冬季高温对白三叶越冬和适应春季"倒春寒"的影响

暖冬和春季"倒春寒"已严重影响着多年生植物生长发育。选择建植3a的白三叶(Trifolium repens Linn)为试验材料,在入冬采用搭建塑料大棚模拟暖冬方法,通过在建棚前、建棚后、冬季融冻胁迫、春季揭棚后和"倒春寒"过程中测定棚外和棚内白三叶植株高度和叶片抗逆生理指标的变化以揭示未来暖冬对白三叶生存和生态园林持续发展的影响。结果表明,冬季棚外气温均温低于0℃,白三叶叶片经历了冻融胁迫,棚内温度高于0℃,叶片始终未结冻。搭棚前,棚内外试验地白三叶生长势无差异。搭棚后100d棚内白三叶株高是棚外的3倍,但揭棚后3个月棚内外白三叶株高一致。另外,冬季虽然棚内外白三叶叶片细胞膜透性、丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖含量和抗氧化酶活力(SOD、CAT、POD)均随气温下降而增高与气温变化呈负相关,但棚外白三叶叶片上述生理指标均高于棚内。在春季揭棚后2d,冬季棚内生长的白三叶不仅叶片细胞膜透性和MDA含量急剧增加并高于揭棚前和棚外白三叶,而且叶片SOD和CAT活性和可溶性糖和脯氨酸含量急剧增加也明显高于棚外白三叶。在春季"倒春寒"时,冬季棚内外不同温度下生长的白三叶叶片细胞膜透性快速升高、脯氨酸和可溶性糖含量、POD和SOD活性均上升,两处理间无显著差异。研究表明,冬季零度以上低温可延缓冬季白三叶绿叶期和单个叶片的寿命,可使白三叶安全渡过春季"倒春寒",未来暖冬不会降低白三叶抗融冻能力和其返青生长势。而这与白三叶能快速应对环境温度变化,通过调整生理代谢使叶片中快速积累渗透调节物和激活抗氧化酶防止氧自由基积累抑制膜脂过氧化,保护细胞膜的完整性有直接关系。     

冬小麦抗氧化酶对冬季节律性日变温和非节律性变温的响应

通过对冬季室内和室外分别生长30d的冬小麦在节律性和非节律性融冻变温过程中抗氧化酶活力和渗透调解物含量变化的分析,揭示其在冬小麦适应日融冻胁迫中的作用。结果表明:生育期不同的室内(均温11℃,拔节期)和室外(均温1℃,分蘖静滞期)冬小麦叶片抗氧化酶和脯氨酸对日光强和温度节律变化的响应趋势是一致的,即随日出而增高,中午气温较高时最高,日落而降低;在非节律性变温处理中,室外冬小麦抗氧化酶活力和脯氨酸含量随气温上升至18℃而增高,气温迅速下降到-2.5℃而降低,经历冻-融-冻胁迫冬小麦生长良好。室内冬小麦抗氧化酶活力随气温降低到-6℃,叶片结冻,迅速下降,气温升高到18℃而增加,经历融-冻-融胁迫后植株死亡;室外冬小麦光合速率(Pn)和比室内的低,而抗氧化酶活力高于室内;冬小麦快速提高抗氧化酶活力和脯氨酸含量,抑制氧自由基积累、维护细胞水分平衡,这在适应冬季节律性融冻胁迫中起重要作用;暖冬中冬小麦较高的Pn和较低的抗氧化酶活力可能是引起冬小麦在"倒春寒"中死亡的生理原因。