水分脅迫對砂梨幼苗形態及生理指標的影響

王貴元，羅雁芳 (長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025)

田 瑞 (湖北省農業科學院果樹茶葉研究所，湖北 武漢 430064)

水分脅迫對砂梨幼苗形態及生理指標的影響

王貴元，羅雁芳
(長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025)

田 瑞
(湖北省農業科學院果樹茶葉研究所，湖北 武漢 430064)

以杏花大銀梨、惠陽酸梨、橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨4個砂梨(Pyruspyrifolia)品種實生苗為材料，人工模擬干旱和水澇處理，研究了水分脅迫對梨幼苗形態和部分生理指標的影響。結果表明，惠陽酸梨的葉綠素含量變化率和其他3個品種之間差異顯著，而杏花大銀梨、橫縣靈山梨、橫縣浸泡梨之間差異不顯著；各個品種間脯氨酸的變化率差異性顯著。在干旱30 d后惠陽酸梨、橫縣浸泡梨死亡率分別達到10.00%、78.60%；旱情指數分別為15.56%、71.31%；在淹水20 d后紅葉率分別達到15.27%、12.23%。惠陽酸梨的氣生根數量多、分布范圍最廣，橫縣浸泡梨的氣生根數量極少、分布窄。綜合來看，惠陽酸梨的抗旱抗澇性最強，杏花大銀梨較強，橫縣靈山梨較弱，橫縣浸泡梨最弱。

砂梨(Pyruspyrifolia)；幼苗；干旱；水澇

梨是薔薇科蘋果亞科梨屬植物，為喬木落葉果樹，其中砂梨(Pyruspyrifolia)原產于長江流域及以南地區，果肉白、水分多，果質細嫩、味甜爽口。與白梨和秋子梨相比，砂梨具早果性，生長勢較旺，喜高溫高濕環境[1]。我國是梨屬植物的原產地之一，資源非常豐富，但大多栽培于丘陵、山地、河灘沙地，易受到旱澇逆境脅迫的影響。本研究旨在發掘篩選抗水分脅迫強的砂梨種質資源，為砂梨樹高產穩產提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以砂梨種的杏花大銀梨、惠陽酸梨、橫縣靈山梨 、橫縣浸泡梨4個品種實生苗為材料。

2008年1月17日將沙藏的種子播種在湖北省農業科學院砂梨圃大田中，2008年月3月27日選生長一致、展開3～4片真葉的植株進行移栽，試驗用盆為塑料盆(上口徑50 cm，下口徑30 cm，高26 cm)，盆土為園中輕黏土。施入適量的上海產復合肥(N∶P2O5∶K2O為36∶22∶18)，加強苗木管理。

1.2 試驗設計

采用隨機區組設計，4個品種，2個處理指標(干旱和澇漬)，3次重復，每個重復1盆，每盆5棵植株，共120棵植株。人工模擬干旱和水澇處理。

(1)抗旱性試驗 2008年6月19日將材料灌水至田間最大持水量，置于防雨棚讓其自然干旱。每天觀察植株的受害情況以及出現的時間。其中植株地上部分對干旱的敏感性分級標準：1級—植株葉片輕度萎蔫；2級—植株葉片中度萎蔫；3級—植株葉片嚴重萎蔫；4級—植株葉片部分脫落；5級—植株葉片全部脫落。再計算各個品種的旱害指數及死苗率。此外在干旱處理前，處理后10 d、20 d上午9：00～10：00之間從植株的頂部起第3個枝條開始取2～3片生長正常、無病蟲害的嫩葉，分別測定其葉綠素和脯氨酸的含量。

(2)抗澇性試驗 2008年6月19日開始澇漬模擬。挖7 m ×1 m ×0.15 m的水槽，底部和4個側面用厚塑料薄膜隔開，以防漏水。將盆栽試材放入后澆水，并保持水淹狀態，淹水深度0.1 m。處理后15 d、30 d記錄澇害條件下砂梨幼苗的紅葉數，每天觀察氣生根出現的時間及其分布情況。處理后10 d、20 d上午9：00～10：00之間從植株的頂部第3個枝條開始取2～3片生長正常，無病蟲害的嫩葉，測定其葉綠素的含量。

