林紹生,劉冬峰,宋洋,郭秀珠,李發(fā)勇,黃品湖,徐文榮
(浙江省亞熱帶作物研究所,浙江 溫州 325005)
凍害是柚栽培的重要制約因子,輕則影響植株生長,損傷樹體,導(dǎo)致結(jié)果樹減產(chǎn),影響果實品質(zhì),重則造成樹體死亡,果園毀滅[1]。柚抗寒性是其對低溫環(huán)境的長期適應(yīng)并且通過自身的遺傳變異和自然選擇而獲得的一種適應(yīng)性[2]。研究柚抗寒性對于其抗寒育種和北移栽培都具有重要意義。研究表明,當(dāng)?shù)蜏匕l(fā)生時,植物細胞膜的外形和厚度發(fā)生變化,導(dǎo)致膜透性增大,電解質(zhì)大量外滲,外滲量反映了細胞膜的受傷害程度[3-4]。利用電導(dǎo)法配合Logistic方程求得植物的低溫半致死溫度,可以比較不同植物的抗寒能力強弱[5]。2016年1月下旬強寒潮天氣使浙江柚產(chǎn)區(qū)多地低溫突破或接近歷史極值,為柚資源抗寒性評價與抗寒選育提供了契機。為此,我們對溫州市域柚資源抗寒性進行了研究。
分別于2016年3月初調(diào)查田間植株凍害情況,9月底調(diào)查凍害對產(chǎn)量的影響情況,據(jù)下列標準進行柚資源凍害分級,統(tǒng)計凍害率、凍害指數(shù),評定凍害程度。0級:葉片完全無凍害或個別卷曲,枝條基本無凍害,或個別晚秋梢受凍,樹干無損傷;產(chǎn)量無影響;1級:葉片受害不超過1/5,晚秋梢受凍在1/5以下,1~2年生枝條無凍,樹干無損傷,產(chǎn)量基本無影響;2級:葉片大部分凍死,晚秋梢多數(shù)黃枯,1年生枝半數(shù)凍有裂紋,極個別枝干損傷,產(chǎn)量有些影響;3級:葉片幾乎全部凍死,1年生枝凍害過半,2年生凍害嚴重,樹干個別受凍,產(chǎn)量影響較大;4級:葉片全部凍死,1、2年生枝多數(shù)或全部凍死枯黃、裂皮,樹干受凍明顯,基本無產(chǎn)量,短期難恢復(fù);5級:葉片全部凍死,枝條基本凍死或即使萌發(fā)也生長極弱,樹干嚴重受凍或凍死,無產(chǎn)量。
取春梢頂部往下第2葉,每資源30枚。樣品用自來水沖洗2次,再用蒸餾水浸2次并吸干,在室溫下放置1 h;把樣品分處理置于大燒杯(不同樣品間用小紙條隔開),在設(shè)置溫度(0、-3、-6、-9、-12、-15、-18 ℃)下凍24 h;取出后置室溫6 h;避開大葉脈用打孔器打取圓片,充分混勻備用;每處理3次重復(fù),每重復(fù)10個圓片,用分析天平稱取質(zhì)量;將樣品圓片和5 mL蒸餾水混合于玻璃杯中,在室溫條件下置3 h,測電導(dǎo)率A(如果不能測電導(dǎo)率,就緩慢加蒸餾水,加到能測為止;其他處理蒸餾水總量據(jù)樣品圓片質(zhì)量按正比例關(guān)系推算);再把測后的原圓片、少量蒸餾水放回原指形管,在沸水中加熱30 min,以完全破壞質(zhì)膜,再把原圓片、少量蒸餾水放回原玻璃杯,攪勻,冷卻,測電導(dǎo)率B,計算電解質(zhì)外滲率(A/B×100),模擬Logistic方程,計算資源低溫半致死溫度。
2.1.1 凍害期氣候
由表1可看出,2016年1月20日至27日低溫持續(xù)長達8天;最低氣溫達-4.3 ℃,逼近溫州歷史極端低溫-4.5 ℃;低溫期伴隨極大風(fēng)速達12.2 m·s-1,最小濕度達15%??梢?,凍害期氣候具有持續(xù)時間長,極端低溫低,低溫伴隨低濕、大風(fēng)等特點。
2.1.2 抗寒性表現(xiàn)
由表2可知,被調(diào)查的資源均發(fā)生了不同程度的凍害,凍害率在10.3%~100.0%。依據(jù)凍害指數(shù),各資源從輕至重依次為古磉柚、麻步文旦、矮白柚、皋泄香柚、文成紅心柚、翡翠柚、佛香柚、青田紅柚、永嘉紅心柚、蒼南紅肉拋、木蘭柚、處紅柚、琯溪蜜柚、早香柚、四季柚、官南土柚。
表1 凍害期氣候凍害程度
表2 柚資源田間凍害程度
基于16份柚資源葉片在不同低溫處理后的電解質(zhì)滲出率建立柚葉片抗寒性的Logistic模型,除處紅柚和官南土柚2份資源的線性相關(guān)系數(shù)未達到顯著水平外,其余14份柚資源的線性相關(guān)系數(shù)P值均小于0.05,說明可以利用表3中的Loginstic模擬方程計算其低溫半致死溫度,而處紅柚和官南土柚的半致死溫度(本文計算值可供參考)還需進一步確定。
表3 柚資源耐寒性Loginstic模型
由圖1可知,木蘭柚、早香柚、官南土柚、處紅柚和青田紅柚的抗寒性最強,低溫半致死溫度低于-7.3 ℃;蒼南紅肉拋、古磉柚、翡翠柚、佛香柚、麻步文旦的抗寒性較強,低溫半致死溫度為-6.3~-6.9 ℃;皋泄香柚、矮白柚、永嘉紅心柚、琯溪蜜柚抗寒性較弱,低溫半致死溫度為-4.6~-5.6 ℃;四季柚、文成紅心柚抗寒性最弱,低溫半致死溫度在-3.6 ℃以上。
圖1 柚資源的低溫半致死溫度
柚資源田間抗寒性表現(xiàn)與實驗室鑒定大體一致,說明本研究結(jié)果是各種質(zhì)資源的抗寒性強弱的真實反映;抗寒性強弱排序的個別出入,可能主要是果園立地條件差異所致。木蘭柚、早香柚、官南土柚、處紅柚和青田紅柚的抗寒性最強,低溫半致死溫度低于-7.3 ℃;蒼南紅肉拋、古磉柚、翡翠柚、佛香柚、麻步文旦的抗寒性較強,低溫半致死溫度為-6.3~-6.9 ℃;皋泄香柚、矮白柚、永嘉紅心柚、琯溪蜜柚抗寒性較弱,低溫半致死溫度為-4.6~-5.6 ℃;四季柚、文成紅心柚抗寒性最弱,低溫半致死溫度在-3.6 ℃以上。2016年1月下旬極端低溫逼近歷史極端低溫值,且低溫伴隨低濕、大風(fēng),持續(xù)時間長,因此認為長時間低溫、低濕、大風(fēng)疊加是柚凍害發(fā)生的原因。幾乎所有被調(diào)查果園的西北風(fēng)口凍害都特別嚴重,果園內(nèi)部凍害漸次減輕,說明大風(fēng)是加重凍害的主因,而果樹避風(fēng)栽培、營造果園防風(fēng)林對于果樹防凍十分重要。