模擬低溫下主產(chǎn)品種獼猴桃結(jié)果母枝凍害指標(biāo)

李化龍 王景紅 張維敏* 柏秦鳳 潘宇鷹 張 燾 權(quán)文婷 郭建平

1)(陜西省農(nóng)業(yè)遙感與經(jīng)濟(jì)作物氣象服務(wù)中心，西安 710015) 2)(中國(guó)氣象科學(xué)研究院，北京 100081)

引 言

獼猴桃隸屬獼猴桃科獼猴桃屬，為多年生落葉藤本植物[1]，種群主要分布在秦嶺以南及橫斷山脈以東地區(qū)[2-5]。中華獼猴桃和美味獼猴桃是我國(guó)主要商業(yè)化栽培品種[6]，其中美味獼猴桃占種植面積的60%以上。

近年中華/美味獼猴桃種植區(qū)域不斷北擴(kuò)南推，已發(fā)展到全國(guó)22個(gè)省份[7-8]，種植范圍最南端由廣東省和平縣(24.25°N)延伸至云南省屏邊縣(22.98°N)，最北端從陜西省渭南市(34.50°N)北擴(kuò)至天津市薊州區(qū)(40.05°N)[9]。低溫凍害是嚴(yán)重危害獼猴桃的氣象災(zāi)害，輕則造成結(jié)果母枝芽座萌發(fā)能力降低、果樹(shù)大幅度減產(chǎn)，重則導(dǎo)致枝條受傷、褐變甚至死亡，造成當(dāng)年絕產(chǎn)絕收或死樹(shù)毀園[10-13]。1991年秦嶺北麓獼猴桃產(chǎn)區(qū)冬季凍害導(dǎo)致次年周至縣獼猴桃減產(chǎn)50%～95%，成齡樹(shù)30%～50%地上部分因凍死亡[14-15]。2008年1—2月我國(guó)南方長(zhǎng)時(shí)間大范圍冰凍災(zāi)害，造成廬山獼猴桃93%減產(chǎn)或絕產(chǎn)[16]。越冬凍害不僅影響獼猴桃的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)，也是獼猴桃引種推廣擴(kuò)大發(fā)展的主要限制因子。研究低溫凍害的影響機(jī)理，建立科學(xué)合理的低溫凍害溫度指標(biāo)[17-19]，對(duì)獼猴桃種植區(qū)域的適宜性評(píng)價(jià)、凍害的預(yù)測(cè)防御及凍害程度的判定識(shí)別具有重要意義。目前低溫對(duì)獼猴桃的影響研究主要集中在凍害指標(biāo)田間調(diào)查分析和品種抗寒性鑒定方面。屈振江等[20]基于獼猴桃凍害田間調(diào)查資料構(gòu)建越冬凍害氣象指標(biāo)，Hewett等[21]和Pyke等[22]通過(guò)測(cè)定低溫處理后獼猴桃枝條發(fā)芽率的方法，探討不同季節(jié)低溫對(duì)獼猴桃的損傷，Burak等[23]根據(jù)-10℃，-13℃和-15℃低溫處理后的萌芽率，評(píng)價(jià)土耳其引進(jìn)獼猴桃品種抗寒性；孫世航[24]通過(guò)低溫脅迫處理一年生獼猴桃枝條，對(duì)51個(gè)不同基因型的獼猴桃種質(zhì)的抗寒性進(jìn)行評(píng)價(jià)。田間調(diào)查法雖然可直觀獲得植株的凍害情況，但極端天氣并非經(jīng)常出現(xiàn)，研究呈間斷性，且缺少凍害地段的實(shí)時(shí)氣象資料，難以準(zhǔn)確建立凍害程度與氣象資料的對(duì)應(yīng)關(guān)系[25-27]，同時(shí)獼猴桃抗寒性評(píng)價(jià)方法注重品種間抗低溫性能的比較[28-29]，但對(duì)不同低溫強(qiáng)度可能造成的傷害程度關(guān)注不足。類(lèi)似文獻(xiàn)[30]，本研究利用MSX-2F人工模擬霜箱再現(xiàn)歷史上出現(xiàn)的典型低溫凍害過(guò)程，采用結(jié)果母枝生長(zhǎng)恢復(fù)法、組織褐變法、細(xì)胞結(jié)冰點(diǎn)溫度法和細(xì)胞電導(dǎo)率法，探討獼猴桃主栽品種結(jié)果母枝低溫凍害特征，構(gòu)建獼猴桃越冬凍害溫度指標(biāo)，以期為獼猴桃種植區(qū)域的引種推廣適宜性評(píng)價(jià)、越冬凍害的預(yù)測(cè)防御及災(zāi)害評(píng)估等提供參考[31-33]。

