全 文 ：第 l0卷 第 2期
2 0 0 2年 6月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
vO1．10 NO．2
June， 2002
兰考泡桐苗木顶芽耐寒性研究
侯 元 凯
(国家林业 局泡桐研 究开 发中 0 郑 州 450003)
翟明普 聂爱社 常丽若
(北京林业 大学森林 资源与环 境学 院 北京 100083)(河南 省野生动 物救护 中一0 郑州 450003)
摘 要 以兰考泡桐 1年 生苗木 顶芽 、侧芽和枝 条为材料 ，经 不 同低 温处 理后测 定其 电导 率结果 表 明，电解 质渗 出
率由大到 小依次为 顶芽>侧 芽>枝条 ，死亡先 后顺序 为顶芽 >侧 芽和枝 条。引起上 述各 部位 死亡 的基 点温度 和冷
冻时间分别为顶芽在 一10C条件下冷冻 96h，侧芽和枝条 一10C条件下均冷冻 120h。 15℃条件下顶芽冷冻 72h，
侧芽和枝条均冷冻 96h。而 自然条件下试验材料取样地在一些年份不具备上述冷害条件下仍出现顶芽死亡，其冻
害 可能不是 泡桐顶 芽冬季死亡 的惟一原 因。
关键 词 兰考泡桐 顶芽 电导率 抗寒 性
Study on cold resistance of top buds of Paulownia elongata seedlings H0U Yuan—Kai(National Research and Develop—
ment Center of Paulownia，Zhengzhou 450003)，ZHAI Ming—Pu(College of Forest Resources and Environment，Beijing
Forestry University，Beijing 100083)，NIE Ai—She，CHANG Li—Ruo(Henan wild Animal Rescue Center，Zhengzhou
450003)，CJEA，2002，10(2)：19～21
Abstract Top buds，first pair of lateral buds and shoots of one—year—aged seedlings of Paulownia elongata are treated un—
der different low temperatures，and then their electrical conductivity and electrolyte rates are determined．The order of
electrical permeation rate is top buds>lateral buds>sho ts in the same temperature，the order of lethal temperature is top
buds>lateral buds and sho ts．Lethal temperature of top bud iS 10℃ within 96h．the lateral bud and the sho t within
120h．Lethal temperature of top bud is一15℃ within 72h，the lateral bud and the shot within 96h．In the natural con—
dition，the temperature does not occur on trial spot in some years，but the top buds die．The reasons are studied in this pa—
per·
Key words Paulownia elongata，Top bud，Electrical conductivity rate，Cold resistance
低温引起细胞器膜结构的破坏是导致植物寒害损伤和死亡的根本原因 。植物的细胞膜因低温作用其
透性会加大，细胞内K 和葡萄糖等电解质外渗增加。当受害程度轻时，透性变化是可逆的，但受害重时就
不能恢复正常 。这样的变化明显 出现在外部形态之先 ，故可作为植物抗性 的生理指标 ’ 。电导法即根据
该原理测定植物离体枝芽经低温处理后细胞 内电解质的渗 出量 ，6O年代以来利用该方法研究抗性生理和间
接测定植物 的耐寒性受到国内外学者 的重视。有关低温 对泡桐伤害 的研究 已有一些报道 ，但 对低 温引起 泡
桐苗木顶芽膜透性的伤害研究则极少。为了解泡桐苗木芽和枝条受到低温伤害后电解质透出率的变化 ，探
讨泡桐苗木低温伤害与膜透性 的关系 ，采用 电导法和染色法对泡桐主要栽培品种兰考泡桐 (Paulownia elon—
gata S．Y．Hu)的芽和枝条耐寒性进行 了研究 ，为人工辅助泡桐顶芽越冬提供科学依据。
1 试验材料与方法
