部分梨砧木的葉片組織結構與抗旱性的關系

貴州大學喀斯特山地果樹資源研究所，貴陽550025；。中國林業科學研究院亞熱帶林業科學研究所。浙江富陽311400) 摘要：為了評價西南喀斯特山區常用梨砧木的抗旱力強弱。了解其葉片組織解剖結構和保水力參數與抗旱性的關系，以川梨(pyrus pashia Buch-Ham.)、滇梨(Ppseudopasshia Yu)、砂梨(p.pyrlfolia Nakai)和杜梨(P.betulaefaha Bge.)為材料，采用測定旱害指數的方法鑒定其抗旱力強弱，分析幾種梨砧術葉片組織解剖結構和保水力參數與抗旱性的關系。結果表明，供試梨砧木的實際抗旱力強弱順序為杜梨>川梨和滇梨>砂梨。梨砧木葉片柵欄組織與海綿組織的厚度比、葉肉組織結構緊密度(CTR)和水分臨界飽和虧的大小，與砧木種問的旱害指數星極顯著的負相關，與抗旱性呈極顯著的正相關；葉肉組織結構疏松度(sR)和失水速率的大小，與旱害指數呈極顯著的正相關，與抗旱性呈極顯著的負相關。杜梨的抗旱力極強，川梨和滇梨抗旱力強，砂梨的抗旱力中等。用葉片組織解剖結構參數指標鑒定梨砧木抗旱性可靠性較強，用葉片失水速率和水分臨界飽和虧等指標鑒定梨砧木抗旱性與實際抗旱性具有較高的吻合度。 關鍵詞：梨砧木；T旱脅迫；抗旱性；旱害指數

中圖分類號：S661.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980f2008101-17-05

喀斯特(Karst)地貌在我國西南十分普遍，貴州、云南、重慶、廣西等省、市、自治區有相當多的梨種植于喀斯特山地。由于特殊的地質原因，喀斯特山地地表水容易從巖石縫隙滲漏，土壤的保水能力弱，即使在雨量充沛的地區，梨園的干旱也頻繁發生，因此，旱災嚴重困擾著喀斯特山區梨的生產。

工程性缺水使喀斯特山地果園灌溉難以解決水源，而選用抗旱砧木成為提高梨抗旱力的重要技術途徑。在我國西南喀斯特山區，常用的梨砧木有川梨(Pyrus pashia Buch-HalIL)、滇梨(P.pseudopashia Yu)、砂梨(p.pyrifolia Nakai)和杜梨(p.betttfaefolia Bge.)。其中，除杜梨為我國北方引進種外，其它都是原產我國西南地區的特有種。開展喀斯特山區常用梨砧木的抗旱性鑒定，對于發掘和選用抗旱梨砧木具有重要的意義。

迄今，國內外有關梨砧小的抗旱性研究報道不多。Westwood等^{[1]和我國的陳長蘭等[2]曾初步報道了用旱害指數鑒定法對梨屬部分種抗旱性的鑒定結果，其對象主要是針對原產我國華中、華北、西北和歐亞地區的一些野生種，對原產我國西南的特有砧木資源未涉及。為了開展我國西南喀斯特山區梨砧木資源的抗旱性潛質評價與利用，我們測定了川梨、滇梨、砂梨和杜梨4種梨砧木的旱害指數，在對其抗旱力強弱進行鑒定的基礎上，觀測了4種梨砧木葉片組織解剖結構和保水力參數。分析了葉組織解剖結構和保水力參數與梨砧木種間抗旱性的關系，以便為我國南方梨砧木資源的抗旱性潛質評價與抗旱砧木的選用提供科學依據。}

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料分別為3 a生的野生川梨(P.pashiaBuch-Ham，)、滇梨(p.pseudopashiaYu)、砂梨(P.pyrifalia Nakai)和杜梨(p.betulaefoliaBge，)實生幼樹。川梨、滇梨和砂梨的種源來自于貴州省黔西南州捧乍：杜梨的種源來自于中國農業科學院鄭州果樹研究所。

試驗于2001年10月至2005年10月在貴州大學喀斯特山地果樹資源研究所盆栽場進行。盆栽土為貴陽地區覆蓋于喀斯特基巖上的第四紀紅色黏土發育的黃壤，土壤飽和持水量為46，7％。盆栽桶容積36L，每桶裝干土26kg。

1.2 處理

2001年11月將種子層積處理60 d后播種。2002年5月下旬將播種長出的5真葉幼苗移植入盆栽桶，每桶6株，進行常規管理。試驗設以下處理。

輕度干旱脅迫(T1)：土壤相對含水量為(50±5)％。

中度干旱脅迫(T2)：土壤相對含水量為(40±5)％。

重度干旱脅迫(T3)：土壤相對含水量為(32，5±5)％。

對照(CK)：土壤相對含水量為(70~5)％。

每處理3桶，重復3次。土壤相對含水量以土壤含水量占土壤飽和持水量的百分數表示。2004年7月。將盆栽材料移入遮雨棚內，充分澆透后停止澆水進行土壤干旱脅迫。處理期間的氣溫為22-31~C。從停止澆水后的第2天開始，每天測定土壤相對含水量，當達到設計處理的脅迫程度范圍時，調查記錄各處理和單株的旱害癥狀。2005年整體重復1次。

