李藝峰

(國(guó)有朝陽縣朝陽林場(chǎng)，遼寧 朝陽 122000)

楊樹有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力，廣泛培育于我國(guó)各地，在我國(guó)有著悠久的栽培歷史。近些年來，楊樹在我國(guó)北方地區(qū)用材林造林中應(yīng)用較多，在改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、防風(fēng)固沙等方面起到了積極的作用，特別是近幾年來，楊樹造林的速度逐年加快[1，2]。受到全球氣候異常變化的影響，我國(guó)北方地區(qū)冬季或者春季經(jīng)常發(fā)生的寒流對(duì)楊樹產(chǎn)生了一些不利的影響，造成低溫凍害，因此在選擇造林樹種時(shí)要充分考慮其對(duì)寒冷的抵抗能力。目前對(duì)林木抗寒能力進(jìn)行評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)包括形態(tài)、生理代謝等方面的指標(biāo)[3，4]。為了比較我國(guó)北方地區(qū)不同的楊樹品種在自然降溫條件下的生理代謝變化情況，選出比較適合在北方寒冷條件下廣泛推廣的楊樹品種，特選擇了遼育1號(hào)楊、新疆楊、84K、遼河楊4種1年生扦插苗進(jìn)行了自然降溫狀態(tài)下其抗寒性生理指標(biāo)的測(cè)定，為北方地區(qū)建設(shè)耐寒性強(qiáng)的楊樹防護(hù)林樹種選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在遼寧省朝陽縣境內(nèi)進(jìn)行，丘陵地帶，為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期，有充足的光熱資源，晝夜溫差大，年均溫8.6 ℃左右，年均日照時(shí)數(shù)2 861.7 h左右，日照率超過60%，無霜期平均149 d，極端最低、最高氣溫分別為-31.1、40.6 ℃。試驗(yàn)地土壤類型為棕土，土壤有機(jī)質(zhì)含量為13.0 g·kg-1，全氮含量為1.12 g·kg-1，速效磷、速效鉀含量分別為4.9、45.28 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料分別為遼育1號(hào)楊、新疆楊、84K、遼河楊扦插苗發(fā)育樹木的1年生枝條，均來源于遼寧省楊樹研究所；其他試驗(yàn)工具設(shè)備包括修枝剪、石蠟、溫度記錄儀(U23-001)等。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，即以每個(gè)楊樹品種1年生扦插苗為一個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)栽植40株楊樹。小區(qū)排列方式完全隨機(jī)。從2017年11月到2018年5月之間每個(gè)月不定期采集各處理?xiàng)顦錁涔谕鈬鱾€(gè)方向的1年生枝條的中部，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇10株楊樹作為采集對(duì)象，每株楊樹上東南西北4個(gè)方向上分別剪下3條1年生枝條，并截成長(zhǎng)為30 cm的小段，經(jīng)過清水、蒸餾水分別沖洗后輕輕用濾紙將小段上殘留的水分吸干，并用石蠟封住剪口裝在干凈的聚乙烯塑料袋中帶回[5]。

1.5 測(cè)試內(nèi)容與方法

2017年11月到2018年5月期間，每天測(cè)定試驗(yàn)地空氣的溫度；對(duì)采回的枝條進(jìn)行可溶性蛋白質(zhì)、脯氨酸、可溶性糖、過氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性等進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理采集的多個(gè)枝條取平均值，測(cè)定的方法參考相關(guān)的文獻(xiàn)資料[5，6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)期間氣溫動(dòng)態(tài)

通過對(duì)2017年11月到2018年5月氣溫的測(cè)定統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表1。從表1可看出，試驗(yàn)地上2017年11月到2018年5月各月的最低氣溫、月均溫呈現(xiàn)出先降低，再逐漸增加的趨勢(shì)，最低溫度出現(xiàn)在1月。

