俄羅斯紫葉小檗抗逆性初步研究

杜海波 顧美影 黃雪峰 李振洲 王淞麒

摘要：對(duì)白城地區(qū)的俄羅斯紫葉小檗進(jìn)行了抗寒性、抗旱性以及抗病蟲害的試驗(yàn)及觀測(cè)研究，結(jié)果表明，俄羅斯紫葉小檗在吉林西部半干旱地區(qū)的生長(zhǎng)狀況良好。

關(guān)鍵詞：俄羅斯紫葉小檗;抗逆性;電導(dǎo)法;白城地區(qū)

植物生長(zhǎng)會(huì)遇到各種惡劣條件，導(dǎo)致-部分植物無(wú)法生存，而植物的抗逆性是植物應(yīng)對(duì)脅迫因素的主要方式[1]。植物生長(zhǎng)需要適宜的溫度，低溫是限制地球上植物分布與生長(zhǎng)的重要因素，低溫傷害更是農(nóng)林生產(chǎn)中巨大的自然災(zāi)害之一[2]。我國(guó)干旱半干旱地區(qū)約占全國(guó)土地面積的1/3，干旱和水資源缺乏不僅是制約社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要因素，也嚴(yán)重影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育，因而對(duì)植物抗旱性的研究尤為重要[3，4]。

紫葉小檗佃erberis thunbergii ev.atropurpurea），又叫紅葉小檗，小檗科小檗屬，落葉灌木。原產(chǎn)于中國(guó)東北南部、華北及秦嶺，多生于海拔1000M左右的林緣或疏林空地[5]。白城地區(qū)由于受寒冷干旱氣候條件的限制，彩葉樹(shù)種尤為單一匱乏。2008年白城市林業(yè)科學(xué)研究院引進(jìn)俄羅斯紫葉小檗，2014年被批準(zhǔn)立項(xiàng)，取得了引種栽培技術(shù)的成功[5]。本文利用電導(dǎo)法配合Logistic方程進(jìn)行抗寒性試驗(yàn)、利用自然干旱脅迫進(jìn)行抗旱性觀測(cè)研究等，從而得出俄羅斯紫葉小檗在白城地區(qū)的抗逆性研究數(shù)據(jù)，旨在為俄羅斯紫葉小檗的抗逆性相關(guān)研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料：供試的俄羅斯紫葉小檗采自白城市生態(tài)林業(yè)試驗(yàn)示范林場(chǎng)，試驗(yàn)時(shí)間為2013～2015年。

1.1.2 試驗(yàn)儀器：DDS-ⅡA型電導(dǎo)儀（上海雷磁新涇儀器有限責(zé)任公司制造）測(cè)定電導(dǎo)值。

1.1.3 試驗(yàn)區(qū)概況：位于44°55′-45°09′N，122°05′～122°31′E。溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季寒冷，春季干旱多風(fēng)。年均降水量411.4mm，主要集中在6～8月，蒸發(fā)量1846.1mm，是降水量的4.5倍。年均氣溫4.4℃，極端最低溫度-39.2℃，最高氣溫40℃，≥10℃年積溫2915.3℃，無(wú)霜期135天，土壤為草甸化栗鈣土。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 抗寒性試驗(yàn)。2014年8月，從2年生俄羅斯紫葉小檗實(shí)生苗外圍采取發(fā)育正常的中部枝條，放入冰盒中取回，于超級(jí)恒溫冰箱中進(jìn)行降溫。低溫脅迫溫度分別為：-10℃（對(duì)照）、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃、-40℃、-45℃。每個(gè)溫度設(shè)3個(gè)重復(fù)。冷凍24h后取出，在4℃下解凍12h，先用自來(lái)水沖洗干凈，再用去離子水沖洗3次，后用潔凈的紗布擦凈后晾干。

利用DDS-ⅡA型電導(dǎo)儀測(cè)定電導(dǎo)值。每樣品稱重0.5g，放入50mL三角瓶中加入40mL蒸餾水，于室內(nèi)靜置10h，測(cè)得的電導(dǎo)值為煮沸前電導(dǎo)值。然后沸水浴15min，靜置2h，測(cè)得的電導(dǎo)值為煮沸后電導(dǎo)值。用電導(dǎo)法測(cè)定細(xì)胞電解質(zhì)滲出率，配合Logistic方程，確定俄羅斯紫葉小檗的耐寒性。

電解質(zhì)滲出率（相對(duì)電導(dǎo)率）（%）=煮沸前電導(dǎo)值/煮沸后電導(dǎo)值×100

1.2.2 抗旱性觀測(cè)。于2013-2015年連續(xù)3年對(duì)俄羅斯紫葉小檗的抗旱情況進(jìn)行了田間觀測(cè)，在自然條件下，利用極端干旱事件所造成的干旱脅迫，觀測(cè)樹(shù)木自然形態(tài)變化，對(duì)樹(shù)種的抗旱性進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]。

