不同药剂对西葫芦幼苗抗寒力的影响
[摘要] 通过对西葫芦幼苗耐冷性生理生化指标的测定，结果表明，喷施禾壮安，云大-120，481三种药剂的西葫芦幼苗的抗寒力均有提高。以禾壮安处理的效果最佳，处理后的西葫芦幼苗的CAT活性升高，可溶性总糖含量增加，极显著高于对照。自由水/束缚水和电导率分别降低，极显著低于对照。
[关键词] 西葫芦；抗寒力；生理生化指标
西葫芦又名美洲南瓜，是葫芦科南瓜属的一个栽培种，属喜温蔬菜，生长发育适温为20～25℃，15℃以下停止生长，以嫩瓜供食用。原产于北美洲南部，现世界各地均有栽培，以欧洲最为普遍。19世纪传入我国，最初多为庭院和露地栽培，近年来保护地栽培面积较大。是冬春设施栽培的主要蔬菜作物，在我国东北、华北、西北地区栽培较多。但是由于北方冬季温度较低，在日光温室内栽培要求的技术高，因此产品的价格高，且数量少；西葫芦在东南沿海冬季虽有产品，但产量低、质量差。两地产品均供不应求。冬季温室温度低于11℃时其生长发育受到阻碍，从而降低产量。在我国由于南冷北冻的频繁发生，尤其是长江流域冬季连阴天气多，气温低，因此连阴天气时大棚内温度也低，与棚外温度相差不大，有时还会出现“棚温逆转”，即有时出现大棚内最低气温短时低于棚外的现象。特别是12、1、2月份棚内温度最低有时甚至在0℃以下，西葫芦越冬栽培易受冻害。另外，连阴天气空气湿度大，棚内病虫害严重，也影响西葫芦越冬栽培。这就使得目前西葫芦在长江流域大棚内主要作春提早秋延后栽培，还没有见有关越冬栽培成功的报道。但是，西葫芦对低温的适应能力较强，通过选用良种，多层覆盖，湿度控制，激素应用，病虫害防治等综合措施，西葫芦在长江流域越冬栽培是可以成功的。目前对保花保果、植株调整、病虫害防治及降温等技术有所研究，并取得一定成果，现已初步确定了西葫芦越冬栽培的品种和播期。可对保温防冻技术的研究才刚刚起步，尤其是用药剂来提高长江流域越冬西葫芦的抗寒力的研究更是空白。
为填补该项空白，完善长江流域大棚西葫芦越冬栽培技术的研究，特进行本试验。如本试验能取得成功，有着极其重要的意义：第一，提高其抗寒力，使得在冬季连阴多雨的长江流域西葫芦能正常生长；第二，减少或不用专门的加温设施为其在冬季低温期间加温，从而可以节约能源，降低生产成本；第三，增加产量，提高品质。
我们所用药剂都具有多种成分，多种功能，主要表现在以下几点：（1）提高植物抗寒力；（2）改善生理生化特性；（3）植株性状变优；（4）稳定高产优质；（5）适用多种植物。用他们处理植物，可使植物成为一个内稳定的开放系统，能与低温逆转协调一致，利用低温期的光、热资源，使生殖生长、营养生长并行不悖提早进行。
一、材料与方法
以山西省博大种苗有限公司提供的西葫芦新早春一代幼苗为试验材料。云大-120由昆明云大科技产业股份有限公司出品，禾壮安由河南省农丰化工有限公司提供，481由成都朝阳生物激素研究所独家出品，本试验所用的仪器及试剂由荆州职业技术学院生物系生物生化实验室提供。
20010年11月19日浸入并放入30℃ 的恒温箱内催芽，11月21日播种于生物系塑料大棚基地，采用“四膜”保温。待长出2～3片真叶于12月20日喷施抗寒药剂，每隔7天处理一次，其中云大-120用水稀释1500倍，叶面正反面均匀喷施，481每袋对水18～22kg，禾壮安每克对水1000g水喷施，共喷三次，清水对照。4～5片，真叶时，在冰箱（-2～-3℃）预冻1h，叶作测试材料。
叶片导电率测量参照郭金玲方法和华中农业大学植物生理生化教研组方法：待测叶放入冰箱（-2～-3℃）预冻1h，剪0.5cm左右的小段，准确地称取0.5000g叶放入烧杯中，并准确加入20mL蒸馏水，用真空干燥器抽气，然后用电导仪法测定。过氧化氢酶活性测定参照湖北农学院《园艺植物研究法》实验指导书和波钦诺克碘量法：取待测液1g，提取酶液用硫酸终止酶活性，在钼酸铵作催化剂下，过氧化氢与碘化钾反应放出游离碘，用淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠滴定，在实验条件下规定每分钟每克鲜重分解1µmol过氧化氢为一个酶单位。可溶性总糖含量测定参照华中农业大学植物生物生化教研组蒽酮比色法测糖法：取0.1g左右烘干样品，沸水中提取可溶性糖。自由水、束缚水含量参照湖北农学院《园艺植物研究法》实验指导书方法测本实验采用完全随机区组试验设计方案，用新复极差法进行方差分析。
二、结果与分析
1.不同药剂对西葫芦幼苗CAT活性的影响
