不同種源核桃楸種子性狀及幼苗生長(zhǎng)特性研究

(1.黑龍江省牡丹江林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江 牡丹江 157010；2.黑龍江省林業(yè)科學(xué)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(qū)三大珍貴硬闊葉樹(shù)種之一[1]。其木材材質(zhì)堅(jiān)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(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，含油率高，是極佳的森林食品，是東北地區(qū)具有開(kāi)發(fā)前途的優(yōu)良干果樹(shù)種[3]；核桃楸還有一定的藥用價(jià)值，青果、枝皮及種仁均可入藥[4]，具有抗癌、抗腫瘤、降血脂、養(yǎng)胃溫腎潤(rùn)腸等功效[5-7]。有學(xué)者對(duì)核桃楸種子性狀進(jìn)行了研究[8-9]，但對(duì)不同種源種子性狀及苗期生長(zhǎng)差異的研究報(bào)道較少。本試驗(yàn)通過(guò)研究不同種源核桃楸種子性狀及苗期生長(zhǎng)差異分析，探討種子性狀與幼苗生長(zhǎng)的關(guān)系，為早期種源選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料來(lái)源

試驗(yàn)材料來(lái)源于海林林業(yè)局三部落林場(chǎng)、綏陽(yáng)林業(yè)局寒蔥河林場(chǎng)、雙鴨山林業(yè)局青山林場(chǎng)、方正林業(yè)局星火林場(chǎng)、興隆林業(yè)局螞螂河林場(chǎng)等地的核桃楸種子。

表1 不同種源核桃楸編號(hào)及種源地情況

1.2 育苗試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在黑龍江省海林林業(yè)局三部落苗圃。該地位于北緯44°41′51、東經(jīng)129°14′39″，年平均氣溫3.3 ℃，年最高溫度32.3 ℃，最低溫度-30.0 ℃，無(wú)霜期125 d，降水量723.4 mm，蒸發(fā)量853.3 mm，≥10 ℃有效積溫2 400，日照時(shí)數(shù)1 981.8 h，相對(duì)濕度73%。試驗(yàn)土壤為沙壤土，有機(jī)質(zhì)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(shù)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(yàn)方法

采集不同種源的果實(shí)5 kg，每個(gè)種源隨機(jī)抽取50粒，在實(shí)驗(yàn)室用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)的縱徑、橫徑、側(cè)徑，堅(jiān)果的縱徑、橫徑和側(cè)徑，用電子天平稱量各種源種子的帶皮重和堅(jiān)果干重。對(duì)堅(jiān)果進(jìn)行去殼處理，測(cè)量種仁質(zhì)量，計(jì)算出仁率；在種殼碎片中挑選出較大碎片測(cè)量其殼厚，計(jì)算平均值。種子經(jīng)沙藏變溫處理后第2年播種育苗，隨機(jī)區(qū)組排列，各種源區(qū)內(nèi)隨機(jī)選20株苗木作為生長(zhǎng)量測(cè)定的固定株，于9月上旬測(cè)定苗高、地徑(主干距地面10 cm處的直徑)、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積等生長(zhǎng)指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)分析，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)v 17.10進(jìn)行聚類分析。

2 結(jié)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(gè)不同種源的核桃楸果實(shí)及種子性狀均有一定的差異。5個(gè)種源果實(shí)三徑以3號(hào)、5號(hào)和4號(hào)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(hào)，而1號(hào)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(gè)種源大小依次為3號(hào)>5號(hào)>4號(hào)>2號(hào)>1號(hào)。不同種源的種子及種仁重量與果實(shí)及種子三徑的表現(xiàn)有所不同，種子重量以4號(hào)的最大，平均為11.22 g；其次為5號(hào)和3號(hào)，分別比前者小10.16%和10.34%；而2號(hào)和1號(hào)的較小，分別比4號(hào)小27.80%和36.10%。種仁重量的范圍在1.24～2.04 g之間，5個(gè)種源大小依次為4號(hào)>3號(hào)>5號(hào)>2號(hào)>1號(hào)。各種源的出仁率表現(xiàn)與種仁質(zhì)量有所不同，以3號(hào)的出仁率最大，平均為18.68%，其他種源依次為4號(hào)>1號(hào)>5號(hào)>2號(hào)，分別比3號(hào)少0.46%、1.37%、1.89%和2.15%。5個(gè)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(hào)和5號(hào)種源的果殼較厚，3號(hào)和4號(hào)的較薄。方差分析結(jié)果表明，各種源在果實(shí)三徑、種子三徑、種子及種仁質(zhì)量、出仁率和殼厚等性狀方面差異達(dá)到顯著水平或極顯著水平。

表4 不同種源核桃楸苗木生長(zhǎng)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(zhǎng)的相關(guān)分析