试验于 1998年秋末初冬在河南省通许林场进行 ，11月 20日取得 1年生兰考泡桐枝条 ，11月 18日出现
最低温度 一3℃的短暂降温，试验地 1月份温度最低 ，平均 一0．4℃，极端最低温度 一17．4C，7月份温度最
高，平均 27．3℃ ，极端最高气温 42．9℃ ，年均无霜期 224d。测试仪器采用 EBARA低温冰箱(最低温度
一 6O℃)、Sartorius电子天平(1／lOOOOg)、DDS一11A型电导仪(t~s／crn)。以兰考泡桐 1年生苗木顶芽、第 1对
可越冬侧芽 (以取样地通常年份兰考泡桐苗木距顶芽最近的春季可萌发侧芽)和可越冬枝条(第 1对可越冬侧
*“九五”国家科技攻关专题“泡桐桦木单板类人造板材新品种选育及培育技术研究(96—01l一02—02)”部分研究内容
收稿 日期：2001—05—10 改回日期：2001—06—16
维普资讯 http://www.cqvip.com
20 中 国 生 态 农 业 学 报 第 10卷
芽的下部枝条)为材料，称出的试样先用蒸馏水洗 2次，再以重蒸馏水冲洗 2次，晾干后放入洁净的大试管
中 ，一切容器 、用具事先均用蒸馏水和重蒸馏水冲洗干净 。将 012、一512 、一10℃ 、一15℃ 、一20℃ 、一25℃低
温处理48h和 72h后顶芽、侧芽、枝条各取0．20g，用 10mL无离子水浸提 3h测其电导率，重复 2次，简称A。
测完A值后将其放入沸水浴中 15min，取出冷却后测其电导率 ，以获得细胞完全杀死的浸提液电导度，藉以
代表离体组织中电介质总含量，简称 B。电解质渗出率(％)为 A／B×100％，简称为 C 。本电导率在室温
1612时完成。植物组织活性鉴定用红四氮唑(TTC)C 。H N CL 10g／kg溶液，经低温处理的试验材料，浸泡
的温度和时间分别设置为 30℃和 6h，红色为具有正常生命力，不着色为无生命力，淡红色为生命力微弱。
2 结果与分析
2．1 兰考泡桐苗木顶芽在不同低温冷冻下电解质外渗率
兰考泡桐不同的组织部位随低温胁迫的进行其质膜透性增加的幅度不同，抗寒性越差其增加幅度越大，
电解质透出率也越大，但对抗寒性差异不大的处理部位结果不稳定(见图 1和图 2)。随处理温度的下降，其
0 —5 —10 —15 —20 —25
处理温度／C
0 -5 一l0 —15 —2O 一25
处理温度／。C
图 1 兰考泡 桐 1年生 苗不 同部位 低温处 图 2 兰考 泡桐 1年生 苗不 同部位 低温处
理 (48h J后的电解质 外渗率 比较 理 (72h J后 的电解质 外渗率 比较
Fig．1 Compari．~．m among electrolyte rates of Fig．2 Comparison among electrolyte rates of
top buds with the first pair of lateral buds and top buds wi th the first pair of lateral buds and
shoots of one-year—aged seedlings of P．elongata shots of one-year—aged seedlings of P．elongata
treated under diferent low temperatures in 48h treated trader diferent low temperatures in 72h
2．2 恒定低温对兰考泡桐苗木顶芽存活时间的影响
胞内电解质透出率上升，但
二者不呈线 性关 系，而是 呈
平稳、急剧、缓慢上升 的近似
“S”形 曲线 。研究结果表明 ，
不论兰考泡桐不同组织部位
的抗性 如何 ，处理 温度 的下
降，处理时间的延长，电导率
值增大，可以表示其冻害程
度。但直接用低温处理的电
导率值 ，则难 以对兰 考泡桐
不同部 位 的抗 寒性 进 行 评
价，这是 因为各 试验材 料本
身的电解质总渗出量(即煮
沸处理的电导率)及其在常
温下的渗出量均不相同。
表 1和表 2分别为兰考泡桐苗木顶芽 、侧芽和枝条在 一10℃ 、一15℃存活时间的定性研究 。在各处理中
侧芽和枝条的抗寒性基本一致，而顶芽在各处理中生命力从正常到微弱、从微弱到无生命力均先于侧芽和枝
条 24h。～1512条件下与一1012条件下恒定低温冷冻处理相比较 ，结果是前者顶芽 、侧芽、枝条均比后者提
前 24h。由此可知 ，顶芽较侧芽和枝条耐寒性差 ，而侧芽和枝条的耐寒性则基本相同。从冷冻时 间与顶芽死
亡率的相关关系来看，一10℃条件下冷冻时间与顶芽死亡率相关系数为 ，．=0．9675一(f=5，rn =
0．95074)；一15℃条件下 ，．=0．9595一(f=5，，．。 =0．95074)，均呈极显著正相关，说明在一定低温条件下
冷冻处理时间的长短决定顶芽 的死亡率 。
