种子繁殖是植物生命周期中的重要阶段。气候变化与人类活动导致滨海区域养分输入持续增加,因此,探究长期养分富集对滨海湿地植被繁殖体种子萌发及幼苗建成的影响,对预测植被群落变化趋势具有重要意义。鲁东大学滨海生态高等研究院管博教授团队依托于黄河三角洲滨海生态研究站长期氮磷添加控制平台,以黄河三角洲优势植物盐地碱蓬(Suaeda salsa)和芦苇(Phragmites australis)为研究对象,设置三种养分供给水平(低、中、高)和三种氮磷比(5:1、15:1、45:1),研究了长期养分富集及其供应比例的变化如何影响湿地优势物种后代种子的养分含量、发芽特性和早期幼苗生长。
结果表明,长期施肥使盐地碱蓬种子中磷含量显著增加了 17.1%~146.0%,而氮含量变化不大。相比之下,芦苇种子的氮磷含量在不同处理下保持相对稳定。两物种种子的萌发和早期幼苗生长对各种施肥处理的响应不同。盐地碱蓬种子对长期施肥表现出较高的敏感性,在高养分水平或 5:1 供给比下萌发和早期幼苗生长表现最佳。相反,芦苇种子在中等养分水平或更高的氮磷比(15:1 或 45:1)下表现更好。相关性分析表明,盐地碱蓬种子中 P 含量与发芽率、发芽速率、发芽指数和早期幼苗生物量呈显著正相关,而 N 含量仅与生物量呈显著相关。而芦苇种子的氮磷含量与萌发或早期幼苗生长之间无显著相关性。这些发现揭示了不同物种在长期养分富集环境下所采取的特异性响应策略差异,并可能最终影响物种共存、群落演替和滨海湿地在持续全球变化下的恢复力。

图1 长期施肥对盐地碱蓬和芦苇种子氮磷含量的影响

图2 盐地碱蓬和芦苇种子萌发在不同施肥处理下的特异性响应

图3盐地碱蓬(a)和芦苇(b)种子萌发性状、早期幼苗生长与种子养分含量的相关性分析
该研究成果以 “Effects of Long-Term Nutrient Input on Progeny Seed Nutrient Contents, Germination and Early Growth Characteristics of Typical Coastal Wetland Plants” 为题发表在《Plants》期刊上,鲁东大学滨海生态高等研究院2023届硕士研究生胡蓉为第一作者,管博教授和中科院烟台海岸带所王光美研究员为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金项目(42471111、42471065)、山东省自然科学基金项目(ZR2023MD076)、山东省高校青年创新团队项目(2022KJ118)和鲁东大学研究生创新项目(810201)共同资助。
论文信息:Hu Rong, Peng Sifan, Guan Bo *, Zhang Hongxiang, Qu Fanzhu, Wang Xuehong, Wang Zhikang, Yang Jisong, Huang Feilong, Wang Guangmei *, Han Guangxuan (2025). Effects of Long-Term Nutrient Input on Progeny Seed Nutrient Contents, Germination and Early Growth Characteristics of Typical Coastal Wetland Plants. Plants, 14(21), 3393.
论文链接:https://doi.org/10.3390/plants14213393