注：相關(guān)系數(shù)為Pearson相關(guān)系數(shù)。

對(duì)不同種源核桃楸果實(shí)及種子性狀進(jìn)行方差分析(見(jiàn)表2、表3)，結(jié)果表明，果實(shí)及種子主要性狀在種源間及種源內(nèi)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(shù)分別為31.46%和26.70%，其次為出仁率、種子縱徑、果實(shí)縱徑和種子側(cè)徑，變異系數(shù)均大于10%，而其他性狀的變異較小，變異系數(shù)在9%以下。

各性狀在種源內(nèi)的變異也較大。種源內(nèi)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(shù)均在20%以上；種子重量變異范圍在14.91%～39.14%之間，其中1號(hào)種源的變異系數(shù)最大，其次為5號(hào)和2號(hào)，變異系數(shù)接近20%，其他2個(gè)種源在15%左右。出仁率變異范圍在9.19%～16.12%之間，其中4號(hào)和5號(hào)的變異系數(shù)較大，1號(hào)的變異系數(shù)較小。果實(shí)三徑及種子三徑以1號(hào)的變異最大，變異系數(shù)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(hào)種源的變異系數(shù)較大，4號(hào)和5號(hào)的變異系數(shù)較小。

2.2 不同種源核桃楸苗期生長(zhǎng)差異分析

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

2.3 核桃楸種子性狀及幼苗生長(zhǎng)的相關(guān)性分析

對(duì)核桃楸種子性狀及幼苗生長(zhǎng)性狀進(jìn)行相關(guān)分析(見(jiàn)表5)，結(jié)果表明，種子重量與仁重、種子三徑呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.889、0.690、0.754和0.727；與殼厚呈顯著負(fù)相關(guān)。仁重也與種子重量、三徑呈極顯著正相關(guān)，與殼厚呈顯著負(fù)相關(guān)。出仁率與仁重呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.531。種子性狀與幼苗生長(zhǎng)性狀具有一定的相關(guān)性，但相關(guān)性不大，相關(guān)系數(shù)較小，其中苗高與出仁率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.132。

2.4 種源間的聚類分析

對(duì)5個(gè)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(zhǎng)主要性狀采用歐氏距離類平均法進(jìn)行聚類分析，聚類結(jié)果如圖1所示。結(jié)果表明，5個(gè)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(yáng)寒蔥河種源，其特點(diǎn)表現(xiàn)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(zhǎng)較大；第2組為雙鴨山青山和方正星火種源，表現(xiàn)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(zhǎng)大；第3組為海林三部落種源，表現(xiàn)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(zhǎng)中等，地徑生長(zhǎng)較小。

3 結(jié)論與討論

核桃楸在我國(guó)東北地區(qū)資源豐富，其種群地理分布區(qū)域?yàn)闇貛п橀熁旖涣趾烷熑~林區(qū)域，黑龍江省的完達(dá)山脈和小興安嶺是核桃楸的最適生長(zhǎng)區(qū)域[10]。通過(guò)對(duì)黑龍江主要適生區(qū)的核桃楸資源進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)果實(shí)種子大、出仁率高、樹(shù)體生長(zhǎng)快等優(yōu)良資源選擇標(biāo)準(zhǔn)收集各個(gè)地區(qū)的核桃楸資源，將收集的資源進(jìn)一步開(kāi)展種源試驗(yàn)。同一樹(shù)種因環(huán)境的變化會(huì)在不同產(chǎn)地發(fā)生遺傳變異，這種變異會(huì)表現(xiàn)在種子及苗木生長(zhǎng)過(guò)程中。本試驗(yàn)以5個(gè)種源的核桃楸資源為材料，研究其地理變異，篩選優(yōu)良種源。結(jié)果表明，不同種源間核桃楸果實(shí)及種子性狀存在著豐富的遺傳變異，種源間和種源內(nèi)的變異均以種仁和種子重量最大，變異系數(shù)高達(dá)25%以上，而果實(shí)及種子的橫徑與側(cè)徑、殼厚變異較小，屬于相對(duì)穩(wěn)定的性狀；各性狀在種源間及種源內(nèi)的差異達(dá)到極顯著水平。這與成文博等[11]的研究結(jié)果基本一致。5個(gè)種源中以雙鴨山青山和方正星火的果實(shí)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(zhǎng)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(zhǎng)性狀的遺傳變異明顯?？傮w來(lái)看，以雙鴨山青山和方正星火種源的苗木生長(zhǎng)較快。核桃楸不同種源種子性狀和苗木生長(zhǎng)性狀間的相關(guān)性分析結(jié)果表明，種子重量與仁重、種子三徑呈極顯著正相關(guān)，與殼厚呈顯著負(fù)相關(guān)；但種子性狀與苗高、地徑、葉面積等相關(guān)性不大，其中苗高與出仁率呈顯著正相關(guān)。對(duì)5個(gè)種源核桃楸種子及幼苗生長(zhǎng)性狀進(jìn)行聚類分析，可將5個(gè)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(zhǎng)較大，為優(yōu)良種源。