaluation of their physiological potential by the tetrazolium test. The evaluated seed preconditioning methods were: seeds with coat between moist paper towel at 30, 35 and 40 degrees C for 6, 8, 10, 12, 14, 16 and 18 hours; and seeds without coat between moist paper towel; and seeds with coat immersed in water, at 25, 30, 35 and 40 degrees C for 1, 2, 3, 4, 5 and 6 hours. After preconditioning, the seed coat was removed, the seeds were cut lengthwise, and immersed in tetrazolium solution at a concentration of 0.2% for 120 minutes at 35 degrees C. The seeds' germination percentage, moisture content before and after preconditioning, and staining uniformity after the tetrazolium were evaluated. The statistical design was completely randomized, and the means comparisons were accomplished by the Tukey test at 0.05 level of probability. It was concluded that castor bean seeds should be preconditioned with coat between moist paper towel at 35 degrees C for 12 hours, so that the results of the tetrazolium test will be similar to those obtained in the germination test.

Tamanho e secagem de sementes de palmeira Jussara sobre a germinação e o vigor

With the objective to determine the influence of the dehydration and of the size and/or weight on germination percentage and the vigor of jussara palm seeds (Euterpe edulis Mart.), 10 individuals' ripe fruits, picked in the Experimental Station of Ubatuba (IAC) they were classified by size in 5 sieves of circular sieve: 26/64" (10,31mm), 28/64" (11,11mm), 30/64" (11,90mm), 32/64" (12,69mm) and 34/64" (13,49mm). It was determined, the medium weight of the classified seeds. The quality of the seeds was evaluated through the following parameters: water content of the seeds; germination and vigor (first germination counting). It was evaluated the drying speed of different seed sizes for 48 hours, in dry chamber. The sizes of 28/64", 30/64" and 32/64" represented 98,7% of the total weight of the harvested seeds and showed similar drying speed, percentage of germination and vigor. With the increase of the drying period, the smaller seeds (28/64") had their germination less affected them the intermediate (30/64") and bigger sized seeds (32/64").

Aplicação foliar de molibdênio, produtividade e qualidade fisiológica de sementes de feijoeiro irrigado

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de doses e épocas de aplicação de molibdênio, por via foliar, na produtividade e qualidade fisiológica de sementes do feijoeiro Pérola irrigado, cultivado em Neossolo Quatizarênico. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação de quatro doses de Mo (0, 40, 80 e 160 g ha-1), aplicadas em duas épocas: 15 ou 26 dias após a emergência das plântulas (DAE). A aplicação de Mo via foliar aumentou a produtividade de sementes e a matéria seca da parte aérea de plântulas do feijoeiro irrigado, cultivado em solo arenoso, independentemente da época de aplicação (15 ou 26 DAE). A germinação das sementes do feijoeiro foi aumentada pela aplicação de Mo aos 26 DAE. Na avaliação do vigor das sementes de feijão, pelo teste de primeira contagem, constatou-se efeito negativo da aplicação de Mo via foliar. A aplicação foliar de Mo aumentou a produtividade do feijoeiro e promoveu a obtenção de sementes que originaram plântulas com maior desenvolvimento inicial.

Qualidade fisiológica de sementes de palmiteiro-vermelho em função da desidratação e do armazenamento

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência do tamanho na germinação e no vigor de sementes de milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke)

