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美国红枫幼树在沈阳地区的抗寒性

美国红枫，植物学名红花槭(Acerrubrum)，槭树科槭属，落叶乔木，原产于美国东北部，因其树体高大、生长速度快、耐寒耐旱耐湿性强等优良特性成为美国最受欢迎的绿化树种。广泛用于公园、小区、街道等绿化美化场所。深受人们的喜爱。近年来国内许多地区开始引种栽培美国红枫，它已成为我国引种的彩叶观赏植物中最具观赏价值的物种之一。在北方的山东、大连、北京、天津等地有大量的引入，但是由于引入地气候条件的差异，效果在各地表现不-。国内也引人较多的改良美国红枫，为自由人槭，该种属红花槭和银白槭杂交系中最出色的改良品种，继承了红花槭的优异观赏性和银白槭的广泛适应性，耐盐碱、耐旱、耐涝、抗风、生长快速。刘毓在国外优良彩叶槭树资源引种及适应性研究中对改良美国红枫进行了生物学特性观察和耐寒性观测，认为所引彩叶槭树品种在引种地(济南市)存在长期生存的可能性。在沈阳地区，冬季严寒，低温持续时间长，昼夜温差大，入冬初期日平均气温可达到-lO℃左右，冬季夜间最低气温会达到-35℃。甚至更低，常使树木在越冬时受到寒害。美国红枫春夏季叶为绿色，秋季变为火红色，是优良的彩叶树种，很有必要在沈阳地区作为改善环境的观赏植物推广应用。但是笔者在沈阳地区的引种栽培中发现，部分幼苗存在越冬困难等问题，美国红枫3年生苗在越冬过程中死亡率较高。而美国红枫4年生苗和改良美国红枫1年生苗却表现出较强的抗寒性。林木幼树的适应性和抗逆性往往差于成年植株，而不同品种的林木因其遗传特性的不同也会表现出不同的适应性和抗逆性，所以对于幼树和改良品种的抗寒能力选择与研究更具有实用价值。目前在该地区有关美国红枫幼树和改良美国红枫的抗寒性研究尚未见报道。本研究以美国红枫不同苗龄苗木，即美国红枫3、4年生苗和新兴改良品种改良美国红枫1年生苗的1年生枝条为试验材料，以沈阳地区入冬初期温度、越冬期可达到的最低温度和每次取样时日平均温度相差5℃为依据，将试验材料从-10—-40℃，每次降温5℃进行人工冷冻处理，利用相对电导率和K相对渗出率拟合Logistic方程得到低温半致死温度，结合恢复生长试验对各种美国红枫抗寒性进行比较。旨在明确美国红枫苗木适宜的引入苗龄及受低温伤害的温度范围。为引种者提供科学的参考，为生产应用及栽培地冻害防御提供理论和技术上的指导。

1材料与方法

从2011年11月起。每隔l5—20d分别选取美国红枫(红花槭Acerrubrum)4年生和3年生苗、改良美国红枫(自由人械Acer~freemanii‘AutumnBlaze’)1年生苗、五角枫3年生苗的1年生休眠枝采样。冷冻处理1:选取生长-致的1年生枝条中段，洗净擦干，分成7组置于超低温冰箱中，依照下列7个温度依次降温冷冻处理:-10、-15、-20、-25、-30、-35、-4O℃，每个温度处理24h，3次重复。

相对电导率测定:将低温处理的枝条剪成1cm左右长的小段，称取1。0g放人50mL三角瓶中，加人20mL蒸馏水后将瓶封口。静置24h后用DDS-11A型电导仪测定电导值作为初电导率:之后将三角瓶再次封好口，放人烘箱中98cc烘1。5h，取出后静置24h后测定电导值作为终电导率，3次重复。相对电导率=(初电导蓦委/终电导率)x100％。

15—20d。以测定不同低温胁迫后枝条恢复生长的能力。每天调查累计发芽数量。待发芽数量恒定

后，计算芽萌动的百分率。

数据分析:利用相对电导率和K相对渗出率与Logistic曲线方程进行拟合，得到方程Y=k/(1 ae)¨。Y为相对电导率或K相对渗出率:t为温度梯度；为常数，此处取100；a、b为待定参数应用SPSS软件和EXCEL软件对数据进行处理。将Logistic曲线方程Y:/(I ae)转化为In{(k-y)/y}=lna—bt，求导令Y=ln{(-)，)/y}，则可拟合成相对电导率或K相对渗出率(Y)与温度梯度(t)之间的直线方程，求出0、6。对直线方程进行求导处理得到低温半致死温度:LT。:(1na)/b。

2结果与分析

2。1冷冻处理对相对电导率的影响

相对电导率达到50％时。该温度-般被认为是植株的半致死温度¨1。通过表1可知美国红枫4年生苗在-30cC时相对电导率为50。2％，近似为50％:美国红枫3年生苗在-25℃时相对电导率为46。6％。接近50％:改良美国红枫和五角枫在-35℃和-4O℃时相对电导率分别为52。0％和52。6％，高于50％。这说明美国红枫4年生苗、美国红枫3年生苗、极品红枫、五角枫的低温半致死温度分别约为-30、-25、-35、-40℃。

相对电导率和温度梯度结合Logistic方程进行拟合，得出线性方程，求出拐点温度，继而得到美国红枫4年生苗、美国红枫3年生苗、改良美国红枫、五角枫的低温半致死温度分别为-30。1、-24。1-35。4、-38。7℃(见表2)。