1.3 指標測定與計算

葉綠素的含量采用光合色素浸提法[2]，脯氨酸的含量采用Bete法[3]。

旱情指數(%)=[∑(旱害株數×該級代表值)/株數×最高一級代表值]×100；

死苗率(%)=[枯死株樹/調查的總株數]×100。

1.4 數據處理

試驗數據采用DPS統計分析軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種砂梨的抗旱性比較

表1 不同品種砂梨的抗旱性鑒定結果Table 1 The results of resistance to drought of the different pear species

注：(1)抗旱性評價：1級(極強)——旱情指數lt;30；2級(強)——旱情指數30～50 ；3級(中)——旱情指旱數51～61 ；4級(弱)——旱情指數61～70 ；5級(極弱)——旱情指數71～100。(2)表中同列數據后不同小寫字母代表5%顯著水平，不同大寫字母代表1%顯著水平，表2～5同。

(1)不同品種砂梨幼苗的死苗率及抗旱性評價 從表1可以看出，處理后10 d和30 d，幼苗的死苗率除杏花大銀梨和惠陽酸梨之間差異不顯著外，其他3個品種的差異性顯著。持續干旱10 d各品種即表現旱害癥狀，并且隨干旱時間和程度的增加，植株的旱害逐漸加重，死苗率上升。連續20 d的干旱后，橫縣靈山梨、橫縣浸泡梨死苗率較高，分別達45.60%和50.50%。而且植株的葉片形態上也表現出對干旱的敏感性，旱情指數分別為54.54%和71.30%。表明這2個品種對干旱較敏感，耐旱性較弱。與此相反，杏花大銀梨和惠陽酸梨的死苗率不超過30%，葉片表現的旱情指數不超過40%，表明這2個品種對短期的耐旱性較強。其中惠陽酸梨抗旱性最強，杏花大銀梨次之，橫縣靈山梨居中，橫縣浸泡梨最弱。

表2 不同品種砂梨干旱后葉綠素含量的變化Table 2 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after drought

表3 不同砂梨品種干旱后脯氨酸含量的變化Table 3 The variances of proline concentrationamong different varieties after drought

(2)不同品種砂梨幼苗葉綠素和脯氨酸含量的變化比較 從表2可以看出，干旱處理10 d后植株的葉綠素含量明顯下降，20 d后下降速度趨于平緩。處理10 d后橫縣浸泡梨的葉綠素含量變化率最大，為65.83%；惠陽酸梨的變化率最小，為31.42%。方差分析表明，在處理10 d、20 d后，除橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨葉綠素變化量差異性不顯著外，其余2品種與這2個品種間差異性極顯著。

由表3可見，經過10 d、20 d的干旱處理后，各處理植株葉片脯氨酸的含量成倍增加。其中橫縣靈山變化率最小，抗旱性最弱；惠陽酸梨最大，而抗旱性最強，這與前人的研究結果相近[5]。方差分析表明，處理10 d、20 d后，除杏花大銀梨和橫縣靈山梨之間脯氨酸變化率差異性不顯著外，各個品種差異性顯著；且惠陽酸梨與杏花大銀梨、橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨差異性極顯著。

2.2 不同品種砂梨的抗澇性比較

表4 水澇對砂梨幼苗部分形態的影響Table 4 Effect of water logging on morphology of pear seedlings

表5 不同品種砂梨水澇后葉綠素含量的變化Table 5 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after water

氣生根的數量和分布范圍與梨抗澇性成正相關，紅葉率也與抗澇性成正相關[6]。從表4可以看出，水澇30 d后，惠陽酸梨的氣生根數量最多、分布最廣，紅葉率最高；杏花大銀梨氣生根數量中等，分布較廣，紅葉率較高；橫縣靈山梨氣生根數量較少、分布窄，紅葉率較低；橫縣浸泡梨幾乎沒有氣生根，紅葉率最低。經方差分析表明，水澇處理15 d后，紅葉率在15.40%～27.30%之間變化。其中惠陽酸梨、杏花大銀梨、橫縣浸泡梨之間紅葉率差異性顯著，橫縣靈山梨與杏花大銀梨，橫縣浸泡梨之間差異性不顯著。水澇處理30 d后，紅葉率在20.10%～37.30%之間變動。除杏花大銀梨和惠陽酸梨差異性不顯著外，各個品種差異性顯著。