將達到重度干旱脅迫后的每種砧木盆栽材料分為2組(每種砧木每組各4桶)，繼續進行干旱脅迫，當土壤相對含水量降達(25＋2)％時，對第1組恢復正常供水；當土壤相對含水量降達(20+2)％時，對第2組恢復正常供水。對恢復正常供水后的植株觀察統計重新發芽和死亡的數量。

1.3 方法

1.3.1 葉片組織結構觀察8月上旬采集自然狀態下正常的4種砧木葉片，每種砧木選擇10株，每株取同部位葉5枚，用FAA固定液固定后用石蠟切片法^{[3]切片觀察葉片組織結構。切片厚度8-10μm，番紅一固綠染色，加拿大樹膠封片。用顯微測微尺測量其葉片總厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度，每片觀察5個視野。重復10次。每種砧木觀察視野總數250個。按以下公式計算葉片組織結構緊密度(CTR％)[4]和組織結構疏松度(SR％)[4]。}

CTR(％)=柵欄組織厚度，葉片厚度×100

SR(％)=海綿組織厚度，葉片厚度x100

1.3.2 水分臨界飽和虧和失水速率的測定水分臨界飽和虧和失水速率用稱重法測定^{[5]。從每種砧木中選擇10株各取同部位葉5枚，每種砧木測定葉片樣本數50個；將采回的葉片稱其鮮質量，隨后放于室內讓其緩慢脫水，每隔3 h稱1次重，直到葉片接近恒重為止。再放人105℃的烘箱中烘干，稱其干質量，按以下公式計算失水速率。}

失水速率(g/g·h)=(葉片鮮質量一葉片脫水后恒重)，(間隔時間×葉片干質量)

1.3.3 旱害指數計算與抗旱性評定將旱害等級分為0級、l級、2級、3級、4級、5級。從停止澆水后的第2天開始，每天用美國Spectrum公司產的TDR300型土壤水分測定儀測定土壤相對含水量，同時按照各等級標準調查記錄各處理和單株的旱害癥狀，每處理測定的樣本數108株。0級：無旱害癥狀表現；1級：植株葉片出現輕度萎蔫：2級：植株葉片出現中度萎蔫，約有1/4的葉尖黃化或葉緣焦枯；3級：植株葉片嚴重萎蔫，約有1/2的葉尖黃化或葉緣焦桔；4級：植株1/2的葉片部分脫落或枯死；5級：植株葉片全部脫落或枯死。分別計算各處理的旱害指數。再計算其加權平均值。然后按四級劃分標準評定梨砧木的抗旱力強弱級別。四級標準每隔25.0％劃分一級，旱害指數在0.00-25.0％的為抗旱性極強；25.1％-50.0％為抗旱性強；50.1％-75.0％為抗旱性中等；75.1％-100％為抗旱性弱。旱害指數計

算公式為：

旱害指數(DI)％=∑(旱害級值×相應旱害級株數)(總株數×旱害最高級值)×100

2 結果與分析

2.1 不同梨砧木在干旱脅迫下的表觀變化與抗旱性評定

不同梨砧木遭受干旱脅迫后都表現出萎蔫、黃化、枯焦或脫落等癥狀。但因抗旱力強弱的差異。各自的癥狀表現先后、程度或特點有所不同。砂梨在輕度干旱脅迫下就有較敏感的旱害反應，除出現1級旱害癥狀外，部分植株還出現2級旱害癥狀，葉片的萎蔫要在傍晚8時左右才能解除，而川梨、滇梨和杜梨的萎蔫在下午5時左右就能夠解除。在中度和重度干旱脅迫下，杜梨葉片黃化多枯焦少，而川梨、滇梨和砂梨則是枯焦比較嚴重。當土壤水分繼續下降到重度干旱脅迫之下[土壤相對含水量為(25＋2)％]時。杜梨葉片全部變黃脫落，川梨、滇梨的植株上有80％的葉片和砂梨全部的葉片都枯焦但不脫落。當土壤相對含水量降低至(20＋2)％時對供試砧木恢復供水，杜梨最先在小枝、主干上重新萌發出新葉，其次是滇梨和川梨在主干和一級側枝上萌發新葉。而砂梨不能萌發新葉，植株已經死亡。這說明供試砧木的實際抗旱力強弱順序為杜梨>川梨和滇梨>砂梨。

早害指數(DI)是綜合體現砧術遭受旱害程度大小的量化指標，DI值越大越不抗旱。從表1也顯示，根據梨砧木抗旱力評定等級標準，砂梨的抗旱力中等，川梨和滇梨的抗旱力強，杜梨的抗旱力極強。

