新疆核桃品種‘新新2’和‘溫185’開花授粉特性研究

寧萬軍　王國安　張 強　廖 康

(1 昌吉市園藝工作站， 新疆 昌吉 831100)(2 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)特色果樹研究中心， 新疆 烏魯木齊 830052)(3 新疆林業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟林研究所， 新疆 烏魯木齊 830000)

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新疆核桃品種‘新新2’和‘溫185’開花授粉特性研究

寧萬軍1王國安3張 強3廖 康2*

(1 昌吉市園藝工作站， 新疆 昌吉 831100)(2 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)特色果樹研究中心， 新疆 烏魯木齊 830052)(3 新疆林業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟林研究所， 新疆 烏魯木齊 830000)

【目的】摸清新疆兩個主栽核桃品種開花授粉生物學(xué)特性，為授粉樹品種配置提供理論依據(jù)。【方法】采用觀察法、重力載玻片法、離心法及控制授粉等手段研究核桃的散粉、柱頭可授性等規(guī)律。【結(jié)果】‘新新2’和‘溫185’兩品種雌雄花期較為互補，花序花粉量達到876. 7～888. 0萬粒，散粉時的最佳溫度為20～23 ℃，散粉可持續(xù)10 d左右；雌花在開放的1～4 d內(nèi)坐果率最高，有效可授期為6～7 d；兩品種異花授粉坐果率達96. 7～98. 0%，通過人工授粉坐果率可提高8. 8～10. 7%。【結(jié)論】 ‘新新2’和‘溫185’兩核桃品種互為授粉樹效果較好。

新疆； 核桃； 開花物候期； 授粉受精

新疆核桃栽培歷史悠久，南疆環(huán)塔里木盆地為核桃的主要分布區(qū)域，近幾年來新疆核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，栽培面積迅速擴大，截止到2013年，新疆核桃種植面積達到482. 5萬畝，年產(chǎn)值達到100. 7億元，總面積及總產(chǎn)值均居全疆果樹第二位。然而，低產(chǎn)一直是新疆核桃生產(chǎn)上面臨的主要難題，核桃為雌雄同株異花授粉結(jié)實樹種，多數(shù)品種雌雄花期不能相遇，是影響產(chǎn)量的主要因素。核桃授粉樹的品種搭配是提高產(chǎn)量的重要條件。研究核桃的開花生物學(xué)特性，可為核桃授粉品種的合理配置提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

試驗地位于阿克蘇地區(qū)溫宿縣核桃林場新疆林科院核桃試驗園，該地區(qū)降水量稀少，且蒸發(fā)量大，晝夜溫差懸殊，屬典型的大陸性氣候。試驗品種為相鄰栽植的‘新新2’和‘溫185’兩個主栽核桃品種，樹齡11a，常規(guī)管理。

1.2方法

1.2.1開花物候期觀察

參照蘋果和梨的物候期觀察項目和標準，觀察記錄了核桃雌雄花芽的開花物候期，包括雌雄花芽萌動期(全樹25%的芽萌動)、花芽綻開期、展葉期、子房顯露期、花序伸長期、初花期(全樹5%的花開放)、盛花期(全樹25～ 75%的花開放)、末花期。

1.2.2雄花開花散粉規(guī)律及花粉量測定

1.2.2.1花粉散粉

采用重力載玻片法收集花粉，雄花初花期，在樹冠內(nèi)部及東、南、西、北5個方位上，每天09:00～21:00的范圍內(nèi)分別懸掛涂布凡士林的載玻片來收集花粉，收回后觀察花粉粒數(shù)，持續(xù)到末花期，3次重復(fù)。同時在盛花期選擇晴天09:00～21:00的范圍內(nèi)，同樣的方法每隔2h收集一次花粉，重復(fù)3次。同時每天用MicroLite-U盤型溫度記錄儀每小時記錄一次空氣溫度。

1.2.2.2花粉量測定

在雄花序即將散粉時，對兩個品種分別隨機選取10個發(fā)育良好且未開的花序，測量其長度，并統(tǒng)計花蕾及花蕾中花藥的個數(shù)。每花序隨機摘取10個花蕾分別放入1. 5 ml離心管中，敞開口使花蕾自然散粉后，加入1 ml蒸餾水，然后離心機高速解離3 min，并充分振蕩后，用移液槍取1 μl溶液滴于載玻片上，顯微鏡下統(tǒng)計花粉粒數(shù)，重復(fù)10次。

