全 文 ：新疆农业科学 2014，51(11) :1996 － 2002
Xinjiang Agricultural Sciences
doi:10. 6048 / j. issn. 1001 － 4330. 2014. 11. 006
反季节移栽圆冠榆越冬期间保护物质
及水分动态变化
宋雨蓬1，齐曼·尤努斯1，邵 扬1，孙 卫2
(1. 新疆农业大学林学与园艺学院，乌鲁木齐 830052;2. 乌鲁木齐市林业局(园林管理局) ，乌鲁木齐 830000)
摘 要:【目的】通过对比反季节移栽和非移栽圆冠榆在自然越冬下的保护物质含量和树体水分状态，研究反
季节移栽圆冠榆对越冬期间温度变化的适应性，为干旱寒冷地区反季节移栽提供理论依据。【方法】选用移
栽后第一年(2011 年)、第二年(2012 年)圆冠榆以及非移栽本地圆冠榆为材料，随冬季温度自然下降(0℃至
－23℃)和上升(0℃至 15℃)采样并测定其枝条中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、淀粉含量、样品总含水量、
束缚水 /自由水比值等抗寒指标。【结果】圆冠榆树体中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和束缚水 /自由水随
着越冬期气温的下降而上升，随着气温的回升而降低，其淀粉含量和总含水量在越冬期间呈现出下降趋势。
2011年度，反季节移栽圆冠榆树体中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著高于非移栽圆冠榆，束缚水 /自由水
无显著差异，而其淀粉含量极显著低于非移栽圆冠榆;移栽后第一年与第二年相比，移栽后第二年的圆冠榆树
体中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量显著降低，淀粉含量显著升高，而束缚水 /自由水无显著差异。【结论】反
季节移栽后的第一年冬季，圆冠榆通过枝条中可溶性糖含量、可溶性蛋白含量提高，束缚水 /自由水保持稳定，
降低组织冰点温度，提高反季节移栽后圆冠榆的抗寒能力，使其安全越冬，而这些生理指标在移栽后第二年冬
季相应减少，表明圆冠榆具有较强的反季节移栽交叉适应能力。
关键词:圆冠榆;反季节移栽;抗寒能力;交叉适应
中图分类号:S753. 5 文献标识码:A 文章编号:1001 － 4330(2014)11 － 1996 － 07
收稿日期:2014 － 04 － 01
基金项目:乌鲁木齐重点攻关项目(Y111310041)
作者简介:宋雨蓬(1989 －) ，男，山东人，硕士研究生，研究方向为植物逆境生理生态，(E － mail)srainp@ 163. com
通讯作者:齐曼·尤努斯(1963 －) ，女，新疆人，教授，硕士生导师，研究方向为植物逆境与营养生理学，(E － mail)qinmanyn@ sina. com
Dynamic Change of Protective Contents and Water Status of
Off － season Transplanted Ulmus densa Litw during Winter
SONG Yu － peng1，Qiman Yunus1，SHAO Yang1，SUN Wei2
(1． College of Forestry and Horticulture，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China;2． Uru-
mqi Forestry Bureau of Xinjiang Autonomous Ｒegion (Landscaping Administration) ，Urumqi 830000，China)
Abstract:【Objective】Water status and protective contents of off － season transplanted Ulmus densa Litw
were researched to evaluate the adaption of off － season transplanted tree to the natural low temperature，which
might provide a theoretical basis for off － season transplanting in dry and drought area．【Method】Content of
sugar，protein，starch and moisture and the ratio of bound and free water were evaluated between the first －
year － transplanted (2011)and second － year － transplanted (2012)Ulmus densa Litw during the natural
cooling(0℃ － －23℃)and rising(0℃ －15℃)of temperature． 【Ｒesult】The contents of sugar and protein
