一种提高杏花防冻效果的方法

摘要

本发明公开了一种提高杏花防冻效果的方法，采用CaCl

说明书

技术领域

本发明涉及作物抗冻剂及其应用技术领域，具体地说是一种提高杏花防冻效果的方法。

背景技术

果树霜冻是指果树在正常的生长季节，夜晚土壤或植株表面温度在短时间内降到了0℃或0℃以下，导致果树幼嫩部分生长受到损伤的现象。根据所发生的季节不同可以分成晚霜和早霜。晚霜主要在果树开花期出现，虽然晚霜出现的频次和强度伴随着气温的回升有所减少，但霜冻出现的日期却越来越晚，导致产生的影响也越来越大；而早霜则是在秋收作物未成熟时所发生的霜冻，早霜出现频次会随着季节推移而增多，强度也增强。

杏属于蔷薇科(Rosaceae)杏属(Armeniaca Mill.)植物，原产于我国，具有悠久的栽培历史，种质资源极为丰富，是我国重要的经济林栽培树种之一。杏果实成熟早，具有独特的香气，在世界各地广泛栽培。杏不仅可以鲜食加工，还能用于生产药用和工业原料，尤其是生物柴油原料。但杏树作为果树中较早开花的树种，花期往往伴随着霜冻的发生，严重影响了杏的产量和品质，造成了极大的经济损失，严重制约了杏产业的发展。而传统的物理防霜措施加热、熏烟、灌水等农艺措施能耗大、成本高、不环保且易受环境因素影响，导致防霜效果不理想。市场上生产的植物防冻剂受品种、气候条件、管理水平、环境因素等影响较大，且在不同植物、同一植物的不同时期等也不具有唯一性。

基于上述分析，本申请针对杏树花期筛选植物防冻剂，从而缓解杏花期霜冻危害，提升杏产量及果实品质，为杏花期防冻提供理论依据与技术支持。

发明内容

鉴于上述不足，本申请提供了一种提高杏花防冻效果的方法，明显降低晚霜来临之际仁用杏花的冻害率。通过特定的防冻剂，达到推迟花期并同时提高花抗冻性的目的，为提高仁用杏产量打下基础。

本发明是通过如下手段实现的：

1.杏花期防冻剂进行筛选

1.1半致死温度的测定

低温胁迫对杏花相对电导率的影响如图1所示。随着温度的不断降低，相对电导率呈“S”形上升趋势，在-4℃～-5℃突然增加，然后趋于平缓。

根据不同低温下杏花的相对电导率拟合成Logistic方程：Y＝K/(1+ae

可得Logistic方程：Y＝100/(1+0.316e

求Logistic方程的二阶导数，并令其为0。拐点温度为L

因此，金太阳杏盛花期杏花的半致死低温为-5.2℃。

1.2筛选时间的确定

时间处理对半致死低温下杏花褐化率的变化如图2所示。在半致死低温下，随着处理时间的不断增加，杏花褐化率呈上升趋势。在2h时杏花褐化率为43％、3h褐化率为56％、4h褐化率为94％。因此，为了药剂筛选的最佳效果，选择3h为药剂筛选的处理时长。

1.3外源药剂对杏花褐化率的影响

不同外源药剂对杏花防冻效果如图3所示。根据查阅的文献，初步选定了14种具有防冻效果的外源药剂，并按照表1中的浓度提前12h进行喷施处理，然后在-5℃下处理3h，筛选发现CaCl

但是随着杏花在常温下的恢复过程中观察发现，PEG处理虽然防冻效果明显，但会在杏花上产生白色粉状物质，且花瓣呈白色失水状干枯，可能是由于浓度太高的原因(降低其浓度后发现防冻效果不显著)，所以，剔除掉了PEG外源物质。

外源物质处理对杏花褐化率的影响如图5所示。根据14种药剂处理后杏花的褐化率，结合杏花恢复过程中的外观形态变化状况，筛选出3种可以显著降低杏花褐化率的外源物质。与CK相比，CaCl

