不同授粉方式對核桃果實生長的影響

趙明明++陳虹++潘存德

摘 要：為揭示不同授粉方式對核桃果實生長的影響，以新疆南疆盆地主栽核桃品種‘新新2號（J. regia ‘Xinxin2）為試材，采用田間試驗與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法對不同授粉和授粉隔離方式下核桃果實生長發(fā)育進行觀測。結(jié)果表明，‘新新2號核桃在自然授粉、人工輔助自花授粉、人工輔助異花授粉和去雄套袋授粉隔離方式下，果實生長發(fā)育過程有明顯差異，其中人工輔助異花授粉果實單果質(zhì)量和三徑最大，坐果率（34.0%）和果實飽滿率（94.3%）最高。自花授粉和孤雌生殖均會增加‘新新2號核桃果實發(fā)育異常的概率。

關鍵詞：‘新新2號；核桃；果實；生長發(fā)育；生殖特性

中圖分類號：S664.1 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.10.013

Effect of Different Pollination Modes on the Growth of Walnut Fruits

ZHAO Mingming，CHEN Hong，PAN Cunde

（Key Laboratory of Forestry Ecology and Industry Technology in Arid Region， Education Department of Xinjiang， Collage of Forestry and Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， Xinjiang 830052， China）

Abstract： In order to reveal the effect of different pollination modes on the growth of walnut fruits， this study took J. regia 'Xinxin2' as the test material， and adopted the method of field experiment and indoor analysis. By observing the walnut fruit growing development under different pollination and pollination isolation， it was found that the growth processes of walnut fruits of J. regia 'Xinxin2' which under natural pollination， artificial cross-pollination， artificial self-pollination and emasculation bagged isolation were quite different. Among them artificial cross-pollination's fruit weight and fruit three diameters were the largest， and so it was on fruit setting rate （34.0%） and fruit fullness rate （94.3%）. Both self-pollination and parthenogenesis of J. regia 'Xinxin2' could increase the risk of abnormal fruit development.

Key words： Juglans regia 'Xinxin2'； walnut； fruit； growing development； reproductive characteristics

‘新新2號（Juglans regia ‘Xinxin2）為南疆主栽早實核桃品種之一，了解不同授粉方式對其果實生長的影響對于其核桃園精準化管理具有重要意義。但核桃生產(chǎn)中，因管理不到位常存在結(jié)實率低、空殼率高等問題。研究表明，不同授粉方式對果實的外觀性狀[1]、大小[2]、內(nèi)在成分[3]、結(jié)實率[4]、空包率[5]等均會產(chǎn)生影響，且不同授粉方式對于果實生長的影響很大[4]。由于核桃生長過程中還存在無融合生殖現(xiàn)象[6]，因此，筆者研究了人工輔助自花授粉、人工輔助異花授粉、自然授粉和去雄套袋授粉隔離進行無融合生殖4種處理下核桃果實的生長動態(tài)和坐果率、飽滿率，旨在解析不同授粉方式對其果實生長的影響，以期加深對核桃生殖生物學特性與其果實生長發(fā)育之間關系的認識。

1 材料和方法

1.1 材 料

試驗材料為不同授粉與授粉隔離方式下‘新新2號不同生長時節(jié)的果實。果實樣品材料采自新疆維吾爾自治區(qū)阿克蘇地區(qū)烏什縣阿克托海鄉(xiāng)阿特房子村核桃生產(chǎn)園（地理坐標：E 79°15'59.82''～79°16'12.78''，N 41°13'36.36''～41°13'38.46''；海拔1 386 m）。核桃生產(chǎn)園面積為2 hm2，主栽品種為‘新新2號，授粉品種為與主栽品種配套的‘溫185（J. regia ‘Wen185），配置比例2∶1，樹齡12 a，南北行向栽植，栽植株行距5 m×6 m，園內(nèi)栽培管理條件一致，樹體健康，無病蟲害。采用典型抽樣法在選定的核桃生產(chǎn)園內(nèi)標定‘新新2號果實，樣品材料采集樣株120株。

