夏玉潔 ,姚小華,王開良 ,常 君 ,傅松玲 ,滕建華 ,邵慰忠
(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院 亞熱帶林業(yè)研究所,浙江 富陽 311400;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,安徽 合肥230031;3.東方紅林場,浙江 金華 321025;4.建德市林業(yè)技術(shù)推廣中心,浙江 建德 311600)
山核桃Carya cathayensis屬胡桃科山核桃屬,是高檔的特色經(jīng)濟干果和木本油料植物,又是優(yōu)良的材用和庭園綠化樹種[1]。壽命長、產(chǎn)量高[2],是多年生喬木和高級用材樹種[3-4],也是我國特有的名優(yōu)干果和木本油料作物[5-6],具有營養(yǎng)、保健、美容及藥用價值[7],經(jīng)濟效益高[8]。山核桃主要分布在母巖以石灰?guī)r為主的山區(qū)[9],已逐漸成為我國特色的世界性干果[10],較耐寒和耐陰,生長以年均溫13.5~17.2 ℃,年降雨量在1 300~1 500 mm,海拔300~800 m的陰坡山地為好[11]。山核桃生長發(fā)育需充足水分,不同物候期對水分有不同要求,春梢生長、花器發(fā)育、果實和裸芽生長發(fā)育期,要求雨水充沛均勻,干旱會影響花器和果實發(fā)育,增加落果和空果[12]。
張義、張貴麗對4個葡萄品種為試材,對其結(jié)果母枝粗度、結(jié)果枝粗度、結(jié)果枝上第1花穗長度和第1果穗長度的數(shù)量分布以及相關(guān)性進行了研究[13],高媛、賈黎明等對無患子的物候、開花結(jié)果習(xí)性、結(jié)果枝組分類、花序光照度等主要生物學(xué)特性進行了研究[14],陳芬等對15個薄殼山核桃無性系的結(jié)實性狀進行了比較分析[15]。長期以來對山核桃無性擴繁[16-18]、營養(yǎng)成分[19-22]及礦質(zhì)元素[23]和油脂提取工藝、方法等方面的研究較多,關(guān)于山核桃油脂組成的研究[24-26]也有報道,對山核桃果枝及結(jié)實性狀少之又少。本文通過對山核桃不同無性系果枝率及結(jié)實性狀、不同樹冠層次及果枝長粗與結(jié)果量的關(guān)系、結(jié)果(母)枝直徑的分布與結(jié)果率的關(guān)系等多方面的調(diào)查,希望能為山核桃的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及果實品質(zhì)的提高提供科學(xué)依據(jù)。
試驗地位于浙江省金華市東方紅林場山核桃種質(zhì)園內(nèi),園內(nèi)收集了22個無性系。該地屬亞熱帶季風(fēng)氣候,氣溫適中,雨量充沛。年平均氣溫17.3℃,年平均降水量1 406 mm,相對濕度為77%。地形為山地丘陵,局部山間盆地,紅黃壤,pH值5.5左右。
供試植株為10年生山核桃無性系,于2007年12月種植,2007—2018年每年進行常規(guī)的人工管理(定期施肥、除草等)。
選擇22個無性系共66個標(biāo)準(zhǔn)株,每個無性系調(diào)查65~75個新枝,測定新枝上的結(jié)果數(shù);每個無性系調(diào)查108個母枝,測定每母枝抽果枝數(shù),每果枝結(jié)果數(shù),每母枝去年生枝數(shù),每母枝新枝數(shù)。
(1)果枝率=結(jié)果枝數(shù)/新枝數(shù)×100%;
(2)果葉比=幼果數(shù)/復(fù)葉數(shù);
(3)發(fā)枝力=每母枝新枝數(shù)/每母枝去年生枝數(shù);
(4)坐果率=子房膨大數(shù)/授粉小花朵數(shù)。
采用Excel 2007和SPSS 22.0 軟件對果枝及結(jié)果性狀數(shù)據(jù)進行計算、多重比較分析。
山核桃無性系的果枝率、結(jié)果枝數(shù)均有差異(見表1)。大部分無性系的果枝率均在50.00%以上,徐坑4號的果枝率最高,達到70.23%,其次是徐坑2號、高嶺7號和徐坑89號,其果枝率分別為65.37%、63.71%、63.45%,徐坑7號的果枝率最低(46.99%)。
