人工低温对四种多肉植物耐寒性的影响

人工低温对四种多肉植物耐寒性的影响

由于其种类繁多、形状多样、适应性强、耐长途运输等特点，许多植物都深受植物爱好者喜爱。景天科多肉植物适应性强,且形态美丽奇特,可用于营造特殊的植物景观温度是影响植物生长发育的重要因素,不适宜的温度极易影响植物的生理代谢。例如,过高或过低的温度均会造成细胞膜组织结构性损伤长沙属亚热带季风气候,夏冬季长,春秋季短,多肉植物在长沙栽培管理的困难季节主要是夏冬两季。夏冬季影响植物生长的主要因素是温度。传统的植物适应性试验成本较高而且耗时较长,故研究拟通过Logistic法快速测定不同景天科多肉植物的耐寒性,初步判断各种景天科多肉植物在长沙露地栽培的可行性,并对结果进行试验验证,观察其越冬情况并对其生理指标进行测定,为进一步筛选适宜于长沙地区露地栽培的景天科多肉植物品种提供依据。1材料和方法1.1试验材料的制备供试的景天科多肉植物品种有千佛手Sedumsediforme、虹之玉SedumrubrotinctumClausen、新玉缀Sedummorganianumvar.burrito和八千代Sedumcorynephyllum,以其3年生扦插苗为试验材料。1.2测试方法1.2.1人工低温处理人工低温处理参照徐婷婷1.2.2自然低温胁迫对多肉植物的影响室外自然生长状况观测于长沙温度较低的1月进行。将千佛手Sedumsediforme、虹之玉SedumrubrotinctumClausen、新玉缀Sedummorganianumvar.burrito、八千代Sedumcorynephyllum3年生盆栽扦插苗置于室外,每个品种15株,从2018年1月8日起对自然低温胁迫后的多肉植物定期进行形态观察。1.3数据处理及分析采用Excel2016、IBMSPSS24.0等软件进行数据处理、Logistic拟合及差异性分析。Logistic回归方程模型如下:2结果与分析2.1温度对各肉植物相对电导率的影响由图1可以看出,4种景天科多肉植物在人工低温处理下,电导率随着温度的降低缓慢增加,当温度下降至-12℃时突然急剧增加,之后增长趋势又趋于平缓;在-12℃时,千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代的电导率大幅度上升,分别是-9℃时的2.02、1.70、1.71、1.74倍,说明4种多肉植物对此温度反应敏感,出现了细胞内电解质大量外渗的情况;在-15℃时,千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代4种植物的电导率也出现了较大的涨幅,分别比-12℃时增加81.3%、54.4%、76.6%、68.9%;当温度低至-18℃时,多肉植物叶片的相对电导率比-15℃时有所下降。由此可见,4种多肉植物叶片相对电导率随着温度的降低呈“S”型曲线,符合Logistic方程。方差分析结果显示,不同温度处理下同一多肉植物叶片细胞的伤害率之间差异达到极显著水平(F=257.798,P<0.01),不同植物间叶片细胞对低温的响应也表现出极显著差异(F=24.314,P<0.01),但整体趋势保持一致。2.2低温半致死温度细胞电解质外渗率达到50%时的胁迫温度为植物半致死温度,用Logistic方程中拐点来确定植物组织的低温半致死温度。如表1所示,千佛手、虹之玉、新玉缀、八千代4种多肉植物的半致死温度分别为-10.17、-15.29、-10.22、-12.45℃;植物的抗寒性与半致死温度呈负相关,半致死温度越低,植物耐寒性越强,由此初步推断4种多肉植物的抗寒性由高到低排列次序为虹之玉>八千代>新玉缀>千佛手。2.3自然低温的抗性由表2可知,1月25日至28日出现了降温降雪过程,之后连续13d日最低温度均在0℃以下,其中26～29日完全0℃以下低温持续了96h,选择这段时间观察多肉植物的形态变化,从而研究自然低温对多肉植物的影响。从表3可知,1月24日,4种多肉植物仍保持良好的生长状态;1月27日0℃以下低温对多肉植物影响较大,千佛手和新玉缀的叶片已经出现了内部结冰和叶片变硬的情况,而虹之玉和八千代的叶片仅仅变硬,八千代叶片还出现了少许褐色斑点;2月2日,气温已经有所回升,但最低温度仍在0℃以下,植物已经逐渐对外界温度变化作出响应,千佛手和新玉缀的叶片处于冻融状态,叶片硬度低于正常生长状态,颜色也出现了褪绿症状(图2和图3),而虹之玉与八千代的叶片硬度已恢复正常生长状态(图4和图5);2月7日开始,气温继续回升达到了0℃以上,千佛手和新玉缀叶片褪绿,呈现水渍状,植株死亡;虹之玉叶片呈现少量失水状及少量红色斑点,未出现明显的叶色变化;八千代叶片出现萎缩,有少量褐色斑点,斑点数略多余虹之玉,并且由图5看出,八千代叶端的红色褪去,叶片呈现绿色。从自然低温后多肉植物的形态变化情况来看,供试的4种多肉植物对低温的抗性由强到弱依次表现为虹之玉>八千代>新玉缀>千佛手。此结果与Logistic方法得出的结果一致,说明Logistic方法在判断多肉植物的耐寒性强弱时结果准确可靠,且方法简便快速。但是值得注意的是,千佛手和新玉缀在未达到Logistic方法得出的半致死温度时就出现了植株死亡的现象,可能与低温的持续时间、环境的相对湿度以及植物自身的因素有关。3对稳定性的影响采用Logistic法对4种多肉植物的耐寒性进行初步判断,所获得的结果通过自然低温处理进行验证,2种方法所得4种多肉耐寒性强弱结果一致。这说明通过Logistic方法能够快速判断不同品种多肉植物的耐寒性,但是试验中发现新玉缀和千佛手在未达到半致死温度时就出现了胁迫反应,这可能与累积低温、环境相对湿度及自身因素有关。此次自然低温试验中,0