2。2冷冻处理对K离子相对渗出率的影响

缴丽莉等同时认为K相对渗出率达到50％时的温度是植株的低温半致死温度。如表3所示，冷冻处理后各枝条的K相对渗出率变化趋势与相对电导率变化趋势基本-致。可以看出美国红枫4年生苗在-30℃时K相对渗出率为47。0％。接近50％；美国红枫3年生苗在-25℃时K相对渗出率为50。4％，近似为50％；改良美国红枫和五角枫在-35℃和-40℃时K相对渗出率分别为51。6％和53。1％，高于50％。这进-步说明美国红枫4年生苗、美国红枫3年生苗、改良美国红枫、五角枫的低温半致死温度约为-3O、-25、-35、-4O℃。

对K相对渗出率进行拟合后得到低温半致死温度分别为-29。6、-24。7、-33。7、-37。5℃，见表4。

2。3冷冻处理对枝条恢复生长的影响

由表5可以看出，经过冷冻处理后，各树种枝条

均受到不同程度的伤害，枝条发芽率降低。美国红枫3年生苗、美国红枫4年生苗、改良美国红枫的芽存活率分别在-25、-30、-35℃时接近50％，而五角枫在-40℃时芽存活率接近80％。恢复生长试验所得到的结果与几种树种所测得的低温半致死温度是相-致的。

相关分析结果(表6)表明:美国红枫3年生苗、美国红枫4年生苗、改良美国红枫的相对电导率和K相对渗出率均与芽萌发率呈极显著负相关。而五角枫的相对电导率和K相对渗出率与芽萌发率的相关性均不高。由表3可知五角枫在恢复生长试验中表现出极强的生长能力，说明五角枫实际的抗寒能力要比相对电导率和K相对渗出率试验中得到的结果强得多。五角枫的相对电导率和K相对渗出率与芽萌发率的相关性均不高，可能与本实验的低温梯度设置还没有达到五角枫有效的低温半致死温度范围有关。同时，本研究认为，对于抗寒能力极强的树种(五角枫)仅用相对电导率和K相对渗出率指标评价其抗寒性是不够的。但对于抗寒能力不是极强的树种(如本试验引进的红枫系列树种)。运

用相对电导率和K相对渗出率均可以对树木的抗寒性做出很好的评价。

3结论与讨论

低温对植物细胞膜会产生伤害，引起细胞膜透性增大细胞内的电解质大量外渗，此时的相对电导率和K相对渗出率反映了植株细胞膜受损害程度。进-步判断出植株受低温胁迫的影响。当相对电导率和K相对渗出率达到50％时，该温度被认为是植株的低温半致死温度(LT。)。朱根海、罗正荣、徐康等认为低温半致死温度(LT。)是评价-个物种抗寒性强弱比较准确的指标。本试验应用此方法计算出各树种LT铀值从低到高依次为:五角枫、改良美国红枫、美国红枫4年生苗美国红枫3年生苗。试验结果表明，低温半致死温度作为植物抗寒性的生态指标，能较准确地反映温度和水分与抗寒性之间的数量关系。这与刘艳萍和卢芳的研究结果相-致，也进-步肯定了LT铀对美国红枫抗寒性评价的重要意义。人工冷冻处理持续时间较短，并且不能代替冬季低温逆境，实际低温通常持续-段时间，并且受多方面因素影响。低温半致死温度下持续冻害作用时间¨以及自然越冬过程中的抗寒性_9]同时被研究。要想全面了解几种红枫的抗寒性，需要对临界冷害时间，以及自然越冬过程中与抗寒相关生理指标做进-步研究。

植株枝条上的芽对冻害极其敏感，通过芽受冻后的存活率可以评价树木的受害程度_l。恢复生长实验可以对几种树种测定的低温半致死温度做出进-步的验证，许瑛通过测定菊花脚芽叶片在秋冬季自然降温过程中相对电导率的变化求出低温半致死温度，并结合恢复生长实验进行了验证。该试验也通过恢复生长实验对测定的低温半致死温度进行了验证。从结果来看，在沈阳地区越冬过程中，美国红枫3年生苗需要在-25℃时开始采取保护措施:美国红枫4年生苗需要在-30℃时开始采取保护措施；改良美国红枫抗寒性要高于美国红枫，但在冬季气温低于-35℃时也需要采取适当的保护措施，以利于来年春天枝条正常萌发；五角枫作为当地树种，抗寒性极强，可在沈阳地区不采取保护措施正常越冬。研究者于2012年4月下旬对上述苗木自然越冬状况调查发现，五角枫、美国红枫4年生苗越冬状况极好，所有枝条顶梢没有冻害发生，改良美国红枫1年生苗存活率为100％，但接近90％苗木枝条梢端(距顶梢20cm)死亡。美国红枫3年生苗大部分苗木地上部分冻死。在3月份观察时发现。改良美国红枫冬芽-直新鲜饱满，但早春萌芽后多数苗木顶梢干枯，是否与沈阳地区早春多风、生理干旱有关，还有待进-步研究。在沈阳地区，改良美国红枫1年生苗自然越冬的存活率很高，今后可加强对改良美国红枫苗木耐寒性选育工作的研究，以更好地使其适应沈阳地区的气候条件，成为沈阳地区改善环境的优良园林树种:同时。通过对比美国红枫4年生苗与美国红枫3年生苗在沈阳地区的抗寒能力，发现美国红枫4年生苗具有更强的自然越冬能力，与本试验实地观察的结果相-致。因此认为，选用4年生以上苗龄的美国红枫作为引种材料在沈阳地区栽培，其适应性较好，越冬安全性高。