5個蘋果矮化砧木品種的抗寒性測定

王 瑾,陳淑英,秦德明,盧 磊,尚振江

（新疆伊犁哈薩克自治州林業(yè)科學(xué)研究院，新疆 伊犁 835000）

蘋果矮化密植栽培具有技術(shù)簡便、果品產(chǎn)量高、質(zhì)量優(yōu)等優(yōu)點，利用矮化砧進(jìn)行蘋果矮化密植栽培是蘋果發(fā)展的主要方向[1,2]。由于我國土壤類型、氣候條件、栽培管理技術(shù)和觀念、砧木品種的抗逆性等原因，矮化栽培仍然較少，其推廣仍有很大空間[3]。

果樹的抗寒性既受果樹自身遺傳因素的影響，也與環(huán)境及農(nóng)藝措施密切相關(guān)，研究果樹抗寒性對果樹區(qū)劃和發(fā)展果樹生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義[4]。電導(dǎo)法是對植物細(xì)胞膜透性鑒定較為簡便、準(zhǔn)確、快捷的一種方法[5]，是以生物膜學(xué)說為依據(jù)，通過測定處理前后的離子滲出率評定植物的抗寒性。受低溫脅迫的植物組織，由于細(xì)胞膜不同程度受損，膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)含物滲出量相應(yīng)增大，通過測定植物細(xì)胞電解質(zhì)的電導(dǎo)率，衡量植物受害程度，間接推斷出植物抗寒性[6～8]。牛立新[9]等在對28 個蘋果品種或優(yōu)系的抗寒性進(jìn)行測定時應(yīng)用此法，并指出電導(dǎo)法與生長萌發(fā)法在蘋果抗寒性鑒定上具有很好的一致性。Lyons 認(rèn)為，植物受到低溫影響后，細(xì)胞膜透性發(fā)生不同程度的增大，可溶性糖、K+等大量電解質(zhì)外滲[10]。朱根海等[11]認(rèn)為，可以用Logistic方程中拐點溫度來估計植物組織的低溫半致死溫度（LT50），以此作為植物抗寒力的數(shù)量指標(biāo)。羅正榮等[12]對柑橘抗寒力研究表明，細(xì)胞電解質(zhì)外滲率配以Logistic 方程，兩者具有很好的擬合度。

本文以5 個蘋果矮化砧木的一年生休眠枝條為試驗對象，通過低溫處理后枝條電解質(zhì)滲出率的測定及凍害分級情況，初步鑒定5 個蘋果矮化砧木的抗寒能力，為各優(yōu)良砧木在伊犁河谷地區(qū)的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗選用KM23、俄396、俄176、SH1 和M26 等5 個矮化砧木品種的一年生休眠枝作為試驗材料。這些材料均選自伊犁州林科院察布查爾縣科技試驗示范基地，無病蟲害，生長健壯，長勢一致。將枝條剪成長短一致的枝段，分成8 組，綁好，掛上標(biāo)簽，然后用塑料袋包裹，放在冰箱冷藏室貯存。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)7 個處理溫度，在超低溫冰箱中進(jìn)行。降溫處理和升溫處理的速度均為4 ℃/h，每當(dāng)降到所規(guī)定的溫度時持續(xù)10 h[13]，取出枝條在室溫條件下放置2 h，從中留1/2 第2 天進(jìn)行凍害分級。

1.3 電解質(zhì)滲透率的測定

將處理后的枝條分別用蒸餾水和雙重蒸餾水沖洗數(shù)次，擦干，避開芽眼剪成0.3 cm 的均勻小段，準(zhǔn)確稱取1.000 g，放入試管中，并加入20 mL 雙重蒸餾水，搖勻，在室溫下靜置10 h，搖勻后測出初電導(dǎo)值（S1）。然后封口，在水浴鍋中煮20 min，取出后涼至室溫，再測出終電導(dǎo)值（S2），每個溫度處理重復(fù)4 次。按照電解質(zhì)滲透率Y（%）=S1/S2×100 計算出電解質(zhì)滲透率[14,15]。

1.4 枝條低溫處理后的凍害分級

每個品種枝條根據(jù)采樣數(shù)量均勻分配后進(jìn)行不同低溫處理，處理后的枝條從冰箱取出，在室溫條件下放置24 h 進(jìn)行分級。分級標(biāo)準(zhǔn)如下[16]。

0 級（無凍害），苗木正常；Ι 級（輕度凍害），一年生枝髓部輕微變褐可恢復(fù)；Π 級（中度凍害），一年生枝髓部嚴(yán)重變褐，木質(zhì)部輕微變褐；Ⅲ級（重度凍害），一年生枝木質(zhì)部嚴(yán)重變褐，韌皮部輕微變褐；Ⅳ級（嚴(yán)重凍害），一年生枝皮層變黑，韌皮部變褐。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫處理對5 個蘋果矮化砧木品種枝條電解質(zhì)滲透率的影響

