全 文 ：2008年 9月 防　护　林　科　技 Sep., 2008
第 5期(总 86期) ProtectionForestScienceandTechnology No.5(SumNo.86)
文章编号:1005-5215(2008)05-0001-02
　　收稿日期:2008-02-16
　　基金项目:新疆科技厅科技攻关项目(200541105)
　　作者简介:刘晓芳(1955-), 女 , 新疆乌鲁木齐人 , 大
学 , 研究员 ,现主要从事林木引种及种苗繁育研究.
紫叶白蜡抗寒性研究
刘晓芳 ,李　萍 ,帕提古丽
(新疆林业科学研究院 ,新疆乌鲁木齐 830002)
摘　要:以适宜新疆地区种植的彩色树种紫叶白蜡为研究对象 , 通过低温处理 , 用电导法测定紫叶白蜡相对电导
率 , 并用 Logistic方程拟合求拐点值来估计其半致死温度 , 探讨其抗寒性。结果表明 , 紫叶白蜡的半致死温度为 -
38.9 ℃,在新疆寒冷的冬季不采取任何措施 ,紫叶白蜡可安全过冬 , 是园林绿化兼防护功能于一体的优良树种。
关键词:紫叶白蜡;抗寒性;试验
中图分类号:S792.410.2　　　　　　　文献标识码:A
ColdResistanceofFraxinusaautumnPurple
LIUXiao-fang, LIPing, Patiguli
(XinjiangAcademyofForestry, Urumqi830002, Xinjiang, China)
Abstract:Colorspecies, namelyFraxinusautumnPurpleweretakenasresearchobjectsthataresuitableforcultivatingin
Xinjiangregion.RelativeconductivityofFraxinusautumnPurplewasdeterminedbyconductometryunderlowtemperature.
Logisticequationfitingforinflectionpointvaluewereusedtoestimateitssemilethaltemperatureandexploreitscoldresist-
ance.TheresultshowsthatsemilethaltemperatureofFraxinusautumnPurpleis-38.9 ℃.Fraxinusautumn, oneofthe
landscapingandprotectivesuperiorspecies, canoverthewintersafelywithoutanymeasuresincoldwinterinXinjiangre-
gion.
Keywords:FraxinusautumnPurple;cold-resistance;experiment
　　紫叶白蜡(FraxinusautumnPurple)是新疆林业
科学研究院于 2005年从北京引种的新树种 ,该树种
原产北美地区 ,由于新疆属典型的大陆干旱性气候 ,
冬季长而寒冷 ,低温便成为引种成功的首要限制因
子 。经过几年的引种试验观察 ,紫叶白蜡抗寒性强 ,
能耐新疆寒冷冬季气候 ,可安全越冬 ,适宜在北疆地
区种植 ,为此我们在实验室利用低温协迫对该树种
进行抗寒能力测定 ,了解枝条生理指标与冻害的关
系 ,进一步通过植物细胞的生理指标变化 ,探讨该树
种的抗寒机制 ,旨在为新疆地区引进抗寒树种提供
选材依据。
植物的抗寒能力因其种类不同有很大的差异 。
通过抗寒性测定 ,可以预知不同植物对低温的适应
能力[ 1] 。 Dexter先生于 1930年首次将电导法用于
植物抗寒性研究中[ 2] ,从此根据膜透性的变化情况
可以鉴定植物品种抗寒力 ,这一技术被广泛应用于
植物抗寒性研究中[ 3] 。电导法是指植物受到低温
危害时 ,细胞膜的透性增大 ,电解质会有不同程度的
外渗 ,导致电导率会有不同程度的加大 ,因而电导率
