武彥霞,史高川,田 鑫,李夏媛,高 鵬,趙海靜,王 琦
(山西農(nóng)業(yè)大學果樹研究所,山西 太原 030031)
核桃是世界著名的4大堅果之一,為喜溫樹種,絕大多數(shù)分布于北半球[1],在山西的栽培歷史已有 2000 多年,分布廣泛。獨特的地理位置、氣候環(huán)境使山西成為全國優(yōu)質(zhì)核桃生產(chǎn)基地之一。核桃已成為山西主產(chǎn)區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),在推進農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、增加農(nóng)民收入等方面發(fā)揮著重要的作用。我們于2002年用新疆薄皮核桃實生后代實生播種后形成一個選種圃,經(jīng)過多年調(diào)查研究,從中選取5個優(yōu)株作為待選優(yōu)系。
溫度影響著果樹的引種栽培,凍害是一種常見的自然災害,給果樹栽培的經(jīng)濟效益帶來嚴重損失[2]。核桃是喜溫樹種,其枝條髓心大,含水量高,抗寒性較差,低溫常使其花芽和幼果受凍,影響生長[3]。
試驗地點設在山西農(nóng)業(yè)大學果樹研究所。試驗材料來自山西農(nóng)業(yè)大學果樹研究所核桃生選種圃選取的優(yōu)系的干果及葉片,優(yōu)系編號為02-5、02-27、02-60、02-171、02-181,均為新疆薄皮核桃實生播種后代,對照品種為禮品1號。
葉片低溫處理梯度為4 ℃、0 ℃、-4 ℃和-8 ℃。產(chǎn)量統(tǒng)計為當年秋季單株收獲果實去青皮晾干后干果稱重。可溶性糖質(zhì)量分數(shù)采用蒽酮硫酸比色法;電導率采用電導儀直接測定;葉片組織觀察在Olympus SZX10解剖鏡下用OlympusDP71型相機直接拍照后用配套軟件進行測量。
試驗數(shù)據(jù)用Excel2007進行分析處理。
近年來,山西省春季倒春寒危害時有發(fā)生,2018年和2020年的清明節(jié)核桃都發(fā)生了倒春寒的凍害,其中,2018年時核桃受凍率達到了100%,2020年清明前后的兩場凍害造成了核桃園90%以上的受凍率,但是即便凍害嚴重,優(yōu)系也還保有一定的產(chǎn)量,圖1為優(yōu)系凍害后產(chǎn)量統(tǒng)計。
圖1 凍害后優(yōu)系單株產(chǎn)量
2018年單株干果產(chǎn)量最高為02-181,為1.58 kg,其次為02-5,產(chǎn)量為1.26 kg,對照禮品1號產(chǎn)量居中為1.09 kg;2020年單株干果產(chǎn)量最高為02-181,為3.29 kg,禮品1號產(chǎn)量為2.09 kg,兩年產(chǎn)量統(tǒng)計結(jié)果都是以02-181為最高,02-27產(chǎn)量較低,對照產(chǎn)量居中。
春季倒春寒發(fā)生時,通常在核桃幼葉開展期,因此對所選優(yōu)系的葉片抗寒性做了可溶性糖和電導率測定以及葉片CTR值的研究,對照品種為禮品1號。
可溶性糖是細胞中重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)[4],可以提高細胞滲透濃度,降低水勢,增加保水能力,對細胞有保護作用[6]??扇苄蕴琴|(zhì)量分數(shù)是造成植物體內(nèi)總的溶質(zhì)濃度變化的主要因素,可溶性糖質(zhì)量分數(shù)的增加表明植物抗性的增強。
表1 不同低溫處理下優(yōu)系葉片可溶性糖質(zhì)量分數(shù)/%
由表1可以看出,在4個不同溫度處理下,02-181幼葉的可溶性糖含量都是最高的,在0 ℃是達到了最高含量16.05%,其次是02-60,在各個溫度下都保持了較高的含量,在-4 ℃時為最高含量13.46%,對照禮品1號在0 ℃和-4 ℃時保持較高的含量。4 ℃時為最低7.43%。
表2 不同低溫處理下優(yōu)系幼嫩葉片電導率/%
細胞膜是細胞感受環(huán)境脅迫最敏感的部位,當植物受到低溫脅迫時,細胞膜首先受到傷害,透性增大,通過測定外滲液電導值的變化,可反映出材料的細胞膜傷害程度,進而判斷植物抗寒性的大小[5-7]。由表2可知,隨著處理溫度的降低,優(yōu)系幼嫩葉片電導率在-8℃時均呈現(xiàn)增加的趨勢,02-60的增加幅度最小,其次是02-181,但是一直處于增加狀態(tài),對照禮品1號和其他優(yōu)系均是先升高后降低,在-4℃時達到最高。
表3 優(yōu)系幼嫩葉片組織結(jié)構(gòu)CTR值比/μm
有研究表明,果樹葉片的解剖結(jié)構(gòu)與果樹的抗寒性有相關性[8-9],抗寒性較強的核桃品種葉片的CTR值一般是比較高的,吳林[12]等關于越橘葉片組織結(jié)構(gòu)的研究結(jié)果表明,葉片的CTR與抗寒性呈正相關。幼葉組織觀察結(jié)果表明(見表3):優(yōu)系葉片厚度在88.47~113.66 μm;柵欄組織厚度在43.54~53.44 μm,上表皮厚度在12.55~13.57 μm,對照禮品1號的3種厚度均低于優(yōu)系,為所測樣品中最低。優(yōu)系02-60和02-181幼嫩葉片的CTR值高于對照品種禮品1號,其余3個優(yōu)系則低于對照。
02-181的可溶性糖含量最高,其次是02-60;02-60的相對電導率在低溫脅迫下增加幅度最小,其次是02-181;CTR值最高為02-181,其次為02-60,因此,幼嫩葉片抗寒性指標分析的結(jié)果表明,優(yōu)系02-181和02-60表現(xiàn)出了較強的抗寒性,綜合凍害后產(chǎn)量調(diào)查的結(jié)果,認為02-181是5個優(yōu)系中抗寒性最強的優(yōu)株,可以為日后抗寒性核桃品種選育提供材料和依據(jù)。