全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (3) : 667～670
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 08 - 19; 修回日期 : 2005 - 12 - 01
基金项目 : 河北省林业局资助项目 (0406260)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: lubingshe@1261com)
四种园林树木抗寒性的比较分析
缴丽莉 1 　路丙社 13 　白志英 1 　孟庆瑞 1 　甄红伟 2
(1 河北农业大学园林与旅游学院 , 河北保定 071000; 2 河北农业大学西陵林场 , 河北易县 074200)
摘 　要 : 以灯台树、复叶槭、流苏和山桐子幼树 1年生休眠枝条为材料 , 研究了不同冷冻处理条件下
枝条的相对电导率和钾离子 ( K+ ) 相对渗出率 , 利用 Logistic方程计算了各树种的半致死温度 (LT50 ) , 并
通过苗木生长恢复试验进行了验证。结果表明 : 山桐子、复叶槭、流苏和灯台树 4种枝条的相对电导率和
K+相对渗出率均随处理温度的降低而呈 “S”形上升 , 其枝条的 LT50分别为 - 1115℃、 - 2419℃、
- 2017℃和 - 2918℃; 其抗寒性顺序依次为 : 灯台树 >复叶槭 >流苏 >山桐子 , 与枝条恢复生长的试验结
果基本一致。
关键词 : 灯台树 ; 复叶槭 ; 流苏 ; 山桐子 ; 相对电导率 ; 钾离子相对外渗率 ; 半致死温度 (LT50 )
中图分类号 : S 68　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0320667204
The Com para tion of Cold Resistance of Four Garden ing Y oung Trees
J iao L ili1 , Lu B ingshe13 , Bai Zhiying1 , Meng Q ingrui1 , and Zhen Hongwei2
(1 College of L andscape and Tourism , A gricu ltura l U niversity of Hebei, B aoding, Hebei 071000, Ch ina; 2 Forestry S tation, A gri2
cu ltura l U niversity of Hebei, Y ixian, Hebei 074200, China)
Abstract: Regarding the relative electric conductivity and relative leakage of K+ as a physiological indi2
cator for the cold resistance of one2year dormant shoots of four gardening young trees, the curves of relative
electric conductivity and relative leakage of K+ by different temperature treatments were rep resented using
Logistic equation. The results showed that the relative electric conductivity and the relative leakage of K+
increased as a S2curves with the decreased of temperature. According to these S2shaped curves and the
Logistic equation, it could be calculated the sem i2lethal temperature (LT50 ) of four sticks of Idesia polycarpa,
Acer negundo, Chionan thus retusu and Cornus con troversa, which was - 1115℃, - 2419℃, - 2017℃ and
- 2918℃ respectively. Among the four species, the cold resistance of Cornus con troversa stick was the stron2
gest, followed by A cer negundo, Chionan thus retusu and Idesia polycarpa.
Key words: Cornus con troversa; A cer negundo; Chionan thus retusu; Idesia polycarpa; Relative electric
conductivity; Relative leakage of K+ ; Sem i2lethal temperature (LT50 )
1　目的、材料与方法
相对电导率、K+相对渗出率等生理指标是鉴定植物抗寒性的有效方法 , 尤其结合 Logistic曲线方
程推导半致死温度更能准确地反映植物所耐受的低温极限 , 在植物抗寒性研究中已广泛应用〔1～4〕。山