1.2.3柱頭可授期

雌花剛顯露時，對兩個品種分別選取800朵同一時期的雌花套袋，袋內(nèi)的雌花開花第1 d時，在上午10:00，用花粉進行人工授粉(兩品種相互授粉)60朵，授粉后繼續(xù)套袋并標記，15 d后全部去袋，統(tǒng)計坐果率，30 d后第二次統(tǒng)計坐果率。每天同樣的方法一直持續(xù)到未授粉柱頭開始明顯干枯時止。

1.2.4授粉受精

在雌花開花的前兩天，選定‘新新2’及‘溫185’具有代表性的中果枝掛牌，在所選的果枝上隨意選取400朵雌花進行套袋去雄。兩個品種相互人工授粉，授粉后繼續(xù)套袋，15 d后去袋輕輕搖動果枝，并統(tǒng)計坐果率。

2　結(jié)果與分析

2.1開花物候期

3月中旬雌雄花芽即開始萌動，3月下旬新梢開始展葉，‘新新2’為雄先型，‘溫185’為雌先型品種。‘新新2’在雄花序發(fā)育過程中一直早于‘溫185’，各時期相差4～8d左右，如表1所示。3月11日‘新新2’雄花芽開始萌動，歷經(jīng)綻開期、花序伸長期及花期共計36 d時間完成花期物候期。‘新新2’雄花4月5日散粉開始，持續(xù)12 d左右；‘溫185’4月13日散粉開始，4月23日達到散粉末期，持續(xù)10d時間。雌花芽在生長發(fā)育過程中，‘新新2’除在萌動期及展葉期稍早‘溫185’1～2 d外，其余時期晚于‘溫185’7～8 d。 ‘新新2’ 4月14日子房開始顯露，此期‘溫185’比‘新新2’提前8 d時間，兩品種雌花開花持續(xù)時間均為10 d左右。

表1　兩核桃品種開花物候期觀察(月∕日)

2.2散粉規(guī)律

2.2.1散粉時間及樹冠不同部位散粉規(guī)律

雄花序的散粉期持續(xù)較長的時間，由圖1、圖2可知，從初花期到末花期都有花粉散落，時間維持在10 d左右，并且散粉情況受白天溫度影響較大，與氣溫高低存在密切的關(guān)系。‘新新2’各個方位上的花粉4月8日開始散粉，此期溫度較低，散粉效果并不明顯。當空氣溫度達到20 ℃以上時，‘新新2’花粉開始集中散粉，持續(xù)4 d時間，占到全年散粉量的67. 0%，說明此時的溫度條件適合‘新新2’散粉。集中散粉過后，溫度雖繼續(xù)上升，但散粉量逐漸下降，直到花粉散盡。在東、南、西、北和內(nèi)部的5個不同方位上，花粉的散粉量存在一定的差異，總的來說，南部>東部>西部>北部>內(nèi)部。

‘溫185’ 4月14日開始散粉，散粉時間比‘新新2’晚7 d左右，一直持續(xù)到4月23日，前后持續(xù)10 d左右時間，如圖2。‘溫185’散粉初溫度已達到23℃，適宜的溫度有利于散粉，所以‘溫185’散粉高峰期來的較早，在20～24℃條件下，散粉呈現(xiàn)出爆發(fā)性，集中散粉4 d，占全年散粉量的79. 4%。在不同方位上，‘溫185’花粉散粉所表現(xiàn)出的情況與‘新新2’基本一致，整體來講，‘溫185’的花粉總量遠遠高于‘新新2’，這對產(chǎn)量較高的‘新新2’核桃品種授粉方面來講是非常有利的。

