王貴元，羅雁芳 (長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

田 瑞 (湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)茶葉研究所，湖北 武漢 430064)

水分脅迫對(duì)砂梨幼苗形態(tài)及生理指標(biāo)的影響

王貴元，羅雁芳
(長(zhǎng)江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025)

田 瑞
(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)茶葉研究所，湖北 武漢 430064)

以杏花大銀梨、惠陽(yáng)酸梨、橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨4個(gè)砂梨(Pyruspyrifolia)品種實(shí)生苗為材料，人工模擬干旱和水澇處理，研究了水分脅迫對(duì)梨幼苗形態(tài)和部分生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，惠陽(yáng)酸梨的葉綠素含量變化率和其他3個(gè)品種之間差異顯著，而杏花大銀梨、橫縣靈山梨、橫縣浸泡梨之間差異不顯著；各個(gè)品種間脯氨酸的變化率差異性顯著。在干旱30 d后惠陽(yáng)酸梨、橫縣浸泡梨死亡率分別達(dá)到10.00%、78.60%；旱情指數(shù)分別為15.56%、71.31%；在淹水20 d后紅葉率分別達(dá)到15.27%、12.23%。惠陽(yáng)酸梨的氣生根數(shù)量多、分布范圍最廣，橫縣浸泡梨的氣生根數(shù)量極少、分布窄。綜合來(lái)看，惠陽(yáng)酸梨的抗旱抗?jié)承宰顝?qiáng)，杏花大銀梨較強(qiáng)，橫縣靈山梨較弱，橫縣浸泡梨最弱。

砂梨(Pyruspyrifolia)；幼苗；干旱；水澇

梨是薔薇科蘋(píng)果亞科梨屬植物，為喬木落葉果樹(shù)，其中砂梨(Pyruspyrifolia)原產(chǎn)于長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)，果肉白、水分多，果質(zhì)細(xì)嫩、味甜爽口。與白梨和秋子梨相比，砂梨具早果性，生長(zhǎng)勢(shì)較旺，喜高溫高濕環(huán)境[1]。我國(guó)是梨屬植物的原產(chǎn)地之一，資源非常豐富，但大多栽培于丘陵、山地、河灘沙地，易受到旱澇逆境脅迫的影響。本研究旨在發(fā)掘篩選抗水分脅迫強(qiáng)的砂梨種質(zhì)資源，為砂梨樹(shù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以砂梨種的杏花大銀梨、惠陽(yáng)酸梨、橫縣靈山梨 、橫縣浸泡梨4個(gè)品種實(shí)生苗為材料。

2008年1月17日將沙藏的種子播種在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院砂梨圃大田中，2008年月3月27日選生長(zhǎng)一致、展開(kāi)3～4片真葉的植株進(jìn)行移栽，試驗(yàn)用盆為塑料盆(上口徑50 cm，下口徑30 cm，高26 cm)，盆土為園中輕黏土。施入適量的上海產(chǎn)復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O為36∶22∶18)，加強(qiáng)苗木管理。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4個(gè)品種，2個(gè)處理指標(biāo)(干旱和澇漬)，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1盆，每盆5棵植株，共120棵植株。人工模擬干旱和水澇處理。

(1)抗旱性試驗(yàn) 2008年6月19日將材料灌水至田間最大持水量，置于防雨棚讓其自然干旱。每天觀察植株的受害情況以及出現(xiàn)的時(shí)間。其中植株地上部分對(duì)干旱的敏感性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：1級(jí)—植株葉片輕度萎蔫；2級(jí)—植株葉片中度萎蔫；3級(jí)—植株葉片嚴(yán)重萎蔫；4級(jí)—植株葉片部分脫落；5級(jí)—植株葉片全部脫落。再計(jì)算各個(gè)品種的旱害指數(shù)及死苗率。此外在干旱處理前，處理后10 d、20 d上午9：00～10：00之間從植株的頂部起第3個(gè)枝條開(kāi)始取2～3片生長(zhǎng)正常、無(wú)病蟲(chóng)害的嫩葉，分別測(cè)定其葉綠素和脯氨酸的含量。