同等條件下，電導(dǎo)率越高，則抗寒性越差[17]。低溫處理后各蘋果矮化砧木枝條電解質(zhì)滲透率的變化如圖1，隨著溫度的降低，各砧木品種枝條的電解質(zhì)滲透率變化模式基本呈“S”型上升趨勢。當(dāng)溫度從-16 ℃降到-24 ℃時，各品種的電解質(zhì)滲透率均緩慢上升，其中M26 和SH1 的電解質(zhì)滲透率始終高于其他品種；當(dāng)溫度降至-28 ℃時，電解質(zhì)滲透率變化開始劇增，第1 個拐點出現(xiàn)，俄176 和M26 的電解質(zhì)滲出率的變化幅度較大，分別從26.43%和35.89%上升至45.29%和48.62%；當(dāng)溫度降至-36 ℃時，各品種電解質(zhì)滲出率的變化趨勢放緩，第2 個拐點出現(xiàn)。在整個低溫處理過程中，KM23 始終保持最低的電解質(zhì)滲出率，其次是俄396，表明KM23 與其他幾個品種之間的抗寒性有較大的差別。

2.2 低溫處理測定后計算半致死溫度

應(yīng)用Origin 軟件進(jìn)行分析后，用Logistic 方程Y=k/(1+ae-bt)[12]進(jìn)行擬合，并求出拐點的溫度，即LT50。對實驗室內(nèi)測定的在不同低溫處理枝條電解質(zhì)滲透率變化的值進(jìn)行分析后，5 個蘋果矮化砧木品種枝條電解質(zhì)滲透率的相關(guān)系數(shù)為0.86～0.97，均大于相關(guān)系數(shù)顯著臨界值0.708 4[15]。俄396 的半致死溫度為-34.05 ℃，抗寒性低于KM23；俄176 的半致死溫度為-31.62 ℃，SH1的半致死溫度為-30.21 ℃；M26 抗寒性最差，其半致死溫度為-27.87 ℃；而KM23 的半致死溫度為-35.35 ℃，在5 個供試品種中抗寒性最強（表1）。

表1 低溫處理后不同蘋果矮化砧木品種枝條的半致死溫度

2.3 低溫處理后的凍害分級

對低溫處理的枝條進(jìn)行凍害分級。當(dāng)處理溫度達(dá)到-28 ℃時，各蘋果矮化砧木品種枝條均表現(xiàn)出輕度凍害和中度凍害，尤其是M26 凍害程度最嚴(yán)重，共有10個枝條凍害等級達(dá)到Ⅱ級（表2），占比達(dá)到66.7%；當(dāng)處理溫度達(dá)到-32 ℃時SH1 有26 個枝條凍害等級為Ⅲ級，占比達(dá)到78.8%；M26 則92.9%為Ⅳ級凍害；俄396有10 個枝條凍害等級為Ⅱ級，占比達(dá)到58.8%。當(dāng)處理溫度達(dá)到-36 ℃時，KM23 有10 個枝條凍害等級為Ⅲ級，占比達(dá)到71.4%，俄396 有17 個枝條凍害等級為Ⅳ級，占比達(dá)到68.0%；SH1 有21 個枝條凍害等級為Ⅳ級，占比達(dá)到72.4%，余下的全為Ⅲ級凍害 (占比27.6%)；俄176 除了Ⅲ級凍害(占比85.7%)，就是Ⅳ級凍害(占比14.3%)；M26 除了Ⅲ級凍害(占比57.1%)，就是Ⅳ級凍害(占比42.9%)。綜合比較，KM23 表現(xiàn)出較強的抗寒性。

表2 低溫處理后不同蘋果矮化砧木品種枝條凍害分級

3 小結(jié)與討論

新疆伊犁河谷冬季氣溫較低，常出現(xiàn)十年一大凍、五年一小凍的周期性凍害，有些年份會出現(xiàn)-32 ℃以上的極端低溫氣候，蘋果樹體受到凍害侵襲，嚴(yán)重影響來年產(chǎn)量，果農(nóng)的種植積極性受到嚴(yán)重打擊。因此，篩選出適應(yīng)本地生長且耐受低溫的抗寒矮化砧木顯得尤為重要。本研究采用蘋果矮化砧木一年生離體枝條，通過超低溫冰箱處理后，對其電解質(zhì)滲出率進(jìn)行測定，且應(yīng)用Logistic 方程進(jìn)行擬合，5 個供試枝條電解質(zhì)滲出率隨著處理溫度的降低，呈“S”型曲線變化，它們的半致死溫度為-27.87～-35.35 ℃。不同品種間的抗寒能力存在較大差異，結(jié)合凍害分級可以判斷，其抗寒性強弱次序為KM23、俄396、俄176、SH1、M26。人工模擬低溫凍害的方式與自然環(huán)境條件下的凍害還存在差異，雖然不能完全反映復(fù)雜的自然氣候變化，但試驗測定是在同一條件下進(jìn)行的，能夠反映品種間抗寒能力的差異。根據(jù)近3年對各品種在田間生長情況及抗寒能力的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，它們的抗寒能力與本次測定結(jié)果基本相符。伊犁河谷平原區(qū)可以選擇抗寒性較強的蘋果矮化砧木品種KM23，嫁接抗寒能力強的‘寒富’‘蜜脆’等品種，可以安全越冬。在河谷逆溫帶則可以選擇抗寒能力較弱的俄396、俄176、SH1 和M26 砧木品種。