周米生,王陸軍,蔡新玲*,肖正東,賈天山,夏培興

(1.安徽省林業(yè)科學(xué)研究院,安徽 合肥 230031;2.安徽省滁州市氣象局,安徽 滁州 239000;3.安徽省阜陽市林業(yè)推廣站,安徽 阜陽 236000)

薄殼山核桃(Caryaillinoinensis)屬胡桃科山核桃屬落葉喬木,又稱美國山核桃、長山核桃[1]。薄殼山核桃在原產(chǎn)地分布范圍較廣,北到美國北部艾奧瓦州(北緯42°20′),南到墨西哥南部的瓦哈卡州(北緯16°30′),既能適應(yīng)高濕氣候,又能在半干旱地區(qū)生長,適應(yīng)性非常強[2]。薄殼山核桃是重要的木本油料植物,其果實油脂含量高達70%以上,優(yōu)于核桃(60%)、油茶(44%)和文冠果(57%)；其不飽和脂肪酸含量高達97%,而且其木材質(zhì)地堅韌、紋理細(xì)膩,樹形高大挺拔,也是理想的城市綠化及木材樹種[3]。我國引種薄殼山核桃已有100多年的歷史,引種地區(qū)涉及20多個省(市、區(qū))[4-5],但仍未形成大規(guī)模商品性生產(chǎn)。截至2010年,薄殼山核桃在中國一直呈零星分布狀態(tài)[4]。近年來,隨著國家對木本油料的重視,薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)得到了高度重視,科研工作者陸續(xù)在薄殼山核桃的育苗技術(shù)[6-11]、果實動態(tài)發(fā)育分析[12]、花期觀測[13-16]、油脂成分分析[17-20]、群體遺傳分析[21]及蛋白質(zhì)相關(guān)分子研究[22]等方面取得了突破,為薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐。

薄殼山核桃為風(fēng)媒花,雌花著生于當(dāng)年生枝頭,雄花著生于當(dāng)年生基部,雌雄異熟,雄花先散粉的為雄先型(Ⅰ),雌花先接受花粉的為雌先型(Ⅱ)[23]。相關(guān)研究表明異花結(jié)實的果實由于基因的雜合性更高,在堅果大小與品質(zhì)方面都優(yōu)于自花結(jié)實的果實,在產(chǎn)量上要高于自花結(jié)實的果實35%～75%[24]。因此,在管理薄殼山核桃果園時要盡量降低自花結(jié)實率,為主栽品種配置授粉樹,提高異花結(jié)實率。目前,安徽省內(nèi)薄殼山核桃落果、空果現(xiàn)象嚴(yán)重,極大地挫傷了果農(nóng)的種植熱情。筆者用統(tǒng)一的觀測方法進行多點觀測,準(zhǔn)確掌握了各個薄殼山核桃品種(無性系)在不同區(qū)域內(nèi)的花期數(shù)據(jù),評估了不同區(qū)域的氣候因子對同一品種(無性系)花期影響的程度, 旨在為其授粉樹配置提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地簡介

試驗地分別位于安徽省合肥市蜀山區(qū)安徽林科院基地(觀測點1)、安徽省滁州市南譙區(qū)安徽林科院基地(觀測點2)、安徽省阜陽市林業(yè)科技推廣站試驗基地(觀測點3)。2019年各觀測點的地理位置、氣候因子及土壤基本情況見表1。由于薄殼山核桃不同品種(無性系)的花期變化較大,觀測從4月20日開始持續(xù)到5月22日結(jié)束。

表1 薄殼山核桃觀測點的地理位置與氣候因子概況

1.2 材料與方法

1.2.1 供試材料 試驗在3個觀測點進行,每個點由專人負(fù)責(zé),各個觀測點供試薄殼山核桃品種(無性系)的觀測數(shù)量、樹齡、名稱及來源見表2。

表2 各個觀測點供試薄殼山核桃材料的基本情況

1.2.2 試驗方法 從供試薄殼山核桃品種(無性系)中各選擇4～6株長勢良好、無明顯病蟲害的標(biāo)準(zhǔn)株,在每個標(biāo)準(zhǔn)株樹冠外圍選取東向、南向、西向、北向各1個標(biāo)準(zhǔn)枝,掛牌、編號,定期進行觀察(每周觀測2～3次)。