圖1　‘新新2’樹冠不同部位雄花序花期散粉量變化

圖2　‘溫185’樹冠不同部位雄花序花期散粉量變化

2.2.2日散粉規(guī)律

4月9日即為晴天，當天的溫度范圍維持在12～20 ℃，且是‘新新2’進入盛花期的第3 d，對全天散粉情況測定的結(jié)果如圖3所示。‘新新2’在不同時間階段的散粉總量隨著溫度的增加而增加，降低而降低的，并且不同方位上散粉情況與總體基本保持一致。在13:00～19:00的3個時間階段內(nèi)，溫度為19～20 ℃，此時的散粉效果最好，占到全天散粉量的64. 0%。而在15:00～17:00時段內(nèi)，溫度達到全天的最高值20℃時，散粉量亦達到全天的最大值。在東、南、西、北和內(nèi)部的5個不同方位上，花粉的散粉情況差異較小，日散粉量東部最大，西部最小。

4月16日白天溫度在15～29 ℃左右，此時‘溫185’散粉溫度比‘新新2’散粉時略高，散粉情況也有所不同，如圖4。在15～23 ℃的范圍內(nèi)，‘溫185’散粉量迅速增加，在11:00～13:00階段內(nèi)溫度達到23 ℃時，散粉量達到全天的最大值，在11:00～15:00的兩個時間段內(nèi)散粉效果最好，達到日散粉量的50. 0%。13:00以后隨著溫度的逐漸升高，散粉量反而下降，說明適宜的溫度有利花粉散粉，過高或過低的溫度則不利于花粉散粉。在不同方向上，‘溫185’南部散粉量最大，西部最小。

圖3　‘新新2’全樹整體的日散粉量變化

圖4　‘溫185’全樹整體的日散粉量變化

2.2.3花粉量

如表2所示，兩品種雄花序特征存在差異，‘溫185’花序達到13. 3 cm，明顯高于 ‘新新2’，兩品種平均為12. 3 cm，花序較長。花序的長度決定著花蕾數(shù)的數(shù)量，試驗中‘新新2’花蕾數(shù)達到126. 5個，明顯多于‘溫185’，兩個品種花蕾數(shù)平均為119. 3個。觀測的兩品種花蕾的花藥數(shù)平均為20.1粒，其中‘溫185’為21粒，明顯高于‘新新2’的19.2粒。

花序的長短、花蕾及花藥的數(shù)量決定著花粉量的多少，而花粉量大小則是判斷其是否合適作為授粉樹的重要依據(jù)。結(jié)果表明，兩個品種每花蕾中花粉粒平均為7. 3萬粒，其中‘新新2’為7. 0萬粒，‘溫185’為7. 6萬粒，兩者之間差異不大。核桃花序的花粉量較大，兩品種平均為882. 3萬粒，‘新新2’和‘溫185’花序花粉量分別達到888. 0萬粒和876. 6萬粒，兩者之間無明顯差異，生產(chǎn)上‘新新2’和‘溫185’多互為授粉樹，效果明顯。

表2　兩核桃品種花粉量比較

2.3授粉與坐果

由圖5可知：‘新新2’雌花在盛開的1～3 d內(nèi)授粉坐果率高達82. 0～100. 0%，此階段授粉效果較好，說明柱頭可授性較強。第4 d及以后，‘新新2’的坐果率隨著雌花盛開天數(shù)的增加而逐漸降低，到第7 d坐果率僅為18. 0%，此時已接近無融合生殖率，意味著雌花失去授粉能力，由此確定‘新新2’的可授期為6 d，第7 d及以后可以確定果實為雌花經(jīng)過無融合生殖所形成的幼果。‘溫185’在雌花盛開的1～4 d內(nèi)，坐果率可達70. 0～86. 0%，此階段為授粉的最佳時期。隨后坐果率逐漸降低，當雌花開放到第8 d時，坐果率接近無融合生殖率，為20. 0%，表明‘溫185’雌花在開花后前7 d內(nèi)都具有可授性。

圖5　人工授粉對不同時期雌花處理后坐果率變化

2.4授粉受精

在本試驗中，相鄰栽植的兩個品種在自然條件下授粉效果較好。由表3可知，‘新新2’坐果率達到了90. 0%，‘溫185’比‘新新2’略低，但也達到了87. 4%，較高的坐果率有效的保證了核桃的產(chǎn)量。通過套網(wǎng)袋觀察坐果情況發(fā)現(xiàn)，坐果率為84. 6%～86. 3%，略低于自然授粉下坐果，說明核桃主要靠風(fēng)來傳粉，而昆蟲不是主要傳粉者。

