翟學杰

（湖南湘移農林科技有限公司，湖南 長沙 410000）

美國山核桃（Carya illinoinensis）又名長山核桃、薄殼山核桃、碧根果，是世界著名的木本干果油料樹種［1-2］，集經濟、生態(tài)和社會效益于一體，是開展鄉(xiāng)村振興、發(fā)展山村經濟的優(yōu)良樹種，其前景十分廣闊。湖南省是國內最早引進美國山核桃的地區(qū)之一，也是適宜栽培美國山核桃的地區(qū)之一［3］。但由于引種前缺乏調查研究，引進的品種良莠不齊、優(yōu)少劣多的現象突出，導致美國山核桃在湖南長沙、湘西、永州等地一直呈零星分布狀態(tài)［4］，這嚴重制約了美國山核桃在湖南地區(qū)的發(fā)展。基于此，作者對8個美國山核桃品種在湖南地區(qū)的開花結實表現進行了研究，旨在為湖南地區(qū)核桃產業(yè)發(fā)展提供參考。

1 試驗區(qū)概況

試驗地位于湖南省長沙市長沙縣路口鎮(zhèn)，地理坐標為113°17′56″E，28°25′30″N，試驗地海拔54.6 m。試驗區(qū)地處東亞季風區(qū)，屬中亞熱帶向北亞熱帶過渡的大陸性季風濕潤氣候區(qū)，四季分明，寒冷期短，炎熱期長。年平均氣溫17.6℃，最冷月（1月）平均氣溫5.0℃，最熱月（7月）平均氣溫29.4℃。年平均無霜期260 d，年平均日照1 510.9 h，年平均降水量1 472.9 mm，年平均蒸發(fā)量1 194.9 mm，平均相對濕度81%。試驗地為水稻土，土層深厚，地勢平坦，排水良好，土壤全氮含量0.90 g·kg-1，水解氮含量46.4 mg·kg-1，速效鉀含量93.2 mg·kg-1，有效磷含量19.6 mg·kg-1。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

于2018年春從南京中山植物園引進8個品種（“波尼”“馬罕”“肖尼”“威奇塔”“卡多”“黃山1號”“紹興1號”“金華1號”）美國山核桃的穗條，高接于8年生的實生大樹上。大樹的種植密度為5 m ×8 m，每1個品種高接10株。

2.2 研究方法

2.2.1 花期觀測 花期觀測采用房瑤瑤等［5］的方法，在4個方位上分別選擇2～4個具有雌花或者雄花花序的標準枝，觀察其花期物候特征。雄花的花期按照開放的比例可分為6個階段，即雄花初花期（5%雄花開放）、盛花始期（25%雄花開放）、盛花期（50%雄花開放）、盛花末期（75%雄花開放）、落花始期 （5%雄花序脫落）和落花終期（95%雄花序脫落）；雌花花期分為5個階段，即雌花始期（5%雌花出現）、盛花始期（25%的雌花柱頭開裂且分泌物增多）、雌花盛期（50%的雌蕊羽毛狀二裂并完全打開）、盛花末期（75%的雌蕊羽毛狀二裂并完全打開）和終花期（80%雌蕊呈現萎蔫凋落狀）。

2.2.2 果實性狀調查 2021年10—11月，待美國山核桃果實完全成熟后逐株采摘，對8個品種全部果實的質量進行測定。每個品種隨機抽取20粒果實，采用游標卡尺對果實的縱徑、橫徑、殼厚度進行測量；采用便攜式電子天平對干果質量、果仁質量進行測定，并計算出仁率；利用索氏抽提器測定果仁出油率。

2.2.3 數據統(tǒng)計分析 采用Excel2016軟件統(tǒng)計果實性狀的平均值、標準差、變異系數及制圖等；采用SPSS 22.0軟件進行方差分析、極差分析和主成分分析。

