不同種源核桃楸種子性狀及幼苗生長特性研究

(1.黑龍江省牡丹江林業科學研究所，黑龍江 牡丹江 157010；2.黑龍江省林業科學研究所，哈爾濱 150081)

核桃楸(JuglansmandshuricaMaxim.)又名胡桃楸，屬于胡桃科(Juglandaceae)核桃屬(Juglans)落葉喬木，是東北地區三大珍貴硬闊葉樹種之一[1]。其木材材質堅硬，致密，紋理通直，耐腐，可用作建筑、軍工、車輛裝修、船舶和家俱等的材料[2]；果實營養價值高，含油率高，是極佳的森林食品，是東北地區具有開發前途的優良干果樹種[3]；核桃楸還有一定的藥用價值，青果、枝皮及種仁均可入藥[4]，具有抗癌、抗腫瘤、降血脂、養胃溫腎潤腸等功效[5-7]。有學者對核桃楸種子性狀進行了研究[8-9]，但對不同種源種子性狀及苗期生長差異的研究報道較少。本試驗通過研究不同種源核桃楸種子性狀及苗期生長差異分析，探討種子性狀與幼苗生長的關系，為早期種源選擇提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料來源

試驗材料來源于海林林業局三部落林場、綏陽林業局寒蔥河林場、雙鴨山林業局青山林場、方正林業局星火林場、興隆林業局螞螂河林場等地的核桃楸種子。

表1 不同種源核桃楸編號及種源地情況

1.2 育苗試驗地概況

試驗地設在黑龍江省海林林業局三部落苗圃。該地位于北緯44°41′51、東經129°14′39″，年平均氣溫3.3 ℃，年最高溫度32.3 ℃，最低溫度-30.0 ℃，無霜期125 d，降水量723.4 mm，蒸發量853.3 mm，≥10 ℃有效積溫2 400，日照時數1 981.8 h，相對濕度73%。試驗土壤為沙壤土，有機質含量6.6%，速效氮含量0.3%、速效磷含量0.24%和速效鉀含量0.42%。

表2 不同種源核桃楸種子性狀

注：數值后同列不同小寫字母表示0.05水平上差異顯著。下同。

表3 不同種源核桃楸種子性狀變異及方差分析

注：**表示在0.01水平上差異顯著，*表示在0.05水平上差異顯著。下同。

1.3 試驗方法

采集不同種源的果實5 kg，每個種源隨機抽取50粒，在實驗室用電子游標卡尺測量果實的縱徑、橫徑、側徑，堅果的縱徑、橫徑和側徑，用電子天平稱量各種源種子的帶皮重和堅果干重。對堅果進行去殼處理，測量種仁質量，計算出仁率；在種殼碎片中挑選出較大碎片測量其殼厚，計算平均值。種子經沙藏變溫處理后第2年播種育苗，隨機區組排列，各種源區內隨機選20株苗木作為生長量測定的固定株，于9月上旬測定苗高、地徑(主干距地面10 cm處的直徑)、葉長、葉寬、葉面積等生長指標。

1.4 數據處理

采用Excel 2007軟件進行數據整理，SPSS 17.0統計軟件進行方差分析和相關分析，采用DPS數據處理系統v 17.10進行聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不同種源核桃楸種子性狀變異分析

從表2可以看出，5個不同種源的核桃楸果實及種子性狀均有一定的差異。5個種源果實三徑以3號、5號和4號種源的較大，三徑分別為5.61～6.03 cm、3.83～3.93 cm和3.72～3.79 cm，其次為2號，而1號的三徑較小。種子三徑的范圍分別為4.17～5.17 cm、2.59～2.92 cm和2.57～2.94 cm，5個種源大小依次為3號>5號>4號>2號>1號。不同種源的種子及種仁重量與果實及種子三徑的表現有所不同，種子重量以4號的最大，平均為11.22 g；其次為5號和3號，分別比前者小10.16%和10.34%；而2號和1號的較小，分別比4號小27.80%和36.10%。種仁重量的范圍在1.24～2.04 g之間，5個種源大小依次為4號>3號>5號>2號>1號。各種源的出仁率表現與種仁質量有所不同，以3號的出仁率最大，平均為18.68%，其他種源依次為4號>1號>5號>2號，分別比3號少0.46%、1.37%、1.89%和2.15%。5個種源的果殼厚度在5.04～5.19 mm之間，各種源間相差不大，2號和5號種源的果殼較厚，3號和4號的較薄。方差分析結果表明，各種源在果實三徑、種子三徑、種子及種仁質量、出仁率和殼厚等性狀方面差異達到顯著水平或極顯著水平。

表4 不同種源核桃楸苗木生長性狀及多重比較

表5 不同種源核桃楸種子性狀及幼苗生長的相關分析

注：相關系數為Pearson相關系數。

對不同種源核桃楸果實及種子性狀進行方差分析(見表2、表3)，結果表明，果實及種子主要性狀在種源間及種源內均存在著豐富的變異，各性狀在種源間存在極顯著差異。種源間的變異以種仁和種子重量最大，變異系數分別為31.46%和26.70%，其次為出仁率、種子縱徑、果實縱徑和種子側徑，變異系數均大于10%，而其他性狀的變異較小，變異系數在9%以下。

各性狀在種源內的變異也較大。種源內也以種仁重量的變異最大，變異范圍為20.06%～40.18%，各種源的變異系數均在20%以上；種子重量變異范圍在14.91%～39.14%之間，其中1號種源的變異系數最大，其次為5號和2號，變異系數接近20%，其他2個種源在15%左右。出仁率變異范圍在9.19%～16.12%之間，其中4號和5號的變異系數較大，1號的變異系數較小。果實三徑及種子三徑以1號的變異最大，變異系數約為10%以上，其他種源在5%～10%之間。而殼厚的變異最小，范圍在3.42%～6.88%之間，其中3號種源的變異系數較大，4號和5號的變異系數較小。