桐子 ( Idesia polycarpa)、复叶槭 (A cer negundo)、流苏 (Ch ionan thus retusus) 和灯台树 (Cornus con t2
roversa) 是极具应用前景的园林树木 , 近年来许多地区开始引种栽培。作者在引种栽培中发现 , 部分
幼苗存在枝条枯死、越冬困难等问题 , 而目前有关其抗寒性的研究尚未见报道。为此 , 作者以 4种苗
木 1年生休眠枝条为材料 , 研究了不同冷冻处理条件下枝条的相对电导率和 K+相对渗出率 , 结合
Logistic方程计算了各树种的半致死温度 , 并对 4种树木抗寒性进行了比较 , 为苗木繁育和园林应用
园 　　艺 　　学 　　报 33卷
提供理论依据和有益参考。
供试材料为山桐子、复叶槭、流苏和灯台树 3年生苗木 1年生枝条 , 均采自河北农业大学西陵实
验林场。
冷冻处理 : 选取生长一致的 1年生休眠枝条中段 , 剪成 15 cm枝段 , 洗净擦干 , 分 7组装入聚乙
烯袋中 , 置于低温冰柜 (海尔 , BD2255LTB ) 中分别以每 1 h降低 215℃的速度降温到设定温度
( - 5℃、 - 10℃、 - 15℃、 - 20℃、 - 25℃和 - 30℃) , 冷冻处理 24 h。以 5℃冰箱中保存的枝条为
对照 (CK)。每处理各树种枝条 30段 , 3次重复。
相对电导率测定 : 将冷冻后枝条剪成 2 cm小段 , 称质量后按每克材料加 10 mL无离子水于三角
瓶中 , 真空渗入 10 m in, 静置 16 h后用 DDS2IIA型电导仪测定电导值 ; 之后将三角瓶封口放入 98℃
烘箱 115 h, 取出静置 14 h后测定总电导值 , 并以此作为终电导值计算相对电导率。相对电导率
( % ) =初电导率 /终电导率 ×100。
K+相对渗出率测定 : 取上述各处理的电解质外渗液 , 在日立 Z25300型原子吸收仪测定煮沸前后
的 K+浓度 , 计算 K+相对渗出率。K+相对渗出率 ( % ) =煮沸前的 K+ /煮沸后的 K+ ×100。
恢复生长试验 : 将冷冻后的枝段各 20段 , 在 25℃条件下水培 15 d。每天调查发芽枝数和累计发
芽数。待发芽数恒定后 , 计算存活枝和芽的百分率。
数据分析 : 用 SAS软件对数据进行处理。按 Rajashrekar等〔5〕的方法将相对电导率、K+相对渗出
率分别拟合成 Logistic曲线方程 :
y = k / (1 + ae - bt ) (1)
(1) 式中 y为相对电导率或 K+相对渗出率 ; t为温度梯度 ; k为常数 , 为极限相对电导率或 K+
相对渗出率 , 在这里为 100; a和 b为待定参数。
对 (1) 式求二阶、三阶导数 , 并令其为零 , 得下式 :
t = ( lna) /b (2)
t1 = ( lna /317321) /b (3)
t2 = ( lna /012680) /b (4)
(2) 式为相对电导率或 K+相对渗出率随温度下降而增加最快时的温度 , 即 LT50 (或组织崩溃点 )。
(3)、 (4) 式为相对电导率或 K+相对渗出率变化最大的两个点 , 即对植物电导率或 K+渗出率影
响最大的温度区间 , 其中 t1为组织损伤严重的起始温度 , t2为组织细胞膜接近全透性时的温度 , 它们
代表 S型曲线的两个拐点。
2　结果分析与讨论
211　冷冻处理对相对电导率的影响
　　冷冻处理后 4种树木枝条的相对电导率随处
理温度的降低均呈 “S”形上升趋势 (图 1) , 其
中 , 山桐子的上升幅度最大 , 灯台树的上升幅度
较小。一般认为 , 相对电导率达到 50%时的温度
可以作为枝条的半致死温度〔1〕。由图 1可以看出 ,
山桐子、复叶槭和流苏枝条在 - 10、 - 30 和
- 25℃时的相对电导率分别为 53162%、72172%
和 73108% , 均超过了 50% ; 而灯台树在 - 30℃
时的相对电导率为 44164% , 接近 50% , 说明山
桐子、复叶槭、流苏和灯台树的的半致死温度分
别约为 - 10、 - 30、 - 25和 - 30℃。
图 1　不同温度处理对相对电导率的影响
F ig. 1　The effects of low2tem pera ture trea tm en ts on
rela tive electr ica l conductiv ity of sticks from four trees
866
　3期 缴丽莉等 : 四种园林树木抗寒性的比较分析 　
　　为进一步准确判断 4种树木半致死温度 , 利用枝条相对电导率结合 Logistic方程对各枝条的重要
温度点进行了拟合。结果表明 , 山桐子、复叶槭、流苏和灯台树的组织损伤起始温度分别为 311、
- 1113、- 814和 - 1414℃; 组织细胞膜接近全透性时的温度分别为 - 2413、 - 4315、 - 3117 和
- 5419℃;组织细胞的半致死温度分别为 - 1015、 - 2714、 - 2011和 - 3417℃。
212　冷冻处理对 K +相对渗出率的影响
冷冻处理后各枝条 K+相对渗出率的变化趋
势与相对电导率的变化模式基本一致 (图 2)。山
桐子、复叶槭、流苏和灯台树 K+相对渗出率大
幅度上升的温度分别为 - 10、 - 25、 - 20 和
- 30℃。配合 Logistic方程拟合的重要温度结果表
明 , 山桐子、复叶槭、流苏和灯台树组织损伤的