1 技術(shù)與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于陜西省秦嶺北麓獼猴桃產(chǎn)區(qū)(34°04′N(xiāo)，108°27′E)，海拔高度為457 m，年平均氣溫為13.2℃，最熱月平均氣溫為26.1℃，最冷月平均氣溫為-0.7℃，極端最高氣溫為42.2℃，極端最低氣溫為-20.2℃，土壤表層極端最低溫度為-23.8℃，年平均無(wú)霜期為220 d，年平均降水量為660 mm，年平均降水日數(shù)為100 d，年平均日照百分率為42%，年平均相對(duì)濕度為73%，屬暖溫帶季風(fēng)氣候。試驗(yàn)于2020年12月—2021年2月在陜西省農(nóng)業(yè)遙感與經(jīng)濟(jì)作物氣象服務(wù)中心進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

研究材料取自陜西佰瑞獼猴桃研究院及附近獼猴桃冬剪果園中華獼猴桃紅陽(yáng)、美味獼猴桃徐香、翠香、海沃德、瑞玉、金福6個(gè)品種休眠期成熟枝條，0℃左右冰箱保濕貯藏。紅陽(yáng)、徐香、海沃德為國(guó)內(nèi)主栽品種，翠香為秦嶺北麓主栽品種，瑞玉、金福為秦嶺北麓產(chǎn)區(qū)新出品種。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用MSX-2F人工模擬霜箱，內(nèi)設(shè)40只熱電偶溫度傳感器監(jiān)測(cè)試驗(yàn)材料溫度變化，每只傳感器記錄數(shù)據(jù)間隔為10 s。系統(tǒng)能夠根據(jù)設(shè)定好的降溫曲線模擬低溫凍害過(guò)程。

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1.1 不同強(qiáng)度自然凍害過(guò)程

選取歷史上5次不同強(qiáng)度的自然凍害過(guò)程，過(guò)程最低溫度分別為-20.2℃(過(guò)程1，1977年1月2日，周至)、-17.0℃(過(guò)程2，2020年12月26日，眉縣)、-16.0℃(過(guò)程3，1991年12月28日，眉縣)、-13.5℃(過(guò)程4，2012年1月25日，眉縣)、-11.9℃(過(guò)程5，1997年1月9日，眉縣)，過(guò)程溫度曲線變化如圖1所示。-20.2℃為秦嶺北麓獼猴桃產(chǎn)區(qū)周至縣歷史極端最低溫度，出現(xiàn)在獼猴桃商業(yè)栽培之前，無(wú)災(zāi)害損失記錄。霜箱的降溫曲線參考圖1，分別代表低溫強(qiáng)度為-20℃，-17℃，-16℃，-14℃和-12℃的越冬凍害。

選生長(zhǎng)基本一致的獼猴桃結(jié)果母枝，剪成30 cm 長(zhǎng)的枝段，每個(gè)品種取10根枝條共60枝放入MSX-2F霜箱進(jìn)行自然凍害過(guò)程模擬處理，處理結(jié)束后緩慢升溫至室溫后取出進(jìn)行試驗(yàn)觀測(cè)。枝條取樣前在大田經(jīng)歷了2020/2021年冬季-10℃的低溫過(guò)程，其觀測(cè)資料作為-10℃自然凍害過(guò)程樣本進(jìn)行分析。

圖1 獼猴桃越冬期凍害過(guò)程溫度變化曲線Fig.1 Temperature of freezing injury during overwintering for kiwifruit

1.3.1.2 低溫強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間組合試驗(yàn)