(2)抗?jié)承栽囼?yàn) 2008年6月19日開(kāi)始澇漬模擬。挖7 m ×1 m ×0.15 m的水槽，底部和4個(gè)側(cè)面用厚塑料薄膜隔開(kāi)，以防漏水。將盆栽試材放入后澆水，并保持水淹狀態(tài)，淹水深度0.1 m。處理后15 d、30 d記錄澇害條件下砂梨幼苗的紅葉數(shù)，每天觀察氣生根出現(xiàn)的時(shí)間及其分布情況。處理后10 d、20 d上午9：00～10：00之間從植株的頂部第3個(gè)枝條開(kāi)始取2～3片生長(zhǎng)正常，無(wú)病蟲(chóng)害的嫩葉，測(cè)定其葉綠素的含量。

1.3 指標(biāo)測(cè)定與計(jì)算

葉綠素的含量采用光合色素浸提法[2]，脯氨酸的含量采用Bete法[3]。

旱情指數(shù)(%)=[∑(旱害株數(shù)×該級(jí)代表值)/株數(shù)×最高一級(jí)代表值]×100；

死苗率(%)=[枯死株樹(shù)/調(diào)查的總株數(shù)]×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種砂梨的抗旱性比較

表1 不同品種砂梨的抗旱性鑒定結(jié)果Table 1 The results of resistance to drought of the different pear species

注：(1)抗旱性評(píng)價(jià)：1級(jí)(極強(qiáng))——旱情指數(shù)lt;30；2級(jí)(強(qiáng))——旱情指數(shù)30～50 ；3級(jí)(中)——旱情指旱數(shù)51～61 ；4級(jí)(弱)——旱情指數(shù)61～70 ；5級(jí)(極弱)——旱情指數(shù)71～100。(2)表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母代表5%顯著水平，不同大寫(xiě)字母代表1%顯著水平，表2～5同。

(1)不同品種砂梨幼苗的死苗率及抗旱性評(píng)價(jià) 從表1可以看出，處理后10 d和30 d，幼苗的死苗率除杏花大銀梨和惠陽(yáng)酸梨之間差異不顯著外，其他3個(gè)品種的差異性顯著。持續(xù)干旱10 d各品種即表現(xiàn)旱害癥狀，并且隨干旱時(shí)間和程度的增加，植株的旱害逐漸加重，死苗率上升。連續(xù)20 d的干旱后，橫縣靈山梨、橫縣浸泡梨死苗率較高，分別達(dá)45.60%和50.50%。而且植株的葉片形態(tài)上也表現(xiàn)出對(duì)干旱的敏感性，旱情指數(shù)分別為54.54%和71.30%。表明這2個(gè)品種對(duì)干旱較敏感，耐旱性較弱。與此相反，杏花大銀梨和惠陽(yáng)酸梨的死苗率不超過(guò)30%，葉片表現(xiàn)的旱情指數(shù)不超過(guò)40%，表明這2個(gè)品種對(duì)短期的耐旱性較強(qiáng)。其中惠陽(yáng)酸梨抗旱性最強(qiáng)，杏花大銀梨次之，橫縣靈山梨居中，橫縣浸泡梨最弱。

表2 不同品種砂梨干旱后葉綠素含量的變化Table 2 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after drought

表3 不同砂梨品種干旱后脯氨酸含量的變化Table 3 The variances of proline concentrationamong different varieties after drought

(2)不同品種砂梨幼苗葉綠素和脯氨酸含量的變化比較 從表2可以看出，干旱處理10 d后植株的葉綠素含量明顯下降，20 d后下降速度趨于平緩。處理10 d后橫縣浸泡梨的葉綠素含量變化率最大，為65.83%；惠陽(yáng)酸梨的變化率最小，為31.42%。方差分析表明，在處理10 d、20 d后，除橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨葉綠素變化量差異性不顯著外，其余2品種與這2個(gè)品種間差異性極顯著。

