邢燕 徐志紅 徐永陽 趙光偉 孔維虎 賀玉花 張建

摘 要： 研究了低溫弱光（晝/夜溫度7.5 ℃，光照度4 000 lx）下對5個西瓜品種苗期生長的影響，并對不同品種耐低溫弱光性進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：根據(jù)低溫弱光下西瓜幼苗生長量、冷害指數(shù)、葉片葉綠素含量變化，葉片電導(dǎo)百分率變化，不同品種表現(xiàn)差異明顯。綜合比較，朝霞耐低溫弱光能力較強(qiáng)，金玉玲瓏、5318耐低溫弱光能力次之，早春紅玉、京欣2號耐低溫弱光能力較弱。植物體內(nèi)發(fā)生的生理反應(yīng)與植物生長情況基本一致。幼苗生長量、冷害指數(shù)、葉片電導(dǎo)百分率、葉綠素含量可以作為西瓜苗期低溫弱光抗性指標(biāo)，幾項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)互相參照。

關(guān)鍵詞： 西瓜； 低溫； 弱光； 鑒定指標(biāo)

西瓜[ Citrullus lanatus（Thunb）Mansf.]是世界五大重要水果之一，原產(chǎn)于非洲熱帶地區(qū)，喜溫耐熱，生長的最適宜溫度為20～32 ℃，最低和最高溫度為18 ℃ 和35 ℃[1]。生產(chǎn)中，低溫弱光環(huán)境成為早春露地、保護(hù)地栽培影響西瓜幼苗正常生長發(fā)育，取得穩(wěn)產(chǎn)與高產(chǎn)的主要障礙因子。因此，低溫弱光是西瓜生產(chǎn)中面臨的一個突出問題，目前西瓜抗逆性研究主要集中在低溫脅迫方面[2-6]，而關(guān)于低溫弱光二重脅迫的研究則報道較少。由于植物生理過程是錯綜復(fù)雜和多種因素影響的結(jié)果，指標(biāo)單一化很難真實(shí)反映植物的抗性，單獨(dú)用某一指標(biāo)表示復(fù)雜的抗性生理過程，往往有很大的局限性[7-8]。鑒于此，本試驗(yàn)在前人研究的基礎(chǔ)上采用簡單、易行、快速準(zhǔn)確的形態(tài)指標(biāo)（植株高度、莖粗度、葉面積的變化量以及冷害指數(shù)）和生理指標(biāo)（葉綠素含量、葉片電導(dǎo)百分率）進(jìn)行低溫弱光二重脅迫試驗(yàn)，探討低溫弱光對不同西瓜品種幼苗的上述形態(tài)及生理指標(biāo)變化的影響，并對其抗性進(jìn)行比較，為西瓜苗期耐低溫弱光綜合評價指標(biāo)體系的建立和設(shè)施專用新品種的培育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試品種為早春紅玉（小果型花皮紅瓤）、金玉玲瓏（小果型花皮黃瓤）、5318（小果型花皮黃瓤）、朝霞（小果型花皮黃紅瓤）、京欣2號（中果型花皮紅瓤）。早春紅玉來源于山東濰坊創(chuàng)科種苗有限公司，京欣2號來源于北京京研益農(nóng)科技發(fā)展中心，金玉玲瓏、5318、朝霞來源于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所。參試材料均為設(shè)施專用品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

將供試材料經(jīng) 55～60 ℃ 溫水浸種后統(tǒng)一催芽，播于10 cm×10 cm 營養(yǎng)缽內(nèi)。育苗環(huán)境為溫室自然環(huán)境，依照常規(guī)生產(chǎn)方法管理，保證幼苗長勢良好。待幼苗長至3葉1心時將其置于LRH-250-GSBI 型智能人工氣候箱中，參照劉慧英等[6]的低溫弱光逆境選擇壓力進(jìn)行處理，環(huán)境條件為7.5 ℃，光照度 4 000 lx，光照時間 12 h，每個處理 10株，重復(fù) 3次。逐日觀察冷害情況。每個品種設(shè)對照（ 25 ℃，20 000 lx）。光/暗周期為：12 h/12 h。每個處理 10株，3 次重復(fù)。處理時間為7 d。處理前后測定植株生長量、葉片葉綠素含量；處理后測定電導(dǎo)百分率等相關(guān)生理指標(biāo)。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫弱光處理對西瓜幼苗冷害指數(shù)的影響

葉片冷害指數(shù)能直接從外觀上反映低溫脅迫對幼苗葉片的傷害程度[8]。表1 所示7個品種西瓜幼苗受到低溫弱光脅迫2 d 后，老葉均出現(xiàn)了輕微皺縮、變形；到第4 天京欣2號、5318幼苗功能葉出現(xiàn)皺縮、變形；隨著脅迫時間的延長，早春紅玉、京欣2號部分功能葉失綠變黃；脅迫7 d 后各品種間冷害指數(shù)表現(xiàn)出明顯差異，冷害指數(shù)由小到大依次為：朝霞、金玉玲瓏、早春紅玉、5318、京欣2號。