rose during the natural cooling of temperature． Whereas the starch contents and total water presented a down-
ward trend during the winter period． The contents of sugar and protein were significantly higher on transplanted
11 期 宋雨蓬等:反季节移栽圆冠榆越冬期间保护物质及水分动态变化
tree than those on the control group during 2011，whereas the starch contents were significantly lower． The
contents of sugar and protein were significantly decreased and starch contents were significantly increased dur-
ing 2012 compared with those in 2011． And there was no significant difference on the ratio of bound and free
water between transplanted tree and control group both during 2011 and 2012． 【Conclusion】During the first
winter after transplant，the ratio of free and bound water remained stable． The contents of sugar and protein in
branches were increased and decreased to the freezing point，which enhanced the adaption of tree to the natu-
ral low temperature． And the decrease in physiological level in 2012 suggested that Ulmus densa Litw had a
strong cross － adaptability to off － season transplant．
Key words:Ulmus densa Litw;off － season transplanting;freezing － resistance;cross － adaptation
0 引 言
【研究意义】树木移植的适宜季节是春季解冻后萌发前以及秋季落叶期，此时苗木的新陈代谢低，
蒸腾量小，移植成活率相对较高［1］。近年来，随着城市绿化进程的加快，应绿化施工任务和工期的要
求，越来越多的植物需要在生长季(反季节)进行移栽［2 － 3］。2011 年，中国 －亚欧博览会在乌鲁木齐举
办，于同年 6 ～ 8 月在会展中心园区对异地栽培圆冠榆进行了大规模反季节移栽。反季节移栽后树木受
到一定程度的根系损伤和干旱胁迫，造成树势较弱的情况，而紧随其后的是气温下降的秋季和寒冷的冬
季，通过对移栽后树种进行相关抗寒生理生化指标的测定，研究其对低温的适应能力，对验证树种能否
安全越冬有十分重要的理论意义，也为以后园林绿化中大规模反季节移栽提供参考依据。【前人研究
进展】现今，对于苗木的反季节移栽技术已经有了一定的报道，但大多限于提高反季节移栽成活率的技
术和管理方法［4 － 5］，从植物生理角度对移栽树种的研究十分少见。对于树木抗寒性也有许多相关研
究，研究表明，可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉、束缚水、自由水含量等生理生化指标的变化在一定程度上能
反应植物在低温下抗寒能力的强弱［6 － 9］。【本研究切入点】目前对反季节移栽后树木的抗寒生理研究
处于初步阶段。试验以移栽圆冠榆及非移栽圆冠榆为材料，研究反季节移栽圆冠榆越冬能力。【拟解
决的关键问题】通过对圆冠榆反季节移栽后的当年(2011 年)和次年(2012 年)冬季的相关抗寒生理指
标的测定，研究其抗寒越冬能力，为今后干旱寒冷地区反季节移栽树木提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况
试验地位于新疆乌鲁木齐市东北部水磨沟区会展大道旁会展中心园区内，E87°3735. 62″，N43°51
42. 12″，属中温带大陆性干旱气候区，降水量较少，年均降水量为(194 ± 3)mm，昼夜温差大，四季分配不
均，冬季寒冷漫长，且经常受极地以及西伯利亚的冷空气的侵袭形成寒潮，历史极端最高气温 47. 8 ℃，
极端最低气温 － 41. 5℃。试验地土壤为深厚的黄粘土，土壤有机质含量为 2. 93%，pH值为 6. 7，易溶盐
总量为 0. 184%。
1. 2 材 料
选取会展中心园区内反季节移栽树种圆冠榆，树龄为 15 a，树木胸径 8 ～ 10 cm。并以新疆农业大
学校园内树龄为 15 a 的圆冠榆作为对照材料。在反季节移栽后的第一年(2011 年)冬季和第二年
(2012 年)冬季，从出现 0℃低温开始，采用随温度自然下降或回升定点采样方法，在会展中心园区和校
