全 文 ：植物生理学通讯 第41卷 第6期，2005年12月 761
春季白皮松实生苗的脱锻炼与再锻炼
张钢* 刘民 任元新
河北农业大学园艺学院，河北保定071001
提要 春季测定二年生白皮松实生苗脱锻炼期间针叶和茎的抗寒性和估测脱锻炼结束后经低温(4℃)处理 1 周后幼苗的再
锻炼能力，以及测定低温处理前后不同器官干物质含量的结果表明：脱锻炼后，一年生针叶的最小抗寒性为-10.4℃，一
年生茎为 -6.7℃。在低温诱导下，白皮松苗具有再锻炼能力，一年生针叶和茎的抗寒性分别增强约 7 和 9℃；一年生针叶
和茎的抗寒性均高于当年生的。再锻炼期间，一年生针叶和茎的抗寒性与干物质含量呈正相关。
关键词 白皮松实生苗；脱锻炼；再锻炼；抗寒性
Dehardening and Rehardening of Pinus bungeana Zucc. Seedlings in Spring
ZHANG Gang*, LIU Min, REN Yuan-Xin
College of Horticulture, Agricultural University of Hebei, Baoding, Hebei 071001, China
Abstract The cold resistance test during dehardening in two-year-old Pinus bungeana Zucc. seedlings was
carried out in spring 2004. After dehardening, the seedlings were treated with 4¡æ for one week, aiming to test
their rehardening potential. The dry matter contents in different organs were measured before and after 4℃
treatment. The results showed that after dehardening in spring, the minimum cold resistance in one-year-old
needles and stems were –10.4℃and –6.7℃, respectively. When the seedlings were treated with low tempera-
ture stress after dehardening, the rehardening occurred. The cold resistances of one-year-old needles and stems
increased about 7℃ and 9℃, respectively. The cold resistances of one-year-old needles and stems were signifi-
cantly higher than those of current-year ones. The increases of cold resistance of one-year-old needles and
stems were related positively to the raise of their dry matter contents during rehardening phase.
Key words Pinus bungeana Zucc. seedling; dehardening; rehardening; cold resistance
收稿 2005-03-10 修定 　 2005-08-03
资助　 教育部留学回国人员科研启动基金(2005-2007)和河北
农业大学留学回国人员科研启动基金(2004-2006)。
*E-mail: zhanggang1210@126.com, Tel: 0312-7526275
我国北方地区，春季树木脱锻炼抗寒性下降
期间，每日温度常发生很大波动；晴天昼夜温度
变化频繁剧烈，对植物生长危害极大。如果受到
低温侵袭，树木尤其是苗木即会遭受寒害。因
此，树木必须有足够的抵御低温和抵抗脱水的能
力才能减轻寒害[1]。已有实验表明，一些树种的
脱锻炼过程可能是可逆的，即在温暖气候条件下
脱锻炼一段时间后，如遇寒冷天气，抗寒性可能
会恢复[1~5]。但人们对北方树木的这种现象知之尚
少。本文检测了二年生白皮松(Pinus bungeana
Zucc.)实生苗春季脱锻炼结束后，再以低温处理
