杜海涛 张强 李勇 毕宇 邢政华 季晓慧 王静
摘 要 为探讨几个柳树杂交品系的抗寒性,对近年在试验林内生长性状表现较好的6个灌木柳新品系(4#、8#、15#、16#、18#、25#)进行低温冷冻和冻后生长恢复试验,检验杂交品种的抗寒性。以不同时间为主处理,以5 d为时间间隔,设置4个时间梯度,以不同品系(品种)为副处理,以杞柳为对照开展柳树杂交品系抗寒性试验。结果表明:抗寒能力依次为18#>4#>杞柳>16#>25#>8#>15#,18#表现突出,抗寒性较强。当受到长时间低温影响时,25#、8#和15#电解质渗出率高于50%,出现了不同程度的冻害,当冷冻时间15~20 d时,试验中所有参试品系(品种)的电解质渗透率都在50%以上,会影响柳树生长发育,但还未达到死亡时间。
关键词 柳树;新品系;抗寒性;时间梯度
中图分类号:S792.120.4 文献标识码:A doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2024.04.017
Experiment on Cold Resistance of Several Willow Hybrid Strains in Songnen Plain
Du Haitao1,Zhang Qiang1,Li Yong1,Bi Yu1,Xing Zhenghua1,Ji Xiaohui1,Wang Jing2
(1. Qiqihar Branch of Heilongjiang Academy of Forestry,Qiqihar 161005,China;
2.Beilian Forest Farm of Keshan County,Qiqihar 161633,China)
Abstract In order to explore the cold resistance of several willow hybrid strains,six
shrub willow new strains ( 4 #,8 #,15 #,16 #,18 #,25 # ) with good growth traits in the experimental forest in recent years were tested by cryogenic freezing test and post-freezing growth recovery test to examine the cold resistance of hybrid varieties. With different time as the main treatment,four time gradients were set up at 5 d intervals,and with different strains (varieties) as sub-treatments, the cold resistance test of willow hybrid strain was carried out with Salix integra as the control. The results showed that the order of cold resistance was 18 # > 4 # > Salix integra > 16 # > 25 # > 8 # > 15 #. 18 # had outstanding performance and strong cold resistance. When affected by low temperature for a long time,the electrolyte seepage rate of 25 #,8 # and 15 # was higher than 50%,and different degrees of freezing damage appeared. During the period of 15-20 d,the electrolyte permeability of all the tested strains ( varieties ) in the experiment was above 50%,which would affect the growth and development of willow trees,but it had not yet reached the death time.
Key words willow; new strain; cold resistance; time gradient
松嫩平原位于黑龙江省西南部,属于高纬高寒地区,耐寒性是该地区选育良种的重要指标。目前国内外一致认为电导法是一项既简便又快速鉴定植物抗寒性的方法。受冻后植物电导率越大者,伤害越大,其耐寒能力越差。该区湿地资源丰富,大大小小的湖泊密布构成了广泛的沼泽湿地,其生态环境十分脆弱,因此,应用灌木柳进行低洼地、浅盐碱化土壤的改良具有广阔前景[1]。所以,深入研究该地区灌木柳的耐寒特性,对于指导林草产业生态实践有重要意义。
1 材料与方法
试验在位于齐齐
哈尔市富拉尔基区的黑龙江省林业科学院齐齐哈尔分院试验基地林木育种试验室内进行。
1.1 试验仪器及用品
主要试验仪器包括电导率仪(DDS-11A型)、恒温水浴锅(HH-6双列六孔)、超低温冰箱(中科美菱-40度)、电子分析天平(AE2004)、50 mL试管、去离子水和滤纸等。
1.2 试验材料