由表5可見，經水澇處理后，葉綠素含量明顯下降，其中惠陽酸梨葉綠素的變化率最小，橫縣浸泡梨的最大。水澇處理10 d、20 d后葉綠素變化率的范圍分別是-30.6%～-66.0%和-51.0%～-72.2%，其中惠陽酸梨與杏花大銀梨，橫縣靈山梨，橫縣浸泡梨之間葉綠素變化率差異性顯著，杏花大銀梨與橫縣靈山梨差異性不顯著。綜合表4和表5的數據及方差分析結果，4個砂梨品種的抗澇性依次為：惠陽酸梨gt;杏花大銀梨gt;橫縣靈山梨gt;橫縣浸泡梨。

3 小結與討論

3.1 干旱和澇漬對砂梨幼苗生理的影響

本研究結果表明，在干旱和水澇條件下，4個砂梨品種中惠陽酸梨的抗性最強，其葉綠素的減少量最少，而脯氨酸的增加量最多；與此相反，橫縣浸泡梨的抗性最弱，葉綠素減少量最多，脯氨酸的增加量最少。干旱和澇漬使梨樹葉綠素含量下降，主要是因為水分脅迫對光合色素有顯著影響，造成葉綠素分解和類胡蘿卜含量減少，從而使植株光合效率下降，抗逆性越強葉綠素含量下降地越慢[7]。雖然前面已有研究表明，葉綠素含量變化與果樹的抗逆性不相關，但葉綠素含量的變化在鑒定砂梨樹抗逆性方面仍是一個重要的指標[8]。此外在干旱和澇漬脅迫下，脯氨酸的含量急劇增加。這主要是因為水分脅迫下砂梨樹積累大量游離脯氨酸，是植物對水分脅迫的一種適應。

3.2 干旱和澇漬對砂梨幼苗形態的影響

從砂梨的形態方面研究得出，惠陽酸梨的旱情指數和死苗率最低，其抗旱性最強，在水澇條件下，氣生根的數量最多，分布范圍廣，紅葉率也高，其抗澇性最強；而橫縣浸泡梨出現旱害癥狀最早，旱害指數最高，抗旱性最弱；氣生根和紅葉幾乎沒有，其抗澇性最弱。

死苗率反映了植株在遭受干旱后的死亡比例，不能及時反映干旱過程中植株的旱害表現，只是在一定程度上反映植株的抗旱力，所以只能用來輔助對砂梨幼苗的抗旱性鑒定。而旱情指數則是反映整個干旱脅迫過程的忍受能力和抵抗能力，能夠全面地反映植株的抗旱力，因此旱害指數是砂梨抗旱性鑒定的一個重要指標[9]。此外，對植株的根莖葉進行解剖觀察，結合砂梨幼苗形態變化來確定植株的抗性強弱更有說服力[10]。對于水澇處理，主要是觀察植株的紅葉數及其氣生根的數量和分布情況。有研究表明，梨的氣生根數量和分布情況與梨的抗澇性成正相關[11]，本研究結果也證實了這一點。綜上所述，建議對惠陽酸梨進行進一步的田間水分脅迫鑒定，以便為生產應用提供依據。

[1]李先明，秦仲麒，劉先琴，等．湖北省砂梨產業現狀、存在問題及發展對策[J]．河北農業科學，2009，13(8)：100～104．

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[3]曹儀植，呂忠恕．水分脅迫下植物體內游離脯氨酸的積累及ABA在其中的作用[J]．植物生理學報，1989，1(3)：179～183．

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[5]聶華堂，陳竹生，計 玉．水分脅迫下梨的生理生化變化與抗旱性關系[J]．中國農業科學，1991，24(4)：14～18．

[6]王 生．淹水脅迫對楊樹無性系苗期生長及生理的影響[J]．林業科技，1998，2(2)：28～33．

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[8]鄭書星，樊軍峰，蘇曉花．歐洲黑楊無性系抗旱性綜合鑒定研究[J]．西北林學學報，2005，20(1)：57～64．

[9]胡又厘．余甘根和葉的形態解剖特征與耐旱性的關系[J]．園藝學報，1992，21(4)：413～417．

[10]陳長蘭，龔 興，賈敬賢．梨樹野生砧木的抗澇性鑒定初報[J]．中國種業，1996，(4)：30～31．

2010-04-28

王貴元(1978-)，男，湖北荊門人，農學博士，副教授，主要從事果樹生理研究.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2010.03.003

Q945.78；S661.2

A

1673-1409(2010)03-S006-03