1.2 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel計(jì)算和作圖，用SPSS19.0進(jìn)行Logistic方程擬合。采用Logistic方程來(lái)表示紫葉小檗低溫半致死溫度。方程為：y=K/（1+ae-bx），式中y是紫葉小檗枝條相對(duì)電解質(zhì)滲出率的估計(jì)值，X是處理溫度，K是溫度無(wú)限時(shí)y的極限量，a、b是參數(shù)[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 俄羅斯紫葉小檗樹(shù)體生長(zhǎng)量調(diào)查結(jié)果

對(duì)俄羅斯紫葉小檗進(jìn)行為期2年的試驗(yàn)觀測(cè)，分別記錄詳細(xì)生長(zhǎng)情況。從表1可以看出，俄羅斯紫葉小檗年地徑生長(zhǎng)1cm，枝高年增長(zhǎng)10cm，在試驗(yàn)地均生長(zhǎng)良好。

2.2 俄羅斯紫葉小檗抗寒性試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 低溫處理對(duì)俄羅斯紫葉小檗枝條電導(dǎo)率的影響。俄羅斯紫葉小檗的電導(dǎo)試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著處理溫度的降低，電解質(zhì)滲透率升高，相對(duì)電導(dǎo)率的升高是低溫對(duì)原生質(zhì)膜破壞的效應(yīng)。俄羅斯紫葉小檗在低溫處理的初期（-10～-30℃）相對(duì)電導(dǎo)率上升緩慢，趨勢(shì)平緩;隨著溫度的持續(xù)降低，相對(duì)電導(dǎo)率急劇上升，隨后又趨于平緩。俄羅斯紫葉小檗的相對(duì)電導(dǎo)率隨著溫度變化呈S型曲線，見(jiàn)圖1。

2.2.2 俄羅斯紫葉小檗枝條半致死溫度。電導(dǎo)法配合Logistic方程計(jì)算半致死溫度（LT50）的測(cè)定方法簡(jiǎn)便、靈敏，現(xiàn)已應(yīng)用于多種植物材料。本試驗(yàn)采用電導(dǎo)法配合Logistic方程計(jì)算半致死溫度（LT50），通過(guò)不同低溫處理后，俄羅斯紫葉小檗的半致死溫度為-38.56℃，結(jié)果重復(fù)性較好與試驗(yàn)形態(tài)觀察結(jié)果較一致（表2）。

2.2.3 俄羅斯紫葉小檗抗寒性田間試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果。通過(guò)2013-2015年連續(xù)3年對(duì)俄羅斯紫葉小檗的露地越冬情況進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在2013年冬季白城市極端最低氣溫-36℃，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，俄羅斯紫葉小檗在沒(méi)有采取任何防寒措施的條件下能夠安全越冬，沒(méi)有發(fā)生任何枝條枯梢現(xiàn)象，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗寒性。

2.4 俄羅斯紫葉小檗抗旱性觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果

干旱脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)的影響往往可以直觀地從植株存活情況、葉片數(shù)量等生長(zhǎng)指標(biāo)上體現(xiàn)出來(lái)[9]。葉片是樹(shù)木進(jìn)行光合作用和呼吸作用的主要器官，在干旱脅迫下，葉片的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化最能反映樹(shù)種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性[10]。在2013～2015年連續(xù)3年干旱時(shí)期，通過(guò)田間觀測(cè)葉片干枯及死亡情況，可以直觀看出俄羅斯紫葉小檗樹(shù)體的抗旱能力極強(qiáng)，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.5 俄羅斯紫葉小檗杭病蟲能力觀測(cè)

于2013～2015年連續(xù)3年對(duì)俄羅斯紫葉小檗的抗病蟲害特性進(jìn)行田間觀察，紫葉小檗生長(zhǎng)期內(nèi)沒(méi)有感染任何病害，抗病能力較強(qiáng);僅發(fā)現(xiàn)有蚜蟲、介殼蟲為害，可用煙頭浸出液兌水10倍噴霧，有效率90%以上。

3 結(jié)論

用電導(dǎo)法配合Logistic方程測(cè)定俄羅斯紫葉小檗2年生枝條半致死溫度-35.96℃，可以在白城地區(qū)自然過(guò)冬;俄羅斯紫葉小檗的抗旱性強(qiáng);目前僅發(fā)現(xiàn)有蚜蟲為害，可以用生物防治和化學(xué)藥劑防治。

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