山核桃無性系每枝結(jié)1個果和每枝結(jié)2個果的占多數(shù),每枝結(jié)4個果的果枝僅占果枝的0.55%;每枝結(jié)1個果的果枝最多的無性系為高嶺2號,占果枝的75.42%,無每枝結(jié)4個果的果枝,每枝2果和每枝3果的果數(shù)較多,百分率分別為22.35%和2.23%;每枝結(jié)2個果的果枝最多的無性系為高嶺7號,占總果枝數(shù)的38.32%,每枝結(jié)1個果和每枝結(jié)3個果的果枝分別占57.49%和4.19%,無結(jié)4個果的果枝;每枝結(jié)3個果的果枝最多的無性系為大源5號,占總果枝數(shù)的5.21%,無每枝結(jié)4個果的果枝,每枝1果和每枝2果的果枝分別占72.40%和22.40%;22個無性系中只有一個無性系(徐坑1號)每枝結(jié)4個果。
山核桃無性系中,在樹冠上、中、下部,大源1號和徐坑2號果枝結(jié)果均數(shù)都高于其它無性系,其次是大源6號、高嶺2號、高嶺9號,大源5號和高嶺7號的結(jié)果數(shù)較少。大源1號在樹冠上部的枝長均值為20.94 cm,枝粗均值為5.85 mm時結(jié)果均數(shù)最大,達到2.88個;大源2號在樹冠下部,枝長均值為14.68 cm,枝粗均值為5.32 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,達到2.43個;大源3號在樹冠中部,枝長均值為20.55 cm,枝粗均值為5.59 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為3個;大源4號在樹冠上部,枝長均值為19.1 cm,枝粗均值為5.13 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,達到2.47個;大源5號在樹冠下部,枝長均值為15.43 cm,枝粗均值為4.99 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,達到2.09個;大源6號在樹冠上部,枝長均值為11.75 cm,枝粗均值為5.11 mn。時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.58個;高嶺1號在樹冠上部,枝長均值為11.24 cm,枝粗均值為4.93時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.38個;高嶺2號在樹冠上部和樹冠中部,枝長均值為分別為17.5和17.38 cm,枝粗均值分別為5.46和5.11時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.67個;高嶺3號在樹冠中部,枝長均值為16.98 cm,枝粗均值為5.5 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.29個;高嶺4號在樹冠中部,枝長均值為15.84 cm,枝粗均值為6.27 mm時的結(jié)果均數(shù)高于樹冠中部和樹冠下部的結(jié)果數(shù),為2.88個;高嶺5號在樹冠上部,枝長均值為16.5 cm,枝粗均值為5.22時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.5個;高嶺7號在樹冠下部,枝長均值為17.69 cm,枝粗均值為5.00 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.09個;高嶺8號在樹冠下部,枝長均值均為13.67 cm,枝粗均值均為5 mm時的結(jié)果均數(shù)為2.5個,結(jié)果較多;高嶺9號在樹冠中部,枝長均值為24.15 cm;枝粗均值為7.48 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.83個;徐坑1號在樹冠下部,枝長均值為11.79 cm,枝粗均值為5.25 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.58個。徐坑2號在樹冠上部,枝長均值為22.63 cm,枝粗均值為5.96 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為3.17個。