1.2 方 法

1.2.1 授粉和授粉隔離方式 在同一生產(chǎn)園非標定樣株‘新新2號和‘溫185雄花序花藥變黃但未開始散粉時，分別采集其生長良好的雄花序，在干燥無風的室內(nèi)讓其自然散粉后，用棕色玻璃瓶收集花粉保存于4 ℃冰箱備用。在標定的每一株‘新新2號核桃樣株樹冠外圍中部位置用彩色棉線標記雌花20朵。將標定的120株‘新新2號樣株隨機等分成4組，每組30株。4組‘新新2號的授粉或授粉隔離方式分別為人工輔助自花授粉[‘新新2號（♀）+‘新新2號（♂）]、人工輔助異花授粉[‘新新2號（♀）+‘溫185（♂）]、自然授粉（對照/CK）和去雄套袋授粉隔離（‘新新2號雌花）。endprint

1.2.2 果實數(shù)據(jù)測定 自‘新新2號核桃雌花完成授粉開始至果實成熟，每隔10 d對不同授粉和授粉隔離方式下生長發(fā)育形成的果實進行一次采樣，每一方式隨機摘取發(fā)育正常的果實9個，測量果實的質(zhì)量和縱徑、橫徑、側(cè)徑，并解剖觀察果實發(fā)育狀，拍照記錄。

1.2.3 單果質(zhì)量和坐果率的統(tǒng)計 在核桃成熟期對所有試驗的核桃果實進行分類采收和計數(shù)，測量果實單果質(zhì)量，并計算坐果率和果實飽滿率。

Pe=■×100% （1）

Pl=■×100% （2）

式中：Pe為坐果率（%）；a為成熟期所收處理果實數(shù)量（個）；A為套袋處理果實數(shù)量（個）；N為采樣果實數(shù)量（個）；Pl為果實飽滿率（%）；i為成熟期所收飽滿處理果實數(shù)量（個）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

不同授粉與授粉隔離方式下果實單果質(zhì)量和三徑增長數(shù)據(jù)的處理、計算與作圖均采用Microsoft Excel 2013。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同授粉和授粉隔離方式下果實單果質(zhì)量動態(tài)變化

不同授粉和授粉隔離方式下核桃單果鮮質(zhì)量變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)為“慢—快—慢”的生長模式，生長曲線為單“S”型（圖1）。其中人工輔助異花授粉果實的單果質(zhì)量明顯高于其它授粉和授粉隔離方式，去雄套袋隔離果實單果質(zhì)量明顯低于其它授粉方式。在授粉后30 d（‘新新2號為5月23日）內(nèi)，不同授粉和授粉隔離方式下果實單果質(zhì)量均表現(xiàn)為緩慢增長；授粉后30～70 d（‘新新2號為7月3日）各授粉方式的果實單果質(zhì)量開始快速增加，其中去雄套袋隔離的增長相比其它幾種授粉方式的果實增長曲線較緩；授粉后70～110 d（‘新新2號為8月13日）各處理果實單果質(zhì)量變化趨于穩(wěn)定；授粉后110～130 d各授粉與授粉隔離方式果實單果質(zhì)量有不同程度下降，授粉后130 d果實單果質(zhì)量表現(xiàn)為人工輔助異花授粉>自然授粉>人工輔助自花授粉>去雄套袋隔離。

2.2 不同授粉與授粉隔離方式下果實橫徑生長動態(tài)變化

不同授粉與授粉隔離方式下核桃果實橫徑變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)為“慢—快—慢”的生長模式，生長曲線為單“S”型（圖2）。其中人工輔助異花授粉果實的橫徑明顯高于其它授粉和授粉隔離方式的橫徑。在授粉后30 d（‘新新2號為5月3日）內(nèi)，不同授粉與授粉隔離方式下果實橫徑均表現(xiàn)為緩慢增長；授粉后30～70 d（‘新新2號為7月3日）各授粉與授粉隔離方式的果實橫徑開始快速增加；授粉后70～110 d（‘新新2號為8月13日）各處理果實橫徑變化趨于穩(wěn)定；授粉后110～130 d各授粉與授粉隔離方式果實橫徑有不同程度下降，授粉后130 d果實橫徑表現(xiàn)為人工輔助異花授粉>自然授粉>人工輔助自花授粉>去雄套袋隔離。

