三种槭树三年生幼苗抗寒性研究

宋殿臣

(辽宁省清原满族自治县北山家林场，辽宁清原113316)

植物所能忍受的低温耐受极限就是该植物的半致死温度，低温保持半致死温度以下或持续下降，将导致植株死亡。这是由于低温胁迫致使植物细胞膜功能受到破坏增加透性，细胞内电解质呈显著渗出，受损程度越大，渗出率越高；因此可以通过测定植物组织电解质渗透情况来判定植物的冻害程度。本实验采用电导法测定3种槭树3年生幼苗嫩枝在温度持续下降时的相对电导率，配合Logistic曲线方程推导半致死温度更能准确地反映植物所耐受的低温极限，从而确定3种槭树半致死温度。

1 材料的采集

供实验所用材料为3种槭树的2018年当年生枝条，元宝枫于沈阳农业大学植物园采集；色木槭和拧筋槭于辽宁省实验林场苗圃内采集。采集时，选择生长旺盛树龄为中龄的目的植株，截取植株中上部1年生枝条，采集后段取直径大于5mm、长度为20cm小段备用。

2 试验处理

将采集的枝条先后用自来水、蒸馏水分别冲洗3次，然后用吸水纸吸干水分。将各树种的枝条分成8组，每组4段枝条，其中一组置于20～25℃室温作对照,其余各组放入低温冰箱内。样品分别降温至-15℃停滞24h，再从-15℃降温,降温至-20℃停滞24h，再从-20℃降温,每次降温5℃,每个设定温度停留24h后再继续降温。即-15℃降至-45℃,每次设定温度停滞24h后取出1组样品,再继续降温直至设定温度为-45℃,停滞24h后取出最后一组样品。将低温处理结束后取出的样品放置于0～4℃的冰箱内解冻12h,再置于20～25℃室温下恢复12h。

3 测定方法与数据分析

3.1 将处理后的枝条，避开芽眼切成若干个2mm厚的小段，每组4个重复，每个重复准确称取1.00g放入试管中加入30mL的去离子水浸泡12h，期间不断摇动试管,用DSS-120型电导仪测定每个重复的初电导(L1)，然后封口在沸水中煮30min,冷却到20～25℃室温测定每个重复的终电导(L2)。取得数据后，对各组4个重复进行方差分析，经分析8组每个重复不具有显著性差异，得出平均每组平均电导率。

3.2 依据相对电导率La计算公式

V(%)=[(L1-L)/(L2-L)-(Lβ1-L)/(Lβ2-L)]×100%

式中:V为相对电导率；L为蒸馏水的导电值；Lβ为对照样本导电值。

3.3 将温度和相对电导率之间的关系，用Logistic方程y=K/(1+ae-bx)进行回归分析，相关度(R)显著时，再计算半致死温度X。

3.4 在Logistic方程y=K/(1+ae-bx)中，K值在方程回归分析时定为100%。a、b为参数，对此方程求二阶导数，并令其等于零，即可得到曲线的拐点X(X=lna/b)，X即为半致死温度。

表1 3种树种温度与相对电导数据表

图1 不同温度下相对电导率的变化

树种回归模型半致死温度相关度元宝枫y=100/(1+3.84e-0.037x)36.570.9563色木槭y=100/(1+4.508e-0.0324x)46.50.9831拧筋槭y=100/(1+4.312e-0.0308x)47.40.9724

4 结论

4.1 从表2可以推论，温度变化与相对电导率呈反比例关系，说明随着低温胁迫的加深，温度不断降低，植物枝条电解质渗出相应增加，相对电导率随之增加。

4.2 3种槭树幼苗枝条温度从-15～-35℃温度梯度间，电解质渗出率变化不大，-35～-40℃温度梯度间元宝枫电解质渗出率明显增加，而色木槭、拧筋槭的电解质渗出率也有少量增加，但增加幅度明显小于元宝枫；-40～-45℃温度梯间元宝枫电解质渗出率不再有明显变化，色木槭、拧筋槭电解质渗出率依然稳定上升。

4.3 3种槭树3年生幼苗当年生枝条遭受低温胁迫时，低温下膜质以液晶相向凝胶相转变, 造成细胞膜膜相分离,细胞当中电解质外渗从而引起低温伤害。当温度达到一定低温，电解质外渗急剧增加，造成的伤害不可逆转，植株死亡；这个低温极限被称作半致死温度。

4.4 经过用 Logistic 方程进行回归分析，温度变化与相对电导率相关关系显著，相关度接近于1；因之对半致死温度进行数量化分析，得到元宝枫、色木槭、拧筋槭3年生幼苗半致死温度分别为-36.57℃、-46.5℃、-47.4℃，从而为辽东地区培育3种槭树幼苗提供区域化依据。