安徽省不同区域薄壳山核桃花期观测与授粉树配置

周米生,王陆军,蔡新玲*,肖正东,贾天山,夏培兴

(1.安徽省林业科学研究院,安徽 合肥 230031;2.安徽省滁州市气象局,安徽 滁州 239000;3.安徽省阜阳市林业推广站,安徽 阜阳 236000)

薄壳山核桃(Caryaillinoinensis)属胡桃科山核桃属落叶乔木,又称美国山核桃、长山核桃[1]。薄壳山核桃在原产地分布范围较广,北到美国北部艾奥瓦州(北纬42°20′),南到墨西哥南部的瓦哈卡州(北纬16°30′),既能适应高湿气候,又能在半干旱地区生长,适应性非常强[2]。薄壳山核桃是重要的木本油料植物,其果实油脂含量高达70%以上,优于核桃(60%)、油茶(44%)和文冠果(57%)；其不饱和脂肪酸含量高达97%,而且其木材质地坚韧、纹理细腻,树形高大挺拔,也是理想的城市绿化及木材树种[3]。我国引种薄壳山核桃已有100多年的历史,引种地区涉及20多个省(市、区)[4-5],但仍未形成大规模商品性生产。截至2010年,薄壳山核桃在中国一直呈零星分布状态[4]。近年来,随着国家对木本油料的重视,薄壳山核桃产业得到了高度重视,科研工作者陆续在薄壳山核桃的育苗技术[6-11]、果实动态发育分析[12]、花期观测[13-16]、油脂成分分析[17-20]、群体遗传分析[21]及蛋白质相关分子研究[22]等方面取得了突破,为薄壳山核桃产业的发展提供了强有力的技术支撑。

薄壳山核桃为风媒花,雌花着生于当年生枝头,雄花着生于当年生基部,雌雄异熟,雄花先散粉的为雄先型(Ⅰ),雌花先接受花粉的为雌先型(Ⅱ)[23]。相关研究表明异花结实的果实由于基因的杂合性更高,在坚果大小与品质方面都优于自花结实的果实,在产量上要高于自花结实的果实35%～75%[24]。因此,在管理薄壳山核桃果园时要尽量降低自花结实率,为主栽品种配置授粉树,提高异花结实率。目前,安徽省内薄壳山核桃落果、空果现象严重,极大地挫伤了果农的种植热情。笔者用统一的观测方法进行多点观测,准确掌握了各个薄壳山核桃品种(无性系)在不同区域内的花期数据,评估了不同区域的气候因子对同一品种(无性系)花期影响的程度, 旨在为其授粉树配置提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地简介

试验地分别位于安徽省合肥市蜀山区安徽林科院基地(观测点1)、安徽省滁州市南谯区安徽林科院基地(观测点2)、安徽省阜阳市林业科技推广站试验基地(观测点3)。2019年各观测点的地理位置、气候因子及土壤基本情况见表1。由于薄壳山核桃不同品种(无性系)的花期变化较大,观测从4月20日开始持续到5月22日结束。

表1 薄壳山核桃观测点的地理位置与气候因子概况

1.2 材料与方法

1.2.1 供试材料 试验在3个观测点进行,每个点由专人负责,各个观测点供试薄壳山核桃品种(无性系)的观测数量、树龄、名称及来源见表2。

表2 各个观测点供试薄壳山核桃材料的基本情况

1.2.2 试验方法 从供试薄壳山核桃品种(无性系)中各选择4～6株长势良好、无明显病虫害的标准株,在每个标准株树冠外围选取东向、南向、西向、北向各1个标准枝,挂牌、编号,定期进行观察(每周观测2～3次)。

本次试验参照Worley等[23]对薄壳山核桃花期的观测方法。雄花花期观测:用手轻摇枝条,有少量花粉溢出时记为初期；有大量花粉散出时记为盛期；花药变黑,仅有少量散出时记为末期。雌花花期观测:柱头表面粗糙、有少量液体分泌时记为初期；柱头开张角度较大、有大量液体时记为盛期；柱头表面液体几近干涸、边缘微焦时记为末期。将每个枝作为1个单元进行统计分析,以占比最高者为准。花期重合率=同一品种在不同地点的花期重合天数/该品种花期最长天数。

