李 娜,徐 慧*,陳曉璇 (武漢市園林科學(xué)研究所花卉地被研究室,湖北武漢430081)
近幾年城市園林綠地的建設(shè)和改造迅猛發(fā)展,在植物造景上引進(jìn)和挖掘新的植物,充實(shí)和豐富園林景觀是時(shí)代的需要[1]。武漢因其氣候的特殊性,植物引種和應(yīng)用方面對抗熱性有一定需求。當(dāng)植物遭受高溫脅迫時(shí),細(xì)胞膜透性增大,細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)逐漸外滲,導(dǎo)致電導(dǎo)率上升,電導(dǎo)率與品種耐熱性呈負(fù)相關(guān)[2]。因此通過測定葉片電解質(zhì)外滲率可以反映植物受高溫脅迫的程度,從而比較不同植物的耐熱性差異。此種研究方法因其可靠性高,已被廣泛認(rèn)可[3-5]。
該研究應(yīng)用電導(dǎo)率法測定了武漢地區(qū)幾種花灌木的高溫半致死溫度,擬為它們在武漢園林綠地建設(shè)和改造中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料為武漢地區(qū)近年引種的4種花灌木,均生長于武漢市園林科普公園,相關(guān)名稱及種屬關(guān)系詳見表1?;鹧婺咸熘瘛讼苫槁兜卦耘?,四照花和歐洲丁香為盆栽種植。試驗(yàn)主要儀器為數(shù)字電導(dǎo)率儀(DDS-11A),上海大普儀器有限公司出產(chǎn);優(yōu)普系列超純水器(UPH-Ⅲ-10T),成都超純科技有限公司出產(chǎn);電熱恒溫水浴鍋(HWS-28),上海齊欣科學(xué)儀器有限公司出產(chǎn)。
表1 試驗(yàn)材料
1.2 試驗(yàn)方法 于2014年6月,選取同一部位生長健壯的成熟功能葉片,用去離子水洗凈,擦干葉片表面水分。避開葉片中脈,將葉片剪成0.5 cm2的小片,每次稱取0.5 g裝入盛有20 ml去離子水的試管中,分別置于 40、45、50、55、60、65、70℃水浴中15 min,取出冷卻至室溫,用電導(dǎo)率儀測定電導(dǎo)率,記為Ta。再入沸水浴15 min,待冷卻至室溫后測電導(dǎo)率Tb,每組重復(fù)3次,以室溫下的電導(dǎo)率Tc為對照。利用公式計(jì)算電解質(zhì)外滲率(REC):
1.3 數(shù)據(jù)分析 用Excel 2003、SAS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過對Logistic方程的擬合,求出拐點(diǎn)溫度,即為高溫半致死溫度。
2.1 不同高溫下葉片REC的動態(tài)變化 由圖1可知,4種植物在不同高溫脅迫下葉片的電解質(zhì)外滲率基本呈“S”型曲線,這一變化趨勢符合Logistic方程的規(guī)律。在40~50℃和60~70℃兩個區(qū)間中,葉片電解質(zhì)外滲率增加緩慢,而在50~60℃高溫脅迫下,葉片電解質(zhì)外滲率變化劇烈。在40~50℃脅迫下,八仙花葉片的電解質(zhì)外滲率最小,表明在這一溫度區(qū)間中八仙花的耐熱性強(qiáng)于其余3種植物。在55℃左右,火焰南天竹和八仙花葉片電解質(zhì)外滲率劇烈變化;在60℃左右,四照花和歐洲丁香葉片的電解質(zhì)外滲率劇烈變化。在60~70℃脅迫下,八仙花葉片的電解質(zhì)外滲率最大,表明這一溫度區(qū)間中八仙花的耐熱性弱于其余3種植物。在70℃附近,歐洲丁香和火焰南天竹葉片的REC已趨于平緩,而八仙花和四照花葉片的REC有隨著溫度升高繼續(xù)增大的趨勢。隨著溫度由40℃增至70℃,4種植物中八仙花葉片電解質(zhì)外滲率變化最大,由初始的0.7%增大為81.1%;火焰南天竹葉片電解質(zhì)外滲率變化相對最小,由初始的1.2%增大為73.0%。