徐坑4號在樹冠中部,枝長均值為26.75 cm,枝粗均值為7.56 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.13個。徐坑7號在樹冠上部,枝長均值為18.77 cm,枝粗均值為5.84 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.31個。徐坑24號在樹冠中部及樹冠下部,枝長均值為10.49和12.57 cm,枝粗均值為5.59 mm和5.30 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,均為2.31個。徐坑40號在樹冠中部,枝長均值為22.17 cm,枝粗均值為5.44 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.78個。徐坑88號在樹冠下部,枝長均值為19.25 cm,枝粗均值為5.15 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.86個。徐坑89號在樹冠下部,枝長均值為11.31 cm,枝粗均值為5.42 mm時的結(jié)果均數(shù)最大,為2.47個。
表1 不同無性系結(jié)果率和結(jié)果枝數(shù)比較Table 1 Comparisons of fruit rute and branches among clones
表2 不同無性系樹冠層次及果枝長粗與結(jié)果的關(guān)系Table 2 Relationship between canopy level, branches long or thick and quantity of fruit
對山核桃無性系的結(jié)實性狀(果葉比、發(fā)枝力、落果率、坐果率、果枝數(shù))分析結(jié)果表明,果葉比方面高嶺1號和高嶺2號最高,分別為2.30和1.98;發(fā)枝力方面,大源5號、徐坑4號、徐坑89號較高,均接近于2.000,即每個去年生枝平均可以抽2個結(jié)果枝,高嶺5號和高嶺4號較低,分別為1.131、1.308;落果率方面,大源4號、徐坑40號、大源6號、高嶺9號的7月落果率最低,高嶺5號和徐坑7號最高,大源4號、徐坑88號、大源6號、徐坑1號的8月落果率較低,高嶺4號和徐坑7號較高;大源4號、徐坑1號、徐坑88號的坐果率高于其它無性系;高嶺3號、大源4號、徐坑2號的每母枝果枝數(shù)較高,分別為6.75、6.42、6.75,每母枝結(jié)果數(shù)也較高,分別為9.14、9.19和9.36。
2.4.1 結(jié)果母枝直徑的分布
由表4可以看出,22個無性系的結(jié)果母枝直徑集中分布區(qū)為4.01~6.00 cm,結(jié)果枝總數(shù)1 440個,在此分布區(qū)的結(jié)果枝數(shù)量為958個,占總數(shù)的66.53%;結(jié)果母枝直徑分布在6.01~8.00 cm的數(shù)量為241個,占總數(shù)的66.53%;結(jié)果母枝直徑分布在2.01~4.00 cm的數(shù)量為169個,占總數(shù)的11.74%;結(jié)果母枝直徑分布在8.01~10.00的數(shù)量為48個,占總數(shù)的3.33%;結(jié)果母枝直徑分布在10.01~25.00 cm的數(shù)量為24個,占總數(shù)的1.67%??傮w來看,各品種結(jié)果母枝的直徑均在(3.57±0.09) cm范圍分布。
2.4.2 結(jié)果母枝粗度與結(jié)果枝率的關(guān)系
由表5可以看出,當(dāng)結(jié)果母枝直徑分布最集中的范圍在2.01~3.00 cm時,大源2號、大源4號、徐坑24號的結(jié)果率最高;當(dāng)結(jié)果母枝直徑分布最集中的范圍在3.01~4.00 cm時,大源6號、高嶺2號、徐坑40號、徐坑88號、徐坑89號的結(jié)果率最高;當(dāng)結(jié)果母枝直徑分布最集中的范圍在4.01~5.00 cm時,大源1號、高嶺1號、高嶺2號、徐坑2號、徐坑88號的結(jié)果率最高;當(dāng)結(jié)果母枝直徑分布最集中的范圍在5.01~6.00 cm時,大源3號、大源5號、高嶺2號、高嶺8號的結(jié)果枝率最高;當(dāng)結(jié)果母枝直徑分布最集中的范圍在6.01~15.00 cm時,高嶺1號、高嶺5號、高嶺9號、徐坑40號的結(jié)果枝率最高。
