王貴元,羅雁芳 (長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025)
田 瑞 (湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所,湖北 武漢 430064)
水分脅迫對砂梨幼苗形態(tài)及生理指標的影響
王貴元,羅雁芳
(長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025)
田 瑞
(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所,湖北 武漢 430064)
以杏花大銀梨、惠陽酸梨、橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨4個砂梨(Pyruspyrifolia)品種實生苗為材料,人工模擬干旱和水澇處理,研究了水分脅迫對梨幼苗形態(tài)和部分生理指標的影響。結(jié)果表明,惠陽酸梨的葉綠素含量變化率和其他3個品種之間差異顯著,而杏花大銀梨、橫縣靈山梨、橫縣浸泡梨之間差異不顯著;各個品種間脯氨酸的變化率差異性顯著。在干旱30 d后惠陽酸梨、橫縣浸泡梨死亡率分別達到10.00%、78.60%;旱情指數(shù)分別為15.56%、71.31%;在淹水20 d后紅葉率分別達到15.27%、12.23%。惠陽酸梨的氣生根數(shù)量多、分布范圍最廣,橫縣浸泡梨的氣生根數(shù)量極少、分布窄。綜合來看,惠陽酸梨的抗旱抗?jié)承宰顝?,杏花大銀梨較強,橫縣靈山梨較弱,橫縣浸泡梨最弱。
砂梨(Pyruspyrifolia);幼苗;干旱;水澇
梨是薔薇科蘋果亞科梨屬植物,為喬木落葉果樹,其中砂梨(Pyruspyrifolia)原產(chǎn)于長江流域及以南地區(qū),果肉白、水分多,果質(zhì)細嫩、味甜爽口。與白梨和秋子梨相比,砂梨具早果性,生長勢較旺,喜高溫高濕環(huán)境[1]。我國是梨屬植物的原產(chǎn)地之一,資源非常豐富,但大多栽培于丘陵、山地、河灘沙地,易受到旱澇逆境脅迫的影響。本研究旨在發(fā)掘篩選抗水分脅迫強的砂梨種質(zhì)資源,為砂梨樹高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供依據(jù)。
1.1 材料
以砂梨種的杏花大銀梨、惠陽酸梨、橫縣靈山梨 、橫縣浸泡梨4個品種實生苗為材料。
2008年1月17日將沙藏的種子播種在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院砂梨圃大田中,2008年月3月27日選生長一致、展開3~4片真葉的植株進行移栽,試驗用盆為塑料盆(上口徑50 cm,下口徑30 cm,高26 cm),盆土為園中輕黏土。施入適量的上海產(chǎn)復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O為36∶22∶18),加強苗木管理。
1.2 試驗設(shè)計
采用隨機區(qū)組設(shè)計,4個品種,2個處理指標(干旱和澇漬),3次重復(fù),每個重復(fù)1盆,每盆5棵植株,共120棵植株。人工模擬干旱和水澇處理。
(1)抗旱性試驗 2008年6月19日將材料灌水至田間最大持水量,置于防雨棚讓其自然干旱。每天觀察植株的受害情況以及出現(xiàn)的時間。其中植株地上部分對干旱的敏感性分級標準:1級—植株葉片輕度萎蔫;2級—植株葉片中度萎蔫;3級—植株葉片嚴重萎蔫;4級—植株葉片部分脫落;5級—植株葉片全部脫落。再計算各個品種的旱害指數(shù)及死苗率。此外在干旱處理前,處理后10 d、20 d上午9:00~10:00之間從植株的頂部起第3個枝條開始取2~3片生長正常、無病蟲害的嫩葉,分別測定其葉綠素和脯氨酸的含量。
(2)抗?jié)承栽囼?2008年6月19日開始澇漬模擬。挖7 m ×1 m ×0.15 m的水槽,底部和4個側(cè)面用厚塑料薄膜隔開,以防漏水。將盆栽試材放入后澆水,并保持水淹狀態(tài),淹水深度0.1 m。處理后15 d、30 d記錄澇害條件下砂梨幼苗的紅葉數(shù),每天觀察氣生根出現(xiàn)的時間及其分布情況。處理后10 d、20 d上午9:00~10:00之間從植株的頂部第3個枝條開始取2~3片生長正常,無病蟲害的嫩葉,測定其葉綠素的含量。
