氣象要素對(duì)‘清香’核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)的影響1)

徐永杰　裴東　　　　　　　　　　王其竹

(林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所)，北京，100091)　　　(湖北省?？悼h核桃技術(shù)推廣中心)

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氣象要素對(duì)‘清香’核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)的影響1)

徐永杰裴東王其竹

(林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所)，北京，100091)(湖北省?？悼h核桃技術(shù)推廣中心)

摘要以‘清香’核桃為試材，分析了溫帶向亞熱帶過渡地區(qū)‘清香’核桃品種的主要外觀品質(zhì)(單果質(zhì)量、殼厚、核仁飽滿度等)與峰值日照時(shí)間、平均極端溫度、降水等氣象要素的相關(guān)性。結(jié)果表明：在溫帶向亞熱帶過渡地區(qū)，5—8月份峰值日照時(shí)間與單果質(zhì)量和殼厚呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；5月份降水時(shí)間和降水量與單果質(zhì)量和殼厚呈極顯著正相關(guān)，而6—8月份降水量與殼厚呈極顯著負(fù)相關(guān)，7、8月份降水量與單果質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；平均極端溫度對(duì)堅(jiān)果單果質(zhì)量和殼厚影響不大，8月份日均最高溫和日均最低溫與‘清香’核桃飽滿度呈正相關(guān)關(guān)系。試驗(yàn)表明，‘清香’核桃單果質(zhì)量、果殼厚、核仁飽滿度等外觀品質(zhì)變化與氣象要素密切相關(guān)，初步說明核桃同一品種實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域優(yōu)質(zhì)栽培時(shí)考慮氣象要素的必要性。

關(guān)鍵詞核桃；氣象要素；外觀品質(zhì)

分類號(hào)S664.1;Q944.3

Effect of Meteorological Elements on ‘Qingxiang’ Walnut Appearance Quality

Xu Yongjie, Pei Dong

(State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, P. R. China); Wang Qizhu(Center for Walnut Technology of Baokang Country)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(3)：74-76.

We studied the relationship between the peak sunshine, average extreme temperature, rainfall and the main appearance quality such as single nut weight, shell thickness and kernel plumpness of ‘Qingxiang’ walnut. In transitional area from the temperate zone to the subtropical zone, the nut weight and shell thickness were negatively correlated with the peak sunshine from May to August significantly, and were positively correlated with the rainfall and raining days in May significantly, but had no correlation with the average extreme temperature in fruit growing period. While the shell thickness was negatively correlated with the rainfall significantly from June to August, and single nut weight was negatively correlated with the rainfall from July to August significantly. The kernel plumpness was positively correlated with the mean maximum temperature and the minimum temperature of August. There was close relationship between “Qinxiang” walnut appearance quality, including single nut weight, shell thickness, kernel plumpness et al., and meteorological factors, and the meteorological factor is very necessary for realizing high-effective cross-region cultivation of the same variety.

KeywordsWalnut； Meteorological elements； Appearance quality

果樹栽培與氣象要素密切相關(guān)[1-2]。氣象要素不僅影響果樹的物候期[3]，而且影響果實(shí)的外觀品質(zhì)[4-5]和內(nèi)含物的形成，進(jìn)而決定其加工特性[6]。核桃(JuglansregiaL.)是世界上重要的果樹之一，其堅(jiān)果長期被作為一種益智并且美味的食品[7]。近年來，核桃在我國栽培范圍迅速擴(kuò)大，涉及全國27個(gè)省(區(qū)、市)的1 046個(gè)縣市。由于人們對(duì)果品優(yōu)質(zhì)生態(tài)區(qū)域化缺乏深入認(rèn)識(shí)，不能適地適樹栽植，導(dǎo)致核桃單產(chǎn)不高、病蟲害嚴(yán)重、品質(zhì)良莠不齊等諸多問題出現(xiàn)。事實(shí)上，科技工作者早在20世紀(jì)已根據(jù)我國核桃資源的理論分布特點(diǎn)和氣候生態(tài)因素將我國核桃生產(chǎn)劃分為六大產(chǎn)區(qū)[8]。近年來，一些核桃產(chǎn)區(qū)也根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，將本區(qū)域細(xì)劃分為適宜栽培區(qū)和次適宜栽培區(qū)[9-10]，而當(dāng)一品種跨區(qū)域栽培時(shí),其品質(zhì)與氣象要素的關(guān)系卻未見報(bào)道。

