三種槭樹三年生幼苗抗寒性研究

宋殿臣

(遼寧省清原滿族自治縣北山家林場，遼寧清原113316)

植物所能忍受的低溫耐受極限就是該植物的半致死溫度，低溫保持半致死溫度以下或持續下降，將導致植株死亡。這是由于低溫脅迫致使植物細胞膜功能受到破壞增加透性，細胞內電解質呈顯著滲出，受損程度越大，滲出率越高；因此可以通過測定植物組織電解質滲透情況來判定植物的凍害程度。本實驗采用電導法測定3種槭樹3年生幼苗嫩枝在溫度持續下降時的相對電導率，配合Logistic曲線方程推導半致死溫度更能準確地反映植物所耐受的低溫極限，從而確定3種槭樹半致死溫度。

1 材料的采集

供實驗所用材料為3種槭樹的2018年當年生枝條，元寶楓于沈陽農業大學植物園采集；色木槭和擰筋槭于遼寧省實驗林場苗圃內采集。采集時，選擇生長旺盛樹齡為中齡的目的植株，截取植株中上部1年生枝條，采集后段取直徑大于5mm、長度為20cm小段備用。

2 試驗處理

將采集的枝條先后用自來水、蒸餾水分別沖洗3次，然后用吸水紙吸干水分。將各樹種的枝條分成8組，每組4段枝條，其中一組置于20～25℃室溫作對照,其余各組放入低溫冰箱內。樣品分別降溫至-15℃停滯24h，再從-15℃降溫,降溫至-20℃停滯24h，再從-20℃降溫,每次降溫5℃,每個設定溫度停留24h后再繼續降溫。即-15℃降至-45℃,每次設定溫度停滯24h后取出1組樣品,再繼續降溫直至設定溫度為-45℃,停滯24h后取出最后一組樣品。將低溫處理結束后取出的樣品放置于0～4℃的冰箱內解凍12h,再置于20～25℃室溫下恢復12h。

3 測定方法與數據分析

3.1 將處理后的枝條，避開芽眼切成若干個2mm厚的小段，每組4個重復，每個重復準確稱取1.00g放入試管中加入30mL的去離子水浸泡12h，期間不斷搖動試管,用DSS-120型電導儀測定每個重復的初電導(L1)，然后封口在沸水中煮30min,冷卻到20～25℃室溫測定每個重復的終電導(L2)。取得數據后，對各組4個重復進行方差分析，經分析8組每個重復不具有顯著性差異，得出平均每組平均電導率。

3.2 依據相對電導率La計算公式

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

式中:V為相對電導率；L為蒸餾水的導電值；Lβ為對照樣本導電值。

3.3 將溫度和相對電導率之間的關系，用Logistic方程y=K/(1+ae-bx)進行回歸分析，相關度(R)顯著時，再計算半致死溫度X。

3.4 在Logistic方程y=K/(1+ae-bx)中，K值在方程回歸分析時定為100%。a、b為參數，對此方程求二階導數，并令其等于零，即可得到曲線的拐點X(X=lna/b)，X即為半致死溫度。

表1 3種樹種溫度與相對電導數據表

圖1 不同溫度下相對電導率的變化

樹種回歸模型半致死溫度相關度元寶楓y=100/(1+3.84e-0.037x)36.570.9563色木槭y=100/(1+4.508e-0.0324x)46.50.9831擰筋槭y=100/(1+4.312e-0.0308x)47.40.9724

4 結論

4.1 從表2可以推論，溫度變化與相對電導率呈反比例關系，說明隨著低溫脅迫的加深，溫度不斷降低，植物枝條電解質滲出相應增加，相對電導率隨之增加。

4.2 3種槭樹幼苗枝條溫度從-15～-35℃溫度梯度間，電解質滲出率變化不大，-35～-40℃溫度梯度間元寶楓電解質滲出率明顯增加，而色木槭、擰筋槭的電解質滲出率也有少量增加，但增加幅度明顯小于元寶楓；-40～-45℃溫度梯間元寶楓電解質滲出率不再有明顯變化，色木槭、擰筋槭電解質滲出率依然穩定上升。

4.3 3種槭樹3年生幼苗當年生枝條遭受低溫脅迫時，低溫下膜質以液晶相向凝膠相轉變, 造成細胞膜膜相分離,細胞當中電解質外滲從而引起低溫傷害。當溫度達到一定低溫，電解質外滲急劇增加，造成的傷害不可逆轉，植株死亡；這個低溫極限被稱作半致死溫度。

4.4 經過用 Logistic 方程進行回歸分析，溫度變化與相對電導率相關關系顯著，相關度接近于1；因之對半致死溫度進行數量化分析，得到元寶楓、色木槭、擰筋槭3年生幼苗半致死溫度分別為-36.57℃、-46.5℃、-47.4℃，從而為遼東地區培育3種槭樹幼苗提供區域化依據。