薄殼山核桃‘波尼’在山東威海地區(qū)的引種表現(xiàn)

劉丙花　趙登超　舒秀閣　梁靜　賈明　姚玉章　劉星辰

摘要：以不同樹齡砧木嫁接的薄殼山核桃良種‘波尼為試驗(yàn)材料，研究其在山東威海地區(qū)的引種表現(xiàn)。結(jié)果表明：‘波尼在威海地區(qū)3月底芽萌動，4月初展葉，開花期在4月中旬至5月中旬，10月初成熟，11月底落葉進(jìn)入休眠期。結(jié)果枝長度21.37～22.93 cm，結(jié)果枝平均結(jié)果數(shù)3.79～4.34個，單株產(chǎn)量2.05～6.48 kg。堅(jiān)果單果重8.91～9.76 g，仁重5.05～5.62 g，出仁率56.64%～58.13%，種仁蛋白質(zhì)含量68.42～84.55 g/kg，脂肪含量為489.76～630.12 g/kg，氨基酸含量83.82～99.60 g/kg。高接砧木樹齡對堅(jiān)果縱徑、殼厚、出仁率均無顯著影響，而對結(jié)果枝平均結(jié)果數(shù)、單株堅(jiān)果產(chǎn)量、堅(jiān)果橫徑、果形指數(shù)、單果重、仁重及種仁蛋白質(zhì)、粗脂肪含量均有顯著影響，除脯氨酸外，其余氨基酸含量均為5年生砧木嫁接的高。5年生砧木嫁接‘波尼的結(jié)果枝平均結(jié)果數(shù)、堅(jiān)果單果重和仁重均顯著小于3年生砧木，但其單株堅(jiān)果產(chǎn)量及種仁蛋白質(zhì)、脂肪和氨基酸含量均顯著高于3年生砧木。‘波尼在山東威海地區(qū)的引種表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長適應(yīng)性和較高的堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀，適宜在威海地區(qū)大面積推廣栽植，為山東省引種薄殼山核桃提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：薄殼山核桃;波尼;良種;威海地區(qū);引種表現(xiàn)

中圖分類號：S664.102.2文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2020）05-0059-05

Abstract ?Carya illinoensis K. Koch cv. Pawnee grafted on rootstocks with different ages were used as experimental materials to study its introduction performance in Weihai area of Shandong Province. The results showed that Pawnee in Weihai area germinated at the end of March， exhibited leaves at the beginning of April， flowered from mid-April to mid-May， riped at the beginning of October， and entered the period of dormancy at the end of November. The length of fruiting branches， the fruit number of each fruiting branches， the yield per plant were 21.37～22.93 cm， 3.79～4.34 and 2.05～6.48 kg， respectively. Average single fruit weight， kernel weight and kernel rate of nut were 8.91～9.76 g， 5.05～5.62 g and 56.64%～58.13%， respectively. The content of protein， crude fat and amino acid in kernel were 68.42～84.55， 489.76～630.12 and 83.82～99.60 g/kg， respectively. One-way ANOVA showed that the age of rootstock had no significant effects on the vertical diameter， shell thickness and kernel rate， while had significant effects on the average fruit number of each fruiting branches， yield per plant， transverse diameter of fruit， single fruit weight， kernel weight， fruit shape index and the contents of protein and crude fat. Except proline， the contents of the other amino acids were higher when the rootstock was five years old compared with those when the rootstock was 3 years old. The average number of each fruiting branches， average single fruit weight and kernel weight of Pawnee grafted on 5-year-old rootstocks were significantly lower than those grafted on 3-year-old rootstocks， while the former showed higher value in yield per tree and the content of protein， crude fat and amino acid in kernel compared with the latter. In conclusion， Pawnee had better introduction performance in Weihai area of Shandong Province as manifested by their strong growth adaptability and high nut economic characters， suggesting that Pawnee was suitable for large-scale planting in Weihai area. The results could provide theoretical basis for introduction and planting of Carya illinoensis K. Koch in Shandong Province.

