遷西板栗主栽品種授粉組合的優(yōu)化

郭素娟，呂文君，鄒 鋒，謝 鵬，李廣會(huì)，熊 歡

(北京林業(yè)大學(xué) 省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

板栗(Castanea mollissima Bl.)在我國(guó)分布范圍很廣，并且不與糧農(nóng)作物爭(zhēng)地，是我國(guó)3 大木本糧食樹種之一，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，兼具經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益，具有重要的發(fā)展前景［1－2］。《國(guó)家糧食安全中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要(2008—2020 年)》和2009 年、2010 年兩個(gè)中央1 號(hào)文件明確指出，要大力發(fā)展板栗、油茶、核桃等木本糧油產(chǎn)業(yè)，加快提高單產(chǎn)水平和品種品質(zhì)。目前，我國(guó)板栗產(chǎn)量占世界栗產(chǎn)量的70%左右，但是單位面積產(chǎn)量較低［3－4］。

河北省遷西縣是板栗分布面積最大的中國(guó)“板栗之鄉(xiāng)”，因其板栗品質(zhì)優(yōu)良，在國(guó)內(nèi)外大受歡迎。當(dāng)?shù)匕謇醴N質(zhì)資源豐富，但是隨著生產(chǎn)中品種化的推廣，大部分產(chǎn)區(qū)栽培品種單一，很少配置授粉樹，空苞落果現(xiàn)象嚴(yán)重。板栗是雌雄異花樹種，許多研究表明，板栗自花結(jié)實(shí)率較低，生產(chǎn)中需要配置授粉樹［5－10］。目前，關(guān)于不同地區(qū)板栗主栽品種授粉樹配置的研究報(bào)道很多［6－8，11－13］，但是有關(guān)中國(guó)“板栗之鄉(xiāng)”的遷西縣其主栽品種授粉樹選擇的研究鮮為報(bào)道。因此，選擇燕山短枝等8 個(gè)優(yōu)良品種對(duì)遷西縣板栗主栽品種燕山早豐、大板紅進(jìn)行人工授粉，通過(guò)測(cè)定比較不同授粉組合結(jié)實(shí)情況和果實(shí)品質(zhì)，篩選最佳授粉組合，以確保板栗高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2011 年和2012 年連續(xù)兩年在河北省唐山市遷西縣漢兒莊鄉(xiāng)楊家峪村的燕山早豐板栗園和小龍灣村的大板紅板栗園進(jìn)行。試驗(yàn)區(qū)為山前平地，成土母質(zhì)為片麻巖，土壤類型為沙壤土，樹齡均為12 a，株行距為 4 m ×6 m，常規(guī)管理。該地位于東經(jīng) 118°6' －118°37'，北緯 39°57' －40°27，屬于東部季風(fēng)暖溫帶半濕潤(rùn)地區(qū)。年平均氣溫10.9 ℃，最冷月平均氣溫－6.5 ℃，最熱月平均氣溫25.4 ℃。年平均降水量744.7 mm，其中5 －10 月降雨量657.6 mm，占全年降水量的88%。年平均相對(duì)濕度59%，年平均無(wú)霜期176 d，全年日照2 581.5 h，占可照時(shí)數(shù)的58%。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以當(dāng)?shù)刂髟詢?yōu)良品種燕山早豐(C.mollissima‘Yanshanzaofeng’)(代號(hào)A)與大板紅(C.mollissima‘Dabanhong’)(代號(hào) B)為研究對(duì)象，授粉品種(系)分別為:燕山早豐(C.mollissima‘Yanshanzaofeng’)(代號(hào) A)、大板紅(C.mollissima‘Dabanhong’)(代號(hào) B)、燕山短枝(C.mollissima‘Yanshanduanzhi’)(代號(hào) C)、燕龍(C.mollissima‘Yanlong’)(代號(hào) D)、遵玉(C.mollissima‘Zunyu’)(代號(hào) E)、遷西14(C.mollissima‘Qianxi14’)(代號(hào) F)、遷西 15(C.mollissima‘Qianxi15’)(代號(hào) G)，樹齡均為12 a。其中遷西14 號(hào)、遷西15 號(hào)均是河北遷西板栗產(chǎn)業(yè)研究發(fā)展中心實(shí)生選育出來(lái)的新品系，上述供試材料均由河北遷西縣板栗產(chǎn)業(yè)研究發(fā)展中心提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。選擇樹勢(shì)均一，生長(zhǎng)良好的燕山早豐、大板紅各63 株作為母本，每3 株為一個(gè)小區(qū)，重復(fù)3 次。在每株樹冠中部外圍均勻選取健壯結(jié)果枝20 個(gè)，在每個(gè)結(jié)果枝上均勻選取生長(zhǎng)發(fā)育程度相似的雌花簇，每株共取雌花簇40 朵。在雌花柱頭剛露出，暫不具備授粉能力時(shí)進(jìn)行去雄套袋。通過(guò)對(duì)雌雄開花物候的觀察，在兩個(gè)主栽品種雌花盛花期分別采集授粉品種的花粉進(jìn)行授粉。試驗(yàn)以各主栽品種自花授粉及自然授粉為對(duì)照，燕山早豐自花授粉用YCK1 表示，燕山早豐自然授粉用YCK2 表示，大板紅自花授粉用HCK1 表示，大板紅自然授粉用HCK1 表示。授粉組合設(shè)計(jì)見表1。