圖1 處理溫度與葉片電解質(zhì)外滲率的關(guān)系
2.2 不同高溫下葉片的半致死溫度 將處理溫度和葉片電解質(zhì)外滲率用Logistic方程:Y=k/(1+ae-bt)擬合得到半致死溫度。Y代表葉片電解質(zhì)外滲率(%),t代表處理溫度,k為葉片電解質(zhì)外滲率的飽和容量,a,b為方程參數(shù)。將方程進(jìn)行線性處理,則 y'與 t之間為線性關(guān)系,通過顯著性測定,均達(dá)到極顯著水平。葉片電解質(zhì)外滲率與處理溫度之間的線性關(guān)系詳見圖2。
關(guān)于4種植物的高溫半致死溫度,綜合圖2和表2可知,四照花的半致死溫度最高,為72.58℃,表明其耐熱性最強(qiáng)。其次為歐洲丁香和八仙花,半致死溫度分別為64.64、55.25℃?;鹧婺咸熘竦陌胫滤罍囟茸畹停瑸?3.19℃,表明其耐熱性最差。
圖2 處理溫度與葉片的轉(zhuǎn)化電解質(zhì)外滲率的關(guān)系
表2 擬合的Logistic方程參數(shù)及半致死溫度
該試驗(yàn)測定了武漢地區(qū)4種花灌木的電導(dǎo)率,其葉片電解質(zhì)外滲率與處理溫度之間呈“S”型曲線變化,經(jīng)顯著性檢驗(yàn),符合Logistic方程。4種植物的高溫半致死溫度分別為:火焰南天竹53.19℃,八仙花55.25℃,四照花72.58℃,歐洲丁香64.64℃,其耐熱性強(qiáng)弱表現(xiàn)為四照花>歐洲丁香>八仙花>火焰南天竹。
易詠梅等[6]關(guān)于氣候因子對狹葉四照花幼苗年生長節(jié)律影響的研究表明,6月下旬至9月中旬為狹葉四照花的苗高速生期,高溫天氣有助于苗高的生長,從側(cè)面反映了四照花的耐熱性好,與筆者的研究結(jié)果一致。歐洲丁香性喜冷涼環(huán)境,極耐寒,冬季可耐-15℃以下低溫。在我國適于華北地區(qū)栽培,在華南地區(qū)平地難以度夏[7]。該研究結(jié)果顯示歐洲丁香的耐熱性強(qiáng)于八仙花和火焰南天竹,為其在華中地區(qū)的栽植應(yīng)用提供了依據(jù)。八仙花對土壤酸堿性的適應(yīng)范圍廣,是一種重要的園林觀賞花灌木。辛雅芬等[8]研究高溫脅迫對八仙花生理指標(biāo)的影響顯示八仙花耐熱性較差,這與該研究處理溫度由40℃增至70℃,八仙花葉片電解質(zhì)外滲率變化最大以及其半致死溫度較低相符?;鹧婺咸熘袷且环N優(yōu)良的彩葉植物,在其應(yīng)用上,喻杰[9]認(rèn)為宜全植于庭院房前、疏林下、草地邊緣或園路轉(zhuǎn)角處,由于其耐陰,也可配植在樹下、樓北,該試驗(yàn)研究結(jié)果顯示火焰南天竹的高溫半致死溫度在所測4種花灌木中最低,與火焰南天竹的特性相符。
總體上看,四照花可以在武漢廣泛推廣應(yīng)用,歐洲丁香在華中地區(qū)應(yīng)用問題不大,八仙花和火焰南天竹在園林綠化中應(yīng)該選擇避開夏季陽光直射處種植。但也應(yīng)注意過于隱蔽處也不太適宜栽植八仙花和火焰南天竹,一方面會對八仙花的開花有不良影響,使花量減少[10];另一方面光照強(qiáng)度也會對火焰南天竹秋冬季葉色的變化產(chǎn)生影響,使其觀賞性降低[11]。
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