Keywords Carya illinoensis K. Koch; Pawnee; Improved varieties; Weihai area; Introduction performance

薄殼山核桃（Carya illinoensis K. Koch）又名“美國山核桃”“長山核桃”“碧根果”等，屬胡桃科（Julandaceae）山核桃屬（Carya Nutt），其種仁營養(yǎng)豐富，既可生食又可加工制作食品和保健油品，具有較高的醫(yī)學(xué)和保健功能[1-3]。此外，薄殼山核桃因其樹形高大直立、枝繁葉茂、樹形美觀、材質(zhì)堅(jiān)韌、紋理細(xì)膩等特點(diǎn)，還被廣泛用于園林綠化、提供優(yōu)質(zhì)木材和多種工業(yè)原料[4-6]。薄殼山核桃原產(chǎn)美國和墨西哥，目前廣泛分布于世界五大洲20多個國家和地區(qū)[5-7]。我國于19世紀(jì)末開始引種薄殼山核桃，先后引進(jìn)并保存有100多個品種，在浙江、福建、江西、四川、云南、湖北、湖南、河南、河北、山東等20多個?。ㄊ小^(qū)）均有種植[8-11]。目前，薄殼山核桃已成為中國許多地方的支柱產(chǎn)業(yè)，在調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入、出口創(chuàng)匯以及保障國家糧油安全和生態(tài)安全方面發(fā)揮著越來越重要的作用，被列為國家戰(zhàn)略性樹種[5，8]。

薄殼山核桃良種‘波尼（英文名 Pawnee）由美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)中心于1984 年采用 Mohawk × Starking Hardy Giant 雜交育成，因其具有早實(shí)豐產(chǎn)、堅(jiān)果品質(zhì)佳、抗病性強(qiáng)等特點(diǎn)，在美國被大面積種植，同時也被許多國家廣泛引種[12]?！嶙钤缬芍袊謽I(yè)科學(xué)研究院引進(jìn)，在江蘇[7，13，14]、云南[15]、湖北[10，16]、安徽[17]、浙江[18]等長江流域省份試栽，表現(xiàn)均較好。有關(guān)‘波尼在長江以北省份的引種表現(xiàn)，僅有山東聊城和濟(jì)寧的報(bào)道，均表現(xiàn)為較好的早實(shí)豐產(chǎn)性，且具有較強(qiáng)的抗旱耐澇性，適宜在該區(qū)域推廣種植[19，20]。因其較高的營養(yǎng)價(jià)值，先后在山東省多個地區(qū)（如威海、濟(jì)寧、泰安等地）進(jìn)行引種栽培，本研究著重對山東威海地區(qū)‘波尼引種后的物候期、樹體生長與結(jié)果狀況、果實(shí)品質(zhì)等進(jìn)行調(diào)查分析，以期為今后山東省薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定引種依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 引種地概況

引種地為山東省威海市火炬高技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)星宇林農(nóng)家庭農(nóng)場，位于山東半島最東端，瀕臨黃海，地處中緯度，屬于溫帶季風(fēng)氣候，四季變化和季風(fēng)進(jìn)退都較明顯。與同緯度的內(nèi)陸地區(qū)相比，具有雨水豐富、氣候溫和的特點(diǎn)。另外，受海洋的調(diào)節(jié)作用，表現(xiàn)出春冷、夏涼、秋暖、冬溫，晝夜溫差小、無霜期長、大風(fēng)多和濕度大等海洋性氣候特點(diǎn)。地勢屬起伏緩和、谷寬坡緩的波狀丘陵區(qū)，平均海拔200～300 m，年平均氣溫12℃ 左右，無霜期約210 d，日照時數(shù)2 538.2 h，年平均降水量730.2 mm。土壤以棕壤土為主，土層較厚、疏松、通透性好，微堿性，有機(jī)質(zhì)含量較豐富。

1.2 測定材料

2014年秋季，星宇林農(nóng)家庭農(nóng)場從中國林業(yè)科學(xué)研究院引種‘波尼新梢接穗，將芽塊分別嫁接到3年生（株行距為3 m × 4 m）和5年生（散生）實(shí)生樹上。引種嫁接后第3年開花，第4年開始大量結(jié)果。引種嫁接后第5年（2019年）開始對‘波尼良種的植物學(xué)特征、物候期、樹體生長與結(jié)果特性、堅(jiān)果形態(tài)與營養(yǎng)成分等特性進(jìn)行觀察、檢測與分析。

1.3 測定方法

1.3.1 植物學(xué)特征和物候期調(diào)查隨機(jī)選取5株嫁接樹進(jìn)行植物學(xué)特征和物候期調(diào)查，每株隨機(jī)選取5個枝條觀察萌芽期、展葉期、開花期、果實(shí)生長期、果實(shí)成熟期和休眠期。

1.3.2 樹體生長狀況和單株產(chǎn)量調(diào)查隨機(jī)選取不同樹齡砧木嫁接的‘波尼良種5株進(jìn)行樹體生長狀況和單株產(chǎn)量調(diào)查。主干直徑用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（0.01 mm）測定，結(jié)果枝長度用卷尺（0.01 cm）測定。記錄結(jié)果枝的結(jié)果數(shù)，然后將每株樹的果實(shí)分別采收，去青皮，晾干，用電子秤（1.00 g）稱重即得單株堅(jiān)果產(chǎn)量。

