抗逆栽培岗位

高振 翟衡 杜远鹏

 

　　摘要: 采用差热分析系统对不同葡萄砧木及品种进行低温放热分析，三点法确立根系皮层及木质部的温度-伤害度回归曲线。利用模糊隶属函数值法对LT20-LT80进行分析排序综合评价低温放热温度，发现砧木中贝达抗寒性最强，SO4、Dogridge、3309C、5BB、101-14M和140Ru次之，1103P和110R在砧木中抗寒性比较差；栽培品种中Frontenac最强，金皇后、香百川和贝克纪念次之，夏黑、美乐、威代尔、雷司令抗寒性一般，西拉、卡米耐、紫大夫和泰纳特抗寒性最差。选取不同抗寒力梯度的12个品种，进行根系横截解剖和相关水分含量测定，与对应隶属函数值进行相关分析发现葡萄根系组织含水量及自由水，含量越低，束缚水及束缚水/自由水含量越高，根系的低温放热隶属函数度越大，即抗寒性越好；葡萄根系周皮越厚，韧皮部越薄，木质部比例越大，则其抗寒性越好。

　　关键词：葡萄，抗寒性，栽培品种，砧木，温度-伤害度回归曲线，根系，皮层，木质部

 

　　1 材料与方法

　　1.1 试材

　　所有葡萄根系于11月底12月初取自山东农业大学园艺实验站葡萄园，砧木品种为110R、1103P、140Ru、101-14M、5BB、3309C、Dogridge、SO4、贝达；欧亚种栽培品种为美乐、西拉、雷司令、泰纳特、紫大夫、卡米奈、贝克纪念；种间杂种为威代尔、香百川、Frontenac、夏黑、金皇后。

　　1.2 试验方法

　　（1）低温放热测定方法

　　用果枝剪截取不同品种根系（ 粗度0 . 3 cm- 0 . 5 cm， 长度2.5cm），两头封蜡，将根系放于热电模块上， 每个模块放1 个，5-16次重复。用塑料泡沫板（40mm×40mm×9mm）压在根系上部，起固定和使根系与热电模块充分接触的作用。然后进行室温- 0 ℃ ， 用时1 h → 0 ℃ ， 保持1h→0℃--32℃，用时8h→-32℃， 保持1h→结束的程序降温。

　　（2）束缚水含量的测定及根系解剖

　　束缚水与自由水含量的测定参考赵世杰主编的《植物生理实验》。

根系横截及各部分比例测定用奥林巴斯照相，用电脑图片处理软件测量周皮、（周皮层+韧皮部） 和木质部的长度。

　　1.3 数据分析

　　对表1 中皮层伤害度0%、皮层伤害度100%和木质部伤害度100%，表3 中组织含水量、自由水、束缚水，表4中周皮/半径、皮层/半径、木质部/ 半径分别利用LSD 法进行方差分析， 对由回归分析所得斜率进行差异性分析。表2 中除皮层伤害度100%由低温放热图谱读出（表1） ， 其他不同温度下各品种的伤害度均由温度-伤害度回归曲线所得，并应用隶属函数度法进行综合评价根系的抗寒性。

 

 

　　隶属函数法综合低温放热温度进行抗寒性综合评价，其公式为:

　　式中：Uij表示i种类j指标的抗寒隶属函数值；Xij表示i种类j指标的测定值；Xjmin表示所有种类j指标的最小值；Xjmax表示所有种类j指标的最大值；i表示某个品种；j 表示某项指标。根据上述公式先分别计算出各品种低温放热温度的隶属度，然后取不同品种低温放热温度指标的算术平均数作为平均隶属度进行排序。

　　2 结果与分析

　　2.1 低温放热分析根系抗寒性

　　根据各品种根系低温放热图谱得到皮层开始结冰温度， 皮层结束结冰温度，木质部结束结冰温度，进行回归分析分别建立皮层和木质部温度- 伤害度回归曲线曲线（表1） 。皮层开始结冰温度的大小顺序为泰纳特>紫大夫>雷司令>140Ru>1103P>卡米耐>威代尔>101-14M>香百川>110R>贝克纪念>西拉>Dogridge> 美乐> SO4 > F r o n t e n a c > 5 B B > 夏黑> 3 3 0 9 C > 金皇后> 贝达； 皮层结束结冰温度的大小顺序为泰纳特> 紫大夫> 卡米耐> 西拉> 雷司令> 美乐> 1 1 0 R > 威代尔> 夏黑> 11 0 3 P > 1 4 0Ru > 贝克纪念> 香百川> 5BB> 3 3 0 9C> 金皇后> D o g r i d g e > 1 0 1 - 14M>SO4>Frontenac>贝达；木质部结束结冰温度的大小顺序为紫大夫>泰纳特>夏黑>威代尔>西拉>美乐>110R>1103P>101- 14M>3309C>5BB>金皇后>140Ru> 雷司令>卡米耐>SO4>Dogridge>香百川>贝克纪念>Frontenac>贝达。

　　2.2 隶属函数度法综合评价低温放热数据

　　由于斜率的不同可能会导致品种间温度、伤害度回归曲线出现交叉，因此在综合评价品种间抗寒性不能针对单一低温放热温度， 要综合所有低温放热数值。对低温放热数据进行隶属函数度分析（表2），函数值越大表明抗寒性越好，泰纳特、紫大夫、卡米耐和西拉根系的抗寒性最差，雷司令、威代尔110R、美乐、1103P和夏黑根系的抗寒性一般，140Ru、贝克纪念、香百川、101-14M、5BB、3309C、Dogridge、金皇后、SO4根系的抗寒性好，Frontenac和贝达的抗寒性最强。

 

 

　　2.3 生理指标与抗寒性的关系

　　根据隶属函数值，从所有品种中选出高中低3个抗寒水平的12个品种（表3和表4）进行根系水分相关测定和横截面相关结构比例计算，进而与其对应隶属函数度进行相关分析。

 

 

　　对12个品种的组织含水量、自由水、束缚水和束缚水/自由水分别和对应的隶属函数值进行相关性分析，结果如表3所示：低温放热隶属函数度与组织含水量成极显著负相关，相关系数达-0.82；与自由水含量成极显著负相关，相关系数达-0.88；与束缚水成显著正相关，相关系数为0.69；与束缚水/自由水成极显著正相关，相关系数达0.82。表明，葡萄根系组织含水量及自由水含量越低，束缚水及束缚水/自由水含量越高，根系的低温放热隶属函数度越大，即抗寒性越好。

　　对12个品种的周皮/半径、皮层/半径和木质部/半径分别和对应的隶属函数值进行相关性分析，结果如表4所示：低温放热隶属函数度和皮层/半径及木质部/半径均达到极显著相关关系，相关系数分别为-0.80和0.74；与周皮/半径成显著正相关，相关系数为0.61。综上， 葡萄根系周皮越厚，皮层越薄，木质部比例越大，则其抗寒性越好。

 

　　3 结论

　　利用差热分析系统对根系进行低温放热检测，应用伤害度-温度回归直线可以完整全面地比较不同品种根系的抗寒性，并且能区分皮层、韧皮部和木质部部受冻害时的温度，试验测定简单、全面、可靠，可以应用于不同葡萄品种的抗寒性鉴定。隶属函数法分析低温放热数据能够综合反应品种根系的温度-伤害度回归曲线的信息，从而综合评价其抗寒性。不同品种根系低温放热隶属函数值与其各自所含不同形态水分比例及本身解剖结构密切相关。