由表3可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)10 d、20 d的干旱處理后，各處理植株葉片脯氨酸的含量成倍增加。其中橫縣靈山變化率最小，抗旱性最弱；惠陽(yáng)酸梨最大，而抗旱性最強(qiáng)，這與前人的研究結(jié)果相近[5]。方差分析表明，處理10 d、20 d后，除杏花大銀梨和橫縣靈山梨之間脯氨酸變化率差異性不顯著外，各個(gè)品種差異性顯著；且惠陽(yáng)酸梨與杏花大銀梨、橫縣靈山梨和橫縣浸泡梨差異性極顯著。

2.2 不同品種砂梨的抗?jié)承员容^

表4 水澇對(duì)砂梨幼苗部分形態(tài)的影響Table 4 Effect of water logging on morphology of pear seedlings

表5 不同品種砂梨水澇后葉綠素含量的變化Table 5 The variance in chlorophyll concentrationamong different varieties after water

氣生根的數(shù)量和分布范圍與梨抗?jié)承猿烧嚓P(guān)，紅葉率也與抗?jié)承猿烧嚓P(guān)[6]。從表4可以看出，水澇30 d后，惠陽(yáng)酸梨的氣生根數(shù)量最多、分布最廣，紅葉率最高；杏花大銀梨氣生根數(shù)量中等，分布較廣，紅葉率較高；橫縣靈山梨氣生根數(shù)量較少、分布窄，紅葉率較低；橫縣浸泡梨幾乎沒(méi)有氣生根，紅葉率最低。經(jīng)方差分析表明，水澇處理15 d后，紅葉率在15.40%～27.30%之間變化。其中惠陽(yáng)酸梨、杏花大銀梨、橫縣浸泡梨之間紅葉率差異性顯著，橫縣靈山梨與杏花大銀梨，橫縣浸泡梨之間差異性不顯著。水澇處理30 d后，紅葉率在20.10%～37.30%之間變動(dòng)。除杏花大銀梨和惠陽(yáng)酸梨差異性不顯著外，各個(gè)品種差異性顯著。

由表5可見(jiàn)，經(jīng)水澇處理后，葉綠素含量明顯下降，其中惠陽(yáng)酸梨葉綠素的變化率最小，橫縣浸泡梨的最大。水澇處理10 d、20 d后葉綠素變化率的范圍分別是-30.6%～-66.0%和-51.0%～-72.2%，其中惠陽(yáng)酸梨與杏花大銀梨，橫縣靈山梨，橫縣浸泡梨之間葉綠素變化率差異性顯著，杏花大銀梨與橫縣靈山梨差異性不顯著。綜合表4和表5的數(shù)據(jù)及方差分析結(jié)果，4個(gè)砂梨品種的抗?jié)承砸来螢椋夯蓐?yáng)酸梨gt;杏花大銀梨gt;橫縣靈山梨gt;橫縣浸泡梨。

3 小結(jié)與討論

3.1 干旱和澇漬對(duì)砂梨幼苗生理的影響

本研究結(jié)果表明，在干旱和水澇條件下，4個(gè)砂梨品種中惠陽(yáng)酸梨的抗性最強(qiáng)，其葉綠素的減少量最少，而脯氨酸的增加量最多；與此相反，橫縣浸泡梨的抗性最弱，葉綠素減少量最多，脯氨酸的增加量最少。干旱和澇漬使梨樹(shù)葉綠素含量下降，主要是因?yàn)樗置{迫對(duì)光合色素有顯著影響，造成葉綠素分解和類(lèi)胡蘿卜含量減少，從而使植株光合效率下降，抗逆性越強(qiáng)葉綠素含量下降地越慢[7]。雖然前面已有研究表明，葉綠素含量變化與果樹(shù)的抗逆性不相關(guān)，但葉綠素含量的變化在鑒定砂梨樹(shù)抗逆性方面仍是一個(gè)重要的指標(biāo)[8]。此外在干旱和澇漬脅迫下，脯氨酸的含量急劇增加。這主要是因?yàn)樗置{迫下砂梨樹(shù)積累大量游離脯氨酸，是植物對(duì)水分脅迫的一種適應(yīng)。