2.3 不同授粉與授粉隔離方式下果實縱徑生長動態(tài)變化

不同授粉與授粉隔離方式下核桃果實縱徑變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)為“慢—快—慢”的生長模式，生長曲線為單“S”型（圖3）。其中人工輔助異花授粉果實的縱徑明顯高于其他授粉和授粉隔離方式的縱徑。在授粉后30 d（‘新新2號為5月23日）內(nèi)，不同授粉與授粉隔離方式下果實縱徑均表現(xiàn)為緩慢增長；授粉后30～70 d（‘新新2號為7月3日）各授粉與授粉隔離方式的果實縱徑開始快速增加；授粉后70～110 d（‘新新2號為8月13日）各授粉與授粉隔離方式果實縱徑變化趨于穩(wěn)定；授粉后110～130 d各不同授粉與授粉隔離方式果實縱徑有不同程度下降，授粉后130 d果實縱徑表現(xiàn)為人工輔助異花授粉>自然授粉>人工輔助自花授粉>去雄套袋隔離。

2.4 不同授粉與授粉隔離方式下果實側(cè)徑生長動態(tài)變化

不同授粉與授粉隔離方式下核桃果實側(cè)徑變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)為“慢—快—慢”的生長模式，生長曲線為單“S”型（圖4）。其中人工輔助異花授粉果實的側(cè)徑明顯高于其它授粉和授粉隔離方式的側(cè)徑。在授粉后30 d內(nèi)，不同授粉與授粉隔離方式下果實側(cè)徑均表現(xiàn)為緩慢增長，其中去雄套袋隔離在前期生長變化較緩，后期有所增加；授粉后30～70 d各授粉方式的果實側(cè)徑開始快速增加；授粉后70～110 d各授粉與授粉隔離方式果實側(cè)徑變化趨于穩(wěn)定；授粉后110～130 d各授粉與授粉隔離方式果實側(cè)徑有不同程度下降。

2.5 不同授粉與授粉隔離方式對坐果率和果實飽滿率的影響

如表1所示：供試品種人工輔助異花授粉的坐果率高于其它授粉方式的坐果率，為34.00%，去雄套袋隔離的孤雌生殖坐果率最低，為24.33%；人工輔助異花授粉果實的飽滿率最大，達94.30%，其次為自然授粉，達89.41%，孤雌生殖處理的果實飽滿率較低，為55.88%。

3 討 論

核桃屬于雌雄同株異花植物，其雌雄花的“異熟性”使得核桃自然狀態(tài)下自花授粉坐果率較低，雌先型品種必須與雄先型品種搭配栽植，結(jié)實性能才能良好 [7-8]。對核桃來講，多數(shù)品種都表現(xiàn)有一定的無融合生殖現(xiàn)象，也有部分品種無融合生殖特性較為穩(wěn)定[6]。不同授粉和授粉隔離方式下果實的單果質(zhì)量和三徑生長曲線均表現(xiàn)為單“S”型，且呈現(xiàn)“慢—快—慢”的模式，說明不同授粉方式并未對果實的生長趨勢造成影響。對比不同授粉和授粉隔離果實的單果質(zhì)量和三徑數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，人工輔助異花授粉最高，人工輔助自花授粉和孤雌生殖的果實單果質(zhì)量和三徑偏低，這與前人對油茶（Camellia yubsienensis）不同授粉方式下果實發(fā)育研究的結(jié)果相近[4]。已有研究表明，采取異花授粉措施可以提高核桃的坐果率[9]。本研究中，人工輔助異花授粉坐果率最高，自然授粉的坐果率處于人工輔助異花授粉和人工輔助自花授粉中間，這與前人在新疆巴旦杏（Amygdalus communis）[10]上的研究結(jié)論相近。人工輔助自花授粉和孤雌生殖的果實坐果率和飽滿率較低，推測認為這與授粉后未形成胚或者脂化期發(fā)生異常有關。研究還發(fā)現(xiàn)，對于坐果率和果實飽滿率較低的授粉方式，其果實單果質(zhì)量和三徑也較小，這與前人在獼猴桃[2]上的研究結(jié)果相近。綜上可見，在實際栽培管理中要盡量避免核桃孤雌生殖和自花授粉。

4 結(jié) 論

研究發(fā)現(xiàn)：人工輔助異花授粉果實單果質(zhì)量和體積最大，坐果率（34.0%）和果實飽滿率（94.3%）最高；‘新新2號核桃果實中存在的坐果率低、空殼率高可能與自花授粉和孤雌生殖有一定關系。

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