表1 授粉品種配置設(shè)計(jì)Tab.1 Pollination varieties configuration design

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

果實(shí)成熟時(shí)，統(tǒng)計(jì)各個(gè)授粉組合的座苞率、結(jié)實(shí)率、出籽率，計(jì)算公式如下［14］:

測(cè)定果實(shí)品質(zhì)的樣品，105 ℃殺青，70 ℃烘干后粉碎保存，可溶性糖的測(cè)定采用蒽酮比色法［15，18］，支鏈淀粉與直鏈淀粉的測(cè)定采用雙波長(zhǎng)法［16］，脂肪的測(cè)定采用索氏抽提法［6］，蛋白質(zhì)的測(cè)定采用凱氏定氮法［17］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)結(jié)果用Office Excel 和Spass18.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，鄧肯新復(fù)極差法檢驗(yàn)顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種授粉對(duì)主栽品種結(jié)實(shí)情況的影響

2.1.1 不同品種授粉對(duì)燕山早豐結(jié)實(shí)情況的影響 由圖1 看出，不同品種授粉對(duì)燕山早豐(A)的座苞率具有一定影響，大板紅(B)、遵玉(E)、遷西15 號(hào)(G)授粉顯著提高了燕山早豐的座苞率，并且高于自然授粉(YCK2)條件。其中以遷西15 號(hào)(G)授粉座苞率最高，達(dá)到86.11%，相對(duì)于燕山早豐自交(YCK1)增加了21.82%。燕龍(D)授粉的座苞率小于燕山早豐自交，大于自然授粉(YCK2)，但是3 者差異不顯著。其余品種授粉均使燕山早豐(A)的座苞率降低，并且顯著低于自然授粉(YCK2)。

自然授粉條件下燕山早豐(YCK2)的結(jié)實(shí)率較低，只有35.36%，可能是因?yàn)楫?dāng)?shù)卦灾财贩N過(guò)于單一造成的。燕山早豐自交(YCK1)結(jié)實(shí)率為34.00%，大板紅(B)、遷西15 號(hào)(G)授粉提高了燕山早豐(A)的結(jié)實(shí)率，相對(duì)于自交(YCK1)分別增加了34.42%、39.62%，并顯著高于自然授粉(YCK2)條件下的結(jié)實(shí)率，其余授粉品種授粉均降低了燕山早豐(A)的結(jié)實(shí)率。

大板紅(B)、燕龍(D)、遷西15 號(hào)(G)授粉的燕山早豐平均每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)較多，顯著大于燕山早豐自交(YCK1)及自然授粉(YCK2)，其余授粉組合每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)均小于燕山早豐自交(YCK1)

自然授粉條件下燕山早豐(YCK2)的出實(shí)率只有30.21%，大多數(shù)苞里只有一個(gè)堅(jiān)果。燕山早豐自交(YCK1)的出實(shí)率較高，達(dá)到40.89%，除了遷西15 號(hào)(G)授粉的出實(shí)率大于燕山早豐自交(YCK1)，這可能是由于遷西優(yōu)系每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)較多，且堅(jiān)果單粒質(zhì)量較大的緣故，其余授粉組合的出實(shí)率均小于自交(YCK1)。

從提高產(chǎn)量的因素考慮，大板紅(B)、遷西15 號(hào)(G)均可作為燕山早豐(A)的授粉品種。

圖1 以燕山早豐為母本的不同授粉組合坐苞率、結(jié)實(shí)率、出籽率及每個(gè)苞內(nèi)堅(jiān)果數(shù)Fig.1 Rate of bur setting，rate of nut in bar，nut rate and nuts number in each bar of different combination combination with Yanshanzaofeng

