美國黑核桃的引種及其研究進展

王曉英

( 泰安市泰山林業(yè)科學(xué)研究院, 山東 泰安 271000)

黑核桃(Juglansnigra)是原產(chǎn)于北美洲的野生種，隸屬于胡桃科(Juglandaceae)核桃屬(JuglansL.)，是美國珍貴的自然資源和非常有價值的落葉硬喬木。黑核桃氣候適應(yīng)性強，木材、果殼、果仁價值高，是綠化樹木、農(nóng)林間作或果園種植的優(yōu)良樹種。黑核桃與普通核桃嫁接親和力強、成活率高，可充分利用黑核桃抗旱、耐鹽堿、耐瘠薄的特點，作為普通核桃的高接砧木，既抗逆，又生產(chǎn)木材，還利于結(jié)果[1]。果仁風(fēng)味濃厚，營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、脂肪、亞油酸、維生素 A、B、C 及鐵、鈣等，由于產(chǎn)量滿足不了市場需要，黑核桃果仁的銷售價格是普通核桃仁的4倍[2]。果殼可以加工成不同粒徑的顆粒材料，具有較高的彈性模量和獨特的質(zhì)地特征，廣泛用于拋光清洗、輪胎填充料、牙膏填充輔料等[3]。

1 引種栽培

世界各地相繼從美國引種了黑核桃種源、品種及優(yōu)良品系，中國林業(yè)科學(xué)研究院與洛陽洛寧縣林業(yè)局自1984年始，陸續(xù)從美國引進黑核桃優(yōu)良品種30個、優(yōu)良品系100多個，建立了良種園、采穗園、種子園、試驗林和種源試驗區(qū)，經(jīng)過多年的區(qū)域栽培試驗和推廣，現(xiàn)在其引種范圍已經(jīng)由河南擴大到全國20多個省市，并且許多省的試驗種植都要優(yōu)于原產(chǎn)地[4]。

引種后，我國研究者進行了美國黑核桃的優(yōu)樹選擇、種子育苗、嫁接繁育等方面研究。荀守華等[5]以胸徑生長量和干形為選擇指標(biāo)，從引進的東部黑核桃中選出速生、干型好的優(yōu)樹7株。裴東等[6]研究結(jié)果表明低溫層積催芽可促進其當(dāng)年生苗木生長，且層積時間愈長，苗木的長勢愈強。張俊佩等[7]總結(jié)出冬季室內(nèi)枝接、春季大田枝接、夏季大方塊芽接、秋季悶芽接的系列嫁接技術(shù)。

2 研究進展

2.1 生物學(xué)特性

黑核桃組是核桃屬中出現(xiàn)較晚而比較進化的一個組[2,8-11]，復(fù)葉互生，長20～60 cm，有小葉15～23片，小葉卵披針形，頂葉常退化。雌花序頂生，雄花序著生在側(cè)芽處，堅果骨質(zhì)多皺，隔壁厚而硬，難開裂，種仁可食。黑核桃是一個分布很廣的樹種，自然分布跨4～8個氣候區(qū)，能適應(yīng)生長季140～280 d，年降雨量635～1 800 mm的地區(qū)，可耐-43 ℃低溫，對土壤要求不嚴(yán)，可在pH值4.6～8.2的各種土壤上生長。喜光，要求良好的光照條件。深根性，在不同立地條件下，生長量差異很大[2]。

2.2 木材

黑核桃木材堅硬、結(jié)構(gòu)緊密，紋理均勻、花紋優(yōu)雅、色澤美觀，抗震性及防水性好，木材可做樂器、珠寶盆、雕刻藝術(shù)品、高檔家具、板材及裝飾材料，在國際市場上，其價格高于楓木、樺木，且供不應(yīng)求。段新芳等[12]的測定表明，美國黑核桃的心材解剖特征與國產(chǎn)核桃(J.regia)、核桃楸(J.mandshurica)相比沒有區(qū)別，而邊材的木纖維壁厚、木纖維腔徑比和壁腔比、木纖維比量、木射線比量差異均顯著或極顯著；美國黑核桃與國產(chǎn)核桃、核桃楸以及速生樹種楊樹、泡桐相比，木材材質(zhì)好，能滿足膠合板生產(chǎn)要求。張俊佩等[13]將引種黑核桃木材物理力學(xué)性質(zhì)與原產(chǎn)地黑核桃木材進行對比，二者整體差異不大，且均高于同產(chǎn)地的核桃楸和核桃，可作為家具用材使用。

