‘寒富’蘋果抗寒性研究

王瑾　尚振江　陳淑英　趙亮明　刁永強(qiáng)　石游

摘 要：為研究‘寒富蘋果的抗寒能力及其在伊犁河谷適宜栽培的區(qū)域，以蘋果1年生枝條作為試驗(yàn)材料，利用電導(dǎo)法對(duì)3個(gè)不同品種的蘋果休眠枝條在不同低溫處理下的電解質(zhì)滲透率進(jìn)行測(cè)定，并配合Logistic方程確定蘋果枝條的低溫半致死溫度。結(jié)果表明，隨著處理溫度的下降，蘋果枝條組織的電解質(zhì)滲透率變化幅度呈現(xiàn)“慢一快一慢”的趨勢(shì)，即“S”形曲線增長(zhǎng)。‘寒富蘋果的半致死溫度（/Ts。）在一350C左右，對(duì)照蘋果普通‘富士的半致死溫度（LT50）在-290C左右，‘黃海棠的半致死溫度（LT50）在-38℃左右。結(jié)合凍害分級(jí)情況，‘寒富在伊犁州的逆溫帶可安全越冬，部分平原區(qū)也可栽植。

關(guān)鍵詞：‘寒富；電解質(zhì)滲透率；半致死溫度；抗寒性

中圖分類號(hào)：S661.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

論文編號(hào)：2014-03 70

0 引言

‘寒富是沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)于1978年用‘東光ב富士雜交選育的蘋果優(yōu)良新品種，1998年通過(guò)遼寧省品種審定委員會(huì)審定。‘寒富表現(xiàn)出抗寒、豐產(chǎn)、果實(shí)品質(zhì)優(yōu)、短枝結(jié)果性狀明顯的特點(diǎn)，2006年春，伊犁州林科院從遼寧省果樹研究所引進(jìn)該品種，通過(guò)區(qū)域試驗(yàn)，‘寒富表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗寒能力及結(jié)實(shí)性。2008年秋伊犁州林科院從遼寧省果樹研究所引進(jìn)‘寒富蘋果接穗，2009年春在野蘋果砧木上嫁接，對(duì)其田間抗寒能力進(jìn)行跟蹤觀察。本研究以‘寒富蘋果1年牛休眠枝條作為試驗(yàn)材料，選擇本地的普通‘富士和‘黃海棠作為參照，分別研究其在不同低溫處理?xiàng)l件下相對(duì)電導(dǎo)率變化規(guī)律及抗寒能力。

電解質(zhì)滲透率測(cè)定作為一種植物抗寒性鑒定方法，已廣泛的使用在杏、野牛歐洲李等多種植物樹體抗寒測(cè)定過(guò)程中，這種方法簡(jiǎn)便、快速、靈敏。Sukumaran等曾提出以50%電解質(zhì)滲出率相對(duì)應(yīng)的溫度作為植株的半致死溫度，但在實(shí)際應(yīng)用中存在較大的誤差。因?yàn)樵诓煌蜏孛{迫下，植株的電解質(zhì)滲透率值與處理低溫不是直線相關(guān)，而呈現(xiàn)出符合Logistic方程的“S”型曲線相關(guān)，求出拐點(diǎn)值，此時(shí)拐點(diǎn)的溫度則是引起膜不可逆損傷的臨界值，即低溫半致死溫度/Tso，通過(guò)半致死溫度的估計(jì)值，可對(duì)植物的抗凍能力進(jìn)行更深一步了解。Rajeshekevar等也把低溫對(duì)植物細(xì)胞膜的傷害用Logistic曲線進(jìn)行表示，將曲線的拐點(diǎn)作為低溫半致死溫度。應(yīng)用電導(dǎo)法結(jié)合Logistic方程求出“S”形曲線的拐點(diǎn)溫度在洋梨、櫻桃和葡萄的抗寒性研究中，也能較準(zhǔn)確地估計(jì)出各樹種的低溫半致死溫度。筆者通過(guò)對(duì)1年牛枝條的電解質(zhì)滲透率測(cè)定結(jié)合凍害分級(jí)情況對(duì)‘寒富蘋果的抗寒能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為本地發(fā)展蘋果優(yōu)良品種‘寒富提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料取白新疆伊犁州林業(yè)科學(xué)研究院千畝示范基地，樹齡3年，樹體牛長(zhǎng)良好，其中豐測(cè)品種為‘寒富，對(duì)照品種分別是‘富士和‘黃海棠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 采樣2013年11月在樹體外圍選取粗度基本一致的1年生枝條作為試驗(yàn)材料，采回實(shí)驗(yàn)室后，將枝條剪成長(zhǎng)短一致，分成8組，綁好，掛上標(biāo)簽，然后用塑料袋包住，放在冰箱冷藏室儲(chǔ)存。