在试验基地选取6个近10年来在幼苗及幼树阶段生长表现良好的灌木柳优株,代号分别为4#、8#、15#、16#、18#和25#,均为杞柳(Salix integra)与细叶蒿柳(Salix viminalis var. angustifolia)杂交品系,并以杞柳为对照。
1.3 试验设计
在实验室利用超低温冰箱进行人为控温抗寒试验。本研究选取6个柳树杂交品系和1个对照进行了5、10、15和20 d等不同时间梯度的冷冻及生长恢复试验,3次重复,以自然条件下的组织渗透导电率为对照组,以各处理材料的导电率为损伤指数。采用DDS—11A电导率仪对7个品系(品种)进行了电导试验,测定不同品种间的低温耐受力。
1.4 测定方法
1.4.1 采样和处理
以露天越冬的当年生扦插苗为试验材料,将其在常温下进行30 min的解冻,然后用流水清洗和擦干,取各参试品种(品系)枝条中上部剪成大约12 cm的穗条备用。
1.4.2 冷冻处理
将超低温冰箱温度调至-40 ℃,将试验样品分组用塑料袋包好放入超低温冰箱中冷冻5、10、15和20 d。在处理完毕后,将其置于室温或20 ℃恒定温度下,解冻60 min,再按0.2~0.3 cm切块,每个处理各3 g,3次重复。称出的试样先用去离子水洗2次,晾干后放入50 mL的试管中,加30 mL去离子水,将瓶塞盖上,然后在常温或20 ℃的条件下,将其放置18~24 h后进行测试。所有的器皿及器具都要预先用蒸馏水清洗干净[2]。
1.4.3 样品测量
采用 DDS—11 A电导率仪,在常温下分别测量各提取物的电导率,以此来表示样品的电解质透性。对已测过的试样蒸煮20~30 min,以达到生物膜内电解质完全渗透的目的。然后再次用去离子水准确地补充到原量,盖上瓶塞静置18~24 h,然后测量其电导率,以表示试样电解质的总含量。
电解质渗出率(%)=(低温电导率/煮沸电导率)×100%
1.4.4 生长恢复试验
在试验材料被放入超低温冰箱内的同时,将同样标准的种条,剪成大约12 cm长的穗条,用去离子水清洗干净,并做好标记,放入塑料袋中,将处理过的试验材料拿出来,在室温下使其恢复18~24 h后,在室内按照不同的品系(品种),分别放入一个干净、装有半瓶水的塑料瓶中,并按照品种(品系)做好标记,与不进行冻结穗条进行对比,观察其萌发情况[3]。
2 结果与分析
2.1 不同时间梯度不同品种的电解质渗出率不同时间梯度不同参试品系柳树电解质渗出率测定结果见表1。
用SPSS分析软件中的方差分析程序对表1数据进行裂区方差分析。结果(表2)表明,-40 ℃低温下不同时间梯度间差异极显著,品种间差异显著,而品种×时间梯度间差异均不显著,表明随着冷冻时间的递增,不同品种的电解质渗出率趋势基本一致。以电解质渗出率为衡量抗寒
性指标,各参试品种(品系)的抗寒能力依次为18#>4#>杞柳>16#>25#>8#>15#。这与自然条件下试验林内各参试品种(品系)的物候观测结果基本一致。
为深入了解各品种之间和不同时间梯度之间的差别,利用LSD方法进行多重比较,结果(表3)表明,不同时间梯度处理后,其中18#、15#和其他几个品系(品种)之间有非常明显的区别,18#是所有品系(品种)中耐寒能力最强的一个。其次是4#和杞柳,抗寒性最差的是15#,且25#、8#和15#电解质渗出率高于50%,出现了不同程度的冻害。
2.2 不同时间梯度间电解质渗出率
在不同的时间梯度间,电解质渗出率存在着十分明显的差别,通过多重比较发现,随着时间的不断增加,在所有参试品系(品种)中,电解质渗透率呈递增趋势,至15 d时,全部品系(品种)均出现冻害,至20 d时,电解质渗透速率达到最高(表4)。
为了对比各品种在不同时间梯度下的差别,还进行了多重分析,发现各冷冻时间下各品种之间的电解质渗透率差异极显著。
2.3 生长恢复试验
研究发现,经过5 d和10 d的参试品系(品种)穗条冻结后,在水培前期,萌芽的时间会有所增加,放叶的时间也会有所延迟,随着地温的增加,萌芽的时间和放叶的时间会有所增加,但是都可以重新开始,没有发生受伤和死亡的情况。将15~20 d的参试品系(品种)冰冻后,到水培生根、放叶1个多月后,冰冻后的枝条与正常相比有显著的不同,冰冻后的枝条发生了卷曲,叶子枯萎,叶子失去了绿色,局部坏死等现象。有研究表明[4],在植物的耐寒性测试中,如果电解质渗透率降低到30%~50%,植物将会受到不可逆的伤害,而且随着时间的流逝,植物将会逐渐消融,最后造成不可逆伤害,严重的还会导致植物死亡[5]。本次对各参试品种的电解质透性试验结果均大于50%,说明电解质透性一旦超出某一数值,将会对柳树的生长造成不良影响。但还未达到死亡时间[6-7]。
3 结果与讨论
3.1 以电解质渗出率作为抗寒性指标,各参试品种(品系)的抗寒能力依次为18#>4#>杞柳>16#>25#>8#>15#。这一结论与试验林在天然状态下的结果相吻合。
3.2 随着冷冻处理时间的增加,在各参与试验的品系(品种)中,电解质的渗透速率都会有所提高。且25#、8#和15#电解质渗出率高于50%,出现了不同程度的冻害,该现象在植株外观性状改变之前表现得较为显著,可以用来评价植株对低温胁迫的生理指标。
3.3 在进行了5~10 d的低温冻结之后,各个参试品种(品系)的电解质渗透率的检测结果都在50%以下。在解冻之后,都能够重新萌发,但是,随着温度的降低,它们恢复生长的时间也会变得更长;在15~20 d时,所有品系的电解质渗透速率测定值都在50%以上,会影响柳树生长发育,但还未达到死亡时间。
参考文献:
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