3 結果與分析

3.1 不同品種美國山核桃在長沙地區(qū)的花期物候特征

美國山核桃開花物候期比較集中，花期長短差異不大。由表1可知：在長沙地區(qū)，美國山核桃的雄花花期大體在4月上中旬至5月上旬，其中，開花最早的是“波尼”，開花最晚的是“金華1號”；各品種雄花花期長18～24 d，最長的是“波尼”，最短的是“肖尼”；各品種雄花的散粉期（包括盛花初期、盛花中期和盛花末期）集中在4月20日至5月7日，持續(xù)5～8 d；雄花盛花期最長的是“金華1號”（8 d），最短的是“肖尼”（5 d）。雌花花期大體在4月中旬至5月上旬，不同品種雌花始期的早晚有較大的差別，開花最早的是 “馬罕”，最晚的是“卡多”；各品種雌花花期長16～21 d，花期最長的是“金華1號”（21 d），最短的是“肖尼”（16 d）。各品種雌花的可授期（盛花始期、雌花盛期）持續(xù)5～8 d，其中雌花可授期最長的是“波尼”（8 d），最短的是“肖尼”“威奇塔”和“黃山1號”（均為5 d）。

表1 不同品種美國山核桃花期Tab.1 Florescence of different Carya illinoinensis varieties

3.2 不同品種美國山核桃單株產量

采用Duncan法進行多重比較，分析美國山核桃產量差異。如圖1所示，不同品種的美國山核桃單株產量差異明顯。8個美國山核桃品種的單株產量在1.76～4.83 kg·株-1之間，其中單株產量最高的品種是“波尼”，在掛果的第二年達到了4.83 kg·株-1，顯著高于其他品種的產量；最低的是“威奇塔”，只有1.76 kg·株-1。另外 “馬罕”“肖尼”和“黃山1號”的單株產量也較低，可能是結實期較晚的原因，也不排除受單株之間大小年現象和實生砧木基因型差異的影響。

圖1 不同品種美國山核桃單株產量Fig.1 Individual yield comparison of different Carya illinoinensis varieties

3.3 美國山核桃果實性狀表型變異及相關性

由表2可知：美國山核桃果實性狀中單果質量變異系數最大，達16.69%。其中“馬罕”的單果質量最大，達9.67 g； “卡多”的最小，僅為5.94 g。出油率的變異系數最小，僅為7.71%，且最大出油率（“波尼”的出油率）是最小出油率（“黃山1號”的出油率）的1.3倍。“馬罕”的果實縱徑最大，其果形指數達2.34，果形屬于狹長形；“卡多”的果實橫徑最小，但其果形指數為2.17，果形也為狹長型；“紹興1號”“金華1號”“黃山1號”的果實縱徑和橫徑都較小。8個品種的果形指數變幅為1.61～2.34，其果實縱徑都明顯大于橫徑。果形指數越小，則果形越圓；反之，果形指數越大，果形越狹長。從果形指數可以看出，“黃山1號”的果為近圓形，“肖尼”“威奇塔”“波尼”“紹興1號”和“金華1號”的果均為橢圓形?！包S山1號”的果殼最厚，“肖尼”的最薄，各品種果殼厚度平均值為0.91 mm。不同品種果實的出仁率在42.69% ～57.30%之間，其中“威奇塔”的出仁率最高，“黃山1號”的出仁率最低，兩者相差14.61%。

表2 不同品種美國山核桃果實性狀表型特征Tab.2 Fruit characters of different Carya illinoinensis varieties

相關性分析結果（表3）顯示：美國山核桃果實性狀間存在著較為復雜的相關性，其中單株產量與果實縱徑和果形指數均呈顯著負相關，與出油率呈極顯著正相關；單果質量與單株產量和果殼厚度相關均不顯著，與其他性狀呈顯著或極顯著正相關；果仁質量與果實縱徑和橫徑均呈極顯著正相關，說明果實越大，果仁質量越大；出仁率與果殼厚度呈極顯著負相關，與果實縱徑、果形指數和出油率均呈極顯著正相關；果殼厚度與果實縱徑、果形指數和出油率呈顯著或極顯著負相關；果實縱徑與果實橫徑和果形指數均呈極顯著正相關。

表3 美國山核桃果實性狀相關性Tab.3 Correlation analysis of fruit characters of Carya illinoinensis

3.4 果實性狀主成分分析

由于美國山核桃果實性狀的評價指標有很多，且果實性狀指標間的單位量綱不同，果實性狀間也存在著一定的相關性，因此，直接用上述9個果實性狀對各品種進行評價會導致評價結果發(fā)生偏差。為消除不同指標因單位不同及相關性不同對分析結果的影響，采用主成分分析法［6］對長沙地區(qū)栽植的8個美國山核桃品種進行綜合評價。根據特征值＞1.000，方差累積貢獻率＞75%的原則提取主成分。從表4看出：累積方差87.781%的貢獻率來自前3個主成分，說明這3個主成分較好地反映了上述9個指標對美國山核桃果實性狀的綜合評價；主成分1方差貢獻率達43.123%。

