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

關(guān)鍵詞：俄羅斯紫葉小檗;抗逆性;電導法;白城地區(qū)

植物生長會遇到各種惡劣條件，導致-部分植物無法生存，而植物的抗逆性是植物應對脅迫因素的主要方式[1]。植物生長需要適宜的溫度，低溫是限制地球上植物分布與生長的重要因素，低溫傷害更是農(nóng)林生產(chǎn)中巨大的自然災害之一[2]。我國干旱半干旱地區(qū)約占全國土地面積的1/3，干旱和水資源缺乏不僅是制約社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)的主要因素，也嚴重影響著植物的生長發(fā)育，因而對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，彩葉樹種尤為單一匱乏。2008年白城市林業(yè)科學研究院引進俄羅斯紫葉小檗，2014年被批準立項，取得了引種栽培技術(shù)的成功[5]。本文利用電導法配合Logistic方程進行抗寒性試驗、利用自然干旱脅迫進行抗旱性觀測研究等，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)試驗示范林場，試驗時間為2013～2015年。

1.1.2 試驗儀器：DDS-ⅡA型電導儀（上海雷磁新涇儀器有限責任公司制造）測定電導值。

1.1.3 試驗區(qū)概況：位于44°55′-45°09′N，122°05′～122°31′E。溫帶大陸性季風氣候，冬季寒冷，春季干旱多風。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℃，無霜期135天，土壤為草甸化栗鈣土。

1.2 試驗方法

1.2.1 抗寒性試驗。2014年8月，從2年生俄羅斯紫葉小檗實生苗外圍采取發(fā)育正常的中部枝條，放入冰盒中取回，于超級恒溫冰箱中進行降溫。低溫脅迫溫度分別為：-10℃（對照）、-15℃、-20℃、-25℃、-30℃、-35℃、-40℃、-45℃。每個溫度設(shè)3個重復。冷凍24h后取出，在4℃下解凍12h，先用自來水沖洗干凈，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型電導儀測定電導值。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，測得的電導值為煮沸前電導值。然后沸水浴15min，靜置2h，測得的電導值為煮沸后電導值。用電導法測定細胞電解質(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（相對電導率）（%）=煮沸前電導值/煮沸后電導值×100

1.2.2 抗旱性觀測。于2013-2015年連續(xù)3年對俄羅斯紫葉小檗的抗旱情況進行了田間觀測，在自然條件下，利用極端干旱事件所造成的干旱脅迫，觀測樹木自然形態(tài)變化，對樹種的抗旱性進行評價[7]。

1.2 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用Excel計算和作圖，用SPSS19.0進行Logistic方程擬合。采用Logistic方程來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電解質(zhì)滲出率的估計值，X是處理溫度，K是溫度無限時y的極限量，a、b是參數(shù)[7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 俄羅斯紫葉小檗樹體生長量調(diào)查結(jié)果

對俄羅斯紫葉小檗進行為期2年的試驗觀測，分別記錄詳細生長情況。從表1可以看出，俄羅斯紫葉小檗年地徑生長1cm，枝高年增長10cm，在試驗地均生長良好。

2.2 俄羅斯紫葉小檗抗寒性試驗結(jié)果

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

2.2.2 俄羅斯紫葉小檗枝條半致死溫度。電導法配合Logistic方程計算半致死溫度（LT50）的測定方法簡便、靈敏，現(xiàn)已應用于多種植物材料。本試驗采用電導法配合Logistic方程計算半致死溫度（LT50），通過不同低溫處理后，俄羅斯紫葉小檗的半致死溫度為-38.56℃，結(jié)果重復性較好與試驗形態(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觀測結(jié)果。通過2013-2015年連續(xù)3年對俄羅斯紫葉小檗的露地越冬情況進行調(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)時間較長的情況下，俄羅斯紫葉小檗在沒有采取任何防寒措施的條件下能夠安全越冬，沒有發(fā)生任何枝條枯梢現(xiàn)象，表現(xiàn)出較強的抗寒性。

2.4 俄羅斯紫葉小檗抗旱性觀測試驗結(jié)果

干旱脅迫對植物生長的影響往往可以直觀地從植株存活情況、葉片數(shù)量等生長指標上體現(xiàn)出來[9]。葉片是樹木進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)變化最能反映樹種對環(huán)境的適應性[10]。在2013～2015年連續(xù)3年干旱時期，通過田間觀測葉片干枯及死亡情況，可以直觀看出俄羅斯紫葉小檗樹體的抗旱能力極強，結(jié)果見表3。

2.5 俄羅斯紫葉小檗杭病蟲能力觀測

于2013～2015年連續(xù)3年對俄羅斯紫葉小檗的抗病蟲害特性進行田間觀察，紫葉小檗生長期內(nèi)沒有感染任何病害，抗病能力較強;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

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

參考文獻：

[1]朱雯雯.植物抗逆性的研究進展[J].研究報告，2017（7）：133-135.

[2]林善枝，張志毅，林元震.植物杭凍蛋白及抗凍性分子改良[J].植物生理與分子生物學學報，2004（3）：251-260.

[3]馮玉龍，姜淑梅，番茄對高根溫引起的葉片水分脅迫的適應[J].生態(tài)學報，2001（5）：747-751.

[4]曹艷春，司志國，趙振利.木本植物抗旱性研究進展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2016（12）：192-194.

[5]褚衍東，閆志剛.綠化樹種紫葉小檗豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J].中國林副特產(chǎn)，2014（4）：60，61

[6]杜海波，顧美影，李振洲，等.俄羅斯紫葉小檗引種栽培技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018（3）：156，161.

[7]李澍貴，施繪麗，馬增旺，等.黃羊灘常用固沙植物的抗旱性調(diào)查[J].河北林業(yè)科技，2015（5）：13-16.

[8]齊延巧，耿文娟，周偉權(quán)，等.兩種枸杞的抗寒性研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學，2016（12）：2203-2209.

[9]周軍，武金翠，杜寶明，等.4種藤本植物的抗旱性比較[J].江蘇農(nóng)業(yè)學報，2016（3）：674-679.

[10]鄧東周，范志平，李平，等.干旱脅迫下樹木的抗旱機理與抗旱造林技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2008（3）：1005-1009.