陜西蘋果花期霜凍敏感性指標研究

劉 紅，楊愛琴，孫智輝，劉志超，黨曉東，都全勝

(1.安塞區氣象局，陜西安塞 717400；2.陜西省氣象局秦嶺和黃土高原生態環境氣象重點實驗室，西安 710016；3.延安市氣象局，陜西延安 716000；4.子長市氣象局，陜西子長 717300)

陜西為蘋果種植大省，蘋果花期凍害是影響蘋果品質和產量的主要氣象災害之一。國內外對蘋果花期凍害風險等級[1-3]、蘋果花器官凍害率[4-5]等方面研究較多。李紅英等[6]運用人工霜箱模擬研究不同蘋果品種花期霜凍敏感性指標，王靜等[7]研究環境相對濕度對蘋果花器官過冷卻點的影響，姜琳琳等[8]對不同低溫條件下，蘋果花可溶性糖、可溶性蛋白等指標與蘋果花的抗寒性關系進行研究，李艷莉等[9]開展陜西蘋果種植區北擴后陜北低溫凍害分析研究。在不同低溫持續條件下，對陜西蘋果花期遭受低溫凍害的相對電導率和半致死溫度指標的研究甚少。

在正常情況下，植物細胞膜對物質具有選擇透性能力。當植物受到逆境影響時，細胞膜遭到破壞，透性增大，從而使細胞內的電解質外滲，以致植物細胞浸提液的相對電導率增大。相對電導率測定是作物抗逆性栽培、育種上鑒定植物抗逆性強弱的實用方法之一。低溫半致死溫度是指在該溫度時，植物達到半致死狀態，當溫度繼續低于該溫度時，植物所受的傷害將不可恢復甚至死亡。半致死溫度是準確估量植物耐寒性的數量指標[10]。低溫半致死溫度對抗寒性預測已廣泛應用于經濟樹種[11]。本研究開展陜西省富士系晚熟蘋果花期凍害機理分析與試驗，通過人工模擬霜箱試驗、浸泡法測定相對電導率等方法，總結不同低溫持續條件下，陜西蘋果花期遭受低溫凍害的受凍率、相對電導率和半致死溫度指標，以期為富士系晚熟蘋果抗逆性栽培、育種鑒定、引種、果業部門及果農防御低溫凍害提供參考，提高凍害防御效果，減輕凍害損失，助力蘋果產業發展。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點和材料

試驗于2021年4—5月開展，地點選取在陜西省延安市洛川縣蘋果氣象試驗站，以富士系晚熟盛花期蘋果花作為試驗材料。在同一果園蘋果盛花期選取樹齡、長勢一致的果樹，隨機選取大小、粗細相似且同時具有全開類型花的枝條。試驗采用調節方式控溫的人工模擬霜箱，箱內有11支熱電型電偶溫度傳感器，10支放置于試驗蘋果花的子房部位，用于監測蘋果花的溫度變化， 1支測量霜箱內溫度。試驗采用雷磁DDS-307A臺式電導率儀測定人工模擬霜箱試驗后受凍蘋果花的相對電導率。

1.2 試驗方法

1.2.1 蘋果花受凍率 王景紅等[12]在對陜西富士系蘋果花期霜凍災害氣象指標的修訂研究中提出，蘋果花期生理凍害的主要判別依據為子房是否受凍，得出蘋果花過冷卻點[6]在-2.5～-4.0 ℃；根據果業技術員的指導和種植戶多年的種植經驗，同樣得出子房受凍才會對蘋果生長產生顯著影響，故選取子房受凍為蘋果花凍害的主要判別依據，將-2.5～-4.0 ℃作為蘋果花受凍的臨界溫度。利用人工霜箱模擬3組不同低溫持續條件，測定不同低溫持續時間下蘋果花受凍率。將溫度傳感器探頭安置在子房部位，溫度傳感器與數據采集器系統和計算機連接，計算機自動連續記錄分析花器官表面溫度變化，自動繪制溫度變化曲線。達到相應低溫處理時間后，從人工霜箱取出試驗蘋果花，常溫下置放2 h后，觀測其受凍情況，以子房呈水浸狀并變褐色為蘋果花受凍的統計標準。同時，摘取3組試驗蘋果花的中心花，用于受凍蘋果花相對電導率的測量。