表1 試驗(yàn)期間的氣溫狀況 ℃

2.2 自然降溫對(duì)楊樹枝條抗寒性生理指標(biāo)的影響

在逆境條件下，細(xì)胞最先受到影響的為細(xì)胞質(zhì)膜，當(dāng)受到低溫等逆境的作用時(shí)，細(xì)胞需要通過滲透調(diào)節(jié)來維持細(xì)胞內(nèi)外的滲透平衡，因此細(xì)胞內(nèi)參與滲透調(diào)節(jié)的物質(zhì)、酶活性等都會(huì)有變化[7]。將各階段采集各品種楊樹在自然降溫狀態(tài)下的枝條帶回實(shí)驗(yàn)室，檢測(cè)其主要抗寒性生理指標(biāo)的變化情況，結(jié)果見表2。

表2 參試楊樹不同時(shí)期枝條抗寒性生理指標(biāo)狀況

2.2.1 低溫對(duì)主要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響 植物面對(duì)低溫等逆境環(huán)境下會(huì)通過滲透調(diào)節(jié)予以調(diào)節(jié)，以降低逆境損傷。一般可以通過積累溶質(zhì)來降低細(xì)胞液的滲透勢(shì)，提高植物抗逆能力[7]。自然降溫狀態(tài)下各楊樹品種枝條中可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等溶質(zhì)的含量變化情況見表2。根據(jù)表2可以看出，各品種楊樹在休眠期間的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、脯氨酸等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)隨著自然溫度的變化而有所變化。11—1月這段時(shí)間，溫度逐漸降低，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量均明顯增加，其中增加幅度最大的品種是遼育1號(hào)楊，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)整體水平最高，在最冷的1月可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、脯氨酸的含量均達(dá)到最高值，分別為0.242 mg·g-1、4.234%、25.641μg·g-1，遼河楊增加幅度最??；1—5月這段時(shí)間內(nèi)溫度逐漸回升，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量逐漸降低，其中以遼育1號(hào)降低幅度最慢。

2.2.2 低溫對(duì)主要酶的影響 一般植物體內(nèi)的活性氧一直處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)植物遇到低溫的逆境環(huán)境，則這種平衡就會(huì)被打破而有大量的活性氧物質(zhì)積累，最終對(duì)細(xì)胞的膜系統(tǒng)產(chǎn)生損傷，超氧化物歧化酶、過氧化物酶等可以清除植物體內(nèi)過多的活性氧物質(zhì)，有效保護(hù)植物的細(xì)胞膜，降低植物細(xì)胞的低溫?fù)p傷[7]。不同楊樹品種在自然降溫狀態(tài)下枝條中的超氧化物歧化酶、過氧化物酶變化情況見表2。根據(jù)表2可以看出，不同品種在自然降溫條件下枝條中超氧化物歧化酶、過氧化物酶活性均隨溫度的降低(11月到1月)而逐漸升高，在1月達(dá)到最高值，其中以遼育1號(hào)楊升高幅度最快，2種酶的活性最強(qiáng)，之后隨著溫度的升高(1—5月)，2種酶活整體來說表現(xiàn)出先降低，在3月左右達(dá)到最低值，之后隨著溫度的繼續(xù)升高休眠期的楊樹枝條開始萌動(dòng)，2種酶活性開始緩慢增加。

3 結(jié)論

通過對(duì)自然降溫狀態(tài)下朝陽縣不同楊樹品種枝條抗寒性指標(biāo)的分析，結(jié)果表明，本地區(qū)在2017年11月到翌年的1月之間，隨著溫度的降低，4個(gè)楊樹品種枝條中的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，即可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸和超氧化物歧化酶、過氧化物酶的活性均有不同程度的增加，其中以遼育1號(hào)楊的增加幅度最大，最冷的1月含量最高，之后1—5月隨著溫度的升高，可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等主要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量均表現(xiàn)出降低的態(tài)勢(shì)，其中以遼育1號(hào)楊的降幅相對(duì)最慢，超氧化物歧化酶、過氧化物酶隨著溫度的升高表現(xiàn)出先降低再增加的趨勢(shì)，在3月酶活性最低，之后枝條逐漸復(fù)蘇，其酶活性也開始增加。