2.2 低溫弱光處理對西瓜幼苗植株生長和葉綠素含量的影響

由表2看出，金玉玲瓏在低溫弱光下的植株高度生長量仍占正常條件下植株高度生長量的51.43%，5318為47.36%，朝霞為 45.31%，京欣2號為 39.83%，早春紅玉為34.92%。金玉玲瓏與5318、朝霞、京欣2號和早春紅玉差異顯著，5318與朝霞間差異不顯著。5318在低溫弱光下莖粗度生長量仍占正常條件下的5.63%，金玉玲瓏和朝霞分別為4.36%，4.64%，早春紅玉為 3.27%，京欣2號為3.98%。5318除與朝霞差異不顯著外，與金玉玲瓏、早春紅玉、京欣2號差異顯著。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在低溫弱光條件下，西瓜幼苗植株高度、莖粗度、葉面積增長量都受到抑制，這與前人的研究結(jié)論一致[11]。其中，以金玉玲瓏、5318和朝霞生長量相對較大，反映了這些西瓜品種總體抗低溫弱光性較強(qiáng)。

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)低溫弱光處理后多數(shù)西瓜品種幼苗葉綠素含量減少。一般認(rèn)為低光照度下植物葉片單位葉面積或鮮質(zhì)量中的葉綠素含量下降。實(shí)際上，很少的葉綠素就可以滿足光合作用的需要，葉綠素含量一般不會成為限制光合作用的因素，但在弱光照下，葉綠素就可能成為一個限制因素[12-13]。其中5318和朝霞葉綠素含量呈增加趨勢，而早春紅玉、金玉玲瓏、京欣2號葉綠素含量呈減少趨勢，這表明不同西瓜品種間葉綠素對低溫弱光脅迫反應(yīng)存在較大差異。說明低溫弱光下西瓜幼苗光合作用能力減弱，葉綠素在光合作用中起吸收光能的作用，其含量直接影響光合作用的強(qiáng)弱。

試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫弱光處理對不同西瓜品種幼苗葉片電導(dǎo)百分率具有明顯的影響。早春紅玉葉片電導(dǎo)百分率高，即低溫弱光對該品種細(xì)胞質(zhì)膜造成傷害較大；朝霞葉片電導(dǎo)百分率較低，說明在低溫弱光下，其膜透性并沒有受到破壞或受破壞較小，相反可能由于在低溫弱光下細(xì)胞質(zhì)濃度增加，細(xì)胞液流動變慢，電解質(zhì)滲透率反而降低，表現(xiàn)了較強(qiáng)的耐低溫弱光能力，這與陳青君等[13]的結(jié)論一致。

試驗(yàn)結(jié)果表明，低溫弱光脅迫后植物體內(nèi)發(fā)生的生理反應(yīng)與植物生長情況基本一致。幼苗生長量、葉綠素含量、葉片電導(dǎo)百分率可以作為苗期低溫弱光抗性鑒定指標(biāo)。

總之，植物的抗性由多基因控制，不同環(huán)境條件、發(fā)育時期、營養(yǎng)狀況和種類等，其表現(xiàn)出的抗性不同。不同研究者采用的試材、方法和試驗(yàn)條件不同，所獲結(jié)論也有一定差異。關(guān)于植物對逆境的抗性機(jī)理內(nèi)容多，范圍廣，如不同種類、不同品種以及抗高溫干旱、鹽堿、病蟲、有害氣體等逆境，引起生理水楊酸、脯氨酸、丙二醛、蛋白質(zhì)、呼吸速率、脫落酸、細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化等等都有待進(jìn)一步研究。瓜類植物在自然條件下，可能同時受多種逆境因素脅迫，同時有多個生理指標(biāo)異常并相互作用、相互影響，實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)具體情況，采用合適的生理指標(biāo)指導(dǎo)生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] Korkmaz A，Dufault R J. Developmental consequences of cold temperature stress at transplanting and field growth and yieldI. watermelon[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science，2001，126（4）： 404-409.

[2]許勇，王永健，張峰，等. 西瓜幼苗耐低溫研究初報[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，1997，12（2）： 93-96.

[3]劉文革，王鳴，閻志紅. 不同倍性蜜枚西瓜幼苗在低溫脅迫下的生理生化特性[J]. 果樹學(xué)報，2003，20（1）： 44 -48.

[4]劉慧英，朱祝軍，呂國華，等. 低溫脅迫下西瓜嫁接苗的生理變化與耐冷性關(guān)系的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（11）： 1325-1329.

[5]楊燕，王萍，趙清巖，等. 低溫脅迫下籽用西瓜幼苗生理變化與耐冷性的研究[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2012，27（3）： 156-160.

[6]劉慧英，朱祝軍，呂國華，等. 低溫脅迫對嫁接西瓜耐冷性和活性氧清除系統(tǒng)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2004，15（4）： 659- 662.

[7]鄒志榮，陸幗一. 辣椒種子萌發(fā)期耐冷性鑒定[J]. 西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1995，23（1）： 30-34.

[8]錢芝龍，丁犁平，曹壽椿，等. 辣椒苗期耐寒性鑒定及相關(guān)性狀的研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報 1995，11（4）： 55-58.

[9]毛光志，劉彥珍，李建吾，等. 苗期黃瓜自交系耐低溫弱光鑒定研究[J]. 北方園藝，2009（8）： 85-87.

[10] 劉建輝，崔鴻文. 電導(dǎo)法測定黃瓜抗旱性的研究[J] .西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1995，23（4）： 74-77.

[11]沈征言. 植物抗寒性及抗熱性的生理指標(biāo)及其方法測定[J].中國蔬菜，1983（1）： 48-50.

[12]Janssen L H J. Wams H E，Hass E L T，et al . Temperature dependence of chlorophyll fluorescence induction and photosynthesis in tomato as affected by temperature and light[J]. Journal of Plant Physiology，1992，139（5）： 549-554.

[13]陳青君，張福墁，王永健，等. 黃瓜對低溫弱光反應(yīng)的生理特征研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（1）： 77- 81.