2.3 雜交優(yōu)勢

黑核桃具有明顯的雜種優(yōu)勢，是重要的核桃砧木及材用核桃資源。李少雄等[14]用美國東部黑核桃和魁核桃為母本，中國鐵核桃和普通核桃為父本雜交，獲得了F1代優(yōu)勢單株，劉新燕等用F1代無性系進行造林，遺傳增益顯著，經(jīng)濟效益大，且干形通直、分枝角小，抗寒性較強[15]。‘中寧奇’是中國林業(yè)科學(xué)研究院從北加州黑核桃與核桃的種間雜交種中選育出的速生核桃品種，作為核桃良種砧木的同時，可作為速生優(yōu)質(zhì)硬闊用材樹種[16]。

2.4 組織培養(yǎng)

宋鋒惠等[17]對黑核桃進行組織培養(yǎng)研究，結(jié)果表明獲得外植體的最佳方法是用新鮮且經(jīng)層積處理的種子育苗，再用其實生苗的頂芽或莖段，適合黑核桃莖尖(段)培養(yǎng)的培養(yǎng)基為1/2MS(大量元素用量減半)，外植體接種用流水沖洗，縮短轉(zhuǎn)瓶周期可減輕褐變現(xiàn)象。李建軍等[18]篩選出促進腋芽或頂芽的萌發(fā)與生長、繼代培養(yǎng)試管苗快速生長的激素組合，結(jié)果表明MS是試管苗生長的最佳基本培養(yǎng)基。

2.5 次生代謝物及其生物活性

黑核桃體內(nèi)含有多種次生代謝物質(zhì)，如胡桃酮、單寧、沒食子酸等具有較高藥用價值的物質(zhì)[19,20]，其中多酚類有消炎作用[21,22]，對小鼠自發(fā)性乳癌有明顯的抑制作用[23]。從黑核桃果皮中分離的化合物1,4-蔡酮在較高濃度時有抗真菌生長作用[24,25]，1,4-蔡酮還對與H IV-1逆轉(zhuǎn)錄酶相關(guān)的核糖核酶H有抑制作用[26]。

2.6 內(nèi)生真菌

翟梅枝等[27-29]從黑核桃莖分離得到內(nèi)生真菌HJ1，對HJ1發(fā)酵產(chǎn)物抑菌和除草活性研究，結(jié)果表明其發(fā)酵液萃取物對測試病原真菌和供試種子生長均有不同程度的抑制作用，乙酸乙酯萃取物的抑菌效果和除草活性最好；HJ1菌體油脂得率為22.26%左右，最佳提取工藝條件:提取溫度85℃，提取時間4 h，料液比1∶6，HJ1油脂組成與植物油脂組成相似，可作為制備生物柴油的原料；毛光瑞等[30]對HJ1油脂制備生物柴油的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，較好工藝條件下，甲酯含量超過98%，生物柴油得率超過66%，可發(fā)展為石化柴油代替品。

2.7 基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng)

方宏筠等用黑核桃的幼胚和幼葉為外植體誘導(dǎo)出體細(xì)胞胚狀體，并用根癌農(nóng)桿菌介導(dǎo)將nptⅡ和gus基因?qū)塍w細(xì)胞胚，建立了黑核桃體細(xì)胞胚基因轉(zhuǎn)化系統(tǒng)[31]。

3 建議

自中國林業(yè)科學(xué)研究院實施“黑核桃良種及繁殖、栽培技術(shù)引進”項目，從美國和法國引進黑核桃種質(zhì)資源和技術(shù)，在全國大部分地區(qū)引種和發(fā)展，已取得了一定的成就。按照原產(chǎn)地黑核桃分布區(qū)的自然條件，黑核桃適應(yīng)我國大部分地區(qū)，黑核桃一般造林后需40～60 a才能成材，采伐利用，所以不能在短期內(nèi)出現(xiàn)高的經(jīng)濟效益，雖然黑核桃果仁價值高，但是取仁難，出仁率低，可通過高接核桃，提高堅果產(chǎn)值，實現(xiàn)豐產(chǎn)，以短養(yǎng)長。黑核桃根深干高，壽命長，抗逆性強，病蟲害少，是理想的農(nóng)田防護林和綠化樹種，所以在我國發(fā)展黑核桃產(chǎn)業(yè)有著廣闊的前景。

今后，各地區(qū)在引種前，首先了解引進品種的特性，因地適宜，有目的的引種，要加強黑核桃的良種選育和栽培技術(shù)研究，選育適合我國各地區(qū)生長的優(yōu)良品種，豐富我國的黑核桃種質(zhì)資源，并進行栽培技術(shù)研究，為生產(chǎn)提供優(yōu)質(zhì)的苗木和技術(shù)支持，促進黑核桃在我國的持續(xù)發(fā)展。

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