為探索不同低溫強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間組合與低溫傷害的定量關(guān)系，設(shè)置7個(gè)溫度梯度(-10℃,-12℃,-14℃,-16℃,-18℃,-20℃和-22℃)和4個(gè)時(shí)間梯度(1 h,3 h，5 h和7 h)共28個(gè)處理進(jìn)行凍害試驗(yàn)。選紅陽(yáng)、徐香、翠香3個(gè)代表品種，每個(gè)品種取12根枝條分4組用自封袋保濕封裝，每袋3根枝條為重復(fù)，試驗(yàn)開(kāi)始前，霜箱以2℃·h-1降溫速度對(duì)枝條進(jìn)行預(yù)冷卻，預(yù)冷卻時(shí)間為2.5～5.0 h,至設(shè)計(jì)低溫后計(jì)時(shí)，每隔1 h，3 h,5 h和7 h分別取出1組枝條放入0℃冰箱緩慢回溫，1 d后測(cè)定結(jié)果母枝韌皮部電導(dǎo)率。

1.3.2 研究方法

1.3.2.1 獼猴桃結(jié)果母枝過(guò)冷卻點(diǎn)溫度

根據(jù)植物體內(nèi)溶液的過(guò)冷卻現(xiàn)象判斷植物的低溫反應(yīng)是近年發(fā)展的技術(shù)[34]。植物體內(nèi)溶液的結(jié)冰溫度往往低于0℃，當(dāng)環(huán)境溫度持續(xù)下降時(shí)，植物體內(nèi)溶液在某一溫度點(diǎn)開(kāi)始結(jié)冰釋放潛熱，植物體溫度由降轉(zhuǎn)升，出現(xiàn)谷值跳躍現(xiàn)象，該起跳點(diǎn)溫度即為植物體過(guò)冷卻點(diǎn)溫度；植物體內(nèi)溶液放熱與吸熱處于平衡狀態(tài)時(shí)，溫度不再升高，此時(shí)的溫度即為植物體結(jié)冰點(diǎn)溫度。過(guò)冷卻點(diǎn)是衡量植株抗凍能力的重要指標(biāo)，過(guò)冷卻點(diǎn)越低，抗凍能力越強(qiáng)，越耐凍。試驗(yàn)選取6個(gè)品種的獼猴桃枝條，3次重復(fù)，用刀片在枝條表皮斜切至木質(zhì)部，將T-G0.32型熱電偶溫度傳感器探頭置于韌皮部與木質(zhì)部之間的切口，用塑料薄膜包裹切口固定探頭并阻止枝條失水，溫度傳感器與FrosTem40數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電腦連接，記錄間隔為10 s，溫度控制精度為0.5℃，自動(dòng)連續(xù)記錄獼猴桃結(jié)果母枝溫度變化，觀測(cè)不同品種獼猴桃枝條的過(guò)冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)溫度。

1.3.2.2 獼猴桃結(jié)果母枝細(xì)胞低溫傷害率

植物在低溫脅迫下細(xì)胞內(nèi)水溶性物質(zhì)外滲，引起細(xì)胞導(dǎo)電性能變化，其值大小與植物受凍害程度呈正相關(guān)，可直觀反映低溫對(duì)細(xì)胞的損傷程度。剪取試驗(yàn)枝條約5 cm，避開(kāi)芽眼，切削枝條外表皮至木質(zhì)部表層成0.1 cm的薄片，稱取0.5 g樣品，放入加有20 ml去離子水的50 ml試管中，在室溫條件下浸提24 h，搖勻后用DDS-307A型電導(dǎo)率儀測(cè)定初始電導(dǎo)率(C1)，C1代表低溫處理后枝條的電解質(zhì)滲出量。隨后試管口加塞封閉，置入沸水中水浴30 min，在室溫條件下繼續(xù)浸提24 h，測(cè)定最終電導(dǎo)率(C2)，C2代表枝條原生質(zhì)膜被全部破壞后所滲出的電解質(zhì)總量。各處理重復(fù)測(cè)定3次，取平均值，計(jì)算不同處理相對(duì)電導(dǎo)率(R)和細(xì)胞傷害率(y):

R=C1/C2×100%，

(1)

y=[(Rt-Rck)/(100-Rck)]×100%。

(2)