表3 不同無性系結(jié)實性狀比較Table 3 Comparisons of fruiting characters among clones
表4 結(jié)果母枝直徑的數(shù)量分布Table 4 Quantitative distribution of diameter of base fruitage branch
表5 結(jié)果母枝直徑與結(jié)果枝率的關(guān)系Table 5 Relationship between diameter of the base fruitage branch and the number of fruitage branch
2.4.3 山核桃結(jié)果枝直徑的分布
由表6可知,無性系結(jié)果枝直徑最集中分布的區(qū)域范圍是3.01~4.00 cm,結(jié)果枝總數(shù)1 440個,在此分布區(qū)的結(jié)果枝數(shù)量為919個,占總數(shù)的63.82%;其次為2.01~3.00 cm,在此分布區(qū)的結(jié)果枝數(shù)量為297個,占總數(shù)的20.63%;直徑集中分布區(qū)為4.01~5.00 cm時,結(jié)果枝數(shù)量為201個,占總數(shù)的13.96%;直徑集中分布區(qū)為5.01~6.00 cm時,結(jié)果枝數(shù)量為15個,占總數(shù)的1.04%;當(dāng)結(jié)果枝直徑集中分布區(qū)在6.01~15.00 cm時,結(jié)果枝數(shù)量最少,僅為8個,占總數(shù)的0.56%。
果實的產(chǎn)量由果實質(zhì)量和結(jié)果數(shù)量決定,選擇結(jié)果數(shù)量決定果實產(chǎn)量因此當(dāng)結(jié)果枝直徑為3.01~4.00 cm時,結(jié)果枝數(shù)量最多,通過刻芽、短截、拉枝等手段可以提高新梢長度、頂端直徑和基部直徑,未來可以試驗最佳刻芽方式、最佳拉枝角度及最佳短截程度來提高結(jié)果枝數(shù)量。
2.4.4 結(jié)果枝分類及對比
采用K均值聚類法對山核桃進行結(jié)果枝組分類,判斷哪種類型的結(jié)果枝可達更高產(chǎn)量。將結(jié)果枝分成3類,短果枝(1.00~4.00 cm)、中長果枝(4.00~14.00 cm)及長果枝(14.00~42.00 cm),其中不同長度的結(jié)果枝對應(yīng)了相應(yīng)直徑結(jié)果枝,分析其結(jié)果量得出長果枝>中長果枝>短果枝。綜合前面可知結(jié)果枝長度和直徑均與結(jié)果數(shù)呈極顯著正相關(guān),短果枝及中長果枝的結(jié)果數(shù)低原因還可能為花芽分化時花芽能夠獲得的營養(yǎng)相對較少,發(fā)育質(zhì)量不佳,因此未來修剪時應(yīng)多留壯枝和長枝,注意中長果枝及長果枝的營養(yǎng)補充,疏剪短小和瘦弱的一年生枝。
表6 結(jié)果枝直徑的數(shù)量分布Table 6 Quantitative distribution of diameter of fruitage branch
表7 結(jié)果枝分類及對比?Table 7 Classification and comparison of fruiting branches
對山核桃無性系的結(jié)果性狀相關(guān)性分析結(jié)果表明,結(jié)果母枝直徑與母枝長度、結(jié)果母枝果數(shù)與每結(jié)果枝簇數(shù)相關(guān)系數(shù)最高,相關(guān)系數(shù)為0.781**和0.828**,均為極顯著正相關(guān);結(jié)果母枝直徑與結(jié)果枝直徑、結(jié)果枝長度均成極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.665*、0.472**,與每結(jié)果枝果數(shù)為顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.291*;結(jié)果母枝長度與結(jié)果枝直徑與長度均為極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