王瑾，尚振江，陈淑英，赵亮明，刁永强，石游
（新疆伊犁州林业科学研究院，新疆伊宁835000）
摘要：为研究‘寒富’苹果的抗寒能力及其在伊犁河谷适宜栽培的区域，以苹果1 年生枝条作为试验材料，利用电导法对3 个不同品种的苹果休眠枝条在不同低温处理下的电解质渗透率进行测定，并配合Logistic 方程确定苹果枝条的低温半致死温度。结果表明，随着处理温度的下降，苹果枝条组织的电解质渗透率变化幅度呈现“慢—快—慢”的趋势，即“S”形曲线增长。‘寒富’苹果的半致死温度(LT50)在-35℃左右，对照苹果普通‘富士’的半致死温度(LT50)在-29℃左右，‘黄海棠’的半致死温度(LT50)在-38℃左右。结合冻害分级情况，‘寒富’在伊犁州的逆温带可安全越冬，部分平原区也可栽植。
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关键词 ：‘寒富’；电解质渗透率；半致死温度；抗寒性
中图分类号：S661.1 文献标志码：A 论文编号：2014-0370
基金项目：自治区科技兴新项目“寒富苹果苗木快繁及栽培技术示范推广”(2012024A02-1)。
第一作者简介：王瑾，女，1983 年出生，四川西充人，中级工程师，硕士，主要从事果树种质资源及栽培管理工作。通信地址：835000 新疆伊宁市飞机场路259号伊犁州林业科学研究院，Tel：0999-8233217，E-mail：wangjin9961@163.com。
通讯作者：尚振江，男，1959年出生，湖北宜城人，高级农艺师，本科，主要从事果树栽培管理及研究工作。通信地址：835000 新疆伊宁市飞机场路259号伊犁州林业科学研究院，Tel：0999-8236475，E-mail：szj8212480@sina.com。
收稿日期：2014-04-11，修回日期：2014-08-24。
0 引言
‘寒富’是沈阳农业大学于1978 年用‘东光’ב富士’杂交选育的苹果优良新品种，1998 年通过辽宁省品种审定委员会审定[1]。‘寒富’表现出抗寒、丰产、果实品质优、短枝结果性状明显的特点，2006 年春，伊犁州林科院从辽宁省果树研究所引进该品种，通过区域试验，‘寒富’表现出较强的抗寒能力及结实性。2008年秋伊犁州林科院从辽宁省果树研究所引进‘寒富’苹果接穗，2009 年春在野苹果砧木上嫁接，对其田间抗寒能力进行跟踪观察。本研究以‘寒富’苹果1 年生休眠枝条作为试验材料，选择本地的普通‘富士’和‘黄海棠’作为参照，分别研究其在不同低温处理条件下相对电导率变化规律及抗寒能力。
电解质渗透率测定作为一种植物抗寒性鉴定方法，已广泛的使用在杏[2]、野生欧洲李[3]等多种植物树体抗寒测定过程中，这种方法简便、快速、灵敏。Sukumaran 等[4]曾提出以50%电解质渗出率相对应的温度作为植株的半致死温度，但在实际应用中存在较大的误差。因为在不同低温胁迫下，植株的电解质渗透率值与处理低温不是直线相关，而呈现出符合Logistic 方程的“S”型曲线相关[5]，求出拐点值，此时拐点的温度则是引起膜不可逆损伤的临界值，即低温半致死温度LT50，通过半致死温度的估计值，可对植物的抗冻能力进行更深一步了解[6- 7]。Rajeshekevar 等[8]也把低温对植物细胞膜的伤害用Logistic 曲线进行表示，将曲线的拐点作为低温半致死温度。应用电导法结合Logistic方程求出“S”形曲线的拐点温度在洋梨[9]、樱桃[10]和葡萄[11]的抗寒性研究中，也能较准确地估计出各树种的低温半致死温度。笔者通过对1 年生枝条的电解质渗透率测定结合冻害分级情况对‘寒富’苹果的抗寒能力进行综合评价，为本地发展苹果优良品种‘寒富’提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料取自新疆伊犁州林业科学研究院千亩示范基地，树龄3 年，树体生长良好，其中主测品种为‘寒富’，对照品种分别是‘富士’和‘黄海棠’。
1.2 试验方法
1.2.1 采样2013 年11 月在树体外围选取粗度基本一致的1 年生枝条作为试验材料，采回实验室后，将枝条剪成长短一致，分成8 组，绑好，挂上标签，然后用塑料袋包住，放在冰箱冷藏室储存。
1.2.2 低温处理2014 年1 月9 日开始试验，共设8 个不同的处理温度。温度处理在超低温冰箱中进行，降温处理和升温处理的速度均为4 ℃/h，每当降到所规定的温度后持续10 h[12]。取出枝条后在室温条件下放置2 h，从中留一半第2 天进行分级。
