胡建忠
(水利部沙棘開發管理中心,北京 100038)
植物生長在一定的環境條件中,只有當環境內各種因子都處于其適宜范圍內,植物體內各種代謝變化和生理過程才能協調進行,在此基礎上健康正常地完成其生長發育過程。當環境因子與最適范圍相差很大時,植物內部各過程的協調性會被破壞,隨之給體內物質積累過程和器官生長發育帶來危害,嚴重時甚至導致植物體的死亡[1]。植物生命周期完全受制于生態環境因子。
水利部948 項目“俄羅斯第三代沙棘良種引進”(201216)項目[2-4]實施中,在從俄羅斯等國引進優良沙棘品種后,也應對于引進沙棘的抗逆性在田間進行評測,以確定其適宜的生長區域類型。抗逆性包括抗旱、抗熱、抗寒、抗鹽、抗風、抗病等性狀[5],測定方法,有涉及到生理生化指標的實驗室測定方法[6,7],還有通過外觀表現來評判其抗逆性能的田間評判方法。本文選擇田間評判方法,重點對抗旱性、抗寒性和抗病性進行評判。
在一般干旱條件下,引進沙棘植株所受干旱的影響,在外觀上主要表現為生長速度減慢。嚴重干旱時,由于組織內部代謝受到的強烈干擾、組織的死亡,以及組織不同部分收縮程度的不等,會產生出一些明顯的癥狀來。這些癥狀更早或更多地出現在葉子上。葉子卷曲、扭轉、起皺、產生斑點、邊緣變褐、發黃以及過早凋落等,都是常見的沙棘旱害癥狀。
干旱進一步加重時,沙棘一些枝條會發生頂梢枯死現象,延續一至二年不等,然后整株樹才慢慢死去。
每一引進沙棘品種在干旱季節之前選定10 個樣株,干旱季節過后,逐株觀察登記旱害等級(表1),不同等級的株數和百分率,并記載觀察地點的環境,以及當地旱季雨量、無降雨持續天數、蒸發量、氣溫、風向、風速及植株的年齡等。

表1 不同旱害癥狀及等級
對引進沙棘品種來說,最為常見的低溫危害發生在0℃以下,由于組織內出現冰晶而受到的凍害。這種危害是由于產生了冰晶,如果沙棘組織內的水分處于過冷狀態而不產生冰晶,它就能忍受更低的溫度而不致死亡。
冰晶的形成分為細胞內結冰和細胞間隙結冰。一般來說,在自然情況下,高等植物組織內的冰晶形成通常是隨著溫度下降而逐漸進行的過程。細胞間隙的冰晶生成量與細胞內水分的外滲量隨著溫度降低而增加。組織的細胞間隙中形成冰晶時,細胞組織是否被殺死,取決于細胞的耐凍能力和冰凍、融化的速度、次數。冰凍愈快則受害愈強烈。
引進沙棘產地、品種不同,其抗寒性也不相同。田間評判時,通常在初秋對每個品種選定10個樣株,在每年春季氣溫回升趨于穩定時,逐株觀察寒害等級(表2),登記不同等級的株數和百分率,并記述觀察地點的地理環境,越冬期的低溫、降霜、降雪、結冰的動態和持續天數,以及植株的年齡等項,最后結合防寒試驗一并進行分析。

表2 不同寒害癥狀及等級
引進沙棘由于生長環境條件的變化,植株較為衰弱,各方面功能尚在適應和恢復過程中,有可能受到病蟲害入侵,也應在田間仔細觀察,詳細記載。與抗旱性、抗寒性一樣,抗病性通常也劃分為5級(表3)。抗蟲性評判方法與此相仿。

表3 不同病害癥狀及等級
在經過上述步驟仔細觀察記載后,可按下式分別求得抗旱性、抗寒性、抗風性指標:

式中:R為抗旱性(抗寒性、抗病性等)指標;1、2、…5為不同受害等級;X1、X2、…X5為相對于不同受害等級(1、2、…5)的株數。
然后,按表4查取抗旱性、抗寒和抗病性各指標及其等級:

表4 抗旱性、抗寒性、抗病性等指標等級
因干旱與高溫往往交替在一起,故本項目測定時統一選用抗旱性這一指標,作為本項目測定的首要指標。
至于抗寒性,由于是從高緯度低溫地區向南部較高溫度地區引種,因此這一指標并不十分重要,不過由于中國“三北”地區冬季和早春風較大,風造成的枝條抽干容易造成植株死亡,故仍然測定抗寒性,其中就包含著風的影響。
抗病性包括抗蟲性是一個十分重要的項目,需要仔細觀察。
由于引進地一般為當地的優良苗圃地,故對田間抗鹽性暫不觸及。有條件的,可結合選擇育種,利用盆栽試驗等手段,進行主要引進沙棘品種的抗鹽性評判。
[1]北京林學院.植物生理學[M].北京:農業出版社,1979 .
[2]胡建忠.沙棘引種的三個試驗階段[J].國際沙棘研究與開發,2012,10(3):28-31 .
[3]胡建忠.沙棘引種試驗地選擇與布局[J].國際沙棘研究與開發,2012,10(4):29-31 .
[4]胡建忠.良種沙棘引種后的田間物候期觀測[J].國際沙棘研究與開發,2012,10(4):12-14 .
[5]胡建忠.植物引種栽培試驗研究方法[M].鄭州:黃河水利出版社,2002.
[6]趙福庚,何龍飛,羅慶云 .植物逆境生理生態學[M].北京:化學工業出版社,2004 .
[7]王寶山.逆境植物生物學[M].北京:高等教育出版社,2010 .