表1 人工霜箱試驗模擬的不同低溫及其持續時間

1.2.2 蘋果花相對電導率及半致死溫度 采用浸泡法測定相對電導率[13]，取大小相當的蘋果中心花，用自來水洗凈再用蒸餾水沖洗3次，用濾紙吸干表面水分，將蘋果花剪成適宜大小，快速稱取鮮樣3份，每份0.1 g，分別置于10 ml去離子水的刻度試管中，蓋上玻璃塞置于室溫下浸泡處理12 h，用電導率儀測定浸提液電導率(R1)，然后沸水浴加熱30 min，冷卻至室溫后搖勻，再次測定浸提液電導率(R2)。相對電導率=(R1/R2)×100%[14-15]。根據朱根海[16]、王永紅[17]、劉坤坤[18]等對植物抗寒性的研究，當相對電導率出現明顯跳躍時，植物組織的半致死溫度出現在相對電導率對應的低溫變化區間，可作為植物抗寒性的一個重要指標。

2 結果與分析

2.1 不同低溫持續時間下的受凍率

分析不同低溫條件下的蘋果花受凍率(見表2)發現，隨著低溫的不斷下降，蘋果花的受凍時間明顯縮短，受凍率不斷增大。-2.0 ℃持續3 h內蘋果花未受凍，持續4 h后開始受凍，持續6 h后中度受凍。-3.0 ℃持續2 h后重度受凍，-4.0 ℃持續1 h后受凍率達96.5%，-5.0 ℃持續1 h后受凍率達100%。

表2 洛川富士系晚熟蘋果花在不同低溫持續時間下的受凍率 %

2.2 不同低溫條件下的相對電導率

從表3可以看出，富士系晚熟蘋果花相對電導率隨著溫度的降低呈現上升趨勢，低溫與相對電導率之間呈負相關，相關系數為0.988 3(經t檢驗，通過0.05的顯著性檢驗)。低溫初期蘋果花相對電導率上升較為平緩，隨著溫度不斷降低，相對電導率迅速上升，隨后電導率上升又趨緩慢。-3.0 ℃時蘋果花的相對電導率為47.0%，-4 ℃時相對電導率上升至62.8%，出現明顯跳躍。蘋果花的半致死溫度在-3.0～-4.0 ℃之間，陜西富士系晚熟蘋果花的過冷卻點在-2.5～-4.0 ℃[12]，蘋果花的半致死溫度與過冷卻點基本保持一致。

表3 洛川富士系晚熟蘋果花在不同低溫條件下的相對電導率

3 結論和討論

(1)陜西盛花期的富士系晚熟蘋果花在-2.0 ℃、-3.0 ℃、-4.0 ℃、-5.0 ℃四個低溫指標下，-2.0 ℃持續3 h內未受凍，-3.0 ℃持續2 h后重度受凍，-4.0 ℃持續2 h后受凍率達100%，-5.0 ℃持續1 h后受凍率達100%。

(2)陜西盛花期的富士系晚熟蘋果花相對電導率在38.6%～69.6%之間，隨著溫度的降低相對電導率呈現平緩—迅速—緩慢上升三個階段，低溫與相對電導率呈顯著負相關，相關系數為0.988 3。蘋果花的半致死溫度在-3.0～-4.0 ℃之間。

(3)本研究僅對蘋果花的相對電導率和半致死溫度進行探討，后期可就過氧化物酶、葉綠素總量等生化指標和抗寒性生理等綜合評價指標進行分析研究，更精準地判斷蘋果花的耐寒性。同時，由于蘋果不同品種、不同樹齡、花期不同階段的耐寒性存在一定差異，蘋果花期霜凍指標也有不同。蘋果花現蕾期、露紅期的抗凍性高于開花期。后期還要對不同蘋果品種、花期不同階段等的霜凍指標展開分析研究，不斷完善蘋果花期霜凍指標。