1.2.3 电解质渗透率测定将处理后的枝条分别用蒸馏水和双重蒸馏水冲洗数次，擦干，避开芽眼，剪成0.3 cm的均匀小段，准确称取1.000 g，放入试管中，并加入20 mL双重蒸馏水，摇匀，在室温下静置10 h，摇匀后测出初电导值(S1)。然后封口，在水浴锅中煮20 min，取出后凉至室温，再测出终电导值(S2)，每个温度处理重复4次。按照电解质渗透率Y=(S1/S2)×100%计算出电解质渗透率[13-14]。
2 结果与分析
2.1 不同处理温度对‘寒富’枝条电解质渗透率的影响
‘寒富’和‘富士’、‘黄海棠’枝条经过低温处理后，枝条电解质渗透率增加的速率和幅度随温度的变化而有不同的表现，随着处理温度的下降，3 个苹果品种枝条组织中的电解质渗透率呈增加的趋势，且增长的速率表现不同。当处理温度为-20℃时，‘寒富’的电解质渗透率为24.24%，‘富士’和‘黄海棠’的电解质渗透率分别为22.59%和20.54%，当温度降至-28℃时，‘寒富’电解质渗透率升高至31.62%，‘富士’和‘黄海棠’的分别为35.17%和27.53%（图1）。在相同的低温处理下，‘黄海棠’枝条的电解质渗透率最少，其次是‘寒富’，然后是‘富士’，这表明‘寒富’、‘富士’和‘黄海棠’间的抗寒性有较大的差别。
2.2 低温处理测定后计算半致死温度
应用Origin 软件进行分析后，用Logistic 方程Y=k/(1+ae-bt)进行拟合，并求出拐点的温度，即LT50，其中，Y是电解质渗透率，t 是处理温度，a、b、k 是参数，–lna/b为拐点温度的值，R2为相关系数[15]。对实验室内测定的在不同低温处理下样树枝条电解质渗透率变化的值进行分析后，3 个苹果品种样树枝条电解质渗透率的相关系数在0.82~0.86，均大于相关系数显著临界值0.7084[16]。‘寒富’的半致死温度为-35.09℃，抗寒性低于‘黄海棠’；‘富士’的半致死温度为-29.72℃，抗寒性最差；而‘黄海棠’的半致死温度为-37.99℃，在3 个供试品种中抗寒性最强（见表1）。
2.3 低温处理后的分级情况
经过低温处理后，从冰箱取出，在室温条件下放置24 h 后进行分级，按照受冻程度不同将冻害分为0-Ⅳ级，苗木各级判断标准如下：0 级（无冻害）—苗木正常；Ⅰ级（轻度冻害）—1 年生枝髓部轻微变褐可恢复；Ⅱ级（中度冻害）—1 年生枝髓部严重变褐，木质部轻微变褐；Ⅲ级（重度冻害）—1 年生枝木质部严重变褐，韧皮部轻微变褐；Ⅳ级（严重冻害）—1 年生枝皮层变黑，韧皮部变褐。
在-28℃时，‘富士’就有枝条表现出轻度冻害，‘寒富’枝条无冻害。从-32℃到-36℃‘寒富’从轻微冻害到部分枝条的重度冻害（表2），说明‘寒富’枝条的抗寒能力介于此值之间，结合电解质渗透率的结果可进一步确定‘寒富’枝条的抗寒性。‘黄海棠’则表现出较强的抗寒能力。
3 结论
通过对3 个苹果品种样树枝条的抗寒能力进行测定分析，3 个苹果品种样树枝条经不同梯度温度的低温胁迫后，枝条组织电解质渗透率呈现“缓慢—迅速—缓慢”的“S”型变化，当温度在-35℃左右时，‘寒富’的拐点(LT50)出现，此时的温度是其受到冻害的敏感温度，试验过程中对照品种‘黄海棠’的抗寒性比‘寒富’的抗寒性强，而‘富士’的抗寒性则没有‘寒富’的强，它们的抗寒性强弱依次是‘黄海棠’>‘寒富’>‘富士’。在生产栽培过程中‘富士’会有冻害的发生，而‘寒富’和‘黄海棠’则表现出较强的抗寒性，这与试验情况较一致。结合冻害分级表现情况，‘寒富’苹果可以在伊犁河谷栽植，在逆温带区域可以安全越冬，部分平原区也可栽植。
4 讨论
低温冻害严重影响了果树的生产和分布，也是果树建园生产中常遇到的一种自然灾害。果树大多生长周期较长，若受到低温伤害将严重影响果树栽培的经济效益[17]。果树在生长过程中它的抗寒能力受到许多因素的影响，并且它的抗寒生理过程也比较复杂，在试验过程中采用的降温速度、低温持续时间的长度以及低温处理后样品的解冻速度都会影响到试验的结果[18]。电导法是一种常规使用的测定方法，因为受到自然环境条件和管理水平的影响，通常果树的抗寒能力不能完全通过试验进行确定，室内测定不可能完全反映出自然条件下的冻害情况，试验的抗寒能力大小只是相对而言的。因此，对一个树体抗性的了解，还需要结合生产实践进行跟踪调查，观察在自然环境变化的过程中管理方法和环境条件的变化对树体抗性的影响，从多方面对其抗寒能力进行评价。
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