式(2)中，Rt為低溫處理下的相對(duì)電導(dǎo)率即電解質(zhì)滲出率，Rck為對(duì)照處理的電解質(zhì)滲出率。

將各溫度處理下的細(xì)胞傷害率進(jìn)行Logistic方程擬合：

y=k/(1+ae-bx)。

(3)

式(3)中，x為相應(yīng)處理溫度，k為細(xì)胞傷害率的飽和容量(本試驗(yàn)為100)，a和b為參數(shù)。

經(jīng)線性變換后計(jì)算參數(shù)a和b及相關(guān)系數(shù)r，求得拐點(diǎn)溫度x=lna/b，即為細(xì)胞半致死溫度值。

1.3.2.3 低溫對(duì)獼猴桃結(jié)果母枝芽、枝傷害指數(shù)

經(jīng)凍害過(guò)程處理的枝條與對(duì)照枝條同在室溫18℃、自然光照條件下進(jìn)行水培法培養(yǎng)[35]，每隔3 d 換水1次，并剪去枝條基部2～3 mm，露出新茬。水培30 d后觀測(cè)統(tǒng)計(jì)低溫傷害后結(jié)果母枝正常芽存留率、芽座和枝條褐變率。獼猴桃結(jié)果母枝芽座、枝條凍害程度形態(tài)分級(jí)見(jiàn)表1。

表1 獼猴桃芽座、枝條凍害程度形態(tài)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Morphological grading standard of freeze injury degree of kiwifruit bud base and branch

低溫和對(duì)照處理每個(gè)品種調(diào)查10根枝條，統(tǒng)計(jì)芽座、枝條凍害級(jí)別，計(jì)算凍害指數(shù)。

(4)

式(4)中，F(xiàn)為凍害指數(shù)，ni為第i級(jí)凍害的枝數(shù)或芽座數(shù)，di為第i級(jí)凍害等級(jí)，N為調(diào)查總枝數(shù)或芽座數(shù)，D為凍害最高等級(jí)值。

對(duì)芽?jī)龊χ笖?shù)與處理溫度進(jìn)行Logistic擬合分析，建立芽?jī)龊χ笖?shù)與低溫的關(guān)系模型。

2 結(jié)果與分析

2．1 6個(gè)獼猴桃品種的過(guò)冷卻點(diǎn)溫度

不同獼猴桃品種結(jié)果母枝的過(guò)冷卻點(diǎn)及結(jié)冰點(diǎn)溫度如表2所示。由表2可見(jiàn)，過(guò)冷卻點(diǎn)以瑞玉獼猴桃最低，為-3.4℃，與之相近的有海沃德，為-3.2℃，徐香、金福、翠香3品種基本相近，分別為-2.0℃，-1.7℃和-1.7℃，紅陽(yáng)獼猴桃過(guò)冷卻點(diǎn)最高，為-1.4℃。各品種結(jié)冰點(diǎn)特征與過(guò)冷卻點(diǎn)相似。根據(jù)結(jié)果母枝過(guò)冷卻點(diǎn)溫度將6個(gè)獼猴桃品種的抗凍性能分為3類(lèi)：瑞玉、海沃德為強(qiáng)抗低溫類(lèi)型,徐香、金福、翠香為中抗低溫類(lèi)型,紅陽(yáng)為弱抗低溫類(lèi)型。

表2 不同獼猴桃品種結(jié)果母枝過(guò)冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)溫度Table 2 Temperatures of supercooling point and freezing point for different kiwifruit varieties

