不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗抗寒性试验

摘要：以河南、山西、陕西、辽宁省不同种源酸枣种子播种得到的一年生实生苗和新疆本地种源不同树龄（一年生、二年生）、不同株型（直立枝弯曲型、直立枝开叉型、丛生型）酸枣实生苗为试验材料，测定不同低温处理和冬季自然降温条件下酸枣实生苗离体枝条的电导率，计算得到各处理的枝条电解质相对外渗率，应用Logistic方程建立回归模型，通过显著性检验，结合Logistic方程拐点确定了酸枣实生苗枝条细胞的低温半致死温度，以此作为衡量酸枣抗寒性能的数量指标。结果表明，酸枣实生苗枝条的电解质相对外渗率均随温度的降低而增加，温度与枝条电解质相对外渗率之间的关系呈现“S”型曲线变化；不同外地种源酸枣一年生实生苗抗寒性的高低排序依次为河北省、山西省、辽宁省、陕西省，本地种源酸枣实生苗不同树龄抗寒性的高低排序依次为二年生、一年生，本地种源酸枣实生苗不同株型抗寒性的高低排序依次为直立枝弯曲型、直立枝开叉型、丛生型。

关键词：酸枣；实生苗；抗寒性；半致死温度

中图分类号：S665.1；S604+.3；Q948.112+.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）06-1325-05

低温冻害是影响农业生产的重要环境因素之一，特别是对于多年生的果树来讲，一旦受害将影响未来数年的收益，甚至会出现绝产绝收的严重后果，因此果树相比其他农作物在冻后恢复生产的难度更大[1]。近年来，新疆维吾尔自治区（以下简称新疆）的枣（Ziziphus jujuba Mill.）业生产发展迅猛，老产区扩大面积、新产区标准园建植正如火如荼展开；采用酸枣[Z. jujuba Mill. var. spinosa（Bunge）Hu ex H.F.Chow.]直播建园、次年嫁接的技术扩大枣树面积收效显著、成园快速，因此新疆各地对酸枣种子的需求逐年扩大。作为嫁接砧木，新疆栽植的大部分酸枣种源由不同地方引进[2]。由于酸枣种子类型差较大，受种源影响的实生苗变异也大，使枣树在生产上的抗逆性表现有所下降。砧木能否抵挡严寒在新疆是一个很现实的问题[3，4]，而有关酸枣枝条抗寒能力的研究尚鲜见报道。为此，试验以不同种源酸枣实生苗、本地酸枣实生苗不同树龄及株型为试材，比较不同低温处理条件下酸枣实生苗离体枝条的电导率差异，根据电导率计算电解质相对外渗率，结合Logistic方程拟合曲线，用Logistic方程曲线中的拐点温度来估计酸枣实生苗枝条组织中的低温半致死温度（Semi-lethal temperature，LT50），以此作为衡量酸枣抗寒性能的数量指标。并对不同种源酸枣实生苗、本地酸枣实生苗不同树龄及株型的抗寒性进行了分析对比，以期筛选出抗寒能力强的酸枣类型，为生产上技术措施的制订和枣树理论研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2011年3月，分别将从河南、山西、陕西、辽宁省的枣产区引进的酸枣种子与新疆阿拉尔市出产的酸枣种子同时播种在塔里木大学植物科学学院园艺站试验地内，不同种源单独安排在相邻的试验小区，待幼苗出土后，保持正常、统一的田间管理。

1.2 方法

1.2.1 自然降温条件下枝条处理 在2011年10月、11月、12月和2012年1月、2月、3月，于每个月的中旬，分别在田间选取从河南、山西、陕西、辽宁省种源得到的生长一致的一年生实生苗枝条，本地酸枣分别取一年生、二年生实生苗（在株型方面还有直立枝开叉型、直立枝弯曲型、丛生型3种类型之分），计有60个处理；在避开芽眼后剪取下来，包在湿纱布（以捏住纱布后挤不出水为度）中保存，迅速带回塔里木大学植物科学学院实验室。在实验室里，将所有枝条剪成10～15 cm长的枝段，用自来水冲洗，除去表面的污物，然后用去离子水冲洗3次，再用干净滤纸吸干枝条表面水分后，保存在铺有湿纱布或湿滤纸的瓷盘中[5]。每个处理30支枝条，3次重复，每重复10支枝条；等待下一步的测定。