1983年，‘清香’核桃由日本引入國內(nèi)，1998年開始在全國推廣，目前已在我國溫帶和亞熱帶地區(qū)的河北、河南、山東、山西、湖北、湖北、四川、云南等15個(gè)省市進(jìn)行了引種栽培。為探究同一品種跨區(qū)域栽培時(shí)果實(shí)品質(zhì)與氣象要素的關(guān)系，連續(xù)3年(2012—2014年)觀測了處于溫帶地區(qū)的河北定州市和處于亞熱帶地區(qū)的湖北?？悼h‘清香’核桃果實(shí)生長季節(jié)的太陽輻射、溫度、降水等氣象要素及兩地區(qū)堅(jiān)果的外觀品質(zhì)，分析了它們與堅(jiān)果外觀品質(zhì)之間的相關(guān)性，進(jìn)而探討了其對(duì)核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)的影響，以期為核桃跨區(qū)域優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1材料與方法

試材采集地選擇：選擇河北省定州市和湖北省?？悼h作為研究區(qū)域。河北省隸屬我國東部沿(近)海核桃分布區(qū)，屬溫帶-暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，是我國傳統(tǒng)核桃產(chǎn)區(qū)。2012年該省核桃堅(jiān)果產(chǎn)量126 636 t，居全國第5位[11]，是該分布區(qū)產(chǎn)量最高的省份，定州市是河北省‘清香’核桃的傳統(tǒng)栽培區(qū)域。湖北省隸屬華中華南核桃分布區(qū)，2012年堅(jiān)果產(chǎn)量91 351 t，居全國第9位[11]，其?？悼h是該分布區(qū)‘清香’核桃發(fā)展最為集中、規(guī)模最大的區(qū)域之一(約1萬hm2)。在兩個(gè)區(qū)域選擇的果園所用‘清香’核桃嫁接苗和管理技術(shù)均由河北德勝農(nóng)林科技有限公司提供，苗木和管理措施基本一致，且試驗(yàn)期間均無重大災(zāi)害發(fā)生。

試驗(yàn)材料：在9月上旬果實(shí)成熟期，在樣品采集地分別收集完全成熟的‘清香’核桃青果1 000 kg，堆放于陰涼處3～5 d，將青皮剝落，清水洗凈，放于通風(fēng)干燥處晾干。待測得堅(jiān)果含水量低于8%后，剔除特大果、特小果和病蟲果，選擇外觀清潔、果個(gè)均勻的堅(jiān)果10 kg帶回實(shí)驗(yàn)室待測。

堅(jiān)果性狀數(shù)據(jù)的采集：堅(jiān)果單果質(zhì)量、果殼厚的測定按照劉慶忠[12]方法執(zhí)行。核仁飽滿度測定是將采集來的堅(jiān)果沿垂直縫合線剖開，將有完整的種殼和種仁截面的堅(jiān)果放置在掃描儀的掃描屏上，截面朝下擺放整齊，覆蓋一層黑色無反光打印紙，蓋好掃描儀進(jìn)行掃描獲得截面圖片。掃描參數(shù)為專業(yè)掃描模式，圖像類型為48位全彩色，分辨率為2 400 dpi，文稿大小為實(shí)際大小。截面積采用Image J 1.44軟件分析。