2.2 不同強(qiáng)度凍害過(guò)程對(duì)結(jié)果母枝的影響

2.2.1 不同強(qiáng)度凍害過(guò)程對(duì)獼猴桃結(jié)果母枝芽活性的影響

2.2.1.1 低溫脅迫下正常芽存留率變化特征

獼猴桃結(jié)果母枝芽的活性直接影響結(jié)果枝的萌發(fā)量和掛果量。不同強(qiáng)度凍害處理的獼猴桃結(jié)果母枝正常芽存留率如圖2所示。由圖2可見(jiàn)，不同品種獼猴桃正常芽存留率隨低溫強(qiáng)度變化差異明顯，-10℃低溫下各品種的正常芽存留率約為80%，品種間相差不大。隨低溫強(qiáng)度加大，正常芽存留率降低，其中減幅最大的為翠香，降溫至-16℃時(shí)正常芽存留率僅為6.7%，平均減幅為10.6%·℃-1，減幅最小的是瑞玉，平均減幅為7.6%·℃-1。-18℃強(qiáng)低溫下，徐香、瑞玉和海沃德尚有7.4%～20.7%的正常芽存留，表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗低溫能力，翠香、金福和紅陽(yáng)已無(wú)正常芽存留。-20℃強(qiáng)低溫下，6個(gè)獼猴桃品種均無(wú)正常芽存留。

圖2 不同強(qiáng)度凍害過(guò)程獼猴桃結(jié)果母枝芽存留率Fig.2 The bud retention rates of kiwifruit branch under different freezing injury intensities

2.2.1.2 不同低溫脅迫下凍傷芽變化特征

獼猴桃結(jié)果母枝上的芽座由1個(gè)主芽、2個(gè)副芽和外圍海綿體構(gòu)成，正常情況下主芽萌發(fā)結(jié)果，副芽潛伏，主芽受傷后可刺激副芽萌發(fā)成營(yíng)養(yǎng)枝，當(dāng)年喪失結(jié)果能力[36]。圖3為不同低溫脅迫下獼猴桃結(jié)果母枝芽?jī)鰝?。由圖3可知，-16℃～-10℃條件下，隨低溫強(qiáng)度加大，獼猴桃主芽?jī)鰝手饾u升高，表明該階段低溫主要傷害對(duì)象為主芽。各品種之間，以翠香獼猴桃主芽對(duì)低溫脅迫最為敏感，主芽受傷率均最大，分別為16.7%，27.3%，44.4%，86.7%；紅陽(yáng)獼猴桃主芽對(duì)低溫脅迫敏感性最低，主芽受傷率均最小，分別為14.3%，12.3%，12.2%，36.6%；各品種主芽?jī)鰝试?16℃時(shí)達(dá)最大，之后，低溫傷害由主芽受凍型轉(zhuǎn)為芽座褐變型，主芽、副芽均受到低溫凍害影響，芽座受凍程度發(fā)生質(zhì)變。

圖3 不同強(qiáng)度凍害過(guò)程獼猴桃結(jié)果母枝芽?jī)鰝蔉ig.3 The bud frostbite rates of kiwifruit branch under different freezing injury intensities

2.2.1.3 不同低溫脅迫下褐變芽變化特征

獼猴桃結(jié)果母枝芽座褐變隨低溫強(qiáng)度的變化如圖4所示。在-10℃下各品種均未出現(xiàn)芽座褐變現(xiàn)象，-16℃～-12℃條件下，平均芽座褐變率在10%左右，當(dāng)?shù)蜏貜?qiáng)度達(dá)到-20℃～-18℃時(shí)，褐變率急劇上升，-18℃為芽座褐變的突變點(diǎn)。就品種而言，海沃德的芽座褐變率最小，-18℃時(shí)為51.7%，-20℃時(shí)為72.7%，表現(xiàn)出極強(qiáng)的抗低溫能力，翠香和紅陽(yáng)的芽褐變率最高，-18℃時(shí)已達(dá)到100%，抗低溫能力較弱，瑞玉和徐香的芽褐變率在-18℃時(shí)分別為82.9%和88.9%，抗低溫能力居中。

圖4 不同強(qiáng)度凍害過(guò)程獼猴桃結(jié)果母枝芽褐變率Fig.4 The bud browning rates of kiwifruit branch under different freezing injury intensities

