李明刚 董德军 窦天图 赵则民

（1.吉林市林木种苗管理站，吉林 吉林 132013；2.吉林市林业科学研究院，吉林 吉林 132013）

水榆花楸（Sorbus alnifolia）蔷薇科花楸属，落叶乔本。广泛分布于北温带地区，主产于中国，从东北黑龙江至南部广西均有分布，分布海拔为800~1 400 m[1]。水榆花楸冠形优美、果红色或橘红色、秋叶金色，是集观叶、观花、观果、观型兼备的珍贵观赏树种，其果实营养丰富，具有多种食疗保健功能，是酿酒、果汁等良好的原料；同时树体内富含黄酮和多糖化合物，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤等药用功效；该树种耐干旱、耐瘠薄，对SO2和烟尘污染物具有较强的抗性[2-3]，在天然林和城市绿化中发挥着重要的生态功能。

目前有关水榆花楸种苗抗逆性研究尚处于起步阶段，其研究仅在水分胁迫对2 年生水榆花楸盆栽苗生理特性的影响[4]，有关水榆花楸田间越冬抗逆性及超低温胁迫抗寒性研究未见相关报道。

田间越冬抗逆性及超低温胁迫常温水培萌发测定植物抗寒性研究，此法直观，简单易性，已被广泛应用[5]。本研究以连续2 年田间越冬抗逆性和室内-40℃超低温胁迫水培抗寒性测定，利用平均冻梢长度（或平均干梢长度）、冻害率（或受害率）和冻害指数（受害指数）为度量指标，旨在筛选出水榆花楸抗逆性家系，为抗逆性良种选育提供技术支撑。

1 试验地自然概况

试验地设在吉林市龙潭区实验林场和蛟河市天北镇保权村，地理位置、海拔和气候因子见表1。

表1 试验地自然概况

2 材料与方法

2.1 材 料

以水榆花楸5 个种群25 个家系（含9 个优良单株家系）1~2 年生播种苗为试验材料，9 个优良单株家系中23#、137# 来自于吉林龙潭山种群，86#、90#、92#、94# 来自吉林建华新村种群，102#、104#来至抚松珠宝岗种群，130#来自舒兰石河林场种群，对照为25 个家系整体均值。田间越冬性试验于2021~2022 年连续2 年，每年5 月初测定越冬后播种苗干梢情况，每个家系测定30~50 株；低温胁迫常温水培萌发抗寒性测定于2020 年12 月初在吉林市林科院植物生理实验室进行。选取长势一致，充分成熟的1 年生播种苗枝条，剪取30 cm 作为试验材料。

2.2 方 法

2.2.1 田间抗逆性测定

调查水榆花楸各个家系播种苗平均干梢长度，参照李静等[6]的方法，根据水榆花楸家系播种苗枝条受害状况，确定受害等级、分级标准和各等级代表数值（表2）。对各家系每株受害程度进行现场测定，确定受害等级，计算各家系苗的平均干梢长度、受害率和受害指数。

表2 水榆花楸家系受害等级与分级标准

2.2.2 -40℃超低温胁迫常温水培萌发抗寒性测定

将剪取的枝条洗净擦干后，装入聚乙烯自封袋中，标记家系代号、处理温度和处理天数，每个家系装2 袋，每袋30 株，全部置于超低温冰箱中。以2℃/h 的速度进行降温，降至-40℃后维持1 d 和3 d。然后5℃冰箱中解冻12 h 后，将各家系枝条放置于室内20~25℃环境下水中培养。每天换水1 次，30 d后调查枝条冻梢情况，统计平均冻梢长度、枝条死亡率、冻害率和冻害指数，并以此作为水榆花楸家系是否遭受冻害的指标[7]（表3）。