3.2 干旱和澇漬對(duì)砂梨幼苗形態(tài)的影響

從砂梨的形態(tài)方面研究得出，惠陽(yáng)酸梨的旱情指數(shù)和死苗率最低，其抗旱性最強(qiáng)，在水澇條件下，氣生根的數(shù)量最多，分布范圍廣，紅葉率也高，其抗?jié)承宰顝?qiáng)；而橫縣浸泡梨出現(xiàn)旱害癥狀最早，旱害指數(shù)最高，抗旱性最弱；氣生根和紅葉幾乎沒(méi)有，其抗?jié)承宰钊酢?/p>

死苗率反映了植株在遭受干旱后的死亡比例，不能及時(shí)反映干旱過(guò)程中植株的旱害表現(xiàn)，只是在一定程度上反映植株的抗旱力，所以只能用來(lái)輔助對(duì)砂梨幼苗的抗旱性鑒定。而旱情指數(shù)則是反映整個(gè)干旱脅迫過(guò)程的忍受能力和抵抗能力，能夠全面地反映植株的抗旱力，因此旱害指數(shù)是砂梨抗旱性鑒定的一個(gè)重要指標(biāo)[9]。此外，對(duì)植株的根莖葉進(jìn)行解剖觀察，結(jié)合砂梨幼苗形態(tài)變化來(lái)確定植株的抗性強(qiáng)弱更有說(shuō)服力[10]。對(duì)于水澇處理，主要是觀察植株的紅葉數(shù)及其氣生根的數(shù)量和分布情況。有研究表明，梨的氣生根數(shù)量和分布情況與梨的抗?jié)承猿烧嚓P(guān)[11]，本研究結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。綜上所述，建議對(duì)惠陽(yáng)酸梨進(jìn)行進(jìn)一步的田間水分脅迫鑒定，以便為生產(chǎn)應(yīng)用提供依據(jù)。

[1]李先明，秦仲麒，劉先琴，等．湖北省砂梨產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及發(fā)展對(duì)策[J]．河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，13(8)：100～104．

[2]夏 陽(yáng)．水分逆境對(duì)果樹(shù)脯氨酸和葉綠素含量變化的影響[J]．甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1990,(3)：179～183．

[3]曹儀植，呂忠?。置{迫下植物體內(nèi)游離脯氨酸的積累及ABA在其中的作用[J]．植物生理學(xué)報(bào)，1989，1(3)：179～183．

[4]高吉寅，胡榮海，路 漳，等．水稻等品種苗期抗旱生理指標(biāo)的探討[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1984，1(4)：41～46．

[5]聶華堂，陳竹生，計(jì) 玉．水分脅迫下梨的生理生化變化與抗旱性關(guān)系[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1991，24(4)：14～18．

[6]王 生．淹水脅迫對(duì)楊樹(shù)無(wú)性系苗期生長(zhǎng)及生理的影響[J]．林業(yè)科技，1998，2(2)：28～33．

[7]樊衛(wèi)國(guó)，劉國(guó)琴，何松濤，等．刺梨對(duì)土壤干旱脅迫的生理響應(yīng)[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，35(10)：1234～1248．

[8]鄭書(shū)星，樊軍峰，蘇曉花．歐洲黑楊無(wú)性系抗旱性綜合鑒定研究[J]．西北林學(xué)學(xué)報(bào)，2005，20(1)：57～64．

[9]胡又厘．余甘根和葉的形態(tài)解剖特征與耐旱性的關(guān)系[J]．園藝學(xué)報(bào)，1992，21(4)：413～417．

[10]陳長(zhǎng)蘭，龔 興，賈敬賢．梨樹(shù)野生砧木的抗?jié)承澡b定初報(bào)[J]．中國(guó)種業(yè)，1996，(4)：30～31．

2010-04-28

王貴元(1978-)，男，湖北荊門(mén)人，農(nóng)學(xué)博士，副教授，主要從事果樹(shù)生理研究.

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2010.03.003

Q945.78；S661.2

A

1673-1409(2010)03-S006-03