5个苹果矮化砧木品种的抗寒性测定

王 瑾,陈淑英,秦德明,卢 磊,尚振江

（新疆伊犁哈萨克自治州林业科学研究院，新疆 伊犁 835000）

苹果矮化密植栽培具有技术简便、果品产量高、质量优等优点，利用矮化砧进行苹果矮化密植栽培是苹果发展的主要方向[1,2]。由于我国土壤类型、气候条件、栽培管理技术和观念、砧木品种的抗逆性等原因，矮化栽培仍然较少，其推广仍有很大空间[3]。

果树的抗寒性既受果树自身遗传因素的影响，也与环境及农艺措施密切相关，研究果树抗寒性对果树区划和发展果树生产具有重要的指导意义[4]。电导法是对植物细胞膜透性鉴定较为简便、准确、快捷的一种方法[5]，是以生物膜学说为依据，通过测定处理前后的离子渗出率评定植物的抗寒性。受低温胁迫的植物组织，由于细胞膜不同程度受损，膜透性增大，细胞内含物渗出量相应增大，通过测定植物细胞电解质的电导率，衡量植物受害程度，间接推断出植物抗寒性[6～8]。牛立新[9]等在对28 个苹果品种或优系的抗寒性进行测定时应用此法，并指出电导法与生长萌发法在苹果抗寒性鉴定上具有很好的一致性。Lyons 认为，植物受到低温影响后，细胞膜透性发生不同程度的增大，可溶性糖、K+等大量电解质外渗[10]。朱根海等[11]认为，可以用Logistic方程中拐点温度来估计植物组织的低温半致死温度（LT50），以此作为植物抗寒力的数量指标。罗正荣等[12]对柑橘抗寒力研究表明，细胞电解质外渗率配以Logistic 方程，两者具有很好的拟合度。

本文以5 个苹果矮化砧木的一年生休眠枝条为试验对象，通过低温处理后枝条电解质渗出率的测定及冻害分级情况，初步鉴定5 个苹果矮化砧木的抗寒能力，为各优良砧木在伊犁河谷地区的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验选用KM23、俄396、俄176、SH1 和M26 等5 个矮化砧木品种的一年生休眠枝作为试验材料。这些材料均选自伊犁州林科院察布查尔县科技试验示范基地，无病虫害，生长健壮，长势一致。将枝条剪成长短一致的枝段，分成8 组，绑好，挂上标签，然后用塑料袋包裹，放在冰箱冷藏室贮存。

1.2 试验设计

试验共设7 个处理温度，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时持续10 h[13]，取出枝条在室温条件下放置2 h，从中留1/2 第2 天进行冻害分级。

1.3 电解质渗透率的测定

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[14,15]。

1.4 枝条低温处理后的冻害分级

每个品种枝条根据采样数量均匀分配后进行不同低温处理，处理后的枝条从冰箱取出，在室温条件下放置24 h 进行分级。分级标准如下[16]。

0 级（无冻害），苗木正常；Ι 级（轻度冻害），一年生枝髓部轻微变褐可恢复；Π 级（中度冻害），一年生枝髓部严重变褐，木质部轻微变褐；Ⅲ级（重度冻害），一年生枝木质部严重变褐，韧皮部轻微变褐；Ⅳ级（严重冻害），一年生枝皮层变黑，韧皮部变褐。