.462**和0.373**;結(jié)果枝直徑與結(jié)果枝長度、每結(jié)果枝果數(shù)均為極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.567**和0.343**;結(jié)果枝長度與每結(jié)果枝果數(shù)為極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.416**;每結(jié)果枝果數(shù)與每結(jié)果枝簇數(shù)為顯著負相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.265*。
表8 不同無性系果枝與結(jié)果性狀相關(guān)分析Table 8 Correlation analysis of fruiting branch and fruiting characters among clones
(1)通過本文研究得出:山核桃無性系的結(jié)果枝數(shù)和果枝率均有差異,大部分無性系的果枝率均在50.00%以上,徐坑4號的果枝率最高,達70.23%,22個無性系每枝結(jié)1個果和每枝結(jié)2個果的占多數(shù);22個無性系中只有徐坑1號一個無性系有每枝4個果的果枝,占果枝的0.55%。
(2)在樹冠的上、中、下部,大源1號和徐坑2號果枝結(jié)果均數(shù)都高于其它無性系,其次是大源6號、高嶺2號、高嶺9號。樹冠中部的每結(jié)果枝果數(shù)樹冠中部>上部>下部。因為樹體的光強自上而下呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢,因此樹冠中下部光照條件不佳可能是結(jié)果數(shù)低的原因,未來可通過提干、落頭、縮冠等技術(shù)調(diào)整樹體結(jié)構(gòu),增加樹體光效利用比例,比較光能利用率和結(jié)果量是否不同。另外,不同樹冠部位的營養(yǎng)物質(zhì)吸收和積累不同,也可能是造成結(jié)果數(shù)不同的原因。
(3)對無性系結(jié)實性狀(果葉比、發(fā)枝力、落果率、坐果率、果枝數(shù))分析表明,高嶺1號和高嶺2號的果葉比最高,分別為2.30和1.98;大源5號、徐坑4號、徐坑89號的發(fā)枝力較高,均接近于2.00;大源4號、徐坑40號、大源6號、高嶺9號的7月落果率較低,大源4號、徐坑88號、大源6號、徐坑1號的8月落果率較低;大源4號、徐坑1號、徐坑88號的坐果率高于其它無性系;高嶺3號、大源4號、徐坑2號的每母枝果枝數(shù)和每母枝結(jié)果數(shù)均較高。
(4)對22個山核桃無性系的結(jié)果性狀相關(guān)性分析結(jié)果表明,結(jié)果母枝直徑與母枝長度、結(jié)果母枝果數(shù)與每結(jié)果枝簇數(shù)相關(guān)系數(shù)最高,相關(guān)系數(shù)為0.781**和0.828**,均為極顯著正相關(guān);結(jié)果母枝長度與結(jié)果枝直徑、長度均為極顯著正相關(guān);結(jié)果枝直徑與結(jié)果枝長度、每結(jié)果枝果數(shù)均為極顯著正相關(guān);結(jié)果枝長度與每結(jié)果枝果數(shù)為極顯著正相關(guān);每結(jié)果枝果數(shù)與每結(jié)果枝簇數(shù)為顯著負相關(guān)。
(5)山核桃結(jié)果母枝的直徑最集中分布區(qū)為4.01~6.00 cm,在此范圍的結(jié)果枝數(shù)量占總數(shù)的66.53%,結(jié)果枝直徑最集中分布區(qū)為3.01~4.00 cm,在此分布區(qū)的結(jié)果枝數(shù)量占總數(shù)的63.82%;采用K均值聚類法對山核桃進行了結(jié)果枝組的分類;將結(jié)果枝分成短果枝(1.00~4.00 cm)、中長果枝(4.00~14.00 cm)及長果枝(14.00~ 41.60 cm),對其結(jié)果量進行分析得出山核桃的結(jié)果量長果枝>中長果枝>短果枝。但是對于短果枝及中長果枝結(jié)果量少的原因是否為花芽分化時花芽能夠獲得的營養(yǎng)相對較少,從而導(dǎo)致發(fā)育質(zhì)量不佳,有待研究。