园里各选取 5 棵长势基本一致的植株，每棵采取位于中上部、外围、无病虫害的 1 年生枝条 10 根，并立
即用蜡封住剪口，带回实验室做实验材料。其中，会展中心园区反季节移栽圆冠榆用圆冠榆 I 表示，新
疆农业大学校园内圆冠榆用圆冠榆 II表示。
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新疆农业科学 51 卷
1. 3 方 法
1. 3. 1 采样温度
2011 年和 2012 年冬季采样温度控制在(0 ± 1)℃、(－ 10 ± 1)℃、(－ 15 ± 1)℃、(－ 23 ± 1)℃、(0 ±
1)℃、(15 ± 1)℃。2011 年冬季气温从 12 月开始降低至零度以下，最低温 － 25℃出现在 2012 年 1 月 21
日。2012 年冬季受极地强冷空气的频繁影响，11 月初便迎来了乌鲁木齐首场降雪天气，降温较早，最低
温度出现在 2012 年 12 月。图 1，图 2
图 1 2011 年冬季采样温度
Fig. 1 The temperature of the taking sample
during 2011 winter
图 2 2012 年冬季采样温度
Fig. 2 The temperature of the taking
sample during 2012 winter
1. 3. 2 测定
可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法［1 0］;可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝 G － 250 染色
法［1 1］;淀粉含量的测定采用酸水解法［1 1］;自由水束缚水测定采用糖浸提取法［1 0］。
1. 4 数据统计
试验数据用 Excel软件进行数据整理，并用 DPS(7. 05)统计软件进行数据分析。采用 Excel软件进
行制图。
2 结果与分析
2. 1 可溶性糖含量的动态变化
植物在低温胁迫环境下，可以通过可溶性糖含量的增加提高对逆境环境的适应性［1 2 － 1 3］。可溶性
糖含量的增加可以维持细胞的结构，降低冰点，提高抗寒性［1 4］。在 2011年越冬期间，圆冠榆 I和圆冠榆 II
的可溶性糖含量都呈现出先上升后下降的变化趋势，含量最高点在 －23℃，且圆冠榆 I的可溶性糖含量显
著高于圆冠榆 II。圆冠榆 I的可溶性糖含量在移栽后第二年冬季相比于第一年有显著下降。图 3，图 4
图 3 2011 年越冬期间移栽与非移栽圆
冠榆可溶性糖含量变化
Fig. 3 Changes of soluble sugar contents on
Ulmus densa Litw between transplanting and
control group under natural overwintering
during 2011
图 4 2011、2012 年越冬期间移栽圆冠榆
可溶性糖含量变化
Fig. 4 Changes of soluble sugar contents on
transplanted Ulmus densa Litw under natural
overwintering during 2011 and 2012
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11 期 宋雨蓬等:反季节移栽圆冠榆越冬期间保护物质及水分动态变化
2. 2 可溶性蛋白质含量的动态变化
可溶性蛋白是亲水胶体，它的增加可以使植物细胞的持水力提升，从而束缚更多的水，并可以减轻
原生质体的结冰伤害，提高抗寒性［1 5］。在 2011 年冬季越冬期间，圆冠榆 I和圆冠榆 II的可溶性蛋白含
量呈现出先上升后下降的趋势，圆冠榆 I可溶性蛋白含量显著高于圆冠榆 II。圆冠榆 I在移栽后第二年
冬季可溶性蛋白含量相比于第一年冬季有显著下降。图 5，图 6
图 5 2011 年越冬期间移栽与非移栽圆冠榆
可溶性蛋白含量变化
Fig. 5 Changes of soluble protein contents on
Ulmus densa Litw between transplanting and
control group under natural overwintering
during 2011
图 6 2011、2012 年越冬期间移栽圆冠榆可溶
性蛋白含量变化
Fig. 6 Changes of soluble protein contents on
transplanted Ulmus densa Litw under natural
overwintering during 2011 and 2012
2. 3 淀粉含量的动态变化
淀粉是植物体内重要的储藏物质，在进入严冬前会大量的积累，在 2011 年越冬期间，移栽和非移栽
圆冠榆都表现出了不同程度的下降趋势，从 0℃下降到最低温 － 23℃时淀粉含量下降幅度较大，这有可
能是低温胁迫激活了淀粉的酶活性，淀粉水解为可溶性糖而导致淀粉含量的大幅度降低［1 6］。2012 年
越冬期间圆冠榆 I的淀粉含量显著高于 2011 年越冬期间含量，说明会展中心移栽后的圆冠榆经过 1 年
多的恢复生长后积累了更多的淀粉来应对冬季严寒。图 7，图 8
图 7 2011 年越冬期间移栽与非移栽圆冠
榆淀粉含量变化