2 结果与分析

2.1 低温处理对5 个苹果矮化砧木品种枝条电解质渗透率的影响

同等条件下，电导率越高，则抗寒性越差[17]。低温处理后各苹果矮化砧木枝条电解质渗透率的变化如图1，随着温度的降低，各砧木品种枝条的电解质渗透率变化模式基本呈“S”型上升趋势。当温度从-16 ℃降到-24 ℃时，各品种的电解质渗透率均缓慢上升，其中M26 和SH1 的电解质渗透率始终高于其他品种；当温度降至-28 ℃时，电解质渗透率变化开始剧增，第1 个拐点出现，俄176 和M26 的电解质渗出率的变化幅度较大，分别从26.43%和35.89%上升至45.29%和48.62%；当温度降至-36 ℃时，各品种电解质渗出率的变化趋势放缓，第2 个拐点出现。在整个低温处理过程中，KM23 始终保持最低的电解质渗出率，其次是俄396，表明KM23 与其他几个品种之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)[12]进行拟合，并求出拐点的温度，即LT50。对实验室内测定的在不同低温处理枝条电解质渗透率变化的值进行分析后，5 个苹果矮化砧木品种枝条电解质渗透率的相关系数为0.86～0.97，均大于相关系数显著临界值0.708 4[15]。俄396 的半致死温度为-34.05 ℃，抗寒性低于KM23；俄176 的半致死温度为-31.62 ℃，SH1的半致死温度为-30.21 ℃；M26 抗寒性最差，其半致死温度为-27.87 ℃；而KM23 的半致死温度为-35.35 ℃，在5 个供试品种中抗寒性最强（表1）。

表1 低温处理后不同苹果矮化砧木品种枝条的半致死温度

2.3 低温处理后的冻害分级

对低温处理的枝条进行冻害分级。当处理温度达到-28 ℃时，各苹果矮化砧木品种枝条均表现出轻度冻害和中度冻害，尤其是M26 冻害程度最严重，共有10个枝条冻害等级达到Ⅱ级（表2），占比达到66.7%；当处理温度达到-32 ℃时SH1 有26 个枝条冻害等级为Ⅲ级，占比达到78.8%；M26 则92.9%为Ⅳ级冻害；俄396有10 个枝条冻害等级为Ⅱ级，占比达到58.8%。当处理温度达到-36 ℃时，KM23 有10 个枝条冻害等级为Ⅲ级，占比达到71.4%，俄396 有17 个枝条冻害等级为Ⅳ级，占比达到68.0%；SH1 有21 个枝条冻害等级为Ⅳ级，占比达到72.4%，余下的全为Ⅲ级冻害 (占比27.6%)；俄176 除了Ⅲ级冻害(占比85.7%)，就是Ⅳ级冻害(占比14.3%)；M26 除了Ⅲ级冻害(占比57.1%)，就是Ⅳ级冻害(占比42.9%)。综合比较，KM23 表现出较强的抗寒性。

表2 低温处理后不同苹果矮化砧木品种枝条冻害分级

3 小结与讨论

新疆伊犁河谷冬季气温较低，常出现十年一大冻、五年一小冻的周期性冻害，有些年份会出现-32 ℃以上的极端低温气候，苹果树体受到冻害侵袭，严重影响来年产量，果农的种植积极性受到严重打击。因此，筛选出适应本地生长且耐受低温的抗寒矮化砧木显得尤为重要。本研究采用苹果矮化砧木一年生离体枝条，通过超低温冰箱处理后，对其电解质渗出率进行测定，且应用Logistic 方程进行拟合，5 个供试枝条电解质渗出率随着处理温度的降低，呈“S”型曲线变化，它们的半致死温度为-27.87～-35.35 ℃。不同品种间的抗寒能力存在较大差异，结合冻害分级可以判断，其抗寒性强弱次序为KM23、俄396、俄176、SH1、M26。人工模拟低温冻害的方式与自然环境条件下的冻害还存在差异，虽然不能完全反映复杂的自然气候变化，但试验测定是在同一条件下进行的，能够反映品种间抗寒能力的差异。根据近3年对各品种在田间生长情况及抗寒能力的调查发现，它们的抗寒能力与本次测定结果基本相符。伊犁河谷平原区可以选择抗寒性较强的苹果矮化砧木品种KM23，嫁接抗寒能力强的‘寒富’‘蜜脆’等品种，可以安全越冬。在河谷逆温带则可以选择抗寒能力较弱的俄396、俄176、SH1 和M26 砧木品种。