2.2.1.4 不同低溫脅迫下芽?jī)龊χ笖?shù)變化特征

為定量描述低溫與芽活性關(guān)系，采用芽?jī)龊χ笖?shù)反映低溫強(qiáng)度對(duì)正常芽存留、主芽?jī)鰝?、芽座褐變的綜合影響(圖5)。由圖5可以看到，隨低溫強(qiáng)度加大，獼猴桃結(jié)果母枝芽?jī)龊χ笖?shù)呈S型變化。-10℃ 低溫條件下，各品種芽?jī)龊χ笖?shù)為6.1%～12.9%，品種間差異不大；隨溫度進(jìn)一步降低，6個(gè)品種的芽?jī)龊χ笖?shù)逐漸增大，品種間差異較明顯。-20℃強(qiáng)低溫條件下，除海沃德的芽?jī)龊χ笖?shù)86.4%處于較低水平外，翠香、紅陽(yáng)、金福、瑞玉、徐香的凍害指數(shù)分別達(dá)到97.3%，98.9%，100%，97.4%和98.5%，獼猴桃結(jié)果母枝芽幾乎全部受損。

圖5 不同強(qiáng)度凍害過(guò)程獼猴桃結(jié)果母枝芽?jī)龊χ笖?shù)Fig.5 The bud freezing injury index of kiwifruit branch under different freezing injury intensities

將溫度與獼猴桃芽?jī)龊χ笖?shù)按式(3)進(jìn)行Logistic方程擬合(表3)。由表3可見(jiàn)，各品種芽座凍害指數(shù)與溫度的擬合方程均達(dá)到0.05顯著性水平，表明擬合可靠性較強(qiáng)。根據(jù)Logistic方程求得各品種結(jié)果母枝芽半致死溫度，以海沃德最低，為-16.5℃，芽座抗低溫能力最強(qiáng)，翠香最高，為-13.4℃，芽座抗低溫能力最弱，各品種抗低溫性能由強(qiáng)到弱依次為海沃德、徐香、瑞玉、金福、紅陽(yáng)、翠香。

表3 獼猴桃芽座凍害指數(shù)與低溫強(qiáng)度Logistic擬合方程Table 3 Logistic fitting equations between freezing injury index of kiwifruit bud base and low temperature intensity

注:**表示達(dá)到0.01顯著性水平，*表示達(dá)到0.05顯著性水平。

2.2.2 不同強(qiáng)度自然凍害過(guò)程對(duì)獼猴桃結(jié)果母枝活性的影響

低溫凍害對(duì)獼猴桃結(jié)果母枝的傷害在韌皮部反映明顯，低溫傷害程度越大，韌皮部褐變程度越高。圖6為不同低溫強(qiáng)度下獼猴桃結(jié)果母枝韌皮部?jī)龊χ笖?shù)的變化。由圖6可知，-14℃～-10℃，獼猴桃結(jié)果母枝凍害指數(shù)為0～10%，枝條發(fā)生凍害的幾率很小；-16℃，翠香、金福、瑞玉開(kāi)始出現(xiàn)結(jié)果母枝受凍褐變現(xiàn)象，凍害指數(shù)分別為13.3%，13.3%和16.7%，紅陽(yáng)、海沃德、徐香此時(shí)未出現(xiàn)枝條受凍現(xiàn)象；低溫強(qiáng)度增至-18℃，6個(gè)獼猴桃品種枝條受凍指數(shù)顯著增加，其中翠香、紅陽(yáng)受凍指數(shù)趨于100%，幾乎全部受凍褐變，金福、徐香受凍指數(shù)為63.3%，海沃德、瑞玉凍害指數(shù)較低，分別為26.7%和36%；低溫強(qiáng)度增至-20℃，除翠香、紅陽(yáng)維持受凍指數(shù)接近或達(dá)到100%狀態(tài)外，瑞玉的受凍指數(shù)增加至83.3%，金福受凍指數(shù)增幅較緩，為74.1%，海沃德、徐香略有增加，受凍指數(shù)增至30.0%和66.7%。就品種而言，翠香、紅陽(yáng)結(jié)果母枝抗凍性最差，瑞玉、金福、徐香抗凍性居中，海沃德抗凍性能最強(qiáng)。

圖6 不同強(qiáng)度凍害過(guò)程下獼猴桃結(jié)果母枝凍害指數(shù)Fig.6 The freezing injury index of kiwifruit branch under different freezing injury intensities

2.3 低溫強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間對(duì)獼猴桃結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率的影響