表1外源药剂的种类及处理浓度

2.外源药剂对杏花期防冻性的影响

2.1外源药剂对杏花膜透性、膜脂过氧化的影响

外源药剂对低温胁迫下杏花膜透性、膜脂过氧化的影响如图6所示。喷施不同浓度的SA、CaCl

2.2外源药剂对杏花渗透调节物质含量的影响

外源药剂对杏花渗透调节物质含量的影响如图7所示。喷施不同浓度的SA、CaCl

2.3外源药剂对杏花抗氧化酶系统活性的影响

外源药剂对杏花抗氧化酶系统活性的影响如图8所示。喷施不同浓度的SA、CaCl

2.4外源药剂对杏花生理指标间的隶属函数分析

表2外源药剂处理杏花各项生理指标的抑制率

表3外源药剂处理杏花生理指标的隶属函数值

在利用隶属函数对不同药剂种类、浓度处理后低温胁迫对杏花的防冻性进行评价时，根据膜透性指标相对电导率、代谢产物H

2.5基于主成分分析对外源药剂防冻性的综合评价

表4外源药剂处理杏花生理指标的主成分分析结果

对不同外源物质处理下杏花抗寒生理指标进行了主成分分析，以特征值>1为标准，共提取了3个主成分，3个主成分对杏花抗寒生理指标的累计贡献率达到83.334％(>80％)。其中第1主成分的决定指标为SP、SS、Pro，反映大部分原始数据信息量，达到了60.844％；第2主成分由REC、CAT由决定，反映了原始数据的11.687％；第3主成分由MDA、POD、APX决定，反映了原始数据10.803％。说明变量在不丢失的前提下，这3个主成分包含原始数据83.344％的信息。