1.3.3 堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)測定每株隨機(jī)選取30粒成熟、無病蟲害的果實(shí)，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（0.01 mm）測定堅(jiān)果的縱徑、橫徑和殼厚，用電子天秤（0.01 g）測定單果質(zhì)量和仁重。

堅(jiān)果果形指數(shù)=縱徑/橫徑 ;

出仁率（%）=種仁質(zhì)量/堅(jiān)果質(zhì)量×100。

1.3.4 種仁營養(yǎng)成分測定30粒果實(shí)去殼取種仁，測定其營養(yǎng)成分。蛋白質(zhì)含量采用凱氏定氮法測定（GB/T 5009.5—2003），粗脂肪含量采用索氏抽提法測定（GB/T 5009.6—2003），氨基酸種類及含量采用色譜分析法測定（GB/T18246—2000）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)設(shè)4個重復(fù)，其中堅(jiān)果形態(tài)指標(biāo)每個重復(fù)測定30個果實(shí)，所有指標(biāo)數(shù)值均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。單因素方差分析（One-way ANOVA）采用SPSS 20.0（SPSS Inc.， IL， USA）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物學(xué)特征

‘波尼樹干挺直，干皮灰色、粗糙、有縱裂，枝條灰褐色;奇數(shù)羽狀復(fù)葉，葉片呈卵狀披針形，鋸齒邊緣，小葉對生、鐮狀彎曲;雌雄同株異花，雄先型，雄花為葇荑花序，雌花為穗狀花序。

2.2 樹體生長及結(jié)果特性

引種嫁接后第5年（2019年），3年生砧木嫁接‘波尼干徑113.05 mm，結(jié)果枝長度22.93 cm，單枝結(jié)果數(shù)為4.34個，單株堅(jiān)果產(chǎn)量為2.05 kg（表1）。5年生砧木嫁接‘波尼干徑126.86 mm，結(jié)果枝長度21.37 cm，單枝結(jié)果數(shù)為3.79個，單株堅(jiān)果產(chǎn)量為6.48 kg。方差分析結(jié)果表明，嫁接砧木樹齡對干徑（P=0.291）、結(jié)果枝長度（P=0.182）無顯著影響，而對單枝結(jié)果數(shù)（P=0.019）和單株堅(jiān)果產(chǎn)量（P=0.002）有顯著影響。5年生砧木嫁接‘波尼的單枝平均結(jié)果數(shù)雖顯著小于3年生砧木，但其單株堅(jiān)果產(chǎn)量顯著高于3年生砧木，這主要?dú)w因于其生長量大，結(jié)果枝數(shù)量顯著增加。

2.3 果實(shí)形態(tài)特征

‘波尼堅(jiān)果外果皮四瓣裂，果實(shí)大小中等。因嫁接砧木樹齡的不同，其堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)出差異性：單果重8.91～9.76 g;長橢圓形，縱徑42.73～43.29 mm，橫徑22.29～23.24 mm，果形指數(shù)1.86～1.92;果頂尖，果基圓平;殼厚0.74～0.77 mm，光滑，革質(zhì)，易剝;種仁肥厚，金黃色，仁重5.05～5.62 g，出仁率56.64%～58.13%（表2）。

方差分析結(jié)果表明，嫁接砧木樹齡對‘波尼堅(jiān)果縱徑（P=0.229）、殼厚（P=0.290）和出仁率（P=0.469）無顯著影響，而對橫徑（P=0.000）、果形指數(shù)（P=0.012）、單果重（P=0.000）和仁重（P=0.002）有顯著影響。3年生砧木嫁接‘波尼的單果重和仁重均顯著大于5年生砧木嫁接，原因可能是其樹體結(jié)構(gòu)較小，樹冠內(nèi)通風(fēng)透光較好，葉片光合作用旺盛，利于光合同化物向果實(shí)積累。

2.4 種仁營養(yǎng)分析

薄殼山核桃種仁富含脂肪、氨基酸和蛋白質(zhì)，是世界著名的高檔干果和油料。如表3所示，‘波尼果實(shí)種仁蛋白質(zhì)含量為68.42～84.55 g/kg，脂肪含量為489.76～630.12 g/kg。嫁接砧木樹齡對‘波尼種仁蛋白質(zhì)含量（P= 0.000）和脂肪含量（P= 0.000）均有顯著影響，且5年生砧木嫁接‘波尼的種仁蛋白質(zhì)和脂肪含量均顯著高于3年生砧木。