一段时间后的抗寒能力的恢复情况。
材料与方法
白皮松(Pinus bungeana Zucc.)实生苗取自河
北省定州市茂林苗圃(38°31 N, 115°15 E)。2002年
3 月上旬，在茂林苗圃播种育苗，4 月中旬移栽
至塑料袋容器(直径 8 cm，高 15 cm，打 8个孔)
内继续培育。2004 年 3 月 12 日，将二年生白皮
松实生幼苗移栽至本校标本园内( 3 8°5 0 N ,
115°26 E)。
根据保定市气象局资料，1994~2003年 10年
间，3、4、5 月份月平均最低气温分别是 -2.7、
3.4 和 10.2℃；最低气温为 -4.5℃。2004 年 3、
4、5月份月最低气温分别是 -2.6、3.9和11.6℃。
保定地区晚霜终于 4 月中旬。
2004 年春季，抗寒衰退期的 3 月末 ~4 月份
测定大田条件下一年生(2003年生)针叶和茎的抗寒
植物生理学通讯 第41卷 第6期，2005年12月762
值。按公式计算：相对电导率=(初电导值/总电
导值)×100。
相对电导率的变化与处理冷冻温度的关系用
Logistic方程表示[10]:
式中：y为相对电导率(%); x为冷冻处理温度(℃);
B为斜率(%·℃-1)，相对电导率随冷冻温度变化的
斜率；C 为拐点(℃)，随测试冷冻温度的降低，
冻害变化率(dy/dx)达最大值时的温度值，即为估
测的抗寒性。当 x → ¥时，y=D。函数的下渐进
线，表示未受冻害时相对电导率的基础值。当 x
→ -¥时，y=A+D。函数的上渐进线，表示受冻
害时相对电导率的最大值。用 SPSS 13.0 软件，
通过计算方程的拐点温度表示组织半致死温度值
(LT50)，估算抗寒性[8,9]。
测定干物质时，随机取 8 株苗木，用去离子
水洗净后，取当年生与一年生针叶各每株2枚(当
年生与一年生针叶各 16 枚)，分别封入信封中，
标号；切取当年生与一年生茎 15 mm 的小段各 8
段(每株 1 个茎段)，分别封入信封中，标号。用
电子天平分别称针叶与茎的鲜重。之后，将针叶
和茎放入 60℃烘箱中烘 48 h，取出放入干燥皿
中，24 h 后用电子天平称干重。按公式计算：
干物质含量= (干重／湿重)×100。
结果与讨论
1 春季自然温度下和再锻炼后针叶与茎的抗寒性
在自然温度条件下，白皮松苗一年生针叶的
抗寒性于3月末达最低水平(-10.4℃)，一年生茎
的抗寒性于4月中旬达最低水平(-6.7℃)，之后抗
寒性基本上保持不变；此时针叶的抗寒性显著强
于茎(表 1)。4℃低温处理后，一年生针叶和茎的
抗寒性分别增强约7和 9℃(表 1)。
在脱锻炼期间及结束后遇到低温胁迫时，白
皮松实生苗具有再锻炼的能力，抗寒性会增强。
Repo等[11]在抗寒性模型研究中指出，脱锻炼是个
可逆的过程，即再锻炼可独立发生，与脱锻炼阶
段或发育阶段无关。Valvonen 等[12]的实验结果表
明，当二年生欧洲赤松(Pinus sylvestris L.)抗寒性
达最小水平(-5℃)时，置于 -2℃条件下，其抗寒
性。抗寒性降至最低水平后，于 5 月 19 日进行
人工低温(4℃)处理，1周后测定一年生针叶和茎
以及当年生(2004年生)针叶和茎的抗寒性。
4℃低温处理苗木时，从标本园内选取 56 株
生长健壮的白皮松幼苗，装入营养钵，5月 19 日
移入光照培养箱(GXZ, 宁波江南仪器制造厂生产)
中，先用光周期12 h/12 h(昼 /夜)、温度25℃/
15℃(昼/夜)以及60%的阳光光强条件下预处理2
d。之后，以每小时下降 2℃的速率由 25℃降至
4℃。光周期12 h/12 h(昼 /夜)、60%的阳光光
强下，用 4℃(昼 / 夜)低温处理 1 周。
3月 30 日 ~4月 26 日，先后3次对二年生白
皮松实生苗的一年生针叶和茎作冷冻处理。每次
冷冻处理时，随机抽取 56 株苗木(取地上部分)，
经去离子水洗净后，分别装于 14 个塑料袋中(每
袋4株)。经4℃低温处理苗木，于1周后将56株
苗木分别剪取当年生与一年生部分，每个塑料袋
中放8株，当年生材料和一年生材料各分成7份。
每次测定时的冷冻处理采用7个温度。以4℃为对
照，置于冰箱内，其他 6 个冷冻温度(包括样本
全部成活和全部死亡的温度：-25、-35或 -45℃，
根据样本当时可能的抗寒性确定)置于低温恒温槽
(DC-4010A，宁波市新荔科器研究所生产)中进行
冷冻处理，以每小时 6℃的速率降温，到达各测
试温度后再保持1 h，然后将材料放入4℃的冰箱
中静置24 h[6]。