表 1 兰考泡 桐苗木顶 芽 、侧 芽 、枝条 一10℃ 下
不同冷 冻时 间生命 活 力检 验
Tab．1 Vitality prof on the condition of一10℃
in diferent frozen terms of P．elongata seedlings
top buds，lateral buds and branches
*红色为具有生命力；微红为生命力微弱；无色为不具生命力；红
色、微红、无色分别表示各颜色样本频率的5O％以上。下同。
表 2 兰考泡桐 苗木顶芽 、侧芽 、枝条 一15℃下
不 同冷 冻时 间生命 活力检 验
Tab．2 Vitality prof on the condition of一15℃
in different frozen terms of P．elongata seedlings
top buds，lateral buds and branches
∞ 鲫 ∞ 们 加 0
斛每5素 譬
鲫 ∞ 如 ∞ ∞ 加 m 0
瓣漤女 譬
维普资讯 http://www.cqvip.com
第 2期 侯元凯等：兰考泡桐苗木顶芽耐寒性研究 21
2．3 变温对兰考泡桐苗木顶芽存活时间的影响
急剧变温将对植物产生危害 ，变温处理 (一IO~C处理 12h，取 出置常温下 12h，每 12h轮换 1次 ，直到死
亡 ，记录低温处理的累计时间)结果表明 ，顶芽 、侧芽和枝条均在 96h时死亡 ，与 一10℃条件下恒定低温相 比，
顶芽、侧芽 和枝条对低 温的忍耐力均 有所减弱 (见 表3 兰考泡桐苗木顶芽、侧芽、枝条变温条件下
表 1和表 3)。变温条件下比恒定低温条件下顶芽 不同冷冻时间的生命力
提前 24h进入生命力微弱状态，且微弱生命力状态
持续时间较恒定低温长 24h，当冷冻处理 96h时顶
芽与侧芽和枝条 同时死 亡。变温条件 下侧芽 和枝
条生命力由正常到死亡均提前 24h，相当于 一15℃
条件下冷冻处理 的结 果。顶 芽在 变温条件下 对低
温的忍耐力与 一10℃条件下 恒定冷 冻处理对 低温
的忍耐力相似 。
2．4 自然条件下低温对兰考泡桐苗木顶芽的胁迫
Tab．3 Vitality proof on the condition of changing temperature
in different frozen terms of P．elongata seedlings’
top buds，lateral buds and branches
在 自然条件下极端低温与兰考泡桐顶芽的越冬情况见表 4，表 4所示 自然条件下极端低 温及其发生 日
期 ，泡桐顶芽越冬率均为零，即全部枯死。笔者多年的研究认为，自然条件下兰考泡桐苗木顶芽死亡均发生
在极端低温出现之前 。
表 4 试验地 年极端 最低气温 及 出现 日期与泡桐 顶芽越 冬率的关 系
Tab．4 The relationship between rate of top buds’living through the winter of P．elongata and extremly
low air temperature and the date among 1990——1998 in trial spot
极端最低气温／℃
出现 日期 (月一日)
顶 芽越冬率／％
一 10 7
O2—18
O
一 8．8
01．24
0
— 7．3
01_12
0
3 小 结
兰考泡桐的电导率和电解质渗出率均随低温持续时间的增长而增高，低温持续时间是影响电导率变化
的重要因素之一 ，因而对泡桐的伤害程度 ，不仅取决于低温且取决于低温持续 的时间。实验中所设置的低温
度在一些年份并未 出现 ，在我 国南方一些地 区 自然条件下冬季致泡桐顶芽死亡的最低基点温度并未发生 ，而
泡桐 的顶芽仍不能越冬 ，由此可以认为泡桐的顶芽不能越冬的原 因并不完全是 由低温所致。
参 考 文 献
1 简令成 植物抗寒机理研究新进展 植物学通报，1992，9(3)：17～22
2 刘祖祺，周碧英，王元裕等．电导法鉴定柑橘耐寒性试验 南京农学院学报 ，1981(2)：32～37
3 廖国华 桉树苗期抗寒性研究 中南林学院学报，1997，17(3)：43～47
4 Lyons J M Chiling injury in plants Ann．Rev Plant Physiol，1973，24：445～446
5 Li P H Plant cold hardiness and freezing stress Cel membrane properijes in relation to freezing injury．Acadenie Pres Inc．1978．93～115
l 6 O
一 0
卜_
5 卜 O
— O
2 8
¨ 卜 O
一
0
1 5
Ⅻ 0 一 O
1 9
o
一 1
5 【
O
—
O
维普资讯 http://www.cqvip.com