本次試驗參照Worley等[23]對薄殼山核桃花期的觀測方法。雄花花期觀測:用手輕搖枝條,有少量花粉溢出時記為初期；有大量花粉散出時記為盛期；花藥變黑,僅有少量散出時記為末期。雌花花期觀測:柱頭表面粗糙、有少量液體分泌時記為初期；柱頭開張角度較大、有大量液體時記為盛期；柱頭表面液體幾近干涸、邊緣微焦時記為末期。將每個枝作為1個單元進行統(tǒng)計分析,以占比最高者為準(zhǔn)?；ㄆ谥睾下?同一品種在不同地點的花期重合天數(shù)/該品種花期最長天數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對所觀測的數(shù)據(jù)分別進行匯總,采用EXCEL軟件進行數(shù)據(jù)整理及作圖分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 合肥地區(qū)花期觀測及授粉樹配置

觀測點1位于合肥市蜀山區(qū),本次觀測共涉及波尼、馬漢等7個品種(無性系),觀測從4月20日開始,持續(xù)到5月20日。

從開花類型來看,雄先型(Ⅰ)2個,雌先型(Ⅱ)5個,占比分別為28.6%、71.4%。從雄花花期長度來看,科普菲爾的散粉期最短(7 d)；1號的散粉期最長(12 d)；其他多數(shù)品種的散粉期在8～11 d；散粉盛期一般持續(xù)3～4 d。從雌花花期長度來看,波尼的可授期最短，為8 d；28號的可授期最長，達12 d；其他多數(shù)品種的可授期在9～11 d；雌花盛期一般持續(xù)3～4 d。從自花相遇天數(shù)來看,變異較大,0～9 d不等,其中馬漢的花期完全不遇,而1號的自花相遇天數(shù)達9 d(表3)。

由圖1可見，波尼、科普菲爾、1號具有一定的自花結(jié)實能力。有研究表明異花結(jié)實的產(chǎn)量遠遠高于自花結(jié)實的[24]。在遵循異花授粉的原則下,合肥地區(qū)授粉樹配置方案如下:波尼、維斯頓、科普菲爾均可選擇1號作為授粉樹;1號可選擇64號作為授粉樹;64號可選擇科普菲爾作為授粉樹;馬漢暫無合適的授粉樹。

2.2 滁州地區(qū)花期觀測及授粉樹配置

觀測點2位于滁州市南譙區(qū),本次觀測共涉及波尼、馬漢等9個品種,觀測過程從4月21日開始,持續(xù)到5月22日。

表3 合肥地區(qū)薄殼山核桃花期統(tǒng)計結(jié)果

圖1 合肥地區(qū)薄殼山核桃花期分布

從開花類型來看,雄先型(Ⅰ)2個,雌先型(Ⅱ)6個,占比分別為25.0%、75.0%。從雄花花期長度來看,安農(nóng)4號與金華的散粉期最短，為6 d；馬漢的散粉期最長，為10 d；多數(shù)在7～9 d；散粉盛期一般持續(xù)2～4 d。從雌花花期長度來看,貝殼的可授期最短，為7 d；安農(nóng)4號的可授期最長，為11 d；多數(shù)在8～9 d；雌花盛期一般持續(xù)3～4 d。從自花相遇天數(shù)來看,變異較大,0～7 d不等,波尼、科普菲爾、早云峰相遇7 d,卡多相遇6 d,其余品種花期不遇(表4)。

由圖2可知,波尼、科普菲爾、早云峰、卡多具有一定的自花結(jié)實能力。在遵循異花授粉的原則下,滁州地區(qū)授粉樹配置方案如下:波尼、卡多、科普菲爾三者可互為授粉樹;安農(nóng)4號可選擇馬漢、貝殼、早云峰作為授粉樹;賽普洛斯可選擇波尼、卡多、科普菲爾作為授粉樹;早云峰可選擇波尼、貝殼作為授粉樹;金華可選擇波尼、早云峰作為授粉樹;馬漢、貝殼暫無合適的授粉樹。

2.3 阜陽地區(qū)花期觀測及授粉樹配置

觀測點3位于阜陽市潁泉區(qū),本次觀測共涉及波尼、紹興等7個品種(無性系),觀測過程從4月22日開始,持續(xù)到5月20日。

從開花類型來看,雄先型(Ⅰ)2個,雌先型(Ⅱ)5個,占比分別為28.6%、71.4%。從雄花散粉周期來看,43號的散粉期最短，為6 d；56號與64號的散粉期最長，達9 d；多數(shù)在7～8 d；散粉盛期一般持續(xù)2～4 d。從雌花可授期來看,56號的可授期最短，為6 d；其余均在7～8 d；雌花盛期一般持續(xù)2～4 d。從自花相遇天數(shù)來看,變異較大,0～7 d不等,除波尼、56號分別相遇7 d、5 d外,其余品種(無性系)的花期基本不遇(表5)。