1.2.2 低溫處理2014年1月9日開始試驗(yàn)，共設(shè)8個(gè)不同的處理溫度。溫度處理在超低溫冰箱中進(jìn)行，降溫處理和升溫處理的速度均為4℃/h，每當(dāng)降到所規(guī)定的溫度后持續(xù)10 h。取出枝條后在室溫條件下放置2h，從中留一半第2天進(jìn)行分級(jí)。

1.2.3 電解質(zhì)滲透率測(cè)定將處理后的枝條分別用蒸餾水和雙重蒸餾水沖洗數(shù)次，擦干，避開芽眼，剪成0.3 cm的均勻小段，準(zhǔn)確稱取1.000g，放入試管中，并加入20 mL雙重蒸餾水，搖勻，在室溫下靜置10 h，搖勻后測(cè)出初電導(dǎo)值（S1）。然后封口，在水浴鍋中煮20 min，取出后涼至室溫，再測(cè)出終電導(dǎo)值（S2），每個(gè)溫度處理重復(fù)4次。按照電解質(zhì)滲透率Y=（S1/S2）×100%計(jì)算出電解質(zhì)滲透率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理溫度對(duì)‘寒富枝條電解質(zhì)滲透率的影響

‘寒富和‘富士、‘黃海棠枝條經(jīng)過(guò)低溫處理后，枝條電解質(zhì)滲透率增加的速率和幅度隨溫度的變化而有不同的表現(xiàn)，隨著處理溫度的下降，3個(gè)蘋果品種枝條組織中的電解質(zhì)滲透率呈增加的趨勢(shì)，且增長(zhǎng)的速率表現(xiàn)不同。當(dāng)處理溫度為-20C時(shí)，‘寒富的電解質(zhì)滲透率為24.24%，‘富士和‘黃海棠的電解質(zhì)滲透率分別為22.59%和20.54%，當(dāng)溫度降至-28℃時(shí)，‘寒富電解質(zhì)滲透率升高至31.62%，‘富士和‘黃海棠的分別為35.17%和27.53%（圖1）。在相同的低溫處理下，‘黃海棠枝條的電解質(zhì)滲透率最少，其次是‘寒富，然后是‘富士，這表明‘寒富、‘富士和‘黃海棠間的抗寒性有較大的差別。

2.2 低溫處理測(cè)定后計(jì)算半致死溫度

應(yīng)用Origin軟件進(jìn)行分析后，用Logistic方程Y=k/（1+ae-bt）進(jìn)行擬合，并求出拐點(diǎn)的溫度，即LTs。，其中，Y是電解質(zhì)滲透率，t是處理溫度，a、b、k是參數(shù)，- Ina/b為拐點(diǎn)溫度的值，R2為相關(guān)系數(shù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)定的在不同低溫處理下樣樹枝條電解質(zhì)滲透率變化的值進(jìn)行分析后，3個(gè)蘋果品種樣樹枝條電解質(zhì)滲透率的相關(guān)系數(shù)在0.82～0.86，均大于相關(guān)系數(shù)顯著臨界值0.7084。‘寒富的半致死溫度為- 35.09C，抗寒性低于‘黃海棠；‘富士的半致死溫度為-29.720C，抗寒性最差；而‘黃海棠的半致死溫度為-37.99℃，在3個(gè)供試品種中抗寒性最強(qiáng)（見表1）。

