不同木槿品種抗寒性研究

蔡衛(wèi)佳，阮倩倩，譚軍

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所，江蘇宿遷 223800）

植物的抗寒性研究是植物的抗性研究中一個(gè)重要領(lǐng)域。低溫是影響植物地理分布、生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)產(chǎn)量的一種常見(jiàn)的非生物脅迫因子，在嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致植物死亡，故研究植物抗寒性具有非常重要的意義[1-4]。

木槿（Hibiscus syriacus）為錦葵科木槿屬落葉灌木或小喬木，其品種眾多，分布廣泛，在盛夏季節(jié)開(kāi)花，花色豐富，常被用作庭園配置綠籬、孤植和叢植，具有很好的園林美化效果。不僅如此，木槿還具有清熱解毒、止癢化痰等較高的藥用價(jià)值[5]。目前，有關(guān)木槿的研究多集中于繁殖方法、經(jīng)濟(jì)利用等方面，均取得了一定進(jìn)展[6-8]，但對(duì)其抗逆性，特別是抗寒性的研究還不多。為研究不同木槿品種抗寒性之間的差異及其在蘇北地區(qū)的氣候適應(yīng)性，筆者通過(guò)其枝條相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定和生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)開(kāi)展研究，旨在為木槿良種的選育、引種及栽培區(qū)劃提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料選自江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院宿遷農(nóng)科所苗圃?xún)?nèi)15個(gè)木槿品種，根據(jù)花瓣類(lèi)型分為單瓣和重瓣2類(lèi)。2017年12月，每個(gè)品種隨機(jī)選取植株當(dāng)年生中部枝條作為材料。

1.2 方法

1.2.1 抗寒性測(cè)定試驗(yàn)。選取中段粗度一致的枝條，每個(gè)品種隨機(jī)取樣30個(gè)，剪成20 cm長(zhǎng)的枝段，用塑料袋裝好并做標(biāo)記，在0℃冰箱預(yù)處理1 d，然后置于低溫冰箱中冷凍處理。將5個(gè)溫度梯度設(shè)置為-5、-10、-15、-20、-25℃，以室溫作對(duì)照。以 5℃/h 的速率降低溫度，達(dá)到設(shè)定溫度后保持12 h，然后在0℃下靜置24 h后測(cè)量電導(dǎo)率。

電導(dǎo)率測(cè)定方法：將冷凍處理的枝條切成1 cm小塊（避開(kāi)芽），置于三角瓶中，每次處理約5 g，用蒸餾水反復(fù)沖洗3次。然后在三角瓶中加入50 ml去離子水，在搖床上搖動(dòng)30 min，靜置10 h，用電導(dǎo)儀測(cè)量電導(dǎo)值C1，將三角瓶放入沸水浴中30 min，取出靜置10 h，測(cè)量電導(dǎo)數(shù)值C2，重復(fù)測(cè)量3次。按下列公式計(jì)算：

1.2.2 生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)。于室內(nèi)溫室開(kāi)展試驗(yàn)，設(shè)置濕度75%，溫度22℃，將受凍后的枝條剪成每段保留2個(gè)芽的插穗，每個(gè)品種（不同溫度處理下）50個(gè)插穗，插于河砂基質(zhì)中，30 d后檢查插穗恢復(fù)情況。根據(jù)Stergios的標(biāo)準(zhǔn)[9]，任何能產(chǎn)生愈傷、生根、發(fā)芽或保持綠色的枝條，均表明這些枝條依然存活，依次記錄成活率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2013和SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算作圖和差異性分析。非線性回歸按Logistic方程Y=k/（1+ae-kt）進(jìn)行擬合，由擬合出的方程計(jì)算當(dāng)Y為50%時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度t值，即木槿枝條半致死溫度LT50。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同木槿品種枝條電導(dǎo)率受低溫的影響

電導(dǎo)率的大小反映了植物細(xì)胞透析電解質(zhì)的多少，膜透性越強(qiáng)，損傷程度越大，抗寒性越低[10]。試驗(yàn)中低溫處理對(duì)不同木槿枝條相對(duì)電導(dǎo)率變化情況如圖1所示，可以看出，隨著處理溫度的降低，枝條的相對(duì)電導(dǎo)率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，從-5℃至-15℃時(shí)電導(dǎo)率的變化幅度較小，從-15℃至-20℃迅速增長(zhǎng)，從-20℃至-25℃時(shí)曲線增長(zhǎng)趨勢(shì)逐漸變緩。在整個(gè)變化過(guò)程中，各品種的相對(duì)電導(dǎo)率具有相同的“S”型增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖1 不同溫度處理下枝條相對(duì)電導(dǎo)率趨勢(shì)圖