核仁飽滿度=種仁截面積/種殼空腔截面積。

氣象數(shù)據(jù)的采集：從樣品采集地(保定市和?？悼h)氣象部門獲得2012—2014年核桃果實(shí)發(fā)育過程中5—8月份樣品采集地的日最高氣溫(℃)、日最低氣溫(℃)、日均峰值日照時(shí)間(h)、月降水時(shí)間(d)、月降水量(mm)，統(tǒng)計(jì)每日氣象數(shù)據(jù)獲得月均值。

采用excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分析，采用SAS 8.1軟件進(jìn)行方差和相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1兩區(qū)域‘清香’核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)比較

兩區(qū)域‘清香’核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)的單因素方差分析表明(表1)，湖北保康縣‘清香’核桃堅(jiān)果單果質(zhì)量極顯著高于河北定州市的(p<0.01)，其殼厚顯著高于河北定州市的(p<0.05)，而兩區(qū)域核仁飽滿度沒有顯著差異。

表1　兩區(qū)域‘清香’核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)比較

注：表中同列數(shù)字后不同大、小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。

2.2不同區(qū)域果實(shí)生長季節(jié)氣象要素比較

兩區(qū)域‘清香’核桃果實(shí)生長季節(jié)氣象要素的單因素方差分析表明(表2)，湖北保康縣5—8月份日均峰值日照時(shí)間顯著低于河北定州市的(p<0.05)；除7月份日均最高溫顯著高于河北定州外(p<0.05)，其他月份極端溫度與河北定州無顯著差異；其降水時(shí)間和降水總量在5月份均顯著高于河北定州市，而6—8月份平均降水總量則顯著低于河北定州市(p<0.05)。

表2兩個(gè)區(qū)域‘清香’核桃果實(shí)生長季節(jié)氣象要素比較

地點(diǎn)日均最高氣溫/℃5月份6月份7月份8月份保康(28.11±0.47)a(31.54±1.31)a(34.37±1.40)a(32.43±3.06)a定州(28.77±0.40)a(30.63±0.70)a(32.10±0.75)b(30.84±1.32)a

地點(diǎn)日均最低氣溫/℃5月份6月份7月份8月份?？?16.34±0.58)a(20.48±0.55)a(23.65±1.48)a(22.29±1.54)a定州(16.42±0.74)a(20.42±0.24)a(22.98±0.29)a(21.12±1.18)a

地點(diǎn)降水時(shí)間/d5月份6月份7月份8月份保康(14.33±1.53)a(10.33±0.58)a(12.33±2.08)a(11.00±4.00)a定州(5.67±1.15)b(12.33±2.52)a(12.00±5.30)a(11.33±1.15)a

地點(diǎn)日均峰值日照時(shí)間/h5月份6月份7月份8月份?？?4.71±0.21)b(4.94±0.20)b(4.67±0.08)b(4.37±0.14)b定州(6.01±0.10)a(5.78±0.10)a(5.12±0.08)a(4.68±0.10)a

地點(diǎn)降水總量/mm5月份6月份7月份8月份?？?110.00±10.00)a(50.00±10.00)b(65.00±10.00)b(50.00±5.00)b定州(32.00±2.00)b(67.00±7.00)a(161.00±9.00)a(150.00±10.00)a

注：表中同列數(shù)字后不同字母表示在0.05水平上差異顯著。

2.3氣象要素與‘清香’核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)的相關(guān)性

氣象要素與堅(jiān)果外觀品質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果表明(表3)，峰值日照時(shí)間和降水是影響‘清香’核桃堅(jiān)果單果質(zhì)量和殼厚度的主要因素。5—7月份日均峰值日照時(shí)間與‘清香’核桃堅(jiān)果單果質(zhì)量和殼厚存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(p<0.01)，8月份日均峰值日照時(shí)間則與其堅(jiān)果單果質(zhì)量和殼厚存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(p<0.05)。相比峰值日照時(shí)間對(duì)其外觀品質(zhì)的影響，降水的影響顯得較為復(fù)雜。5月份的降水時(shí)間和降水量與‘清香’核桃堅(jiān)果單果質(zhì)量和殼厚存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(p<0.01)，6月份降水總量與‘清香’核桃殼厚存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(p<0.05)，而7、8月份降水總量則與其堅(jiān)果單果質(zhì)量和殼厚存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(p<0.01)。