1.3 指標測定與計算
葉綠素的含量采用光合色素浸提法[2],脯氨酸的含量采用Bete法[3]。
旱情指數(shù)(%)=[∑(旱害株數(shù)×該級代表值)/株數(shù)×最高一級代表值]×100;
死苗率(%)=[枯死株樹/調(diào)查的總株數(shù)]×100。
1.4 數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)采用DPS統(tǒng)計分析軟件進行分析。
2.1 不同品種砂梨的抗旱性比較
表1 不同品種砂梨的抗旱性鑒定結(jié)果Table 1 The results of resistance to drought of the different pear species
注:(1)抗旱性評價:1級(極強)——旱情指數(shù)lt;30;2級(強)——旱情指數(shù)30~50 ;3級(中)——旱情指旱數(shù)51~61 ;4級(弱)——旱情指數(shù)61~70 ;5級(極弱)——旱情指數(shù)71~100。(2)表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母代表5%顯著水平,不同大寫字母代表1%顯著水平,表2~5同。
(1)不同品種砂梨幼苗的死苗率及抗旱性評價 從表1可以看出,處理后10 d和30 d,幼苗的死苗率除杏花大銀梨和惠陽酸梨之間差異不顯著外,其他3個品種的差異性顯著。持續(xù)干旱10 d各品種即表現(xiàn)旱害癥狀,并且隨干旱時間和程度的增加,植株的旱害逐漸加重,死苗率上升。連續(xù)20 d的干旱后,橫縣靈山梨、橫縣浸泡梨死苗率較高,分別達45.60%和50.50%。而且植株的葉片形態(tài)上也表現(xiàn)出對干旱的敏感性,旱情指數(shù)分別為54.54%和71.30%。表明這2個品種對干旱較敏感,耐旱性較弱。與此相反,杏花大銀梨和惠陽酸梨的死苗率不超過30%,葉片表現(xiàn)的旱情指數(shù)不超過40%,表明這2個品種對短期的耐旱性較強。其中惠陽酸梨抗旱性最強,杏花大銀梨次之,橫縣靈山梨居中,橫縣浸泡梨最弱。
表2 不同品種砂梨干旱后葉綠素含量的變化Table 2 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after drought
表3 不同砂梨品種干旱后脯氨酸含量的變化Table 3 The variances of proline concentrationamong different varieties after drought
(2)不同品種砂梨幼苗葉綠素和脯氨酸含量的變化比較 從表2可以看出,干旱處理10 d后植株的葉綠素含量明顯下降,20 d后下降速度趨于平緩。處理10 d后橫縣浸泡梨的葉綠素含量變化率最大,為65.83%;惠陽酸梨的變化率最小,為31.42%。方差分析表明,在處理10 d、20 d后,除橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨葉綠素變化量差異性不顯著外,其余2品種與這2個品種間差異性極顯著。
由表3可見,經(jīng)過10 d、20 d的干旱處理后,各處理植株葉片脯氨酸的含量成倍增加。其中橫縣靈山變化率最小,抗旱性最弱;惠陽酸梨最大,而抗旱性最強,這與前人的研究結(jié)果相近[5]。方差分析表明,處理10 d、20 d后,除杏花大銀梨和橫縣靈山梨之間脯氨酸變化率差異性不顯著外,各個品種差異性顯著;且惠陽酸梨與杏花大銀梨、橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨差異性極顯著。
2.2 不同品種砂梨的抗?jié)承员容^
表4 水澇對砂梨幼苗部分形態(tài)的影響Table 4 Effect of water logging on morphology of pear seedlings