2.2 不同梨砧木葉片的組織結構及其與抗旱性的關系

從葉片的橫切解剖結構看，供試梨砧木的葉片上下表皮細胞均為單層，葉片的柵欄組織之間，不同種的葉片海綿組織厚度有較大的差異，表2顯示，砂梨的海綿組織最厚。滇梨、川梨次之，杜梨的最薄。4種梨砧木的葉片的CTR值和SR值及柵欄組織厚度與海綿組織厚度的比值都表現出明顯的規律性，在川梨和滇梨之間的差異都不顯著，可以將其歸為一類：各個參數分別在杜梨、川梨和滇梨、砂梨之間均達到顯著差異。柵欄組織厚度與海綿組織厚度的比值和CTR值均為杜梨>川梨和滇梨>砂梨。SR值的變化趨勢則與CTR值的完全相反，為砂梨>川梨和滇梨>杜梨。

根據表1顯示的梨砧木實際抗旱性鑒定結果與葉片組織結構參數的綜合相關分析，葉片柵欄組織與海綿組織的厚度比及CTR與樹種間早害指數均呈極顯著的負相關(圖1)，與抗旱性均呈極顯著正相關。即柵欄組織與海綿組織的厚度比和cTR越大，梨砧木的抗旱性越強。從圖1還可看出，SR與砧木種間的旱害指數呈極顯著正相關。與抗旱性呈極顯著負相關，SR越小砧木抗旱性越強。

2.3 不同梨砧木葉片的保水力及其與抗旱性的關系

植物葉片的保水力可用失水速率和水分臨界飽和虧來衡量。其大小都可作為梨砧木抗旱性強弱的旱害指數呈極顯著的負相關，與抗旱性呈極顯著的正相關：失水速率與砧木種間的旱害指數呈極顯著的正相關，與抗旱性呈極顯著的負相關。因此，供試梨砧木的抗旱力強弱順序為杜梨>川梨和滇梨>砂梨。評價指標。失水速率越大，表明葉片保水能力越差，植株的抗旱性越弱。水分臨界飽和虧是植物組織的飽和含水量與臨界含水量的差值占飽和含水量的百分比值，其值越大，表示植物抗脫水能力越強^{[5-6]，抗旱性越強。從表3顯示，杜梨的水分臨界飽和虧最大，失水速率最小；川梨和滇梨居中差異不明顯；砂梨的水分臨界飽和虧最小，失水速率最大。從圖2的相關分析結果表明，水分臨界飽和虧與砧木種間的}

3 討論

葉片柵欄組織厚度與海綿組織厚度的比值、CTR和SR等指標與砧木種類的抗旱性密切相關。柵欄組織厚、柵欄組織厚度與海綿組織厚度比大、葉組織結構緊密度高、疏松度小的樹種較抗旱，這在葡萄、核桃、桃、蘋果、荔枝等果樹上已有報道^{[7-11]，本試驗在梨砧木抗旱性鑒定上也得到相同的結果。但采用組織學的方法進行果樹的抗旱性鑒定，過程比較繁瑣，與干旱脅迫的旱害指數鑒定法或抗旱系數鑒定法相比，我們認為后2者所得結果與鑒定對象的實際抗旱性也很吻合。且效果直觀，方法便捷。}

本試驗鑒定結果與生產中梨砧木的實際抗旱性吻合，喀斯特山地以砂梨作砧木的梨樹，其耐旱力明顯比另外3種砧木的梨樹弱。杜梨砧木的抗旱性極強曾有報道^{[2]。貴州在上個世紀60年代從我國北方引進的杜梨砧木在喀斯特山地表現出極強的抗旱力和適應性。這可能與其系統發育過程中長期適應原產地的干旱環境所形成的特有抗旱機制有關。我們觀察到杜梨在嚴重干旱脅迫下，葉柄會迅速產生離層導致植株全部落葉。這種情況無疑是一種更加有效的避旱反應，而其它種植株上很多的葉片即便焦枯后仍然不脫落，顯然這不利于減少水分的蒸騰。杜梨的葉背、新梢上被茸毛，這一抗旱形態特征是川梨、滇梨和砂梨所沒有的，它在喀斯特山地土壤上形成的根系構型和遇旱生理響應方面的特有避旱機制(另文發表)決定了自身有極強的抗旱力。川梨、滇梨和砂梨都原產于我國南方，在多雨濕潤的生態環境的長期系統發育無疑會降低對干旱的適應性。砂梨的葉大、果大，這種經濟性狀的“進化”也許就伴隨某些抗逆性的丟失。}

4 結論

我國西南喀斯特山區常用的梨砧木中，杜梨的抗旱力極強，川梨和滇梨屬于抗旱力強的砧木，砂梨的抗旱力中等，它們的實際抗旱力強弱順序為杜梨>川梨和滇梨>砂梨。

用葉片組織解剖結構參數指標鑒定梨砧木的抗旱性具有較強的可靠性，用葉片失水速率和水分臨界飽和虧等指標來鑒定梨砧木抗旱性與實際抗旱性有較高的吻合度。葉片柵欄組織與海綿組織的厚度比、葉肉組織結構緊密度(CTR)和水分臨界飽和虧的大小，與梨砧木種間的旱害指數呈極顯著的負相關。與梨砧木種間的抗旱性呈極顯著的正相關；葉肉組織結構疏松度(SR)和失水速率的大小，與梨砧木種間的旱害指數呈極顯著的正相關，與抗旱性呈極顯著的負相關。