春、秋季和寒冷的冬季美國(guó)紅楓樹(shù)木容易受到低溫的危害,其中美國(guó)紅楓樹(shù)木在早春溫度回升后的突然降溫中所受到的危害最為嚴(yán)重。抗低溫能力因樹(shù)種不同而不同,如熱帶樹(shù)種可可、椰子等在2~5℃就受凍嚴(yán)重,但在-40℃超低溫下原產(chǎn)自北方的落葉樹(shù)種仍能夠安全越冬。相同美國(guó)紅楓樹(shù)木品種間的低溫抵御能力也有所差異,如北京等地適栽的梅花中,能耐-30℃低溫的優(yōu)良抗寒品種“美人梅”。另外,美國(guó)紅楓樹(shù)木抗低溫能力也會(huì)隨著樹(shù)體的不同發(fā)育階段而改變,抵御低溫能力從強(qiáng)到弱以此為休眠階段、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段、生殖生長(zhǎng)階段。營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)樹(shù)體抵御低溫能夠產(chǎn)生一定的作用,如晚秋生長(zhǎng)季氮肥施用過(guò)多的話,樹(shù)體因生長(zhǎng)期延長(zhǎng),抵御低溫的能力降低;增強(qiáng)樹(shù)體抵御低溫能力的做法有多施磷、鉀肥。
低溫對(duì)美國(guó)紅楓樹(shù)木的生理活動(dòng)影響主要表現(xiàn)為感光氧化作用(Photooxidation),即因溫度變化致使光合作用產(chǎn)生的生物物理反應(yīng)的敏感性低于生物化學(xué)反應(yīng)的敏感性。葉綠素在低溫條件下雖繼續(xù)吸收太陽(yáng)輻射,但能量被轉(zhuǎn)送到電子吸收成分中的速度不能有效地避免光阻效應(yīng)(phtoinhibitation)。能夠適應(yīng)低溫的樹(shù)種避免感光氧化作用的機(jī)理,是通過(guò)葉黃素的增加循環(huán)來(lái)避免有毒活性分子自由基的形成。樹(shù)體免遭因低溫形成自由基而造成損傷的機(jī)理(尤其是處在高海拔、高輻射區(qū)域的樹(shù)種),主要包括下面三種:
①由于酚的抗氧化劑合成等因素所導(dǎo)致具有類似的基因。
②含有抗壞血酸(VC)、α-生育酚(VE)、三酞谷胱甘肽等抗氧化劑的高海拔地區(qū)的美國(guó)紅楓樹(shù)木,其抗氧化劑濃度海拔越高越大,中午是一天中的濃度最高的時(shí)刻。
③低溫與土壤缺水都可能增加脫落酸(ABA)的水平,有些樹(shù)種對(duì)低溫的適應(yīng)性會(huì)因此而得以提高。
(3)劇烈溫度變化對(duì)樹(shù)體的影響 美國(guó)紅楓植物體在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中,適應(yīng)了溫度在年生長(zhǎng)周期中呈現(xiàn)正常的季節(jié)變化和日變化。樹(shù)體生長(zhǎng)依然會(huì)受到溫度的突降突升的危害,就涉及面、影響程度而言,低溫危害要比高溫危害嚴(yán)重得多,樹(shù)體可能會(huì)因低溫而死亡。樹(shù)體的危害會(huì)因降溫速度快、低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)而加劇;對(duì)樹(shù)體的危害更嚴(yán)重的情況是當(dāng)樹(shù)體處于生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵階段時(shí),寒潮以后的溫度急劇回升。樹(shù)體組織細(xì)胞間隙內(nèi)的水分會(huì)因凍害后的太陽(yáng)直射迅速解凍蒸騰,導(dǎo)致樹(shù)體缺水而死。樹(shù)種、品種的遺傳特性及其樹(shù)體的適應(yīng)狀態(tài),決定了樹(shù)體抵御凍災(zāi)以及劇烈溫度劇變變化的能力,雖然抗寒品種比不抗寒品種在冬季急劇變溫的最初幾小時(shí)內(nèi),氧的吸收都在下降,但抗寒品種比不抗寒品種較能適應(yīng),恢復(fù)速度較快。有些樹(shù)體為了能順利越冬,在樹(shù)體內(nèi)可自動(dòng)調(diào)節(jié)水量,降低易冰的游離水含量、提升束縛水含量;磷酸酯糖和核苷含量增多從而使磷代謝發(fā)生重大變化;樹(shù)體皮層薄壁細(xì)胞中的花青素含量也會(huì)增多。
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