對(duì)7個(gè)溫度梯度(-10℃,-12℃,-14℃,-16℃,-18℃,-20℃,-22℃)和4個(gè)低溫持續(xù)時(shí)間(1 h,3 h，5 h,7 h)共28個(gè)處理的獼猴桃結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率進(jìn)行線性化處理，分析其與低溫強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間及溫度分別不超過(guò)-10℃，-12℃，-14℃和-16℃的小時(shí)有效負(fù)積溫(單位：℃·h)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)獼猴桃結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率與低溫強(qiáng)度呈極顯著相關(guān)(P=0.000)；與不超過(guò)-10℃，-12℃，-14℃和-16℃ 的小時(shí)有效負(fù)積溫也呈極顯著相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)均小于與低溫強(qiáng)度的相關(guān)性；與低溫持續(xù)時(shí)間相關(guān)不顯著。據(jù)此，用不同持續(xù)時(shí)間處理的細(xì)胞傷害率的平均值與低溫強(qiáng)度進(jìn)行特征分析。

圖7為紅陽(yáng)、徐香、翠香結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率隨低溫強(qiáng)度的變化。由圖7可見(jiàn)，3個(gè)品種枝條的細(xì)胞傷害率總體隨低溫強(qiáng)度增加而逐漸增大，即溫度越低導(dǎo)致細(xì)胞膜的透性越大。在-10℃，-12℃和-14℃低溫條件下，細(xì)胞傷害率隨溫度降低而緩慢增大，其中以紅陽(yáng)、翠香的增加幅度較大，溫度每降低1℃細(xì)胞傷害率增加約5%，徐香的增幅相對(duì)較小，溫度每降低1℃細(xì)胞傷害率約增加3%；在-16℃，-18℃ 和-20℃低溫條件下，細(xì)胞傷害率隨溫度降低顯著增加，增加幅度為7%·℃-1～10%·℃-1，-22℃～-20℃低溫條件下，細(xì)胞傷害率隨溫度降低幾乎不變，細(xì)胞傷害程度達(dá)到最大。

圖7 不同低溫強(qiáng)度下獼猴桃結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率Fig.7 The cell damage rates of kiwifruit branch under different low temperature intensities

對(duì)溫度與3個(gè)品種細(xì)胞傷害率進(jìn)行Logistic方程擬合，紅陽(yáng)、徐香、翠香的擬合度分別為0.9783，0.9671 和0.9078，擬合度均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)，表明方程可靠性較好。根據(jù)Logistic方程計(jì)算出紅陽(yáng)、徐香、翠香枝條的細(xì)胞半致死溫度，分別為-14.8℃，-16.4℃和-15.3℃，據(jù)此推斷3品種結(jié)果母枝的抗低溫凍害性能由強(qiáng)到弱依次為徐香、翠香、紅陽(yáng)。

2.4 獼猴桃結(jié)果母枝低溫凍害指標(biāo)