可作为植物抗寒性指标 。植物受冻越严重 ,外渗物
质越多 ,其电导值越大 ,说明细胞膜受伤害程度越
重 ,植物抗寒性越差 。反之 ,植物抗寒性越强 。这一
方法能较为准确反映植物抗寒力 ,并且操作方便 ,所
以在试验研究中广泛应用。
低温半致死温度作为植物抗寒性的生态指标 ,
是指 50%或以上的植物试材没有发生冻死的最低
温度 ,主要反映了温度和水分与抗寒性之间的数量
关系 [ 1] 。 Sukumaran等先生基于电解质渗出率的
50%正好与半致死温度一致 ,提出以电解质渗出率
50%时的温度为组织的半致死温度 。但由于测定时
存在系统误差 ,当电解质渗出率 50%时的温度与半
致死温度有时会不一致 ,为减小误差和简化测定程
序 ,朱根海等专家将处理温度与电导率之间关系配
合 ,拟定了 Logistic方程 ,用 Y=K/(1+ae-bx)进行
描述 ,利用拐点温度表示组织半致死温度 [ 5] ,所以
电导法是实验室间接鉴定植物抗寒性的重要方法之
一。
　1　试验材料
在新疆林科院玛纳斯试验站 ,于 2007年 12月
中旬 ,从已休眠的紫叶白蜡植株上剪取 1年生枝条
为试验材料 。
2　试验方法
2.1　冷冻处理
用蒸馏水洗净枝条 ,分 6组放入超低温冰箱 ,进
行低温处理 ,设计温度为:-15 ℃、 -20 ℃、 -25
℃、 -30℃、 -35℃、 -40℃,每个处理为 24h, 3次
重复。
2.2　相对电导率测定
将冷冻后的紫叶白蜡枝条剪成 2 cm小段 ,每个
处理等量称取三等份(3个重复),每份质量 2 g,按
每克材料加 20 mL无离子水于三角瓶中 ,静置 1 h
后用 DDS-ⅡA型电导仪测定电导值 ,获取初电导
率数据 ,然后将三角瓶煮沸 1 min,之后冷却 1 h,再
测定总电导值 ,并以此值作为最终电导值来计算相
对电导率。
相对电导率 (%)=初电导率 /终电导率 ×
100%。
2.3　半致死温度
半致死温度的确定以重复处理温度下的电导率
配合 Logistic曲线方程进行拟合 。Logistic方程是比
利时数学家 P.F.Ver—huist于 1838年导出 ,但直到
20世纪 20年代才又为生物学家和统计学家 R.
Pearl和 L.Jreed重新发现。 60年代以来 ,该方程在
动植物的饲养 、栽培 、资源 、生态 、环保等方面的模拟
研究中有较广泛的应用。近年来在植物生理研究中
开始应用这一数学模型[ 7] 。朱根海等专家认为应
用电导法配合 Logistic方程求出 “S”形曲线的拐点
温度能较准确地估计出植物组织的低温半致死温
度 [ 6] 。曲线方程为 Y=K/(1+ae-bx), Y为低温处
理下的相对电导率 , x为处理温度 , K、a、b为参数 。
对该方程求二阶导数 ,并令其等于 0,即可得到曲线
的半致死温度。实验中采用 Origin统计分析软件对
数据进行分析 ,得出半致死温度 ,在此拐点低温下枝
条相对电导率的递增效应最大 ,拐点温度值越低 ,表
明其半致死温度越低 ,即该树种抗寒性越强。
2.4　恢复生长试验
将经过不同梯度的温度冷冻处理后的紫叶白蜡
枝条进行恢复生长试验。将冷冻过的枝条在 25 ℃
条件下进行水中培养 ,每天观察记录枝条的发芽情
况 ,枝条最长发芽的天数为 27d,枝条最短发芽的天
数为 14d。
3　试验分析
3.1　不同低温处理对树种相对电导率的影响
紫叶白蜡的枝条经一系列低温胁迫处理后 ,相
对电导率变化如图 1。随着处理温度的下降 ,细胞
内相对电导率上升 。电导率上升是低温对枝条内原
生质膜透性破坏的反应 。低温处理初期电导率上升
缓慢 ,然后在一定低温范围内电导率上升加快 ,随后
又趋于缓慢 ,即相对电导率随着温度的下降呈 “S”
型曲线变化。从图 1中可看出 ,在温度高于 -20 ℃
时 ,电导率变化较小 ,在 -20 ～ -25 ℃之间 ,电导率
变化幅度较大 ,且一直处于上升阶段 , -25 ℃以后
电导率呈现缓慢的变化 。
图 1不同低温对枝条相对电导率的影响
3.2　枝条组织半致死温度的影响