抗寒性用相对电导率测定[7~9]。从冰箱中取出
经冷冻处理的针叶和茎，每株取 4 枚针叶，每枚
针叶自中间切 10 mm 的小段，用去离子水清洗
后，置于盛有 8 mL 去离子水的试管中。每试管
放入 8 段，每个温度重复 4 次(即 4 个试管)。每
株取 1 个茎段，切成 10 mm 的小段后，再从中
间纵向切开，用去离子水清洗后，置于盛有 1 5
mL 去离子水的试管中。每个试管放入剖开的茎段
4 个，每个温度重复 4 次(即 4 个试管)。所有试
管贴上标签，用蜡膜密封。
试管放入摇床中振荡24 h直到电解质释放稳
定后，用电导仪(DDSL-308，上海京科雷磁厂生
产)测定初电导值；之后，将试管放入水浴锅中，
于100℃下处理20 min，组织死亡和电解质释放
完全后再放入摇床中振荡24 h，取出测定总电导
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针叶和茎的抗寒性是随着干物质含量增加而增强
的。
4℃低温处理后，当年生茎的干物质含量
(36.5%)比一年生茎的(43.5%)低 19%，当年生茎
的抗寒性(-8.5℃)也显著低于一年生茎(-16.2℃)。
但当年生与一年生针叶的干物质含量之间并没有差
异，而当年生针叶的抗寒性(-8.5℃)明显弱于一年
生针叶(-18.6℃)。此外，当年生针叶的干物质含
量(46.4%)比当年生茎(36.5%)高出 27%，但二者
的抗寒性无差异(均为 -8.5℃)，表明当年生针叶
和茎的抗寒性与干物质含量无关。
参考文献
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12 Valvonen ML, Hanninen H, Pelkonen P et al. Frost hardi-
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表1 白皮松实生苗一年生针叶和茎的抗寒性
Table 1 The cold resistances of one-year-old needles
and stems in P. bungeana seedlings
日期(月-日) 器官 抗寒性/℃ 95%置信区间
3-30 针叶 -10.4bc -13.11~-7.78
4-12 针叶 -12.1c -13.04~-11.20
4-26 针叶 -11.5c -12.13~-11.01
4℃低温处理 1 周后 针叶 -18.6# #
3-30 茎 -26.5d -37.89~-15.17
4-12 茎 -6.7a -7.23~-6.23
4-26 茎 -7.6ab -9.15~-6.05
4℃低温处理 1 周后 茎 -16.2d -18.80~-13.70
　　# 表示 95% 置信区间无穷大，其抗寒性值不能与其他值进
行比较。在抗寒性一栏，字母不同者表示抗寒性差异显著(95%
置信区间不重合)。
性可以每日 1.0℃速率增强。Repo[1]的实验也表
明，一年生欧洲赤松实生苗开始脱锻炼后，用
0℃低温处理后，其抗寒性可提高到 -18℃。保定
地区近10年来3~5月份的最低气温为1996年3月
1日的-4.5℃，即是春季解冻期间可能有时气温会
低于这一数值，但白皮松二年生苗抗寒性的增强
值大大高于实际气温，所以在保定地区白皮松幼
苗在春季一般不会受到低温逆境的影响。
2 当年生与一年生针叶和茎的干物质含量与抗寒性
由表2可以看出, 4℃低温处理后，一年生针
叶和茎的干物质含量(46.7%、43.5%)比抗寒性最
低水平时的干物质含量(26.3%、21.5%)分别增加
78% 和 102%。显示在再锻炼过程中白皮松一年生
表2 白皮松实生苗当年生及一年生针叶
和茎的干物质含量与抗寒性
Table 2 Dry matter contents and cold resistances of current-
year and one-year-old needles and stems in
P. bungeana seedlings

器官
干物质含量/%
抗寒性/℃
4月26日 4℃低温处理1周后
当年生针叶 — 46.4 -8.5a
当年生茎 — 36.5 -8.5a
一年生针叶 26.3 46.7 -18.6#
一年生茎 21.5 43.5 -16.2b
　　“—”表示未测定(在 4 月 26 日，当年生器官刚萌发)。#
表示 9 5 % 置信区间无穷大。在抗寒性一栏，字母不同者表示
抗寒性差异显著(95% 置信区间不重合)。