薄殼山核桃Western品種特性及適應性研究

朱海軍 生靜雅 楊新

摘要：薄殼山核桃品種多達1 000多個，其中Western是美國5個主栽品種之一，在墨西哥、南非也被大面積種植。國內(nèi)引種的薄殼山核桃品種混雜，“一種多名”和“一名多種”現(xiàn)象嚴重，不利于產(chǎn)業(yè)的良種化發(fā)展。本研究系統(tǒng)綜述Western品種的來源、主要性狀以及研究進展，特別對比了主要分布區(qū)與我國栽培地的物候、土壤等條件，指出了江淮、黃淮地區(qū)栽培需重點關(guān)注的病害問題，可為種植者進行品種合理選擇和栽培管理提供參考。

關(guān)鍵詞：薄殼山核桃;Western;品種性狀;適應性;瘡痂病

中圖分類號：S664.104?文獻標志碼：A?文章編號：1002-1302（2020）21-0187-06

薄殼山核桃[Carya illinoinensis （Wangenh.） K. Koch]為胡桃科落葉喬木植物，原產(chǎn)美國密西西比河流域和墨西哥北部，是世界著名的干果樹種。早在1900年，薄殼山核桃由外國傳教士帶入我國，早期以種植種子和實生樹為主，直至1965年Mahan和Elliot這2個品種被作為禮物贈予我國。從20世紀70年代開始，中國林業(yè)科學研究院等單位從美國大量引進薄殼山核桃品種，并建園將其作為經(jīng)濟作物開展研究。1957年，我國最早的2個薄殼山核桃品種鼓樓、莫愁由浙江農(nóng)林大學實生選育而成[1]。近年來特別是2010年以后，隨著對薄殼山核桃價值認知的逐漸增多，部分科研單位開展了系統(tǒng)而有針對性的品種選育工作。截至2015年年底，我國各地審（認） 定的薄殼核桃品種共 37 個，主要集中在江蘇、浙江、安徽、云南、河南、江西等省份，并呈逐年增加的趨勢[2]。雖然我國已經(jīng)引進了100多個薄殼山核桃品種，但由于缺乏系統(tǒng)的記錄和觀察以及部分資料的丟失或混淆，目前名稱準確的品種少，品種混亂的現(xiàn)象嚴重，不利于種苗規(guī)范和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。Western于2012年由江蘇省林木品種審定委員會認定，在部分地區(qū)栽培表現(xiàn)良好，但存在“一名多種”的現(xiàn)象。為規(guī)范良種名稱、充分發(fā)揮優(yōu)良品種的種植潛力，筆者搜集了國內(nèi)外有關(guān)Western品種性狀的報道以及研究進展，以期為研究者和種植戶提供參考。

1 品種來源

Western也稱Western Schley，國內(nèi)稱威斯頓。初期資料表明，該品種于1895年在德克薩斯州由Risien從San Saba實生后代中選育而成，1924年（或之前）由Risien命名發(fā)布。但后來基于蘋果酸脫氫酶和亮氨酸氨基肽酶的同工酶研究表明，Western并不是San Saba的實生后代[3]。我國未對Western進行分子鑒定，目前尚不明確其來源。

2 主要性狀

2.1 植物學特征

Western萌芽相對較遲，在美國新墨西哥地區(qū)通常在4月初萌芽;葉片呈黑綠色，有光澤，光照強的條件下會褪色，小葉波浪形卷曲，葉軸先端常向上卷曲，造成整個葉片向后卷;枝條細弱，與其他品種相比，單位長度枝條上有更多的葉片;早春新梢皮色為有光澤的亮綠色，之后逐漸變?yōu)榧t褐色，有時老枝樹皮有鐵紅色斑塊，新枝和老枝皮色是該品種的顯著特征[4]。

