研究背景

苹果 (Malus Pumila) 是中国最重要的果树树种之一。苹果产业已经逐渐成为我国农业的支柱产业，随着近年来极端天气增多导致水涝现象频发，而且由于果树的生长发育期漫长，在其整个生长周期内极易出现重复涝害，造成严重的经济损失。

苹果在生产中通常使用嫁接苗进行栽培，砧木的选择是苹果能否栽培成功的关键。果树的砧木不仅可以提高接穗品种的抗性，还可以调节接穗品种的生长、产量及果品品质。本文以苹果常用矮化砧木“M9T337”为试材，通过短期人工模拟间隔水分胁迫，监测植株形态和叶片相关生理参数变化情况。

研究材料与方法

作者以两年生苹果砧木“M9T337”，随机区组设计，设置渍水处理 (T1)、淹水处理 (T2) 和对照处理 (CK) (含水量为 75%~80%)。分别测定了其植株形态变化、电阻抗参数等生理参数，通过方差分析和主成分分析探究各参数对水分胁迫的响应。

研究结果与讨论

1 叶片形态变化

第一次水分胁迫结束后，第 14d 时只有 T2 出现少量叶片发黄 (图 1)。第二次水分胁迫结束后，第 42d 时 T1 和 T2 相较于 CK 都发生了明显的变化，T1 和 T2 的落叶率分别为 35%~45% 和大于 75% (图 1) 。T1 和 T2 的部分植株在经过两次水分胁迫处理后出现落叶或叶片干枯，但在正常养护后都出现了新芽萌发的现象，极少数出现死亡。T1、T2 的死亡率分别为 6% 和 8% (图 1)。

图 1. 试验期间水分胁迫时及解除胁迫后植株变化情况，落叶情况和新芽萌发情况均由椭圆标出。

2 叶片主要生理参数变化

叶片高频电阻率和低频电阻率在第一次水分胁迫期间 (图 2)，共有 6 天出现了显著性差异，但在第二次水分胁迫时只有 3 天出现了显著性差异 (P<0.05)，叶片电解质渗透率在第一次水分胁迫中，各处理之间也出现了显著或极显著差异 (P<0.05)，但第二次水分胁迫时没有出现显著性差异。作者认为可能是经过第一次胁迫后，植株调节了自身的生理防御功能，使细胞呈柱状排列，皮层细胞间隙变大，更利于氧气的运输，从而增强了植物对涝害胁迫的适应能力。

图 2. 叶片高频电阻率 (A) 低频电阻率 r1 (B) 变化曲线。

叶绿素相对含量在两次水分胁迫处理时，各处理之间均出现了显著或极显著差异 (P<0.05)，最大光化学效率在两次水分胁迫时淹水处理均显著低于对照处理和渍水处理 (图 3)。在第二次水分胁迫解除后，淹水处理下叶绿素相对含量和最大光化学效率仍显著低于对照处理。

图 3. 叶片最大光化学效率 Fv/Fm 变化曲线。

3 叶片生理生化参数的主成分分析

相关参数主成分分析如表 1，其中高频电阻率、低频电阻率、电导率、叶绿素、淀粉、最大光化学效率是苹果幼苗叶片对胁迫响应的重要参数，它们反映幼苗对涝渍胁迫的耐性程度。高频电阻率、叶绿素相对含量、最大光化学效率所占权重值分别为 0.25、0.20、0.18。结果表明苹果叶片的高频电阻率、叶绿素相对含量以及最大光化学效率可作为确定苹果幼苗受水分胁迫程度的重要参数。

表 1. 间隔水分胁迫下苹果砧木叶片参数主成分分析结果。

研究结论

本研究以两年生苹果自根砧 M9T337 为材料，探究了间隔水分胁迫对苹果叶片的形态和生理参数的影响。实验发现，第一次水分胁迫对植株的影响要大于第二次水分胁迫。经过第一次胁迫后植株提高了对该胁迫的适应性，从而直接影响了第二次胁迫。叶片的高频电阻率、叶绿素含量以及最大光化学效率是苹果砧木受水分胁迫影响的重要参数。同时还发现淹水处理的影响要大于渍水处理，短期 (7d) 的渍水处理不会影响植株的生长，反而有利于植物干物质的积累，在生产中可利用这种方式促进植物的生长以及对植物进行抗涝性锻炼。

原文来自 Horticulturae 期刊

Zhou, P.; Qian, J.; Yuan, W.; Yang, X.; Di, B.; Meng, Y.; Shao, J. Effects of Interval Flooding Stress on Physiological Characteristics of Apple Leaves. Horticulturae 2021, 7, 331. 

原文作者

钱稷 副教授

河北农业大学园艺学院

研究领域：植物电信号与逆境生理、农业物联网、农业信息技术等方面的研究。

Horticulturae 期刊介绍

主编：Luigi De Bellis, Università del Salento, Italy

期刊重点关注温带到热带园艺的所有领域及相关学科，主题包括果树、蔬菜、花卉、苗圃和风景、以及草药和香料作物等，研究涉及整个园艺供应链。

2021 Impact Factor：2.923

2021 CiteScore：1.8

Time to First Decision：14 Days

Time to Publication：35 Days