2.2 不同種源核桃楸苗期生長差異分析

由表4可知，不同種源間苗木的生長也存在明顯的差異。5個種源中以1號、3號和4號的苗較高，平均28.0 cm左右，顯著地高于其他2個種源，三者間差異不顯著。這3個種源苗高的變異幅度也較大，以4號的變異系數最大，為34.59%；其次為3號和1號，變異系數分別為30.46%和29.84%；而2號和5號的苗高較小，變幅不大，變異系數分別為28.76%和20.38%。地徑生長方面，以3號、4號和5號的較大，平均0.73～0.79 cm，1號和2號的較小，約為0.66～0.69 cm；5個種源中以1號地徑的變異系數最大，高達34.22%，3號的最小，變異系數為16.44%，其他幾個種源變異系數均在22%以上。5個種源葉片形狀、長寬比和葉面積等存在一定的差異，3號種源葉片長度最大，寬度最小，葉形較長；4號、5號和2號種源葉長13.26～13.98 cm，葉寬4.99～5.35 cm，長寬比2.57～2.68；而1號種源葉長最小，葉寬最大，長寬比最大。各種源葉長、葉寬及長寬比的變異系數范圍分別為9.23%～17.57%、13.28%～18.42%和11.57%～23.71%，以1號的葉片的變異系數較大，4號的變異系數較小。葉面積以3號的最大，平均為58.23 cm2；其次為1號和4號，分別比前者少5.01%和5.17%；再次為2號和5號，平均50.00 cm2左右。3號種源葉面積的變異系數較小，而其他幾個種源的變異系數均較大，平均約為20.0%。方差分析結果表明，不同種源間核桃楸苗木的苗高、地徑、葉長、葉寬、長寬比及葉面積生長差異顯著，苗高、地徑和葉片性狀的遺傳變異明顯。

圖1 種源間核桃楸種子及幼苗生長性狀的聚類分析

2.3 核桃楸種子性狀及幼苗生長的相關性分析

對核桃楸種子性狀及幼苗生長性狀進行相關分析(見表5)，結果表明，種子重量與仁重、種子三徑呈極顯著正相關，相關系數分別為0.889、0.690、0.754和0.727；與殼厚呈顯著負相關。仁重也與種子重量、三徑呈極顯著正相關，與殼厚呈顯著負相關。出仁率與仁重呈極顯著正相關，相關系數為0.531。種子性狀與幼苗生長性狀具有一定的相關性，但相關性不大，相關系數較小，其中苗高與出仁率呈顯著正相關，相關系數為0.132。

2.4 種源間的聚類分析

對5個種源核桃楸的種子三徑、種子重量、仁重、出仁率、苗高、地徑等種子及幼苗生長主要性狀采用歐氏距離類平均法進行聚類分析，聚類結果如圖1所示。結果表明，5個種源可在閾值6.0左右劃分為3組，第1組為興隆螞螂河和綏陽寒蔥河種源，其特點表現為種子三徑、種子重量、仁重和出仁率中等，苗高、地徑和葉片生長較大；第2組為雙鴨山青山和方正星火種源，表現為種子三徑、種子重量、仁重和出仁率大，苗高、地徑和葉片生長大；第3組為海林三部落種源，表現為種子三徑小，種子和仁重量小，出仁率中等，苗高和葉片生長中等，地徑生長較小。

3 結論與討論

核桃楸在我國東北地區資源豐富，其種群地理分布區域為溫帶針闊混交林和闊葉林區域，黑龍江省的完達山脈和小興安嶺是核桃楸的最適生長區域[10]。通過對黑龍江主要適生區的核桃楸資源進行調查，根據果實種子大、出仁率高、樹體生長快等優良資源選擇標準收集各個地區的核桃楸資源，將收集的資源進一步開展種源試驗。同一樹種因環境的變化會在不同產地發生遺傳變異，這種變異會表現在種子及苗木生長過程中。本試驗以5個種源的核桃楸資源為材料，研究其地理變異，篩選優良種源。結果表明，不同種源間核桃楸果實及種子性狀存在著豐富的遺傳變異，種源間和種源內的變異均以種仁和種子重量最大，變異系數高達25%以上，而果實及種子的橫徑與側徑、殼厚變異較小，屬于相對穩定的性狀；各性狀在種源間及種源內的差異達到極顯著水平。這與成文博等[11]的研究結果基本一致。5個種源中以雙鴨山青山和方正星火的果實及種子三徑較大，種子及仁重量大，出仁率高，殼厚薄。不同種源間苗木的生長也存在著明顯地差異，苗高、地徑和葉面積均差異顯著。種源間苗高、地徑和葉片形狀變異較大，生長性狀的遺傳變異明顯。總體來看，以雙鴨山青山和方正星火種源的苗木生長較快。核桃楸不同種源種子性狀和苗木生長性狀間的相關性分析結果表明，種子重量與仁重、種子三徑呈極顯著正相關，與殼厚呈顯著負相關；但種子性狀與苗高、地徑、葉面積等相關性不大，其中苗高與出仁率呈顯著正相關。對5個種源核桃楸種子及幼苗生長性狀進行聚類分析，可將5個種源劃分為3組，雙鴨山青山和方正星火種源的種子三徑大，種子及仁重量較大，苗高、地徑及葉片生長較大，為優良種源。