由表3可知，自花授粉坐果率較低，‘新新2’為72.5%，‘溫185’為20.0 %，而異花授粉坐果率顯著提高高，以‘溫185’為父本時，‘新新2’坐果率達到了94. 9%，以‘新新2’為父本時，‘溫185’坐果率達到最高，為96. 7%。

表3　不同授粉方式對核桃坐果率的影響

3　討論

前人對核桃物候期進行了大量的觀察，認為核桃品種不同其的物候期存在差異，即使同一品種在不同地區(qū)、不同年份也是存在差異的，這主要受核桃品種及當年氣候條件所影響。雖然不同年份同一無性系在雌雄花開花物候存在一定的差異，但在不同年份開花的先后次序卻相對穩(wěn)定[1]，這對雄先型及雌先型核桃品種授粉樹的配置具有重要的指導(dǎo)意義。研究結(jié)果表明：新疆雄先型品種‘新新2’雄花花期比雌先型的‘溫185’各時期早4～8 d，與徐穎等[2]認為“一般雄先型品種雄花期比雌先型品種早7～10 d”研究基本一致。兩主栽核桃品種散粉持續(xù)了10～12 d，雌花花期持續(xù)了10 d，與張智英[3]等指出“雄花花期約13 d，雌花花期一般為8～11 d”吻合。

試驗的兩個主栽核桃品種散粉時間均約10 d左右，當外部溫度達到散粉所需的適宜條件時，散粉呈現(xiàn)爆發(fā)性，集中散粉時間為4 d左右。不同核桃品種由于其遺傳性及栽培地氣候條件各異，散粉情況所表現(xiàn)出的規(guī)律亦有細微的差異。張斌等[4]人在對山核桃進行研究時得出，山核桃雄花散粉期短，集中散粉期僅為3 d，莫正海等[5]人指出，山核桃在南京的散粉期天數(shù)為4～9 d，多數(shù)品種(系)集中在7 d左右，這與本文研究結(jié)果較為一致。‘新新2’在15:00～17:00時段內(nèi)散粉量達到全天的最大值，‘溫185’在11:00～13:00階段內(nèi)散粉量最高。魏德福等[6]人認為紅松果林在11:00～14:00時散粉達到最高峰；高克利[7]認為柳杉散粉期間氣溫在13:00～15:00時達到最大值；新疆與內(nèi)地在時間上存在2 h左右的時差，如果按時間推移后，研究結(jié)果與前人基本相同。

不同樹種及不同果樹品種的花粉量是不相同的，甚至差異較大。張昭鈴等[8]對8種10個品種果樹花藥的花粉量進行了測定，得出花藥花粉量在1. 1～2. 7萬粒，不同種之間差異較大。賈云云等[9]對幾種落葉果樹單花藥花粉量進行了比較研究，認為“不同種類果樹花粉量不同，平均在626～ 6 541個”。本試驗觀測的兩個核桃品種花粉量存在細微差異，其中花序的長度為11. 2～13. 3 cm，每花序花蕾數(shù)維持在115. 1～126. 5個，花蕾中的花藥數(shù)平均20. 1粒，花蕾花粉量在7. 0～7. 6萬粒，‘新新2’和‘溫185’花序花粉量分別為888. 0萬粒和876. 6萬粒，作為授粉樹在花粉數(shù)量方面表現(xiàn)出較強的優(yōu)勢。

‘新新2’在雌花盛開的1～3 d內(nèi)坐果率高達82. 0～100%，花后第7 d坐果率僅為18.0%，此時接近無融合生殖率(17. 8%)，說明有效可授期結(jié)束，確定可授期為6 d。‘溫185’雌花在盛開的1～4 d內(nèi)坐果率最高，可達70. 0～86. 0%，第8 d接近無融合生殖率，確定可授期為7 d。張斌等[4]人認為山核桃約有10 d的等待授粉期，與黎章矩[10]研究一致，而莫正海等[5]人指出山核桃雌花可授期天數(shù)為3～10 d，多集中在7 d左右，與本研究結(jié)果較為一致，說明核桃品種不同，雌花可授期的長短存在一定的差異。