起始温度分别为 311、 - 810、 - 513和 - 1017℃;
组织细胞膜接近全透性时的温度分别为 - 2519、
- 4118、 - 3611和 - 4819℃; 组织的半致死温度
分别为 - 1115、 - 2419、 - 2017和 - 2918℃。 图 2　不同温度处理对 K +相对渗出率的影响F ig. 2　The effects of low2tem pera ture trea tm en ts onrela tive leakage of K + in sticks from four trees
213　冷冻处理对枝条恢复生长的影响
由表 1可以看出 , 经过冷冻处理后 , 各苗木枝条均受到不同程度的伤害 , 枝条发芽率降低。山桐
子、复叶槭、流苏和灯台树 4种枝条的成活率接近或高于 50%的冷冻处理温度分别为 - 10℃、
- 25℃、 - 20℃和 - 30℃, 说明低于此温度就会对枝条造成严重伤害。而山桐子、复叶槭、流苏和灯
台树 4种枝条萌芽率低于或接近 50%的处理温度分别为 - 5℃、 - 20℃、 - 25℃和 - 30℃, 说明造成
山桐子、复叶槭、流苏和灯台树 4种苗木叶芽伤害的温度分别为 - 5℃、 - 20℃、 - 25℃和 - 30℃。
比较叶芽和枝条伤害的重要温度可知 , 造成山桐子、复叶槭、流苏苗木的叶芽严重伤害的温度均高于
枝条严重伤害的温度 , 说明苗木叶芽较枝条对低温的伤害更敏感。
表 1　冷冻处理后枝条恢复生长情况
Table 1　The effect of freez ing trea tm en t on stick and bud surv iva l ra te ( % )
处理
Treatment
(℃)
山桐子 Idesia polycarpa
枝条存活率
Survival rate
芽萌发率
Shooting rate
复叶槭 Acer negundo
枝条存活率
Survival rate
芽萌发率
Shooting rate
流苏 Chionanthus retusus
枝条存活率
Survival rate
芽萌发率
Shooting rate
灯台树 Cornus controversa
枝条存活率
Survival rate
芽萌发率
Shooting rate
　 5 9718 7215 100 8111 100 8416 100 8715
- 5 7019 3115 9716 7619 9312 6912 100 8517
- 10 5416 1416 8713 7217 8316 6115 9815 7510
- 15 3919 0 7712 6215 6719 5415 8917 7114
- 20 918 0 6918 4917 5214 2311 7919 6919
- 25 0 0 5017 3815 3114 1011 6814 5813
- 30 0 0 3919 1914 1916 0 5011 3413
　　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伤害程度是最直接
和有效的方法〔6〕。相关分析结果 (表 2 ) 表明 :
山桐子相对电导率和 K+相对渗出率均与芽萌发
率呈显著负相关 , 而复叶槭、流苏、灯台树的相
对电导率和 K+相对渗出率均与芽萌发率呈极显
著负相关 , 说明相对电导率和 K+相对渗出率均
可作为 4种树木抗寒性指标 ; 但 4种苗木 K+相对
渗出率与芽萌发率的相关系数更高 , 说明用 K+相
表 2　相对电导率 ( e) K +相对渗出率 ( K + )、
芽萌发率 ( S) 的相关性分析
Table 2　Ana lysis of correla tion of rela tive electr ica l conductiv ity
( e) , rela tive leakage of K + ( K + ) and shooting ra te ( S)
树种
Tree species e K
+
山桐子 K + 　019623 3
I. polycarpa S - 018513 - 018723
复叶槭 K + 　019263 3
A. negundo S - 019323 3 - 019773 3
流苏 K + 　019883 3
C. retusus S
- 019343 3 - 019773 3
灯台树 K + 　019623 3
C. controversa S
- 019563 3 - 019683 3
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对渗出率来评价苗木抗寒性更准确、可靠。
综合上述试验结果可知 , 参试 4种苗木中 , 灯台树抗寒性最强 , 山桐子抗寒性最差 , 其抗寒性顺
序为 : 灯台树 >复叶槭 >流苏 >山桐子。从各苗木低温半致死温度结果来看 , 山桐子高于流苏 , 复叶
槭和灯台树低于流苏 , 而流苏为华北乡土树种 , 在华北地区不采取保护措施可正常越冬 , 说明复叶槭
和灯台树在华北地区可正常越冬 , 而山桐子应采取保护措施 , 与田间观测的越冬表现相吻合。结合
K+相对渗出率利用 Logistic方程计算的 , 山桐子枝条组织受害的起始温度为 3℃, 因此 , 在气温下降
到 3℃以前应采取防寒措施加以保护。
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