1.3 数据处理

对所观测的数据分别进行汇总,采用EXCEL软件进行数据整理及作图分析。

2 结果与分析

2.1 合肥地区花期观测及授粉树配置

观测点1位于合肥市蜀山区,本次观测共涉及波尼、马汉等7个品种(无性系),观测从4月20日开始,持续到5月20日。

从开花类型来看,雄先型(Ⅰ)2个,雌先型(Ⅱ)5个,占比分别为28.6%、71.4%。从雄花花期长度来看,科普菲尔的散粉期最短(7 d)；1号的散粉期最长(12 d)；其他多数品种的散粉期在8～11 d；散粉盛期一般持续3～4 d。从雌花花期长度来看,波尼的可授期最短，为8 d；28号的可授期最长，达12 d；其他多数品种的可授期在9～11 d；雌花盛期一般持续3～4 d。从自花相遇天数来看,变异较大,0～9 d不等,其中马汉的花期完全不遇,而1号的自花相遇天数达9 d(表3)。

由图1可见，波尼、科普菲尔、1号具有一定的自花结实能力。有研究表明异花结实的产量远远高于自花结实的[24]。在遵循异花授粉的原则下,合肥地区授粉树配置方案如下:波尼、维斯顿、科普菲尔均可选择1号作为授粉树;1号可选择64号作为授粉树;64号可选择科普菲尔作为授粉树;马汉暂无合适的授粉树。

2.2 滁州地区花期观测及授粉树配置

观测点2位于滁州市南谯区,本次观测共涉及波尼、马汉等9个品种,观测过程从4月21日开始,持续到5月22日。

表3 合肥地区薄壳山核桃花期统计结果

图1 合肥地区薄壳山核桃花期分布

从开花类型来看,雄先型(Ⅰ)2个,雌先型(Ⅱ)6个,占比分别为25.0%、75.0%。从雄花花期长度来看,安农4号与金华的散粉期最短，为6 d；马汉的散粉期最长，为10 d；多数在7～9 d；散粉盛期一般持续2～4 d。从雌花花期长度来看,贝壳的可授期最短，为7 d；安农4号的可授期最长，为11 d；多数在8～9 d；雌花盛期一般持续3～4 d。从自花相遇天数来看,变异较大,0～7 d不等,波尼、科普菲尔、早云峰相遇7 d,卡多相遇6 d,其余品种花期不遇(表4)。

由图2可知,波尼、科普菲尔、早云峰、卡多具有一定的自花结实能力。在遵循异花授粉的原则下,滁州地区授粉树配置方案如下:波尼、卡多、科普菲尔三者可互为授粉树;安农4号可选择马汉、贝壳、早云峰作为授粉树;赛普洛斯可选择波尼、卡多、科普菲尔作为授粉树;早云峰可选择波尼、贝壳作为授粉树;金华可选择波尼、早云峰作为授粉树;马汉、贝壳暂无合适的授粉树。

2.3 阜阳地区花期观测及授粉树配置

观测点3位于阜阳市颍泉区,本次观测共涉及波尼、绍兴等7个品种(无性系),观测过程从4月22日开始,持续到5月20日。

从开花类型来看,雄先型(Ⅰ)2个,雌先型(Ⅱ)5个,占比分别为28.6%、71.4%。从雄花散粉周期来看,43号的散粉期最短，为6 d；56号与64号的散粉期最长，达9 d；多数在7～8 d；散粉盛期一般持续2～4 d。从雌花可授期来看,56号的可授期最短，为6 d；其余均在7～8 d；雌花盛期一般持续2～4 d。从自花相遇天数来看,变异较大,0～7 d不等,除波尼、56号分别相遇7 d、5 d外,其余品种(无性系)的花期基本不遇(表5)。