表4 美國山核桃主成分的方差貢獻率Tab.4 Variance contribution rate of principal com ponents of Carya illinoinensis

通過SPSS 22.0軟件處理數據得到主成分的載荷矩陣，結果見表5。表5顯示，主成分1與單果質量、出仁率、果實縱徑呈高度正相關，與果殼厚度呈高度負相關，反映了美國山核桃的外形品質和產量品質。

表5 美國山核桃主成分的載荷矩陣Tab.5 Load matrix of principal components of Carya illinoinensis

3.5 長沙地區(qū)美國山核桃品種篩選

根據相關研究［7］，在對各品種果實性狀進行綜合評判時，要以主成分貢獻率為權重。根據前3個主成分的貢獻率和主成分得分F，可建立果實性狀綜合評判數學模型：

式中：F表示主成分綜合得分；F1、F2、F3分別表示主成分1、主成分2、主成分3的特征向量權重值。綜合主成分F值越高的品種，其果實綜合品質越好。由表6看出，不同品種美國山核桃綜合得分較高的品種為“馬罕”“波尼”“金華1號”和“肖尼”，表明這4個品種的綜合經濟性狀較好?！包S山1號”“卡多”和“紹興1號”為綜合得分較低的品種，在生產上可以作為授粉品種使用。

表6 美國山核桃品種各主成分得分Tab.6 Principal component scores of Carya illinoinensis

4 結論與討論

美國山核桃是雌雄異花同株的樹種，不同品種雌雄花成熟的時間有差異［8］。美國山核桃參試品種的花期與湖南、浙江、江蘇、安徽等地美國山核桃的花期存在一定的差異，但各品種雌雄花的開放順序是一致的［9-12］，花期的差異可能與種植地的氣候條件不同有關。筆者在種植實踐中觀察到，美國山核桃花期長短不僅與開花時期的日照長短、溫度、風力、降雨、濕度等氣候條件有關，還與樹齡、花量相關，花量大的花期持續(xù)會更長；幼樹期花量小，花期更短。這與祖元剛等、郭連金等［13-14］對樺樹、香果樹的研究結果一致。

美國山核桃參試品種中只有“金華1號”的雌花可授期與雄花散粉期相遇超過4 d，具有一定的自花授粉能力，可視為雌雄同期型品種，其他品種都屬于雌先型或雄先型品種，其雌雄花花期相遇小于4 d，不能完成自花授粉或授粉效果差。Polles等［15］研究表明，美國山核桃異花授粉的果實基因雜合性更高，其果實的大小和品質都優(yōu)于自花授粉的，產量也較自花授粉的高35% ～75%。因此，在進行美國山核桃商業(yè)化栽培時，要根據主栽品種特性、所在地生境條件和氣候條件盡量為主栽品種配置合適的授粉樹，以提高結實率。根據本研究結果，在長沙地區(qū)商業(yè)化種植時，宜選擇2個以上雌花可授期與雄花散粉期長時間重疊的品種進行搭配種植。因“馬罕”在湖南地區(qū)容易感染黑斑病，且空殼現象嚴重，不能作為主栽品種，建議長沙地區(qū)以“波尼”為主栽品種時，用“金華1號”和“威奇塔”作授粉樹；以“金華1號”為主栽品種時，配置“馬罕”和“波尼”為授粉樹，以提高產量。但是品種組合不僅僅是花期相遇就可以了，還必須要考慮不同品種間雜交親和性、雜交后的產量和果實品質等。這些都需進一步研究。

綜上所述，長沙地區(qū)的氣候和土壤條件比較適宜種植美國山核桃，適宜的品種有“馬罕”“波尼”“金華1號”和“肖尼”，但在栽培過程中要注意配置合適的授粉品種。同時，薄殼山核桃的產量、品質與品種和繁殖方式、采收時間等也有較大關系。因此，在栽培時要在選擇適宜主栽品種的基礎上，推廣品種配置、整形修剪、合理采收等配套栽培技術，才可以克服結實遲、群體產量低的缺點，并取得良好的種植效益。