初广武,苏琳,刘保东
(白城市林业科学研究院,吉林 白城 137000)
欧李()分布于吉林、黑龙江、辽宁、内蒙古、河北、河南、山东等地,喜光,耐寒,喜湿润肥沃土壤,是我国特有的珍贵小灌木经济树种,具有极高的经济价值。欧李白城1号(cv.‘baicheng 1’)和欧李白城2号(cv.‘baicheng 2’)是白城市林业科学研究院从野生群落中选择出的品种,而欧丰1号(‘oufeng-1’)是在2个野生优良品种的基础上复选出的高产加工型品种。
植物的抗逆性综合起来是植物和环境不断相互作用的结果。低温半致死温度(LT)可作为植物抗寒性的重要指标之一。实验室多用相对电导率法拟合计算低温半数致死温度来鉴定新品种的抗寒性。本研究通过不同低温处理,得出了欧李各新品种的相对电导率曲线呈“S”形,应用电导法配合Logistic方程求出“S”形曲线的拐点温度能较准确地估计出植物组织的低温半致死温度,再结合田间观测结果,综合评价3个欧李新品种的抗寒性。利用叶片含水量测定方法,综合分析3个欧李新品种的抗干旱性。欧李新品种的综合抗逆性分析为新品种不同立地条件的大面积栽培提供科学依据,对后续培养抗逆性较强的欧李新品种具有重要意义。
本项研究试验地设在吉林省白城市林科院试验林场,地处44°55′—45°09′ N,122°05′—122°31′ E,位于吉林省西北部,嫩江平原西部,科尔沁草原东部,气候为温带半湿润大陆性气候,年平均气温4.4 ℃,最低气温-39.2 ℃,最高气温38 ℃。无霜期135 d。年降水量411.4 mm,年蒸发量1 846.1 mm。土壤pH 7.52,属于轻度碱化沙土,有机质含量低,保水能力和保肥能力较差。
欧李白城1号、欧李白城2号是白城林科院从野生欧李种群中选育出的2个优良品种,欧李白城1号果实圆形或扁圆形,为“磨盘形欧李”;欧李白城2号果实长圆形或圆锥形,为“鸡心形欧李”;欧丰1号(J6)是从欧李白城2号中筛选出的鲜红高产加工型品种。
试验采用随机区组设计,3次重复,每重复设7个小区,每小区9株,栽植密度为0.5 m×1.3 m,试验株数共162株。开展3个品种的抗寒性、抗干旱性对比试验。
2.2.1 抗寒性测定
(1)田间鉴定。通过有经验的科研人员多次对其进行田间观测确定。
冻害分级标准为:1—没有或轻微冻害;2—有冻害,但可恢复;3—梢部干枯;4—梢部干枯部分占1/3~1/2;5—不能萌发甚至死亡。
计算冻害指数的公式为:
式中:1、2、3、4、5分别为冻害等级;为每等级的植株数;为调查的每品种总株数。
冻害级别:Ⅰ级,指数为1.0~1.5;Ⅱ级,指数为>1.5~2.5;Ⅲ级,指数为>2.5~3.5;Ⅳ级,指数为>3.5~4.5;Ⅴ级,指数为>4.5~5.0。
(2)电导率法测定。将采集的枝条带回实验室,分别剪成20 cm左右的小段,先后用自来水、去离子水冲洗3遍,每个品种分成6份放入塑料自封袋中,置于-45 ℃的低温冰箱中人工冷冻处理。低温胁迫温度分别为-10(对照)、-15、-20、-25、-30、-35、-40和-45 ℃等7个温度梯度,每个温度设3个重复。冷冻24 h后取出,在4 ℃下解冻12 h,先用自来水冲洗干净,再用去离子水冲洗3次,用洁净的纱布擦净后晾干。每个样品取0.50 g,放入50 mL三角瓶中,加入40 mL蒸馏水,于室内静置10 h,测得的电导值为煮沸前电导值。然后沸水浴煮15 min,静置2 h,测得的电导值为煮沸后电导值,然后计算出相对电导率,计算公式为:
相对电导率 (电解质渗出率)=煮沸前电导值/煮沸后电导值×100%
2.2.2 抗旱性测定 采用烘干法,从植株上取下待测的植物材料,用天平称质量,得到样品自然鲜质量();然后将其置于纸袋中放入烘箱,用105 ℃烘1 h杀青,然后用75 ℃烘至恒质量,天平称质量,得到样品的干质量()。另取一份放入蒸馏水中浸泡70 min,当达到恒质量时称饱和质量()。计算公式为:
自然含水率=(-)×100%
相对含水量=(-)(-)×100%
3.1.1 田间观测 对欧李1号、欧李2号和新选育的欧丰1号(J6)连续3年开展抗寒性田间观测,结果见表1。结果显示,3个欧李新品种的抗寒性相同,均为Ⅰ级,即抗寒性强。
表1 抗寒指数测定表
3.1.2 电导率法测定分析 连续2年用相对电导率Logistic方程计算出参试材料的拐点温度,确定相应的半致死温度。结果见表2、表3。
表2 欧李不同处理温度下相对电导率变化测定表
表3 3种欧李相对电导率Logistic方程和低温半致死温度
3个欧李新品种抗寒性均很强,能够在吉林西部寒冷的冬季正常越冬,其中欧李白城1号抗寒性最强(-42.30 ℃和- 46.88 ℃),欧李白城2号(-40.30 ℃和-39.64 ℃)和欧丰1号(-40.04 ℃和-40.09 ℃)的抗寒性次之。
植物相对含水率是代表植物抗旱性的重要指标,相对含水率越高,植物的抗旱性越强。3个欧李新品种叶片含水率测定结果见表4。从表中可以看出:欧李的相对含水率较高,抗旱性较强。其中欧李1号的相对含水率最高,抗旱性最强;欧丰1号的含水率次之,但高于欧李2号。3种欧李新品种抗旱性差别不大。
表4 3种欧李叶片含水率测定结果
通过连续3年田间抗寒性观测,3个欧李新品种抗寒性均为Ⅰ级。实验室测定结果表明,3个欧李新品抗寒性均很强,能够在吉林西部寒冷的冬季正常越冬,以欧李白城1号抗寒性最强,2017年和2018年半致死温度分别为-42.30 ℃和-46.88 ℃。3个品种抗旱性较强,以欧李1号相对含水率最高,达86.0%。综合分析认为,3个欧李品种均表现出较强的抗逆性,欧李1号略强于其他2个品种,但差别不大。
欧丰1号是白城市林业科学研究院选育出的高产加工型新品种,耐寒耐旱能力强,未来在科尔沁沙地的生态建设中将起到关键作用。