1.2.2 人工低温处理 2011年10月中旬将田间剪取的不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条在实验室完成前处理后，于枝条末端实施蜡封，将蜡封后各个不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条分成相等的若干份，装入聚乙烯塑料袋中，放于冰箱中（0～4 ℃）保存备用。每次测定电导率时，在获得了相关的对照数据后，取参试的枝条放于WD4005低温试验箱内进行低温处理，分别设定箱内温度为

-10、-15、-20、-25、-30、-35、-40 ℃梯度序列，降温速度为4 ℃/h，达到目的处理温度后维持24 h；然后逐步升温至室温，升温速度亦为4 ℃/h[5-7]。计有70个处理，每种处理30支枝条，3次重复，每重复10支枝条。

1.2.3 枝条电导率测定与电解质相对外渗率计算 将所有做电导率测定的酸枣实生苗枝条剪成0.5 cm左右的小段，然后各处理都先称取1 g试样分别投入三角瓶中，加入50 mL的去离子水，浸泡24 h后，用DDS-11C型电导仪分别测定枝条浸出液的电导率，重复3次得到各处理的对照电导率；再把经低温处理后的各处理枝条剪成0.5 cm左右的小段，然后各称取1 g试样投入三角瓶中，加入50 mL的去离子水，浸泡24 h后测定各浸出液的电导率，重复3次，得到各自的不同低温处理电导率；接下来将各低温处理后的枝条放入水浴锅中煮沸1 h，杀死植物组织，再加去离子水补充到原来溶液的容量，静置冷却1 h后再测定其各自煮沸后浸出液的电导率[5-7]，重复3次，取均值；用公式计算各处理枝条的电解质相对外渗率[8]。

电解质相对外渗率=[（低温处理电导率-对照电导率）/（煮沸后电导率-对照电导率）]×100%。

1.3 Logistic方程拟合和低温半致死温度计算

将不同处理温度与电解质相对外渗率之间的关系用DPS统计软件进行非线性回归分析[9]，采用Logistic方程y=Wm/（1+ea+bx）来拟合；方程中，y为植物组织的电解质相对外渗率，特征值Wm是y的理论上限（极限电解质相对外渗率），x表示处理温度，a、b是方程的待定系数[10]；为了确定a和b的数值，可以将Logistic方程转变成电解质相对外渗率与处理温度的直线方程y=a+bt，通过直线回归的方法可求得a、b的数值及相关系数；再将数据拟合Logistic方程，达到极显著水平后，则由Logistic方程求得二级导数，得出t=ln（a/b），此时的特征值t就是方程曲线的拐点温度，即低温半致死温度（LT50）[5]；用试验得到的Logistic方程中的拐点温度来估计酸枣实生苗枝条的低温半致死温度，以此作为衡量酸枣抗寒性能的数量指标[11]。

1.4 数据处理分析

试验中得到的电解质相对外渗率的动态数据采用Microsoft Office Excel 2003软件进行预处理，采用SPSS 13.0 统计软件进行邓肯氏新复极差测验（Duncan′s new multiple-range test），并进行多重比较（LSD）分析。

2 结果与分析

2.1 不同低温处理对酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率的影响

对酸枣实生苗枝条在不同低温处理条件下得到的电解质相对外渗率取平均值后作图，得到图1。从图1可见，酸枣实生苗枝条在不同的低温环境下，电解质相对外渗率的动态变化呈“S”型曲线。从图1还可以看出，随着处理温度的降低，酸枣实生苗枝条的电解质相对外渗率不断增加；在低温处理高位（-10～-15 ℃），枝条的电解质相对外渗率上升平缓；而在低温处理中位（-15～-30 ℃），枝条的电解质相对外渗率急剧上升；到低温处理低位（-30～-40 ℃），枝条的电解质相对外渗率又趋于平缓。在电解质相对外渗率水平急剧增加的-15～-30 ℃区间，半致死温度（LT50）就处在其中，说明在这个低温范围内，低温对酸枣实生苗枝条细胞膜的破坏效应最大，这与前人的研究结果是相吻合的[12-14]。

2.2 不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率的差异比较

2.2.1 不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条在自然环境温度下电解质相对外渗率的变化 不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条在自然环境温度下电解质相对外渗率的动态变化情况见图2。从图2可以看出，随着时间的进程，酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率表现出先上升、后下降的变化趋势，在2012年1月达到峰值，说明在隆冬时节的环境低温对酸枣的伤害最大；其中一年生丛生株型酸枣实生苗在每个月的枝条电解质相对外渗率都高于其他参试材料，说明其抗寒能力最弱；而在同一时间的二年生丛生株型酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率小于同株型的一年生酸枣实生苗枝条，说明二年生酸枣的抗寒能力优于一年生的。从整体情况看，河北省种源的酸枣抗寒能力强于其他酸枣种源地，不同外地种源酸枣一年生实生苗抗寒性的高低排序依次为河北省、山西省、辽宁省、陕西省。