表5 不同品種砂梨水澇后葉綠素含量的變化Table 5 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after water
氣生根的數(shù)量和分布范圍與梨抗?jié)承猿烧嚓P(guān),紅葉率也與抗?jié)承猿烧嚓P(guān)[6]。從表4可以看出,水澇30 d后,惠陽酸梨的氣生根數(shù)量最多、分布最廣,紅葉率最高;杏花大銀梨氣生根數(shù)量中等,分布較廣,紅葉率較高;橫縣靈山梨氣生根數(shù)量較少、分布窄,紅葉率較低;橫縣浸泡梨幾乎沒有氣生根,紅葉率最低。經(jīng)方差分析表明,水澇處理15 d后,紅葉率在15.40%~27.30%之間變化。其中惠陽酸梨、杏花大銀梨、橫縣浸泡梨之間紅葉率差異性顯著,橫縣靈山梨與杏花大銀梨,橫縣浸泡梨之間差異性不顯著。水澇處理30 d后,紅葉率在20.10%~37.30%之間變動。除杏花大銀梨和惠陽酸梨差異性不顯著外,各個品種差異性顯著。
由表5可見,經(jīng)水澇處理后,葉綠素含量明顯下降,其中惠陽酸梨葉綠素的變化率最小,橫縣浸泡梨的最大。水澇處理10 d、20 d后葉綠素變化率的范圍分別是-30.6%~-66.0%和-51.0%~-72.2%,其中惠陽酸梨與杏花大銀梨,橫縣靈山梨,橫縣浸泡梨之間葉綠素變化率差異性顯著,杏花大銀梨與橫縣靈山梨差異性不顯著。綜合表4和表5的數(shù)據(jù)及方差分析結(jié)果,4個砂梨品種的抗?jié)承砸来螢椋夯蓐査崂鎔t;杏花大銀梨gt;橫縣靈山梨gt;橫縣浸泡梨。
3.1 干旱和澇漬對砂梨幼苗生理的影響
本研究結(jié)果表明,在干旱和水澇條件下,4個砂梨品種中惠陽酸梨的抗性最強,其葉綠素的減少量最少,而脯氨酸的增加量最多;與此相反,橫縣浸泡梨的抗性最弱,葉綠素減少量最多,脯氨酸的增加量最少。干旱和澇漬使梨樹葉綠素含量下降,主要是因為水分脅迫對光合色素有顯著影響,造成葉綠素分解和類胡蘿卜含量減少,從而使植株光合效率下降,抗逆性越強葉綠素含量下降地越慢[7]。雖然前面已有研究表明,葉綠素含量變化與果樹的抗逆性不相關(guān),但葉綠素含量的變化在鑒定砂梨樹抗逆性方面仍是一個重要的指標[8]。此外在干旱和澇漬脅迫下,脯氨酸的含量急劇增加。這主要是因為水分脅迫下砂梨樹積累大量游離脯氨酸,是植物對水分脅迫的一種適應(yīng)。
3.2 干旱和澇漬對砂梨幼苗形態(tài)的影響
從砂梨的形態(tài)方面研究得出,惠陽酸梨的旱情指數(shù)和死苗率最低,其抗旱性最強,在水澇條件下,氣生根的數(shù)量最多,分布范圍廣,紅葉率也高,其抗?jié)承宰顝?;而橫縣浸泡梨出現(xiàn)旱害癥狀最早,旱害指數(shù)最高,抗旱性最弱;氣生根和紅葉幾乎沒有,其抗?jié)承宰钊酢?/p>
死苗率反映了植株在遭受干旱后的死亡比例,不能及時反映干旱過程中植株的旱害表現(xiàn),只是在一定程度上反映植株的抗旱力,所以只能用來輔助對砂梨幼苗的抗旱性鑒定。而旱情指數(shù)則是反映整個干旱脅迫過程的忍受能力和抵抗能力,能夠全面地反映植株的抗旱力,因此旱害指數(shù)是砂梨抗旱性鑒定的一個重要指標[9]。此外,對植株的根莖葉進行解剖觀察,結(jié)合砂梨幼苗形態(tài)變化來確定植株的抗性強弱更有說服力[10]。對于水澇處理,主要是觀察植株的紅葉數(shù)及其氣生根的數(shù)量和分布情況。有研究表明,梨的氣生根數(shù)量和分布情況與梨的抗?jié)承猿烧嚓P(guān)[11],本研究結(jié)果也證實了這一點。綜上所述,建議對惠陽酸梨進行進一步的田間水分脅迫鑒定,以便為生產(chǎn)應(yīng)用提供依據(jù)。
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2010-04-28
王貴元(1978-),男,湖北荊門人,農(nóng)學(xué)博士,副教授,主要從事果樹生理研究.
10.3969/j.issn.1673-1409(S).2010.03.003
Q945.78;S661.2
A
1673-1409(2010)03-S006-03