表3 水榆花楸家系冻害等级与分级标准

2.2.3 干梢或冻梢判定标准

干梢或冻梢的枝条不发芽；树皮有明显变色痕迹，皮色变黑色或暗褐色或红褐色；树皮干缩成竖条状。

2.3 数据处理

采用Excel 2010 进行数据的相关分析。

3 结果与分析

3.1 水榆花楸家系播种苗的抗逆性测定

3.1.1 水榆花楸家系播种苗田间越冬抗逆性测定

水榆花楸家系1、2 年生播种苗的平均干梢由表4 可知，随着水榆花楸家系苗龄的增长，其抗逆性逐渐增强。其中：23#和130#家系1、2 年生播种苗均未出现干梢现象，表现极强的抗逆性；86#和90#家系1 年生播种苗平均干梢长度≤0.5 mm，受害率≤15%，受害指数≤3%，2 年生播种苗无干梢现象，表现出很强的抗逆性；102#、92#和137#家系1、2 年生播种苗平均干梢长度≤0.5 mm，受害率≤20%，受害指数≤5%，表现出较强的抗逆性；94#和104#家系1、2 年生播种苗平均干梢长度≤10 mm，受害率≤36.1%，受害指数≤13%，其抗逆性略高于对照，表现中等偏上的抗逆性。

表4 水榆花楸田间越冬抗逆性测定结果

3.1.2 抗病、虫、鼠害

通过对长白山天然林水榆花楸分布区及水榆花楸经营性苗圃进行连续6 年调查发现，经营性苗圃水榆花楸播种苗有零星的蚜虫、黄刺蛾等轻度危害外，无其他病、虫、鼠害危害；在水榆花楸天然林分布区内未发现有轻度及以上程度的病、虫、鼠害危害。表明水榆花楸具有较强抵抗病、虫、鼠害的能力。

3.2 -40℃超低温胁迫水榆花楸家系抗寒性测定

由表5 可知，经过低温胁迫处理后，每个家系枝条受冻害程度不同，随着-40℃温度处理天数的增加，平均冻梢长度、死亡率、冻害率和冻害指数明显增加，但不同家系冻害程度不同。在-40℃超低温处理3 d 后，23#、86#、90# 和130# 家系均无冻梢和死亡现象，表现极强的抗寒性；94#和102#家系平均冻梢长度≤1.5 mm，死亡率为0，冻害率≤45%，冻害指数≤5%，表现出较强的抗寒性；92#和137#家系平均冻梢长度≤3 mm，死亡率为0，冻害率≤50%，冻害指数≤10%，表现较强的抗寒性；104#家系平均冻梢长度为5.0 mm，死亡率10.0%，冻害指数为16.0%，其抗寒性略高于对照，表现中等偏上的抗寒性。

表5 -40℃超低温胁迫处理1、3 d 后水榆花楸家系1 年生播种苗枝条抗寒性比较

4 结论与讨论

应用田间越冬抗逆性指标，即平均干梢长度、受害率和受害指数三个筛选指标可以较为客观反映水榆花楸抵抗低温、干旱、冻拔和倒春寒等多种环境因子综合抗逆性能力，此方法较为直观，易操作、简单易性，可大大减少内外业调查与分析工作量，使每一步调查分析都有明确的目的性，实用于同种不同单株、家系或无性系抗逆性筛选的推广与应用。

因田间越冬抗逆性指标仅进行连续2 年的调查，期间并末出现历史极端气温，并不能完全代表筛选的水榆花楸家系具有真正的抗逆性，特别是抵抗极端低温的抗寒性，为弥补这一缺憾，采用了室内人工模拟超低温胁迫法，即-40℃超低温胁迫水榆花楸家系休眠枝条1 d 和3 d 常温水培萌发抗寒性测定，利用家系间平均冻梢长度、死亡率、冻害率和冻害指数四项抗寒性指数，筛选抗寒水榆花楸优良家系。

综合田间越冬抗逆性测定、抗病、虫、鼠害能力及室内-40℃超低温胁迫抗寒指标测定结果，23#、86#、90#和130#家系抗逆性极强；102#、92#和137#为抗逆性较强，94#和104#抗逆性中等偏上。

植物的抗寒力虽然是一个遗传性状，但它受环境的影响和塑造较大。植物在自然界受到多种环境因子和生物因子的综合作用，其抗寒力也必然受到温度以外的其他因子的影响[8]。如北方地区的植物不仅要经历冬季漫长的低温阶段，而且还会受到严重的干旱、冻拔和倒春寒的影响。因此对植物抗寒力评价时，必须综合考虑，才能不失偏颇，避免对生产和应用造成错误的引导。