得到了三个主成分的表达式：

Y1＝-0.31REC-0.345H

Y2＝0.371REC-0.206H

Y3＝0.356REC+0.112H

表5外源药剂处理杏花生理指标的负荷量及权重

表6外源药剂对杏花防冻性的综合评价

在主成分分析的基础上，根据第1、第2和第3成分值作主成分双标图。结果表明，在不使用外源物质的情况下，杏花受到低温胁迫导致细胞受损，REC、MDA、H

以REC、H

为了达到更好的防冻效果，发明人以外源物质C做为主要物质，选取C4、A3、B3处理浓度。不断进行试验，优化了组合配方，得到了一种以80～150ml·L

一种复合防冻药剂CM，包括：

80～150ml·L-1EG(乙二醇)；

200～400mg·L-1SA(水杨酸)；以及

500～1000mg·L-1CaCl

本发明还公开了一种根据上述复合防冻药剂CM在提高杏花防冻中的应用。

进一步的，使用复合防冻药剂CM对半致死低温下的金太阳杏盛花期杏花进行喷涂处理。

进一步的，所述半致死温度为-5.2～5℃。

进一步的，所述喷涂低温处理时间为3h。

本发明还公开了一种提高杏花期防冻的方法，包括：

在杏花期霜冻来临前使用复合防冻药剂CM对杏花进行喷施至花朵湿润。

进一步的，所述喷施时间为杏花期霜冻来临前8～12h。

进一步的，复合防冻药剂CM由如下方法进行配置：

200～400mg SA加入100mL无水乙醇搅拌至充分溶解，得SA溶液备用；

500～1000mg CaCl

80～150mL EG、SA溶液、CaCl

本发明的有益效果在于：

本申请优化了CaCl

附图说明

图1为低温胁迫下杏花的相对电导率；

图2为半致死低温下不同处理时间对杏花褐化率的影响；

图3为杏花防冻剂的筛选效果；

图4为PEG处理对杏花的影响；

图5为不同外源药剂对杏花褐化率的影响；

图6为外源药剂对杏花膜透性、膜脂过氧化的影响；

图7为外源药剂对杏花渗透调节物质含量的影响；

图8为外源药剂对杏花抗氧化酶系统活性的影响；

图9为不同外源物质杏花生理指标间的关系；

图10为CM处理的防冻效果；

图11为CM处理对低温胁迫下杏花的褐化率的影响；

图12为CM处理对低温胁迫下杏花膜透性、膜脂过氧化的影响；

图13为CM处理对低温胁迫下杏花渗透调节物质含量的影响；

图14为CM处理对低温胁迫下杏花抗氧化酶系统活性的影响；

图15为CM对花粉粒萌发的影响；

图16为CM处理对花粉粒萌发率、花粉管生长量的影响；

图17为CM对花柱中花粉管生长的影响；

图18为CM对杏花柱头可授性的影响。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种提高杏花期防冻效果的方法，包括：

(1)配制复合防冻药剂CM：

取300mg SA加入100mL无水乙醇搅拌至充分溶解，得SA溶液备用；再取800mgCaCl

(2)防冻处理：

在杏花期霜冻来临前10h使用复合防冻药剂CM对杏花进行喷施。进行寒潮预测时，要根据历年收集的气象资料以及当年的情况把控时间。喷施时，以花朵湿润为最佳。

实施例2

一种提高杏花期防冻效果的方法，包括：

(1)配制复合防冻药剂CM：

取200mg SA加入100mL无水乙醇搅拌至充分溶解，得SA溶液备用；再取500mgCaCl

(2)防冻处理：

在杏花期霜冻来临前8h使用复合防冻药剂CM对杏花进行喷施。进行寒潮预测时，要根据历年收集的气象资料以及当年的情况把控时间。喷施时，以花朵湿润为最佳。

实施例3

一种提高杏花期防冻效果的方法，包括：

(1)配制复合防冻药剂CM：

取400mg SA加入100mL无水乙醇搅拌至充分溶解，得SA溶液备用；再取1000mgCaCl

(2)防冻处理：

在杏花期霜冻来临前12h使用复合防冻药剂CM对杏花进行喷施。进行寒潮预测时，要根据历年收集的气象资料以及当年的情况把控时间。喷施时，以花朵湿润为最佳。

试验例1

为了验证复合防冻剂CM处理对杏花防冻性的影响，我们采用了低温胁迫处理杏花，具体如下：

CM处理后杏花的防冻效果如图10所示。对CM处理后进行低温胁迫的杏花在24h按时间取样，发现随着恢复时间的增加，CK和CM处理的杏花褐化严重程度都呈增加趋势，但经过CM处理的杏花褐化情况始终较轻于CK。

CM处理对低温胁迫下杏花的褐化率的影响

CM处理对低温胁迫下杏花的褐化率的影响如图11所示。对杏花进行CM药剂喷施后进行低温胁迫，随着24h的恢复，CM处理与CK的杏花的褐化率都呈上升趋势，但CM处理后的杏花褐化率始终低于CK。在低温胁迫后0h统计发现，CK杏花褐化率为41.3％，但经过CM处理后杏花褐化率在0h仅为13.3％，杏花褐化率降低了67.7％；经过CM处理，3h杏花褐化率降低了70.5％，6h杏花褐化率降低了69.2％，12h杏花褐化率降低了61.9％；恢复24h后，CK的杏花褐化率达到99.3％，CM处理的杏花褐化率为63.3％，褐化率降低了36.2％。因此，经过CM处理后，可以显著降低低温胁迫下杏花的褐化率。