根据电导法配合 Logistic方程求出植物组织的
低温半致死温度。为了确定所配的方程是否合适 ,
要对方程的拟合度进行检验 ,用相关系数来检验拟
合程度。表 1中的 R2为相关系数 ,是方程拟合度的
优劣值 , R值越大 ,表明回归方程拟合数据越好。一
般相关系数在 80%以上即表示拟合程度为优。根
据 Logistic曲线方程计算出紫叶白蜡的半致死温度
为 -38.9 ℃,而且拟合方程的相关系数在 90%以
上 ,说明具有较好的拟合结果 。
表 1　紫叶白蜡电导率与半致死温度
树种 处理温度(℃)
4 -15 -20 -25 -30 -35 -40
半致死温度
(℃) R2
紫叶白蜡 15.340 18.435 22.955 31.185 34.040 36.825 37.090 -38.9 0.923 7
　　从表 1可知 ,紫叶白蜡具有较强的抗寒性 ,其一
半以上试材发生冻害的最低温度在 -38.9 ℃以下 ,
在新疆寒冷的冬季不采取任何防护措施可安全过
冬。 (下转 5页)
2 防　护　林　科　技　　　　　　　　　　　　　　2008年　
　5　结论与建议
林农复合模式充分利用地面 、地下 、地上空间营
养与自然能 ,增强抵抗自然灾害的能力 ,提高了生
态 、社会和经济效益。林农复合模式是一条以生物
措施开发利用泥质海岸的有效途径 ,又可以当年获
得显著经济效益 。
依据上述效益分析结果和模式建立原则 ,得出
以下结论:在轻盐碱地上 ,采取辽宁杨 +大豆间作模
式 ,收益较好;在中盐碱土上 ,银中杨 +月见草 、银中
杨 +大豆间作模式收益较好。在中盐碱土和苏打盐
碱土上 ,绒毛白蜡 +紫穗槐栽培模式经济效益较显
著 。
为进一步促进林农复合模式的发展 ,应加强其
经济作物的产业化发展。选择 、培育和栽培高抗耐
盐经济植物 ,开发经济植物的深加工技术 ,形成种
植 、加工 、销售为一体的产业链 ,保证销路 ,保护种植
积极性 ,带动区域经济发展 ,其他地区应结合当地情
况加以借鉴 。林农复合对树木生长 ,生态经济和社
会效益都有显著的促进作用。但是 ,随着树木生长 ,
林分逐渐郁闭 ,会出现一些林农模式中林与作物生
长竞争的矛盾 ,应进一步研究适宜林农复合模式
(如林草 、林副和林药等),发展林下经济 。
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(上接 2页)
3.3　冷冻处理对枝条恢复生长的影响
树木枝条上的芽是植物对冻害最敏感的部位 ,
用芽受冻后是否存活来评价树木受冻程度是最直接
和最有效的方法[ 8] 。由表 2可知 ,紫叶白蜡枝条经
过各梯度温度冷冻后 ,在水中培养 27 d全部发芽 ,
发芽率达 100%,说明该树种极其抗寒 ,与实验室测
定的电导率结果完全吻合。
表 2　紫叶白蜡冷冻后的发芽情况
树种 处理方式 不同处理温度下的发芽天数(d)对照(4℃) -15 ℃ -20℃ -25℃ -30℃ -35℃ -40℃
发芽率
(%)
紫叶白蜡 水培 14 14 16 16 18 27 23 100
4　结论
细胞膜不仅是细胞与环境发生物质交换的主要
通道 ,也是感受环境胁迫最敏感的原生质体的组成 。
植物受到环境胁迫时 ,表现为膜透性增大 ,离子外
渗 [ 7] ,并最终引起细胞的死亡 ,这种变化大多出现
在形态变化之前 。细胞膜透性的变化可通过测定溶
液的电导率来反映 ,其数值的大小可反映出所测材
料的细胞膜伤害程度 ,进而判断植物抗寒性的大小 。
本试验在已知该树种抗寒性较强的基础上 ,进
一步通过测定电导率 ,并拟合 Logistic曲线方程求出
该树种的半致死温度 ,即紫叶白蜡一半以上试验材
料发生最初冻害的温度为 -38.9 ℃。因此紫叶白
蜡为抗寒性极强的树种 ,在新疆寒冷的冬季不采取
任何防护措施可安全越冬 ,该结果为进一步探讨在
新疆大面积发展紫叶白蜡奠定了理论基础 。
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