2.1.2 不同品種授粉對(duì)大板紅結(jié)實(shí)情況的影響 不同授粉品種對(duì)大板紅(B)座苞率的影響如圖2，大板紅自然授粉(HCK2)條件下的座苞率、結(jié)實(shí)率、出實(shí)率均較高，并且與燕山早豐(A)和大板紅(B)授粉差異不顯著，可能是因?yàn)樗x試驗(yàn)地周圍大面積栽植的是燕山早豐(A)的緣故。

圖2 以大板紅為母本的不同授粉組合坐苞率、結(jié)實(shí)率、出籽率及每個(gè)苞內(nèi)堅(jiān)果數(shù)Fig.2 Rate of bur setting，rate of nut in bar，nut rate and nuts number in each bar of different combination combination with Dabanhong

大板紅自交(HCK2)授粉座苞率為78.79%，燕山短枝(C)、燕龍(D)授粉降低了大板紅(B)的座苞率，其它品種授粉均使大板紅(B)的座苞率提高，其中燕山早豐(A)、遵玉(E)、遷西14 號(hào)(F)授粉的座苞率均達(dá)到90%以上，以遷西14 號(hào)(F)與大板紅(B)雜交座苞率最高，達(dá)到93.55%。

異花授粉顯著提高了大板紅的結(jié)實(shí)率與出實(shí)率，除了燕山短枝(C)授粉以外，其余授粉組合的結(jié)實(shí)率與出實(shí)率均顯著大于燕山早豐自交(HCK1)。其中遷西14 號(hào)(F)與大板紅(B)授粉的結(jié)實(shí)率最高，相對(duì)于自交(HCK1)增加了35.18%，遷西14 號(hào)(F)、遷西15 號(hào)(G)、遵玉(E)、燕山早豐(A)授粉的大板紅的結(jié)實(shí)率均大于80%。燕龍(D)授粉的大板紅(B)出實(shí)率最高，相對(duì)于對(duì)照增加了17.56%。

大板紅自交(HCK1)每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)較少，平均只有1.67，不同授粉品種與大板紅(B)授粉顯著提高了每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)。

綜合考慮座苞率、結(jié)實(shí)率、出實(shí)率，燕山早豐(A)、燕龍(D)、遵玉(E)、遷西15 號(hào)(G)、遷西14 號(hào)(F)均可作為大板紅(B)的授粉品種。

2.2 不同品種授粉對(duì)主栽品種果實(shí)品質(zhì)的影響

2.2.1 不同品種授粉對(duì)燕山早豐果實(shí)品質(zhì)的影響 不同品種與燕山早豐(A)授粉后的單粒質(zhì)量存在顯著差異。如表2 所示，燕山短枝(C)、遵玉(E)、遷西15 號(hào)(G)作為授粉品種與燕山早豐(A)授粉的單粒質(zhì)量較大，其中燕山短枝(C)、遵玉(E)與燕山早豐(A)授粉后每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)較少，堅(jiān)果生長(zhǎng)發(fā)育空間較大，因此單粒質(zhì)量較大。而遷西15 號(hào)(G)每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)、單粒質(zhì)量均較大，均顯著大于燕山早豐自交(YCK1)。

表2 表明，不同授粉品種對(duì)燕山早豐(A)的果實(shí)品質(zhì)有顯著影響，遷西15 號(hào)(G)、授粉的燕山早豐(A)的可溶性糖含量極顯著高于燕山早豐自交(YCK1);遷西14 號(hào)(F)授粉的燕山早豐(A)的可溶性糖也高于燕山早豐自交(YCK1)，但是差異不顯著;其余授粉組合的可溶性糖含量均顯著小于燕山早豐自交(YCK1)。

遷西14 號(hào)(F)授粉的燕山早豐直鏈淀粉與支鏈淀粉的含量均最大，因此總淀粉的含量也較高，顯著大于燕山早豐自交(YCK1)與自然授粉(YCK1)。遵玉(E)授粉的燕山早豐(A)的支鏈淀粉占總淀粉的百分比最大，相對(duì)于燕山早豐自交提高了3.02%，其余品種授粉的堅(jiān)果糯性均不如燕山早豐自交(YCK1)。

表2 不同授粉品種授粉對(duì)燕山早豐果實(shí)品質(zhì)的影響Tab.2 Content of main nutrient ingredients of different Pollination combination with Yanshanzaofeng for female parent