Fig. 7 Changes of starch contents on
Ulmus densa Litw between transplanting
and control group under natural
overwintering during 2011
图 8 2011、2012 年越冬期间移栽圆冠
榆淀粉含量变化
Fig. 8 Changes of starch contents on
transplanted Ulmus densa Litw under natural
overwintering during 2011 and 2012
2. 4 样品总含水量的动态变化
2011 年越冬期间圆冠榆 I和圆冠榆 II枝条样品总含水量含量均呈先下降后升高的趋势，含量最低
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新疆农业科学 51 卷
点出现在 0℃。这说明，随着温度的降低，植物的根系吸水量不断减少，在低温、干燥和大风的冬季，植
物枝条散失一定的水分，导致总含水量不断下降。0℃之后总含水量增高，说明在温度回升的过程中，根
系逐步恢复活力，水分供给慢慢恢复，总含水量也开始缓慢增高。2012 年，在会展中心对移栽后圆冠榆
I的养护力度减小，浇水量相对 2011 年减少，样品总含水量减少。图 9，图 10
图 9 2011 年越冬期间移栽与非移栽圆
冠榆样品总含水量变化
Fig. 9 Changes of moisture water contents on
Ulmus densa Litw between transplanting
and control group under natural
overwintering during 2011
图 10 2011、2012 年越冬期间移栽圆
冠榆样品总含水量变化
Fig. 10 Changes of moisture water contents
on transplanted Ulmus densa Litw
under natural overwintering
during 2011 and 2012
2. 5 束缚水 /自由水的变化
相关研究表明，越冬期间，束缚水 /自由水与植物的耐寒性有密切的联系，束缚水含量高，有利于保
持原生质胶体的稳定性，更好的抵抗外界低温环境，提高抗寒性，抗寒性强的树种束缚水含量更高［1 7］。
2011 年越冬期间，移栽和非移栽圆冠榆束缚水 /自由水都呈先上升后下降的趋势，且圆冠榆 I 束缚水 /
自由水相对于圆冠榆 II差异不显著。圆冠榆的束缚水 /自由水在移栽后第二年相比于第一年无显著差
异。图 11，图 12
图 11 2011 年越冬期间移栽与非移栽圆
冠榆束缚水 /自由水变化
Fig. 11 Changes of bound water / free water on
Ulmus densa Litw between transplanting
and control group under natural
overwintering during 2011
图 12 2011、2012 年越冬期间移栽圆
冠榆束缚水 /自由水变化
Fig. 12 Changes of bound water / free water
on transplanted Ulmus densa Litw
under natural overwintering
during 2011 and 2012
3 讨 论
相关研究表明，植物在遭受了某种间歇或持续的环境胁迫后，不但会提高对这种逆境的抗性，同时
0002
11 期 宋雨蓬等:反季节移栽圆冠榆越冬期间保护物质及水分动态变化
还会增加对其它逆境的抵抗能力，称为交叉适应［1 8］。刘明池［19］在对黄瓜抗冷性研究中发现干旱胁迫
可以提高黄瓜的抗冷性。而于晶等［2 0］在对低温 －干旱(涝)交叉适应对小麦杭寒性的影响的研究中也
指出适度的干旱处理可以提高小麦对低温胁迫的适应能力。从试验的结果可以看出，2011 年移栽后的
圆冠榆，在低温锻炼期间产生了大量的可溶性糖、可容性蛋白，且含量高于当地非移栽圆冠榆，植物体内
的束缚水含量相比于非移栽圆冠榆保持稳定。这可能是反季节移栽后的圆冠榆对干旱和低温逆境存在
交叉适应现象，在夏季移栽后经历了干旱和高温等逆境，提高了其对逆境的抗性，而紧随其后的干燥寒
冷环境再一次使其遭受到了逆境胁迫，在降温初期便产生了大量的可溶性糖和可溶性蛋白等保护物质
来提高细胞质浓度，并产生更多的束缚水，降低冰点，增强植物的抗寒性。在移栽后的第 2 年(2012 年)
冬季，会展中心移栽圆冠榆的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量有一定程度的下降，束缚水 /自由水保持稳
定，这说明经过 1 年多的恢复生长后，移栽圆冠榆不再受交叉适应的影响，对低温的适应能力回复正常。
4 结 论
反季节移栽圆冠榆受到交叉适应的影响，可以提高树体内保护物质和束缚水的含量来提高抗寒性，
且在第 2 年对低温的适应能力恢复正常。移栽树种的安全越冬为以后在干旱寒冷地区的大规模反季节
移栽提供理论依据，并为加速建设绿色生态城市提供可能性。
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2002