由圖3可知,波尼、56號具有一定的自花結(jié)實能力。在遵循異花授粉的原則下,阜陽地區(qū)授粉樹配置組合為:波尼與56號互為授粉樹,且兩者均可選擇64號作為授粉樹;安農(nóng)4號可選擇紹興、64號作為授粉樹;肖肖尼可選擇波尼、56號作為授粉樹;43號可選擇波尼、56號作為授粉樹;紹興、64號暫無合適的授粉樹。

表4 滁州地區(qū)薄殼山核桃花期統(tǒng)計結(jié)果

圖2 滁州地區(qū)薄殼山核桃花期分布

表5 阜陽地區(qū)薄殼山核桃花期統(tǒng)計結(jié)果

2.4 同一品種在不同地點花期的一致性分析

由表6可知：波尼在合肥、滁州、阜陽3地的雄花花期重合天數(shù)為6 d,重合率達到了75.00%,雌花花期重合天數(shù)為7 d,重合率達到了87.50%;在合肥地區(qū)與滁州地區(qū)之間,馬漢的雄花花期重合8 d,重合率達到了80.00%,雌花花期重合8 d,重合率達到了88.89%，科普菲爾的雄花花期重合7 d,重合率為87.50%,雌花花期重合8 d,重合率為90.00%;在合肥地區(qū)與阜陽地區(qū)之間,64號的雄花花期重合9 d,重合率達到了90.00%,雌花花期重合6 d,重合率達到了60.00%;在滁州地區(qū)與阜陽地區(qū)之間,安農(nóng)4號的雄花花期重合3 d,重合率為37.50%,雌花花期重合7 d,重合率為63.64%。

同一品種(無性系)在不同區(qū)域間雌雄花期重合率為37.50%～90.00%；除安農(nóng)4號的雄花花期重合率較低外,其余品種(無性系)的雌雄花期重合率都在60%以上。以上數(shù)據(jù)表明:合肥、滁州、阜陽三地之間氣候因子的差異對同一品種(無性系)的花期影響較小,因此三地之間的花期數(shù)據(jù)具有較高的相互參考價值,在某栽培區(qū)域內(nèi)無授粉品種時,可以借鑒其他觀測區(qū)的授粉品種。

表6 同一品種(無性系)在不同地點花期的一致性

3 結(jié)論與討論

薄殼山核桃的雌雄異熟機制能有效地抑制自花結(jié)實,以保證子代雜交活性更強[25]。由于薄殼山核桃多數(shù)品種花期不遇,因此在果園中需要為主栽品種選擇合適的授粉樹,以保證較高的產(chǎn)量。除受到基因控制之外,外界環(huán)境如干濕度、溫度都會影響花期[26]。為了準(zhǔn)確把握安徽省內(nèi)不同區(qū)域薄殼山核桃的花期動態(tài),對合肥、滁州、阜陽3個觀測點的花期進行了統(tǒng)計分析,得出如下結(jié)論。

薄殼山核桃雌雄同株異花,雌雄異熟,按照雌雄花開放的先后順序可分為雄先型(Ⅰ)和雌先型(Ⅱ),多數(shù)品種(無性系)花期不遇。3個觀測點共涉及17個品種(無性系),其中雄先型5個、雌先型12個,分別占29.4%、70.6%;6個品種(無性系)具有自花結(jié)實能力,11個品種(無性系)的花期基本不遇,分別占35.3%、64.7%。

安徽省內(nèi)薄殼山核桃的花期分布于4月20日～5月22日,馬漢是目前雌花進入可授期最早的品種,且花期完全不遇,在3個觀測點均未發(fā)現(xiàn)能為馬漢提供花粉的品種(無性系)。馬漢作為安徽省內(nèi)主要推廣品種之一,生產(chǎn)上急需為其尋找合適的授粉樹。

在合肥地區(qū)，波尼、維斯頓、科普菲爾均可選擇1號作為授粉樹；1號可選擇64號作為授粉樹；64號可選擇科普菲爾作為授粉樹。在滁州地區(qū)，波尼、卡多、科普菲爾三者可互為授粉樹;安農(nóng)4號可選擇馬漢、貝殼、早云峰作為授粉樹;賽普洛斯可選擇波尼、卡多、科普菲爾作為授粉樹;早云峰可選擇波尼、貝殼作為授粉樹;金華可選擇波尼、早云峰作為授粉樹。在阜陽地區(qū)，波尼與56號可以互為授粉樹,且兩者均可選擇64號作為授粉樹;安農(nóng)4號可選擇紹興、64號作為授粉樹;肖肖尼可選擇波尼、56號作為授粉樹;43號可選擇波尼、56號作為授粉樹。

同一品種(無性系)在不同地區(qū)花期的重合率為37.50%～90.00%；除安農(nóng)4號外,多數(shù)品種(無性系)花期的重合率都在60%以上。