核桃自然授粉時有很高的坐果率，‘新新2’坐果率高達90. 0%，‘溫185’為84.4%，明顯高于薄皮山核桃坐果率的61. 5～86. 3%[11]。新疆核桃異花授粉坐果率極高，最高時達到了98. 0%，通過人工授粉，‘新新2’坐果率可提高8. 8%，‘溫185’可提高10. 7%，而‘新新2’自交結(jié)實率為72. 5%，‘溫185’更低，僅有20. 0%。吳國良[12]認為在雌花盛期進行人工授粉，可提高坐果率17. 3%～19. 1%，而試驗地區(qū)核桃當年為“小年”，這無疑對試驗的差異性造成了一定的影響。

4　結(jié)論

‘新新2’ 和‘溫185’雄花芽在3月中旬開始萌動，下旬花序伸長，4月上旬到中旬雄花序開始散粉，完成整個花期過程需要1個月時間，其中散粉時間歷經(jīng)10～12 d。雌花芽3月中旬萌動，下旬展葉，4月上旬子房顯露，4月下旬雌花授粉受精完成，雌花花期持續(xù)約10 d。

散粉時日平均溫度在20～24 ℃條件下，一般可集中散粉4 d左右，占到全開花期散粉量的67. 0～79. 4%。一天當中溫度維持在20～23℃范圍內(nèi)是散粉的最佳溫度，在19～27 ℃范圍內(nèi)均有利于散粉。在不同方位上，一般樹冠南部花粉散粉量較大。‘新新2’ 和‘溫185’花粉量較大，分別達到888. 0萬粒和876. 6萬粒，生產(chǎn)中作為授粉樹，可提供大量的花粉。

兩品種坐果率在雌花開放后的1～4 d內(nèi)最高，其中‘新新2’達到82. 0～100%，‘溫185’為70. 0～86. 0%，此期柱頭表面有大量的分泌物，是授粉的最佳時期。核桃雌花的有效可授期為6～7 d，此階段坐果率隨著開花時間的推移而逐漸減低。

自然條件下，坐果率為87. 4～90. 0%，‘新新2’自交坐果率為72. 5%，‘溫185’自交坐果率只有20. 0%，而異花授粉坐果率可達96. 7～98. 0%。兩個核桃品種互為授粉樹效果較好。

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The Research on Flowering and Pollination Characteristics of Xinxin2 and Wen185 Walnut Varieties in Xinjiang

Ning Wanjun1Wang Guoan3Zhang Qiang3Lao Kang2*

(1 Horticultural Station of Changji, Changji， Xinjiang 831100) (2 Research Centre of Characteristic Fruit Tree, Xinjiang Agriculture University, Urumqi, Xinjiang 830052) (3 Institute of Economic Forest, Xinjiang Academy of Forest Sciences , Urumqi, Xinjiang 830052)

【Objective】 In order to learn the biological characteristics about flowering and pollination of two main cultivated walnut varieties in Xinjiang, to provide a theoretical basis for arranging tree varieties pollination.【Method】Studies on the powdered and receptive period of female flowers stigma low by observation and Gravity slides law and centrifugation and controlling pollination etc.【Result】The inflorescence pollen amount of Xinxin2 and Wen185 reach 8 767 000to 8 880 000 grain, the optimal powdered temperature was 20 to 23 ℃, could lasted for around 10 days. The fruit setting rate was the highest when the female flower bloomed from 1d to 4 d, and the effective receptive period was 6 d to 7 d. In different flower pollination, the fruit set rate of two varieties reached the maximum of 96. 7～98. 0 percent, and the Fruit set rate could improve 8. 8～10. 7 percent through artificial pollination.【Conclusion】This effect of Xinxin2 and Wen185 walnut varieties is very good when mutual pollination tree.

Xinjiang; walnut; flowering phenophase; pollination and fertilization

2015-06-26

國家公益性行業(yè)科研專項-新疆特色林果提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)研究與示范(201304701)；新疆維吾爾自治區(qū)果樹學(xué)重點學(xué)科。

寧萬軍(1988-)，男，碩士，研究方向為果樹種質(zhì)資源。E-mail：ningwanjun@yeah.net

?E-mail：liaokang01@163.com

1009-0568(2016)03-0080-08

S664.1

ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2016.03.015