2.2 不同木槿品種半致死溫度的確定

由Logistic方程進(jìn)行擬合，得出15個(gè)木槿品種枝條抗寒性排序結(jié)果如表1所示，方程擬合度R2在0.890～0.965之間，擬合效果較好。各品種木槿枝條半致死溫度在-23.64～-16.57℃之間，均值為-20.59℃。根據(jù)LT50的高低，可以分為3類(lèi)：LT50在-23℃以下的，即抗寒性相對(duì)強(qiáng)的品種號(hào)依次為7、5號(hào)，占所測(cè)群體的13.3%；LT50在-23～-18℃的，即抗寒性相對(duì)一般的品種號(hào)依次為 13、3、11、10、9、14、1、15、4、8和12號(hào)，占73.3%；LT50在-18℃以上的，即抗寒性相對(duì)差的品種號(hào)依次為2、6號(hào)，占13.3%。由此可見(jiàn)，所測(cè)木槿品種間的抗寒性存在較大差異，雖抗寒性相對(duì)一般品種占大多數(shù)，但結(jié)合蘇北地區(qū)氣候特征（極低溫-15℃），大部分品種在該地區(qū)是有較好的低溫耐受性的。

2.3 不同木槿品種扦插成活率受低溫的影響及抗寒性的比較

生長(zhǎng)恢復(fù)法是評(píng)價(jià)苗木或嫩枝生長(zhǎng)活力強(qiáng)弱的一種方法，根據(jù)成活率等數(shù)據(jù)，可以判斷苗木或嫩枝在受到脅迫或傷害時(shí)的生根和發(fā)芽能力[11]。結(jié)合生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果加以驗(yàn)證（表2），發(fā)現(xiàn)15個(gè)木槿品種中，7號(hào)、5號(hào)抗寒性最強(qiáng)，在-25℃低溫時(shí)僅部分枝條受害，仍保持70%左右的成活率；2號(hào)和6號(hào)抗寒性最差，在-15℃時(shí)就有部分枝條凍死，-20℃時(shí)不能存活。生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)與電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果雖不完全相同，但總體上是一致的。

表1 不同木槿品種枝條抗寒性比較

表2 恢復(fù)生長(zhǎng)試驗(yàn)中不同溫度處理的木槿插條成活率

3 結(jié)論與討論

該次研究利用室內(nèi)人工模擬低溫梯度處理的方法對(duì)15個(gè)木槿品種枝條的抗寒性進(jìn)行了鑒定，通過(guò)相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定可以有效地將其抗寒性強(qiáng)弱區(qū)分開(kāi)，結(jié)合受凍枝條生長(zhǎng)恢復(fù)試驗(yàn)對(duì)結(jié)果加以驗(yàn)證，顯示出不同木槿品種的抗寒性不同，根據(jù)枝條LT50的高低將15個(gè)木槿品種分為了3類(lèi)，即抗寒性相對(duì)強(qiáng)的2個(gè)品種、抗寒性相對(duì)一般的11個(gè)品種和抗寒性相對(duì)弱的2個(gè)品種，LT50均值為-20.59℃。蘇北地區(qū)近10年低溫極值為-15℃，15個(gè)木槿品種中，大部分品種在蘇北地區(qū)氣候條件下無(wú)需保護(hù)措施即可安全過(guò)冬；2號(hào)和6號(hào)則需采取暖棚、堆土等改變小氣候條件的防護(hù)措施，以便安全過(guò)冬。不同花型（單瓣和重瓣）木槿品種的抗寒性無(wú)顯著差異。

樹(shù)木的抗寒能力受到樹(shù)種、環(huán)境、植株生長(zhǎng)狀態(tài)等多方面因素的影響，同一樹(shù)種不同品種、不同部位的抗寒性不同，同一品種在不同季節(jié)或地區(qū)的抗寒性也不同[12-14]。該試驗(yàn)研究了不同木槿品種間抗寒性的差異，提出了不同品種在蘇北地區(qū)的栽培和應(yīng)用建議，結(jié)果表明，木槿品種多為抗寒性強(qiáng)的園林樹(shù)種，能充分發(fā)揮其在我國(guó)中部及北方園林綠化中的價(jià)值。同時(shí)，不同木槿品種的抗寒性也有很大的差異，因此在北方地區(qū)進(jìn)行栽培應(yīng)用的過(guò)程中不應(yīng)盲目地引入，應(yīng)先通過(guò)引種試驗(yàn)，篩選出具有較強(qiáng)抗寒性的品種加以引進(jìn)。加強(qiáng)對(duì)抗寒性較弱品種的栽培管理，采取越冬保護(hù)措施，通過(guò)冬季適度煉苗提高其抗寒能力，同時(shí)開(kāi)展雜交育種工作，進(jìn)一步培育抗寒性較強(qiáng)、觀賞性?xún)?yōu)的新品種。