三种药剂处理西葫芦幼苗后，与对照相比CAT活性均有不同程度的提高。由表1看出，以禾壮安处理的CAT活性较对照高出34.4%，极显著高于对照和其他两个处理。其次用云大-120和481处理的CAT活性较对照分别高出21.5%和18.2%，极显著高于对照。但用云大-120和481处理后的西葫芦幼苗叶的CAT活性没有明显的差异。当酶活性提高自由基清楚，脂质过氧化和蛋白质链式聚合和胶链被阻止，电导率降低，使膜结构稳定，说明低温逆境下的细胞膜是一个稳定的膜。这主要是由于抗寒药剂含有稳定膜结构，修复膜伤害的物质，从而提高了植物的耐冷力，各种处理后的西葫芦幼苗CAT活性较对照显著升高。
2.不同药剂对西葫芦幼苗电导率的影响
由表2可以看出，以禾壮安处理的西葫芦幼苗电导率对照降低18.6%，极显著低于对照和481处理，显著低于云大-120处理。其次用云大-120和481处理的西葫芦幼苗电导率较对照低11.1%和7.1%，显著低于对照。植物细胞的质膜，是半透明性的一种生物膜，它是对低温最为敏感的区域，如果降温到一定程度，生物膜首先发生膜指的物相变化，即从液晶相变为凝胶态。膜指中脂肪酸的-CH链由无序排列变为有序排列，使生物膜体型和厚度缩减，而出现孔道和龟裂，于是生物膜遭到破坏。当植物组织受到干旱或其他不良条件如高温，低温等影响时，常能伤害原生质的结构而引起透性增大，细胞内含物外渗，使外液的电导度增大。其外液电导度越大，说明透性宏观变化愈大，表示受伤愈重，抗性愈弱。各种药剂处理后，西葫芦幼苗叶的电导率较对照均有所下降，喷施禾壮安的西葫芦幼苗叶电导率最低，其他两种药剂处理的西葫芦幼苗电导率也显著低于对照，说明在低温条件下，处理后的西葫芦幼苗较对照具有更稳定的内环境，抗逆性大大增加。
3.不同药剂处理对西葫芦幼苗可溶性总糖含量的影响
由表3看出，以禾壮安处理的西葫芦幼苗可溶性总含量较对照高出71.4%，极限著高于对照和其他两个处理。其次用云大-120和481处理的西葫芦幼苗可溶性总糖量维持在高水平，大大提高细胞液的浓度使冰点降低，又可缓冲细胞质过渡脱水，保证细胞质胶体不致冷凝固。糖是植物抗寒性的主要保护物质，抗性强的植物在低温时，其可溶性糖含量比抗性弱的高。三种不同药剂处理西葫芦幼苗后，与对照相比可溶性总糖含量均有提高，这就说明所用药剂在稳定膜结构，改善膜功能方面起着极其重要的作用，使胁迫下西葫芦具有更强的生命力，在这方面尤其以禾壮安的效果最好，尽管云大-120和481处理之间没有明显的差异，但也显著高于对照，因而效果也较好。
4.不同药剂处理对西葫芦幼苗自由水/束缚水的影响
三种不同药剂处理西葫芦幼苗后，与对照比自由水/束缚水均有较大程度的降低。由表4看出，用禾壮安处理的西葫芦幼苗的自由水/束缚水较对照分别降低18.1%和10.3%。显著低于对照。自由水较多时代谢较强，而束缚水被细胞胶粒所吸附，故不易移动，蒸发和结冰，不能作为溶剂，也不能被剥削，因而束缚水不参与代谢作用，但植物要求低微的代谢强度去渡过不良的外界条件。因此相对高的束缚水含量能使植物具有较高的抗寒力，也就是说低的自由水/束缚水对提高植物抗寒力有利。
三、小结与讨论
1.本试验结果表明，各种药剂对提高西葫芦幼苗抗寒力均有促进作用，其中以禾壮安的效果最好，CAT活性、可溶总糖含量分别都为极限著或显著高于对照和其他两个处理，电导率和自由水/束缚极显著或显著低于对照和其他两个处理，同时用云大-120和481处理过的西葫芦幼苗叶的CAT活性，可溶有性总糖含量也显著高于对照，电导率和自由水/束缚水显著低于对照，他们对提高西葫芦幼苗的抗寒力是有作用的，但他们作用的效果没有显著差异。
2.本试验处理后的西葫芦幼苗的CAT活性、可溶性总糖含量较对照均有提高，电导率和自由水/束缚水较对照均有所下降。这就说明用抗寒药剂喷施西葫芦幼苗，增加了细胞内保护性酶系统的稳定性，酶活性提高，自由基被清除，膜脂质过氧化被阻止，可溶性总糖维持在高水平，稳定了膜结构，改善了膜功能，电导率和自由水/束缚水较低，说明细胞是一个内稳定开放系统，提高了在低温下的代谢机能，充分利用低温期的光热资源，提高抗寒力。
3.由于试验条件的限制，有关植物耐冷性的生物生化指标，如SOD、POD、MDA、PRO和叶绿素含量等没有测定，我们只选择了其中最具代表性的CAT活性、可溶性总糖含量、自由水/束缚水、电导率进行测定。因此，我们所作的判断是初步的，为了试验的科学性，其他生理生化指标均需均一步测定。
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