由图3可知,波尼、56号具有一定的自花结实能力。在遵循异花授粉的原则下,阜阳地区授粉树配置组合为:波尼与56号互为授粉树,且两者均可选择64号作为授粉树;安农4号可选择绍兴、64号作为授粉树;肖肖尼可选择波尼、56号作为授粉树;43号可选择波尼、56号作为授粉树;绍兴、64号暂无合适的授粉树。

表4 滁州地区薄壳山核桃花期统计结果

图2 滁州地区薄壳山核桃花期分布

表5 阜阳地区薄壳山核桃花期统计结果

2.4 同一品种在不同地点花期的一致性分析

由表6可知：波尼在合肥、滁州、阜阳3地的雄花花期重合天数为6 d,重合率达到了75.00%,雌花花期重合天数为7 d,重合率达到了87.50%;在合肥地区与滁州地区之间,马汉的雄花花期重合8 d,重合率达到了80.00%,雌花花期重合8 d,重合率达到了88.89%，科普菲尔的雄花花期重合7 d,重合率为87.50%,雌花花期重合8 d,重合率为90.00%;在合肥地区与阜阳地区之间,64号的雄花花期重合9 d,重合率达到了90.00%,雌花花期重合6 d,重合率达到了60.00%;在滁州地区与阜阳地区之间,安农4号的雄花花期重合3 d,重合率为37.50%,雌花花期重合7 d,重合率为63.64%。

同一品种(无性系)在不同区域间雌雄花期重合率为37.50%～90.00%；除安农4号的雄花花期重合率较低外,其余品种(无性系)的雌雄花期重合率都在60%以上。以上数据表明:合肥、滁州、阜阳三地之间气候因子的差异对同一品种(无性系)的花期影响较小,因此三地之间的花期数据具有较高的相互参考价值,在某栽培区域内无授粉品种时,可以借鉴其他观测区的授粉品种。

表6 同一品种(无性系)在不同地点花期的一致性

3 结论与讨论

薄壳山核桃的雌雄异熟机制能有效地抑制自花结实,以保证子代杂交活性更强[25]。由于薄壳山核桃多数品种花期不遇,因此在果园中需要为主栽品种选择合适的授粉树,以保证较高的产量。除受到基因控制之外,外界环境如干湿度、温度都会影响花期[26]。为了准确把握安徽省内不同区域薄壳山核桃的花期动态,对合肥、滁州、阜阳3个观测点的花期进行了统计分析,得出如下结论。

薄壳山核桃雌雄同株异花,雌雄异熟,按照雌雄花开放的先后顺序可分为雄先型(Ⅰ)和雌先型(Ⅱ),多数品种(无性系)花期不遇。3个观测点共涉及17个品种(无性系),其中雄先型5个、雌先型12个,分别占29.4%、70.6%;6个品种(无性系)具有自花结实能力,11个品种(无性系)的花期基本不遇,分别占35.3%、64.7%。

安徽省内薄壳山核桃的花期分布于4月20日～5月22日,马汉是目前雌花进入可授期最早的品种,且花期完全不遇,在3个观测点均未发现能为马汉提供花粉的品种(无性系)。马汉作为安徽省内主要推广品种之一,生产上急需为其寻找合适的授粉树。

在合肥地区，波尼、维斯顿、科普菲尔均可选择1号作为授粉树；1号可选择64号作为授粉树；64号可选择科普菲尔作为授粉树。在滁州地区，波尼、卡多、科普菲尔三者可互为授粉树;安农4号可选择马汉、贝壳、早云峰作为授粉树;赛普洛斯可选择波尼、卡多、科普菲尔作为授粉树;早云峰可选择波尼、贝壳作为授粉树;金华可选择波尼、早云峰作为授粉树。在阜阳地区，波尼与56号可以互为授粉树,且两者均可选择64号作为授粉树;安农4号可选择绍兴、64号作为授粉树;肖肖尼可选择波尼、56号作为授粉树;43号可选择波尼、56号作为授粉树。

同一品种(无性系)在不同地区花期的重合率为37.50%～90.00%；除安农4号外,多数品种(无性系)花期的重合率都在60%以上。