O milheto é uma gramínea anual de sementes pequenas, com grande diversidade de tamanho, e com dificuldade, às vezes, do estabelecimento da população adequada de plantas. Este experimento objetivou verificar a influência do tamanho da semente de milheto sobre sua germinação e vigor. Foram utilizados quatro lotes de sementes (I, II, III e IV), classificados em quatro tamanhos, através de peneiras de malha quadrada, sendo: peneira 1 ≥ 2,00mm, peneira 2: 1,68 a 2,00mm, peneira 3: 1,41 a 1,68mm, peneira 4: 0,71 a 1,41mm e mais uma porção do lote original (testemunha), que constituíram os tamanhos. Foram realizados os testes de: peso de 1000 sementes, germinação inicial e após seis meses de armazenamento (TGI e TGII, respectivamente) e vigor (primeira contagem do teste de germinação e condutividade elétrica das sementes). Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições por tratamento. As sementes de peneira 4 apresentaram menores pesos de 1000 sementes para todos os lotes, menores valores de germinação para o TGI, em todos os lotes, e para o TGII nos lotes II e IV. Para o vigor (primeira contagem do teste de germinação) observou-se menor valor para peneira 4, nos lotes I, II e IV; enquanto para a condutividade, a peneira 4 apresentou maior valor para todos os lotes, indicando pior qualidade fisiológica dessas sementes. Concluiu-se que a germinação e o vigor das sementes de milheto são influenciados pelo seu tamanho; sementes maiores são de melhor qualidade do que as menores.

Maturação e secagem de sementes de Peltophorum dubium (Spreng.) Taubert (CANAFÍSTULA)

O trabalho foi desenvolvido em Botucatu, SP, e teve por objetivo determinar o momento de ocorrência do máximo potencial de germinação durante a maturação das sementes de canafístula, relacionando-a com a secagem dos frutos. Cinco árvores, em final de floração, tiveram 15 inflorescências etiquetadas em 06/02/ 2002. As colheitas, realizadas semanalmente, foram iniciadas na quinta semana após a etiquetagem (35 DAE) e finalizaram quando ocorreu o início da dispersão dos frutos (98 DAE), totalizando 10 colheitas. Os frutos das cinco plantas foram colhidos e avaliados separadamente. em cada colheita, os frutos foram divididos em duas porções: uma teve as sementes extraídas (sementes frescas), e a outra foi posta para secar em ambiente natural de laboratório para, então, se extraírem as sementes (sementes secas). Determinaram-se o teor de água e a massa seca de 100 sementes frescas e 100 secas. Os testes de germinação das sementes, frescas e secas, foram realizados com e sem escarificação. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, considerando-se a árvore e o bloco. A maior capacidade germinativa das sementes foi atingida após a ocorrência do máximo acúmulo de massa. O máximo potencial de germinação, detectado nas sementes escarificadas, foi observado no início da dispersão, quando predominavam sementes duras. A maturação, a germinação e a instalação da dormência em semente imatura foram antecipadas com a sua secagem no interior do fruto separado da planta-mãe.

Efeitos do ambiente de armazenamento na qualidade de sementes de sorgo-sudão

O trabalho objetivou avaliar efeitos do ambiente de armazenamento na qualidade de sementes de sorgo-sudão (Sorghum sudanense (Piper) Stapf) de diferentes procedências. Cinco lotes de diferentes origens foram armazenados por nove meses, acondicionados em sacos de papel unifoliado, em quatro condições ambientais: ambiente natural de laboratório (sem controle de umidade relativa e temperatura); 30 a 40% de umidade relativa e sem controle de temperatura (simulada através de câmara seca); 10 a 15% de umidade relativa e 5 a 7ºC de temperatura (simulada através de um refrigerador Frost Free); 40 a 50% de umidade relativa e -20ºC de temperatura (simulada através de freezer). As avaliações laboratoriais, realizadas em intervalos trimestrais, foram: teor de água, massa de mil sementes, germinação, crescimento de plântulas, massa seca de plântulas, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica, emergência em campo e índice de velocidade de emergência. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, num esquema fatorial 4 x 5, e comparação de médias pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. A origem das sementes, relacionada à qualidade das mesmas, mostrou-se como o principal fator a influenciar a conservação. Os ambientes refrigerador e freezer, seguidos da câmara seca, mostraram-se adequadas à conservação de sementes de sorgo-sudão. A capacidade de conservação de sementes dessa espécie relaciona-se com a sua qualidade inicial dependente da sua origem.