獼猴桃結(jié)果母枝細(xì)胞過(guò)冷卻點(diǎn)溫度、芽存留率、芽?jī)龊χ笖?shù)、枝條凍傷指數(shù)、枝條細(xì)胞傷害率各參數(shù)從不同方面描述低溫強(qiáng)度與凍害的關(guān)系，其中以結(jié)果母枝芽?jī)龊χ笖?shù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性較好，還能直觀反映低溫強(qiáng)度對(duì)產(chǎn)量的影響，故以結(jié)果母枝芽?jī)龊χ笖?shù)為主要參數(shù)，兼顧其他參數(shù)，構(gòu)建獼猴桃結(jié)果母枝低溫凍害等級(jí)指標(biāo)：①1級(jí)，輕度減產(chǎn)型凍害。芽?jī)龊χ笖?shù)不超過(guò)10%，正常芽存留率約為80%，結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率低于20%，無(wú)低溫導(dǎo)致的芽褐變、枝褐變發(fā)生，對(duì)產(chǎn)量影響不超過(guò)10%。②2級(jí)，中度減產(chǎn)型凍害。芽?jī)龊χ笖?shù)為10%～30%，正常芽存留率為60%～80%，結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率約為20%，不超過(guò)5%的芽受凍褐變失去萌發(fā)力，無(wú)低溫導(dǎo)致的枝條褐變發(fā)生，產(chǎn)量因凍害減產(chǎn)約為10%～30%。③3級(jí)，重度減產(chǎn)型凍害。芽?jī)龊χ笖?shù)為30%～50%，低溫強(qiáng)度達(dá)到獼猴桃結(jié)果母枝芽的半致死溫度，正常芽存留率為40%～60%，結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率約為20%～30%，大約10%的芽受凍褐變失去萌發(fā)力，低溫致枝條褐變率不超過(guò)10%，產(chǎn)量因凍害減產(chǎn)約為30%～60%，低溫主要降低主芽萌發(fā)，影響當(dāng)年產(chǎn)量，副芽可正常萌發(fā)出營(yíng)養(yǎng)枝，不影響次年產(chǎn)量。④4級(jí)，絕收型凍害。芽?jī)龊χ笖?shù)為50%～80%，低溫強(qiáng)度介于獼猴桃結(jié)果母枝芽半致死溫度和枝條細(xì)胞半致死溫度；正常芽存留率小于40%，60%以上的主芽受凍失去結(jié)果能力，嚴(yán)重影響當(dāng)年產(chǎn)量，約20%～40%的芽座受凍褐變，副芽失去萌發(fā)能力，對(duì)次年產(chǎn)量影響明顯，結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率約為30%～60%，低溫凍害致枝條褐變率不低于25%，產(chǎn)量因凍害減產(chǎn)為60%～90%。⑤5級(jí)，致死型凍害。芽?jī)龊χ笖?shù)不低于80%，低溫強(qiáng)度超過(guò)獼猴桃結(jié)果母枝細(xì)胞半致死溫度，結(jié)果母枝細(xì)胞傷害率不低于50%，低溫致枝條褐變率不低于25%，抗凍性差的品種枝條幾乎全部褐變死亡。

以上述低溫凍害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，由各品種結(jié)果母枝芽?jī)龊χ笖?shù)Logistic擬合方程，計(jì)算6種獼猴桃結(jié)果母枝各級(jí)凍害溫度指標(biāo)(如表4所示)。由表4可見(jiàn)，在獼猴桃結(jié)果母枝凍害指標(biāo)中，海沃德的溫度指標(biāo)最低，抗低溫凍害能力最強(qiáng)；紅陽(yáng)、翠香的溫度指標(biāo)偏高，抗低溫凍害能力最弱；金福、瑞玉、徐香的溫度指標(biāo)居中，抗低溫凍害能力中等，其中瑞玉、徐香強(qiáng)于金福。

表4 6種獼猴桃結(jié)果母枝低溫凍害分級(jí)指標(biāo)Table 4 The grading indexes of low temperature freezing injury for 6 varieties of kiwifruit branch

3 結(jié) 論

1)獼猴桃各品種中，過(guò)冷卻點(diǎn)溫度以瑞玉、海沃德較低，徐香、金福、翠香相近，紅陽(yáng)最高；芽半致死溫度以海沃德最低，瑞玉、徐香、金福居中，翠香、紅陽(yáng)較高。抗低溫性能以海沃德最強(qiáng)，瑞玉、徐香、金福居中，翠香、紅陽(yáng)最弱。

2)不同強(qiáng)度低溫造成的傷害程度和傷害部位差異明顯，-16℃～-10℃低溫凍害主要影響結(jié)果母枝主芽活性，進(jìn)而影響當(dāng)年產(chǎn)量，低于-18℃的低溫凍害對(duì)主、副芽的活性均有傷害，影響1～2年的產(chǎn)量，-20℃以下的低溫凍害可造成結(jié)果母枝大量死亡。

3)獼猴桃結(jié)果母枝凍害分為5級(jí)，對(duì)應(yīng)類(lèi)型和溫度閾值如下：1級(jí)為輕度減產(chǎn)型,-11.0℃～-10.5℃；2級(jí)為中度減產(chǎn)型,-14.5℃～-10.5℃；3級(jí)為重度減產(chǎn)型，-16.5℃～-12.0℃；4級(jí)為絕收型,-20.0℃～-13.5℃；5級(jí)為致死型，-20.0℃～-15.0℃。