2.2.2 不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条在室内低温处理下电解质相对外渗率的变化 不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条在室内低温处理下电解质相对外渗率的动态变化情况见表1，从表1可知，在室内低温胁迫处理下，酸枣实生苗枝条的电解质相对外渗率随着低温胁迫的加大而呈正相关变化，不同种源、树龄、株型酸枣实生苗枝条在同一低温处理下的电解质相对外渗率各异。其中，河北省种源的一年生酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率小于其他外地种源的，本地种源丛生株型的酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率远远大于其他株型的（同一树龄），说明丛生株型酸枣的抗寒能力最弱；二年生酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率小于一年生酸枣实生苗枝条。说明二年生酸枣的抗寒能力大于一年生酸枣，这与在自然环境温度下酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率的变化是类似的。

从表1还可见，参试材料在-10 ℃低温处理下，枝条电解质相对外渗率处在15.79%～27.43%水平，其中本地种源二年生直立枝开叉株型与本地种源二年生直立枝弯曲株型的枝条电解质相对外渗率最低，分别为15.79%、16.02%；LSD分析结果显示，2材料之间没有显著性差异（P>0.05），而与其他参试材料的枝条电解质相对外渗率呈极显著差异水平（P

在-15 ℃低温处理下，参试材料的枝条电解质相对外渗率处在16.49%～31.54%水平，其中本地种源二年生直立枝开叉株型和本地种源二年生直立枝弯曲株型的枝条电解质相对外渗率最低，分别为16.49%、17.29%；LSD分析结果显示，2材料之间没有显著性差异（P>0.05），而与其他大部分参试材料的枝条电解质相对外渗率呈极显著差异水平（P

在-20 ℃低温处理下，参试材料的枝条电解质相对外渗率处在24.41%～38.65%水平，其中河北省、陕西省种源的枝条电解质相对外渗率最低，分别为24.41%、24.95%；LSD分析结果显示，2材料之间没有显著性差异（P>0.05），而与其他大部分参试材料的枝条电解质相对外渗率呈极显著差异水平（P

在-25 ℃低温处理下，，参试材料的枝条电解质相对外渗率接近50%，甚至达50%以上，说明各处理酸枣枝条的半致死温度在此附近。而当低温处理超过-30 ℃后，所有参试材料的枝条电解质相对外渗率都超过了50%。

2.3 不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率的Logistic方程拟合与低温半致死温度计算

试验对不同种源、树龄、株型的酸枣实生苗枝条在低温处理下电解质相对外渗率的Logistic方程拟合及其特征值进行了表征，结果见表2。由表2可以看出，所有参试材料的曲线相关系数（R2）都达0.92以上。经F检验均达到了极显著水平，说明处理温度与电解质相对外渗率所拟合的Logistic方程拟合度较好；用Logistic方程中的拐点温度可以估计酸枣实生苗枝条组织的低温半致死温度，并以此作为酸枣实生苗抗寒性能的数量指标。从不同外地种源的酸枣实生苗枝条处理来看，河北省种源的低温半致死温度（-28.05 ℃）略低于山西省、辽宁省、陕西省种源（分别是-27.86、-27.25、-25.64 ℃）的酸枣，反映出其在外地种源中抗寒性最好。从不同树龄的本地种源酸枣实生苗枝条处理来看，二年生的低温半致死温度（直立枝开叉株型为-33.82 ℃、丛生株型为-33.33 ℃、直立枝弯曲株型为-34.36 ℃）都低于一年生的（直立枝开叉株型为-30.32 ℃、丛生株型为-21.68 ℃、直立枝弯曲株型为-32.70 ℃），说明二年生的酸枣实生苗抗寒能力强于一年生的。从不同株型的本地种源酸枣实生苗枝条处理来看，以直立枝弯曲株型的低温半致死温度最低，其二年生为-34.36 ℃、一年生为-32.70 ℃，说明其抗寒性最强；以丛生株型的低温半致死温度最高，其二年生为-33.33 ℃、一年生为-21.68 ℃，显示出其抗寒性最差。这个结果与前面在自然环境温度下酸枣实生苗枝条电解质相对外渗率的动态变化结论是一致的。