试验例2

CM处理对低温胁迫下杏花膜透性、膜脂过氧化的影响

CM对杏花膜透性、膜脂过氧化的影响如图12所示。经过低温胁迫后，随着在常温下恢复时间增加，CK处理和CK杏花膜透性指标相对电导率、代谢产物H

试验例3

CM处理对低温胁迫下杏花渗透调节物质含量的影响

CM对杏花渗透调节物质含量的影响如图13所示。经过低温胁迫后，随着在常温下恢复时间增加，CM处理和CK杏花的渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量逐渐下降。可能经过低温胁迫后，没有致死的杏花逐渐恢复正常的生理生化代谢，渗透调节物质含量也趋于正常，所以随着时间不断减少，最后平缓趋于一个温度的含量范围。但经CM处理的渗透调节物质含量会高于或等于CK。在0h，可溶性糖含量比CK高4.9％、可溶性糖蛋白高出5.3％、脯氨酸高出157.1％；恢复24h后，可溶性糖比CK高5.8％、可溶性蛋白高出8.1％、脯氨酸高出257.8％。因此，CM处理后可以显著升高杏花的渗透调节物质可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量，通过提高渗透调节物质含量来提高杏花的防冻性。

试验例4

处理对低温胁迫下杏花抗氧化酶系统活性的影响

CM对杏花抗氧化酶系统活性的影响如图14所示。经过低温胁迫后，随着在常温下恢复时间增加，CM处理和CK杏花的杏花抗氧化酶系统CAT、POD、SOD、APX活性不断下降。可能经过低温胁迫后，没有致死的杏花逐渐恢复正常的生理生化代谢，代谢产生的过氧化物含量也趋于正常范围，所以抗氧化酶活性随着时间不断降低，最后趋于一个正常的酶活性范围。但经CM处理的抗氧化酶系统活性会始终高于CK。在0h时，CAT活性高出CK9.3％、POD活性高出162.1％、SOD活性高出42.2％、APX活性高出97.2％；恢复到24h时，CAT活性高出CK7.1％、POD活性高出303.2％、SOD活性高出87.7％、APX活性高出56.7％。因此CM处理可以显著提高杏花抗氧化物酶活性，加速代谢活性氧(ROS)，减少对细胞的伤害，从而提高杏花的防冻性。

试验例5

CM对花粉粒萌发率、花粉管生长量的影响

CM处理对花粉粒萌发率、花粉管生长量的影响如图15-16所示。经过对培养杏花粉粒的液体培养基中加入(1:10)的CM处理发现，随着培养时间的增加，花粉粒萌发率和花粉管生长量均呈上升趋势，最终，花粉粒萌发率稍高于CK，达到84％；花粉管生长量与CK基本一致，长度达到3200～3500μm。CM可以显著增加杏花花粉粒的萌发率，CM处理的花粉粒萌发率在2h时高于CK53.7％，8h后高于CK16.7％；但花粉管的生长量在2h高于91.6％，8h仅高于CK4.5％，可能与CM中存在的一定浓度的Ca

试验例6

CM对花柱中花粉管生长的影响

CM对花柱中花粉管生长的影响如图17所示。对杏花的花柱在授粉前进行CM处理，经过荧光显微镜观察结果显示，CM对花柱中花粉管的生长并无抑制作用，反而花粉管的生长速率会稍快于CK，可能与促进花粉粒萌发、花粉管生长的Ca

试验例7

CM对柱头可授性的影响

CM对柱头可授性的影响如图18所示。对蕾期未进行授粉的杏花，去除雄蕊，进行CM处理，检测柱头可授性。根据体视镜观察结果显示，CM处理的花柱与CK花柱表面均会产生少量气泡。可能由于采集时间的差异，导致柱头与可授性检测液的反应不是很剧烈，没有颜色产生，仅有少量气泡产生。但经过CM处理后的柱头反应效果与CK一致。因此，CM对柱头的可授性不会造成影响。

综上所述，之前报道的防冻剂多是采用模拟霜冻的发生规律进行筛选的，筛选温度大都在不到半致死温度。马敏在翠玉梨的幼果防冻剂筛选中最低温度为-3℃。李志军在黄金梨幼果防冻剂的筛选中的低温为-2.9℃。李雪玲在李花外源抗寒物质筛选的温度为-2℃。而本研究直接在杏花半致死低温下进行筛选杏花期防冻剂，温度条件相比之前的研究更加严格。

目前植物防冻剂的种类有五大类：①无机盐类(如Ca

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。