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俄罗斯紫叶小檗抗逆性初步研究

2019-07-05杜海波顾美影黄雪峰李振洲王淞麒

现代园艺·综合版 2019年3期
关键词:抗逆性

杜海波 顾美影 黄雪峰 李振洲 王淞麒

摘要:对白城地区的俄罗斯紫叶小檗进行了抗寒性、抗旱性以及抗病虫害的试验及观测研究,结果表明,俄罗斯紫叶小檗在吉林西部半干旱地区的生长状况良好。

关键词:俄罗斯紫叶小檗;抗逆性;电导法;白城地区

植物生长会遇到各种恶劣条件,导致-部分植物无法生存,而植物的抗逆性是植物应对胁迫因素的主要方式[1]。植物生长需要适宜的温度,低温是限制地球上植物分布与生长的重要因素,低温伤害更是农林生产中巨大的自然灾害之一[2]。我国干旱半干旱地区约占全国土地面积的1/3,干旱和水资源缺乏不仅是制约社会发展和生态环境建设的主要因素,也严重影响着植物的生长发育,因而对植物抗旱性的研究尤为重要[3,4]。

紫叶小檗佃erberis thunbergii ev.atropurpurea),又叫红叶小檗,小檗科小檗属,落叶灌木。原产于中国东北南部、华北及秦岭,多生于海拔1000M左右的林缘或疏林空地[5]。白城地区由于受寒冷干旱气候条件的限制,彩叶树种尤为单一匮乏。2008年白城市林业科学研究院引进俄罗斯紫叶小檗,2014年被批准立项,取得了引种栽培技术的成功[5]。本文利用电导法配合Logistic方程进行抗寒性试验、利用自然干旱胁迫进行抗旱性观测研究等,从而得出俄罗斯紫叶小檗在白城地区的抗逆性研究数据,旨在为俄罗斯紫叶小檗的抗逆性相关研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料:供试的俄罗斯紫叶小檗采自白城市生态林业试验示范林场,试验时间为2013~2015年。

1.1.2 试验仪器:DDS-ⅡA型电导仪(上海雷磁新泾仪器有限责任公司制造)测定电导值。

1.1.3 试验区概况:位于44°55′-45°09′N,122°05′~122°31′E。温带大陆性季风气候,冬季寒冷,春季干旱多风。年均降水量411.4mm,主要集中在6~8月,蒸发量1846.1mm,是降水量的4.5倍。年均气温4.4℃,极端最低温度-39.2℃,最高气温40℃,≥10℃年积温2915.3℃,无霜期135天,土壤为草甸化栗钙土。

1.2 试验方法

1.2.1 抗寒性试验。2014年8月,从2年生俄罗斯紫叶小檗实生苗外围采取发育正常的中部枝条,放入冰盒中取回,于超级恒温冰箱中进行降温。低温胁迫温度分别为:-10℃(对照)、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃、-40℃、-45℃。每个温度设3个重复。冷冻24h后取出,在4℃下解冻12h,先用自来水冲洗干净,再用去离子水冲洗3次,后用洁净的纱布擦净后晾干。

利用DDS-ⅡA型电导仪测定电导值。每样品称重0.5g,放入50mL三角瓶中加入40mL蒸馏水,于室内静置10h,测得的电导值为煮沸前电导值。然后沸水浴15min,静置2h,测得的电导值为煮沸后电导值。用电导法测定细胞电解质渗出率,配合Logistic方程,确定俄罗斯紫叶小檗的耐寒性。

电解质渗出率(相对电导率)(%)=煮沸前电导值/煮沸后电导值×100

1.2.2 抗旱性观测。于2013-2015年连续3年对俄罗斯紫叶小檗的抗旱情况进行了田间观测,在自然条件下,利用极端干旱事件所造成的干旱胁迫,观测树木自然形态变化,对树种的抗旱性进行评价[7]。

1.2 数据处理

试验数据使用Excel计算和作图,用SPSS19.0进行Logistic方程拟合。采用Logistic方程来表示紫叶小檗低温半致死温度。方程为:y=K/(1+ae-bx),式中y是紫叶小檗枝条相对电解质渗出率的估计值,X是处理温度,K是温度无限时y的极限量,a、b是参数[7]。

