不同种源花椒促生防寒能力比较研究

不同种源花椒促生防寒能力比较研究

膜是一个对低温非常敏感的半透性生物膜。由于某些低温的压力，膜相破坏和体内皮质和外渗会导致膜内皮诺基酯的破坏。植物不同品种间的细胞原生质透性不同,电解质外渗量不同,因此抗寒力也不同。电解质外渗量越大,抗寒力越弱;电解质外渗量越小,抗寒力越强。花椒是我国重要的经济树种,喜光、耐旱、耐瘠薄。近年来,随着退耕还林工程的实施,花椒栽培面积不断增大,目前种植面积已超过12万hm2,年产12万t左右,形成了一个年产值达15亿元左右的巨大特色农产品产业。但在实际生产中,花椒已发生冻害,造成树体生长不良,产量不稳定。本研究通过对低温条件下4个种源花椒枝条的电解质外渗率(REC)测定,配合Logistic方程计算出不同花椒枝条和叶片的半致死温度(LT50),研究各花椒抗寒能力,为进一步研究和评价不同种源花椒的抗寒性提供理论和实践依据。1材料和方法1.1花椒种子在东北部的播种测定的花椒均为各花椒产区的栽培品种。2006年,将各产地的花椒种子播种于西北农林科技大学苗圃(陕西杨陵),种源有陕西凤县、循化花椒、甘肃武都、河北涉县,品种为大红袍花椒,共4种。1.2温度对织物的降温2007年11月,选取4个种源花椒的健康、无病虫害的1a生枝条。将各花椒的枝条用洁净的湿纱布擦拭并晾干,放入冰箱内从0℃开始降温,降温速率为4℃/h,处理温度分别为-12、-16、-20、-24、-28和-32℃,并保持恒温12h。再以同样的速率升温至0℃,取出枝条,并测定电解质外渗率(REC),以放置室温下(4℃)的枝条为对照(CK),设3个重复。2结果与分析2.1至至16及32时由图1可知,在低温条件下,4种花椒的REC与温度之间呈上升的“S”形曲线。但其REC增加的速率并不均匀,处理温度越低REC变化相对越快,且因种源而异。当温度降至-16℃时凤县花椒和武都花椒REC为24.98%和46.88%;当降至-24℃时,REC分别为45.73%和53.85%;当降至-32℃时,REC分别升高至60.17%和83.56%。涉县花椒、循化花椒则分别从20.72%和23.22%升至46.73%和47.31%,随后再升至67.97%和65.02%。可以看出,在相同低温下,武都花椒电解质外渗最多,脂膜损伤程度最重;凤县花椒、循化花椒与涉县花椒电解质外渗较少,脂膜损伤程度较轻,这表明不同种源花椒的抗寒性存在差别。2.2花椒抗寒力测定logistic方程的拟合结果Logistic方程是一个典型的“S”曲线方程。花椒枝条在不同处理温度下的REC曲线基本符合Logistic变化规律,对数据进行Logistic回归分析。回归模型为:y=k1+ae-bxk=y22(y1+y3)-2y1y2y3y22-y1y3y=k1+ae−bxk=y22(y1+y3)−2y1y2y3y22−y1y3式中:k、a、b为常数;y为REC,y1、y2、y3为测定结果中等距离的3点。在实际应用中,常令y′=ln[(k-y)/y],则y′=lna-bx,即电解质外渗率y转换成y′后,与处理温度x之间的关系可以用线性表示,因此可以按一般的直线相关法求出a和b。lna=y′+bx-b=[∑xy′-1/n(∑x)(∑y′)][∑x2-1/n∑y2]1/2a=1n(∑y′-b∑x)lna=y′+bx−b=[∑xy′−1/n(∑x)(∑y′)][∑x2−1/n∑y2]1/2a=1n(∑y′−b∑x)y′与x对Logistic方程的拟合度可用y′与x的相关系数ry′x来表示。ry′x=[∑xy′-1/n(∑x)⋅(∑y′)]√[∑x2-1/n(∑x)2][∑(y′)2-1/n(∑y′)2]ry′x=[∑xy′−1/n(∑x)⋅(∑y′)][∑x2−1/n(∑x)2][∑(y′)2−1/n(∑y′)2]√对回归方程进行二阶求导变换得方程曲线的拐点值,在数学上拐点d2y/dx2=0时的x值,即x=-(1na)/b为半致死温度(LT50)值。各花椒抗寒力测定Logistic方程的拟合统计结果见表1。通过6个不同处理温度的分别计算,4个种源花椒枝条的半致死温度(LT50)在-26.36～-19.95℃之间,其平均温度为-24.04℃。由表1可见,回归方程的各参数之间存在不同的差异,其中a值变异系数较大(Cv=52.86%),k值各花椒间差异较小(Cv=2.31%)。用Logistic方程拟合,4种花椒REC与其半致死温度的相关性均达极显著水平(R2为0.8989～0.9801)。说明在花椒抗寒性研究中,不同低温处理条件下,REC遵循Logistic方程的变化规律且与LT50呈线性关系,其拟合结果可靠,精确度较高。计算得到的LT50在不同种类间也有差异,且这种差异表现为LT50高低与枝条抗寒力强弱间呈负相关趋势,即LT50越低,枝条抗寒力越强;LT50越高,抗寒力越弱。由LT50可知,凤县花椒的抗寒性最强,其它种源的顺序依次为循化花椒、涉县花椒与武都花椒。3半致死温度比较随着处理温度的降低,花椒枝条电解质外渗率随处理温度的降低而不断上升,表明枝条受到的伤害越来越严重。在凤县花椒、武都花椒、涉县花椒与循化花椒枝条的REC与其半致死温度之间的相关系数达到0.8989～0.9801;4个种源花椒枝条的半致死温度(LT50)在-26.36～-19.95℃之间,凤县花椒抗寒性最强,涉县花椒与武都花椒受到的伤害较重,抗旱性较弱。其抗寒性顺序为:凤县花椒>循化花椒>涉县花椒>武都花椒。电导法是实验室间接测定植物REC的重要方法之一,自从Dexter等使用电导法测定植物抗性以来,这种方法得到了不断的完善和发展,许多报道表明应用此法配合Logistic方程可以测定植物的抗寒性等。Sukumaran和Weiser等在马铃薯的研究