大板紅(B)、遷西14 號(hào)(F)授粉均顯著提高了燕山早豐(A)的脂肪含量，燕山短枝(C)、遵玉(E)、遷西15 號(hào)(G)授粉的脂肪含量與燕山早豐自交(YCK1)差異不顯著，其余授粉組合的脂肪含量均顯著低于燕山早豐自交(YCK1)。

燕山早豐自交(YCK1)的蛋白質(zhì)含量最高，其余授粉組合的蛋白質(zhì)含量均顯著小于燕山早豐自交(YCK1)。

不同授粉品種對(duì)燕山早豐的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)影響并不一致，綜合考慮各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，遷西14 號(hào)、大板紅、遷西15 號(hào)均可作為燕山早豐的授粉品種。從育種的角度考慮，可以用遷西15 號(hào)與燕山早豐雜交選育大粒品種;選育糖含量較高的品種，可以用遷西15 號(hào)與燕山早豐雜交;選育糯性好、高脂肪的品種可以用遷西14 號(hào)與燕山早豐雜交。

2.2.2 不同品種授粉對(duì)大板紅果實(shí)品質(zhì)的影響 如表3 所示，燕山短枝(C)、遷西14 號(hào)(F)與大板紅(B)授粉后，堅(jiān)果的單粒質(zhì)量與大板紅自交(HCK1)差異不顯著，并且顯著高于自然授粉(HCK2)條件下的單粒質(zhì)量。其余品種與大板紅授粉的單粒質(zhì)量均顯著小于大板紅自交(HCK1)。

表3 不同授粉品種授粉對(duì)大板紅果實(shí)品質(zhì)的影響Tab.3 Content of main nutrient ingredients of different Pollination combination with Dabanhong for female parent

不同授粉品種對(duì)大板紅(B)果實(shí)可溶性糖的影響如表3 所示，燕山早豐(A)、遷西14 號(hào)(F)、遷西15 號(hào)(G)授粉顯著提高了大板紅(B)的可溶性糖含量，燕龍(D)與大板紅(B)授粉后的可溶性糖含量也高于大板紅自交(HCK1)，但是二者差異不顯著，其余授粉組合均與大板紅自交(HCK1)差異不顯著。遷西14 號(hào)(F)、燕山短枝(C)、遵玉(E)授粉顯著提高了大板紅(B)的糯性，其中遷西14 號(hào)(F)與大板紅(B)授粉的堅(jiān)果糯性最強(qiáng)，支鏈淀粉含量最高，其余品種授粉對(duì)大板紅(B)的糯性無(wú)顯著影響。

燕龍(D)授粉顯著提高了大板紅(B)的脂肪含量，燕山短枝(C)授粉顯著降低了大板紅(B)的脂肪含量，其余品種授粉對(duì)大板紅(B)的脂肪含量無(wú)顯著影響。

不同授粉品種對(duì)大板紅(B)蛋白質(zhì)含量產(chǎn)生顯著影響，其中遵玉(E)與大板紅(B)授粉的蛋白質(zhì)含量最高，并且顯著高于大板紅自交(CHK1)。燕山早豐(A)、燕山短枝(C)授粉對(duì)大板紅(B)的蛋白質(zhì)含量無(wú)顯著影響，其余品種授粉均使大板紅(B)的蛋白質(zhì)含量下降。

不同授粉品種對(duì)大板紅的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)影響并不一致，綜合考慮各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)，遷西14 號(hào)、遵玉、遷西15 號(hào)均可作為大板紅的授粉品種。從育種的角度考慮，選育糖含量較高的品種，可以用遷西15 號(hào)與大板紅雜交，選育糯性品種可以用遷西14 號(hào)與大板紅雜交。

2.3 同一品種對(duì)不同主栽品種授粉效果

同一授粉品種對(duì)不同主栽品種授粉后的結(jié)實(shí)狀況存在較大差異，其中燕龍、遵玉、遷西14 號(hào)作為授粉品種與燕山早豐授粉的座苞率、結(jié)實(shí)率、出實(shí)率顯著大于與大板紅授粉的座苞率、結(jié)實(shí)率、出實(shí)率，其中座苞率最大相差34.51%，結(jié)實(shí)率最大相差54.63%，出實(shí)率最大相差11.51%;燕山短枝(C)、遷西15號(hào)授粉的大板紅、燕山早豐的座苞率、結(jié)實(shí)率、出實(shí)率差異不顯著。這可能是由于不同品種間的授粉親和力不同的緣故。兩個(gè)主栽品種間正交和反交座苞率、結(jié)實(shí)率、出籽率均較高，從提高產(chǎn)量的角度考慮，二者可以互作授粉樹。