開花為雄先型，雌雄花期重疊時間長，自花授粉機率高[4]，容易造成果仁發(fā)育不良，質(zhì)量下降[5];雜交授粉可提高Western果仁質(zhì)量[6]。由于種子小而且質(zhì)量不高，所以不適合作砧木[7]。通常與Wichita和Ideal互為授粉品種，例如新墨西哥州主栽品種為Western，而Wichita為其授粉品種;亞利桑那州和加利福尼亞州Wichita為主栽品種，Western為其授粉品種;在新墨西哥州和亞利桑那州一些老的果園與Ideal互為授粉品種[8]。新墨西哥州東南部主要栽培品種的花期如表1所示。

Western雌雄異熟的開花特性在不同地區(qū)并非完全一致，在佛羅里達州Monticello地區(qū) Simpson苗圃（30°32′N，83°52′W）為雄先型，但在阿拉巴馬州地區(qū)Shorter的Smith研究中心（32°26′N，85°54′W）和佐治亞州Tifton地區(qū)佐治亞大學西南部研究教育中心（31°45′N，83°50′W）為雌先型[9]，在我國江蘇省南京地區(qū)（30°40′N，118°30′E）也為雌先型[10]。這種不同與樹體年齡、外部環(huán)境變化有關(guān)，因此根據(jù)花期進行品種搭配時，應參考當?shù)鼗蛑苓匴estern開花時間。

2.2 果實性狀

Western果實呈長橢圓形至長圓形，基部尖，頂部銳尖，不對稱，橫斷面呈圓形，殼表面粗糙;果仁呈金黃色至亮棕色，脊溝深而緊實，填充組織難以取出，取仁時容易破碎，機械取仁的難度增加;126粒/kg 的Western，出仁率為58%[4]。

2.3 物候及適應性

Western是美國東南部以外種植最廣泛的薄殼山核桃品種，主要分布在南非、墨西哥以及美國的德克薩斯州西部、新墨西哥州，其中以新墨西哥州最具代表性。因此本研究著重比較新墨西哥州主產(chǎn)區(qū)與我國江淮、黃淮流域代表地區(qū)的氣候、土壤特征，以期為這些地區(qū)的品種選擇和栽培管理提供參考。

新墨西哥州薄殼山核桃種植主要分布在東南部平原及南部奇瓦瓦沙漠（Chihuahuan）地帶（圖1），其中Doa Ana縣種植面積占全州種植面積的70%，2016年產(chǎn)量為23 310 t[11]，縣府所在地拉斯克魯塞斯（Las Cruces）是主產(chǎn)區(qū)。Las Cruces地區(qū)屬干旱沙漠氣候，海拔1 166 m（表2），晝夜溫差大，平均晝夜溫差高達18 ℃;年均溫度變化不大，1959—2005年年均最高和最低溫度分別為25 ℃ 和-3.3 ℃;6、7月最熱，月均最高溫度可達35 ℃，12、1月最冷，月均最低溫度達-2 ℃[12];降水量小，相對濕度低，年降水量僅有248 mm（表2），且主要集中在7—9月（圖2）;80%以上的晴天保證了充足的光照，年日照時數(shù)高達3 630 h;無霜期在180 d以上，最后一次春季霜凍一般出現(xiàn)在4月20日前[13]。Western在Las Cruces地區(qū)從開花到收獲需189 d[8]。

從溫度來看，我國南京等地與Las Cruces差別不大，僅在1—4月氣溫更低，對于需冷量的積累更加有利。奧爾巴尼（Albany）位于美國佐治亞州西南部，種植有60萬株薄殼山核桃，被稱為美國薄殼山核桃之都，年降水量1 307 mm，各月降水均勻，薄殼山核桃病害嚴重，因此該地區(qū)只能種植一些抗病性特別是抗瘡痂病強的品種，Western并不適合在該地區(qū)種植。從降水量來看，雖然我國幾個地區(qū)1—4月的降水量總體少于Albany，但6—8月總體高于Albany，此時正值高溫天氣，增加了瘡痂病等病害高發(fā)的風險，因此我國幾個地區(qū)應該重點關(guān)注薄殼山核桃發(fā)病情況并提前采取預防措施。