2 结果与分析

2.1 俄罗斯紫叶小檗树体生长量调查结果

对俄罗斯紫叶小檗进行为期2年的试验观测,分别记录详细生长情况。从表1可以看出,俄罗斯紫叶小檗年地径生长1cm,枝高年增长10cm,在试验地均生长良好。

2.2 俄罗斯紫叶小檗抗寒性试验结果

2.2.1 低温处理对俄罗斯紫叶小檗枝条电导率的影响。俄罗斯紫叶小檗的电导试验结果表明,随着处理温度的降低,电解质渗透率升高,相对电导率的升高是低温对原生质膜破坏的效应。俄罗斯紫叶小檗在低温处理的初期(-10~-30℃)相对电导率上升缓慢,趋势平缓;随着温度的持续降低,相对电导率急剧上升,随后又趋于平缓。俄罗斯紫叶小檗的相对电导率随着温度变化呈S型曲线,见图1。

2.2.2 俄罗斯紫叶小檗枝条半致死温度。电导法配合Logistic方程计算半致死温度(LT50)的测定方法简便、灵敏,现已应用于多种植物材料。本试验采用电导法配合Logistic方程计算半致死温度(LT50),通过不同低温处理后,俄罗斯紫叶小檗的半致死温度为-38.56℃,结果重复性较好与试验形态观察结果较一致(表2)。

2.2.3 俄罗斯紫叶小檗抗寒性田间试验观测结果。通过2013-2015年连续3年对俄罗斯紫叶小檗的露地越冬情况进行调查,发现在2013年冬季白城市极端最低气温-36℃,且持续时间较长的情况下,俄罗斯紫叶小檗在没有采取任何防寒措施的条件下能够安全越冬,没有发生任何枝条枯梢现象,表现出较强的抗寒性。

2.4 俄罗斯紫叶小檗抗旱性观测试验结果

干旱胁迫对植物生长的影响往往可以直观地从植株存活情况、叶片数量等生长指标上体现出来[9]。叶片是树木进行光合作用和呼吸作用的主要器官,在干旱胁迫下,叶片的形态结构变化最能反映树种对环境的适应性[10]。在2013~2015年连续3年干旱时期,通过田间观测叶片干枯及死亡情况,可以直观看出俄罗斯紫叶小檗树体的抗旱能力极强,结果见表3。

2.5 俄罗斯紫叶小檗杭病虫能力观测

于2013~2015年连续3年对俄罗斯紫叶小檗的抗病虫害特性进行田间观察,紫叶小檗生长期内没有感染任何病害,抗病能力较强;仅发现有蚜虫、介壳虫为害,可用烟头浸出液兑水10倍喷雾,有效率90%以上。

3 结论

用电导法配合Logistic方程测定俄罗斯紫叶小檗2年生枝条半致死温度-35.96℃,可以在白城地区自然过冬;俄罗斯紫叶小檗的抗旱性强;目前仅发现有蚜虫为害,可以用生物防治和化学药剂防治。

参考文献:

[1]朱雯雯.植物抗逆性的研究进展[J].研究报告,2017(7):133-135.

[2]林善枝,张志毅,林元震.植物杭冻蛋白及抗冻性分子改良[J].植物生理与分子生物学学报,2004(3):251-260.

[3]冯玉龙,姜淑梅,番茄对高根温引起的叶片水分胁迫的适应[J].生态学报,2001(5):747-751.

[4]曹艳春,司志国,赵振利.木本植物抗旱性研究进展[J].安徽农业科学,2016(12):192-194.

[5]褚衍东,闫志刚.绿化树種紫叶小檗丰产栽培技术[J].中国林副特产,2014(4):60,61

[6]杜海波,顾美影,李振洲,等.俄罗斯紫叶小檗引种栽培技术[J].现代农业科技,2018(3):156,161.

[7]李澍贵,施绘丽,马增旺,等.黄羊滩常用固沙植物的抗旱性调查[J].河北林业科技,2015(5):13-16.

[8]齐延巧,耿文娟,周伟权,等.两种枸杞的抗寒性研究[J].新疆农业科学,2016(12):2203-2209.

[9]周军,武金翠,杜宝明,等.4种藤本植物的抗旱性比较[J].江苏农业学报,2016(3):674-679.

[10]邓东周,范志平,李平,等.干旱胁迫下树木的抗旱机理与抗旱造林技术[J].安徽农业科学,2008(3):1005-1009.

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