如表4所示，‘波尼果實(shí)種仁中共檢測出17種氨基酸，氨基酸總量為83.82～99.60 g/kg，其中必需氨基酸有7種（蘇氨酸、纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸），含量為21.15～28.47 g/kg，占氨基酸總含量的25.23%～28.58%。谷氨酸的含量最高為15.84～21.82 g/kg，其次為精氨酸13.69～14.64 g/kg;蛋氨酸和胱氨酸的含量較低，分別為0.40～0.58 g/kg和0.87～1.16 g/kg。除脯氨酸外，5年生砧木嫁接后，‘波尼果實(shí)種仁中其它16種氨基酸的含量均高于3年生砧木，其原因有待進(jìn)一步研究。

2.5 物候期

‘波尼為雄先型品種，在山東省威海市3月底至4月初萌芽，4月上旬開始展葉，雄花開花期為4月中旬至5月上旬，雌花開花期為4月下旬至5月中旬，果實(shí)發(fā)育期為5月下旬至10月上旬，11月中旬開始落葉，12月底進(jìn)入休眠期。

3 討論與結(jié)論

薄殼山核桃是一種重要的堅(jiān)果和木本油料樹種、生態(tài)樹種、用材樹種和生物質(zhì)能源樹種，廣泛分布于美國、加拿大、墨西哥、意大利、土耳其、以色列、日本、中國等五大洲的20多個國家[5-7]。美國是薄殼山核桃的發(fā)源地，目前已選育命名的薄殼山核桃栽培品種有1 000多個，其中有百余個品種被用于商業(yè)化栽培，年產(chǎn)量12萬噸，是世界上最大的薄殼山核桃生產(chǎn)國和出口國[18]。 我國于19世紀(jì)末20世紀(jì)初開始引種薄殼山核桃，迄今已經(jīng)引進(jìn)50多個品種，其中應(yīng)用于商業(yè)性栽培的品種有十余個;引種地區(qū)多達(dá)20多個省市，其中在亞熱帶東部、長江流域和云南等地表現(xiàn)出較好的生長適應(yīng)性[1，11]。

薄殼山核桃良種‘波尼因其早實(shí)豐產(chǎn)、果實(shí)品質(zhì)佳、抗病性強(qiáng)等特點(diǎn)，被許多國家廣泛引種[12]。中國林業(yè)科學(xué)院于20世紀(jì)90年代從美國引進(jìn)‘波尼品種，主要在江蘇[7，13，14]、云南[15]、湖北[10，16]、安徽[17]等長江流域省份試栽，均表現(xiàn)出良好的早實(shí)豐產(chǎn)性和抗病性。有關(guān)‘波尼在長江以北省份的引種表現(xiàn)鮮有報(bào)道。據(jù)生靜雅等[19]報(bào)道山東省‘波尼最早由冠縣柳林鎮(zhèn)喬莊村董鳳瑞于2003年從中國林業(yè)科學(xué)院引種接穗嫁接到2年生幼樹上，表現(xiàn)良好后陸續(xù)擴(kuò)繁，并在周邊推廣。2013年，山東省濟(jì)寧市經(jīng)濟(jì)林管理站分別從中國林業(yè)科學(xué)研究院和江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)‘波尼在山東省濟(jì)寧市汶上縣試栽，連續(xù)多年觀察表明‘波尼在該地區(qū)具有良好的生長適應(yīng)性，表現(xiàn)出顯著的早實(shí)豐產(chǎn)性，較強(qiáng)的抗旱性、耐澇性、抗病性，且堅(jiān)果商品性高[20]。

本研究發(fā)現(xiàn)：薄殼山核桃良種‘波尼在山東省威海市表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長適應(yīng)性、較高的早實(shí)豐產(chǎn)性和堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀，表明威海地區(qū)滿足‘波尼生長發(fā)育所需生態(tài)環(huán)境條件，是該品種的栽培適宜區(qū)，具有良好的種植和發(fā)展?jié)摿?。此外，方差分析結(jié)果表明高接砧木樹齡對堅(jiān)果縱徑、殼厚、出仁率均無顯著影響，而對單枝平均結(jié)果數(shù)、單株堅(jiān)果產(chǎn)量、堅(jiān)果橫徑、果形指數(shù)、單果重、仁重及種仁蛋白質(zhì)、粗脂肪均有顯著影響，且除脯氨酸外，其余氨基酸含量均為5年生砧木嫁接的高，其原因有待進(jìn)一步研究。

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