表3結(jié)果顯示，8月份平均極端溫度是影響核仁飽滿度的主要因素，其日均最高溫度和日均最低溫與‘清香’核仁飽滿度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，且日均最低溫影響更大(r=0.949 30,p<0.01)。除此之外，平均極端溫度對(duì)‘清香’核桃堅(jiān)果其他外觀品質(zhì)影響不大。

表3　氣象要素與‘清香’核桃堅(jiān)果外觀品質(zhì)相關(guān)性

注：*為氣象要素與堅(jiān)果外觀品質(zhì)呈顯著相關(guān)關(guān)系(p<0.05)；** 為氣象要素與堅(jiān)果外觀品質(zhì)呈極顯著相關(guān)關(guān)系(p<0.01)。

3結(jié)論與討論

‘清香’核桃果實(shí)生長季節(jié)(5—8月份)的峰值日照時(shí)間與其單果質(zhì)量和殼厚度呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說明果實(shí)生長季節(jié)峰值日照時(shí)間越長，其單果質(zhì)量和殼厚越薄。盡管核桃是喜光植物，果殼完好程度與硬核期(6月20日—7月20日)日照時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系[13]，但過強(qiáng)的光照卻不利于木質(zhì)素的積累[14],而木質(zhì)素的積累受阻會(huì)影響果殼的發(fā)育[15]。

5月份降水時(shí)間和降水量與‘清香’核桃單果質(zhì)量和殼厚呈極顯著正相關(guān)，而6—8月份降水量與殼厚呈極顯著負(fù)相關(guān)，7、8月份降水量與單果質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明核桃果實(shí)膨大期降水有利于果實(shí)質(zhì)量增加和果殼前物質(zhì)積累，而硬核期和油脂轉(zhuǎn)化期過多降水不利于果實(shí)質(zhì)量增加和殼厚的形成，這與崔惠英等[13]及Miletic[16]的研究結(jié)論相似。

平均極端溫度對(duì)堅(jiān)果單果質(zhì)量和殼厚雖然影響不大，但8月份日均最高溫和日均最低溫與‘清香’核桃飽滿度呈正相關(guān)關(guān)系，說明在核桃油脂轉(zhuǎn)化期[8]，溫度通過影響代謝酶活性[17]進(jìn)而控制光合產(chǎn)物的形成和轉(zhuǎn)化[18]，較大的溫差或較低的低溫有利于光合產(chǎn)物的積累。

由于資料有限，文中只研究了部分氣象要素對(duì)不同核桃產(chǎn)區(qū)堅(jiān)果外觀品質(zhì)的影響，其結(jié)論還需在更大范圍內(nèi)進(jìn)一步加以驗(yàn)證。諸多氣象要素不僅影響樹體生長、果實(shí)發(fā)育，而且影響病蟲發(fā)生等果園環(huán)境，因此，加強(qiáng)氣象要素對(duì)核桃的影響是進(jìn)行核桃有效栽培區(qū)劃和引種優(yōu)質(zhì)栽培成功的保障。

致謝：本研究實(shí)施過程中，受到了河北德勝農(nóng)林科技有限公司和湖北省?？悼h核桃辦同志們的大力支持和幫助，在此表示感謝！

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收稿日期：2015年10月26日。

第一作者簡介：徐永杰，男，1981年10月生，林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所)，博士研究生；現(xiàn)工作于湖北省林業(yè)科學(xué)研究院，助理研究員。E-mail：498674563@qq.com。通信作者：裴東，林木遺傳育種國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所)，研究員。E-mail：peigu@caf.ac.cn。

1)“十二五”科技支撐項(xiàng)目(2013BAD14B00)。

責(zé)任編輯：任俐。