末次刈割时间和低温处理对苜蓿根颈抗寒性的影响

【目的】探究科尔沁沙地生境中不同末次刈割时间紫花苜蓿抗寒性及其与低温胁迫下糖类物质含量变化的关系,为科尔沁沙地苜蓿抗寒越冬提供理论依据和技术指导。【方法】以公农1号紫花苜蓿为材料,于2020年8月25日-11月5日进行不同末次刈割时间处理,每处理间隔10 d,以未刈割为对照;于封冻前期(11月15日)挖取不同处理苜蓿越冬器官(根颈)分别进行-10,-15,-20,-25,-30℃低温冷冻处理,以4℃处理为对照,测定各处理紫花苜蓿根颈的相对电导率及可溶性糖、蔗糖、果糖和淀粉含量,利用相对电导率根据logistic回归方程计算苜蓿的半致死温度,并对半致死温度与糖类物质含量进行相关性分析。【结果】未刈割和8月25日、9月5日、9月15日、9月25日、10月5日、10月15日、10月25日及11月5日末次刈割处理苜蓿的半致死温度分别为-18.03,-17.61,-17.03,-16.59,-15.80,-15.82,-16.83,-16.34和-17.12℃,表明在科尔沁沙地生境下不同末次刈割时间苜蓿的抗寒性表现为:未刈割>8月25日刈割>11月5日刈割>9月5日刈割>10月15日刈割>9月15日刈割>10月25日刈割>10月5日刈割>9月25日刈割;随着处理温度的降低,苜蓿根颈可溶性糖含量呈先升高后降低的变化趋势,蔗糖含量变化因刈割时间不同表现有别,果糖含量呈增加-降低-增加的双峰型变化趋势,淀粉含量呈逐渐降低的变化趋势;紫花苜蓿根颈的半致死温度与-10,-20,-30℃下的可溶性糖含量呈极显著负相关(P<0.01),与-15和-20℃下的蔗糖含量呈显著或极显著负相关(P<0.05或P<0.01),与-15℃下果糖含量呈极显著负相关(P<0.01),与-15和-20℃下淀粉含量呈极显著正相关。【结论】末次刈割时间可调控苜蓿根颈淀粉向可溶性糖的转化,进而通过蔗糖和果糖等可溶性糖协同作用来维持细胞的渗透压,进而提高苜蓿的抗寒性。

末次刈割时间对苜蓿根颈抗氧化系统及抗寒性的影响

为探究不同末次刈割时间对科尔沁沙地生境下紫花苜蓿抗寒性的影响及其与低温冷冻胁迫下抗氧化系统变化的关系,以‘公农1号’紫花苜蓿为材料,于翌年秋季进行不同末次刈割时间处理,越冬前期挖取越冬器官并进行-10,-15,-20,-25和-30℃低温冷冻胁迫处理,以低温冷藏(4℃)为对照,测定紫花苜蓿根颈的相对电导率及丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的变化,利用相对电导率根据Logistic回归方程计算半致死温度,并对半致死温度与抗氧化特性进行相关分析。结果表明,未刈割和8月25日、9月5日、9月15日、9月25日、10月5日、10月15日、10月25日、11月5日末次刈割的苜蓿半致死温度分别为-18.03、-17.61、-17.03、-16.59、-15.80、-15.82、-16.83、-16.34、-17.12℃;紫花苜蓿根颈的半致死温度与-10℃低温冷冻胁迫条件下的POD活性呈显著负相关(P<0.05),与-20℃低温冷冻胁迫条件下的CAT活性呈显著负相关(P<0.05),与-15、-20、-25℃低温冷冻胁迫条件下的SOD活性呈显著或极显著负相关,与-15、-20、-25、-30℃低温冷冻胁迫条件下的MDA含量呈显著或极显著正相关。不同末次刈割时间的苜蓿抗寒性强弱为未刈割>8月25日>11月5日>9月5日>10月15日>9月15日>10月25日>10月5日>9月25日;末次刈割时间通过调控苜蓿根颈的SOD、POD、CAT活性,协同作用清除活性氧、过氧化物和过氧化氢,从而降低膜脂过氧化程度,提高抗寒性,因此在科尔沁沙地地区建议9月5日之前或11月5日之后进行末次刈割。