同一授粉品種對(duì)不同主栽品種授粉后的品質(zhì)差異并不一致，其中遷西15 號(hào)與燕山早豐和大板紅授粉的堅(jiān)果的可溶性糖均最高，顯著大于其它授粉組合;遷西14 號(hào)與兩個(gè)主栽品種授粉后的支鏈淀粉含量最高。可能與這兩個(gè)品種本身的特性有關(guān)，可在育種中進(jìn)行應(yīng)用。

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，燕山早豐自交能夠保證一定的結(jié)實(shí)率。劉慶香［11］對(duì)河北省主栽品種授粉結(jié)實(shí)特性的研究表明，8 個(gè)主栽品種中，燕山早豐自交結(jié)實(shí)率較高，與本研究的結(jié)論一致。本研究中，燕山早豐及大板紅自交授粉的座苞率、結(jié)實(shí)率、出籽率及每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)均較低，其中燕山早豐自交堅(jiān)果的支鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量較高，脂肪、可溶性糖含量中等，直鏈淀粉含量較低，大板紅自交堅(jiān)果的直連淀粉、支鏈淀粉、蛋白質(zhì)含量較高，脂肪含量中等，可溶性糖含量較低。

雖然燕山早豐具有一定的自交親和能力，但是考慮到豐產(chǎn)目標(biāo)，部分品種異花授粉優(yōu)于燕山早豐自花授粉，因此生產(chǎn)中需要科學(xué)合理配置授粉樹。

本研究中，遷西15 號(hào)、大板紅與燕山早豐授粉的座苞率、結(jié)實(shí)率及每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)均顯著提高，其中遷西15 號(hào)與燕山早豐授粉出實(shí)率最大。遷西15 號(hào)與燕山早豐授粉后堅(jiān)果的可溶性糖含量最高，遵玉次之，其余品種授粉后堅(jiān)果的可溶糖顯著降低;遷西14 號(hào)授粉的支鏈淀粉、脂肪含量最高，大板紅授粉次之，其余品種授粉顯著降低了支鏈淀粉與脂肪的含量;所有品種授粉與燕山早豐授粉后堅(jiān)果的蛋白質(zhì)含量均顯著降低。

大板紅、遵玉、遷西14 號(hào)、遷西15 號(hào)與大板紅授粉的座苞率、結(jié)實(shí)率、每個(gè)苞內(nèi)的堅(jiān)果數(shù)、出實(shí)率均顯著提高。燕山短枝、遷西14 號(hào)與大板紅授粉的單粒質(zhì)量與大板紅自交差異不顯著，其余授粉組合的單粒質(zhì)量均顯著降低;遷西15 號(hào)、遷西14 號(hào)、遵玉、燕山早豐與大板紅授粉顯著提高了堅(jiān)果可溶性糖含量，其中遷西15 號(hào)與大板紅授粉后堅(jiān)果的可溶性糖含量最高;遷西14 號(hào)與大板紅授粉的支鏈淀粉含量最高，燕龍授粉的堅(jiān)果脂肪含量最高，遵玉授粉的蛋白質(zhì)含量最高，其余授粉組合的支鏈淀粉含量、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量均顯著降低。

板栗授粉樹配置的主要目標(biāo)在于提高產(chǎn)量，根據(jù)GB/T 22346 －2008 板栗質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及前人對(duì)板栗的研究［6－8，19－24］，單粒質(zhì)量、淀粉含量及可溶性糖含量是板栗最重要的品質(zhì)指標(biāo)，因此綜合考慮不同授粉品種對(duì)主栽品種產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，燕山早豐的最佳授粉品種為遷西15 號(hào)與大板紅，大板紅的最佳授粉品種為遷西14 號(hào)、遵玉。但是如果只注重某一特性的提高，選用遷西15 號(hào)與燕山早豐授粉可獲得大粒堅(jiān)果，同時(shí)提高糖含量;遷西15 號(hào)與大板紅授粉，可提高糖含量;遷西14 號(hào)與燕山早豐授粉，可提高糯性，但脂肪含量較高。結(jié)合現(xiàn)代人們的消費(fèi)觀念，遷西15 號(hào)是遷西主栽品種燕山早豐和大板紅的最適授粉組合。

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