2.3 低溫處理后的分級(jí)情況

經(jīng)過(guò)低溫處理后，從冰箱取出，在室溫條件下放置24 h后進(jìn)行分級(jí)，按照受凍程度不同將凍害分為0一Ⅳ級(jí)，苗木各級(jí)判斷標(biāo)準(zhǔn)如下：0級(jí)（無(wú)凍害）一苗木正常；I級(jí)（輕度凍害）-1年牛枝髓部輕微變褐可恢復(fù)；Ⅱ級(jí)（中度凍害）-1年牛枝髓部嚴(yán)重變褐，木質(zhì)部輕微變褐；Ⅲ級(jí)（重度凍害）-1年牛枝木質(zhì)部嚴(yán)重變褐，韌皮部輕微變褐；Ⅳ級(jí)（嚴(yán)重凍害）-1年牛枝皮層變黑，韌皮部變褐。

在-28℃時(shí)，‘富士就有枝條表現(xiàn)出輕度凍害，‘寒富枝條無(wú)凍害。從.32℃到.36℃‘寒富從輕微凍害到部分枝條的重度凍害（表2），說(shuō)明‘寒富枝條的抗寒能力介于此值之間，結(jié)合電解質(zhì)滲透率的結(jié)果可進(jìn)一步確定‘寒富枝條的抗寒性。‘黃海棠則表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗寒能力。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)3個(gè)蘋果品種樣樹枝條的抗寒能力進(jìn)行測(cè)定分析，3個(gè)蘋果品種樣樹枝條經(jīng)不同梯度溫度的低溫脅迫后，枝條組織電解質(zhì)滲透率呈現(xiàn)“緩慢一迅速一緩慢”的“S”型變化，當(dāng)溫度在-35℃左右時(shí)，‘寒富的拐點(diǎn)（LT50）出現(xiàn)，此時(shí)的溫度是其受到凍害的敏感溫度，試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)照品種‘黃海棠的抗寒性比‘寒富的抗寒性強(qiáng)，而‘富士的抗寒性則沒(méi)有‘寒富的強(qiáng)，它們的抗寒性強(qiáng)弱依次是‘黃海棠>‘寒富>‘富士。在牛產(chǎn)栽培過(guò)程中‘富士會(huì)有凍害的發(fā)牛，而‘寒富和‘黃海棠則表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗寒性，這與試驗(yàn)情況較一致。結(jié)合凍害分級(jí)表現(xiàn)情況，‘寒富蘋果可以在伊犁河谷栽植，在逆溫帶區(qū)域可以安全越冬，部分平原區(qū)也可栽植。

4 討論

低溫凍害嚴(yán)重影響了果樹的生產(chǎn)和分布，也是果樹建園生產(chǎn)中常遇到的一種自然災(zāi)害。果樹大多生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，若受到低溫傷害將嚴(yán)重影響果樹栽培的經(jīng)濟(jì)效益。果樹在生長(zhǎng)過(guò)程中它的抗寒能力受到許多因素的影響，并且它的抗寒牛理過(guò)程也比較復(fù)雜，在試驗(yàn)過(guò)程中采用的降溫速度、低溫持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)度以及低溫處理后樣品的解凍速度都會(huì)影響到試驗(yàn)的結(jié)果。電導(dǎo)法是一種常規(guī)使用的測(cè)定方法，因?yàn)槭艿阶匀画h(huán)境條件和管理水平的影響，通常果樹的抗寒能力不能完全通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行確定，室內(nèi)測(cè)定不可能完全反映出自然條件下的凍害情況，試驗(yàn)的抗寒能力大小只是相對(duì)而言的。因此，對(duì)一個(gè)樹體抗性的了解，還需要結(jié)合牛產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行跟蹤調(diào)查，觀察在自然環(huán)境變化的過(guò)程中管理方法和環(huán)境條件的變化對(duì)樹體抗性的影響，從多方面對(duì)其抗寒能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。