從生長期來看，我國南京等地無霜期遠高于Las Cruces，生長期較長，但同時也伴隨著休眠期短這一潛在問題，或許1—4月相對更低的溫度可以降低休眠期短、需冷量積累不足的風險;而Las Cruces處于海拔較高的地區(qū)，晝夜溫差大，光合色素積累較多，有利于光合作用效率的提高，在一定程度上彌補了生長期相對較短的缺陷。從土壤類型看，Las Cruces土壤以沙土為主，通氣性好，透水能力強，根系生長條件好;而我國南京、合肥等地土壤偏黏重，透氣性差，不利于根系生長，因此應特別注意通過起壟、排水、增施有機肥等措施改善土壤結(jié)構(gòu)和透氣性，為根系生長創(chuàng)造良好的環(huán)境。

2.4 生長特性

2.4.1 水分 水分對薄殼山核桃正常生長和果實發(fā)育具有重要作用，德克薩斯州El Paso和新墨西哥州Las Cruces地區(qū)成年Western每年需水約100～130 cm[19]。2003年新墨西哥州Las Cruces南部開展的一項試驗表明，21年樹齡Western最大蒸散量為10.6 mm/d，約116 cm/年，因此該地區(qū)每年漫灌量應達到 2 m，以保證樹體正常生長和結(jié)實[20]。

2.4.2 肥料 維持氮/鉀平衡對Western生產(chǎn)至關(guān)重要，發(fā)育中的果實會消耗葉片中的鉀，可能會造成氮/鉀比例過高，導致新梢枯死甚至樹體死亡[21]。

2.4.3 修剪 Western樹冠開張，頂端分枝能力強，分枝角度小但強壯 [4]，適于機械修剪，其修剪反應見表3。

2.5 結(jié)果特性

栽培管理不當和異常氣候是造成隔年結(jié)果（大小年結(jié)果）的主要原因，隔年結(jié)果也是品種特性之一，相對其他品種，Western隔年結(jié)果現(xiàn)象更為明顯。培育產(chǎn)量波動小的品種是薄殼山核桃品種選育的主要目標之一[26-27]。由于不同地區(qū)的氣候條件和栽培管理存在差異，同一品種的隔年結(jié)果強度不一樣，佐治亞地區(qū)Western隔年結(jié)果強度為0.56～0.79[28];亞利桑那州為0.40[29];增施氮肥可以降低薄殼山核桃隔年結(jié)果強度[30]，在35年樹齡Western上連續(xù)4年分別施用118、236、354 kg/hm2氮肥，隔年結(jié)果強度分別為0.37、0.33、0.28，表明隔年結(jié)果強度與氮肥施用量呈明顯的線性關(guān)系[31]。

Western多在相對較短的枝條上掛果，結(jié)果多的年份7—9月枝條先端因果實重量而下垂，這種結(jié)果習性尤其適合修剪。Western果實比Stuart提前3 d成熟，有時果實成熟開裂前縫合線會出現(xiàn)干枯現(xiàn)象，這也是Western區(qū)別于其他品種的顯著特征之一。由于Western著生果實的枝條和果梗細長，收獲時機械振動力分散到枝條上時果實不容易掉落。果殼薄，成熟時特別容易遭受鳥類的偷食[4]。

2.6 抗逆性狀

Western另外一個很顯著的特性是能較早落葉而進入休眠，從而避免霜凍的危害，在美國西南部種植邊緣地區(qū)有很好的表現(xiàn)。有試驗表明，在美國東南部地區(qū)Western幼樹對秋季凍害有較強的抗性[32]。

Western在低鋅水平土壤條件下能正常生長，對鋅不敏感[33]。Beverly等對單株產(chǎn)量超過58 kg的 3 000 株Western葉片Zn含量進行統(tǒng)計，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉片平均Zn含量為 126 μg/g[34];墨西哥Western葉片平均Zn含量為65 μg/g[35];美國西南部Western高產(chǎn)樹葉片Zn含量為174 μg/g[36]。

多數(shù)薄殼山核桃品種很耐水濕，Western也能耐一定程度的水分脅迫[8]。

Western對真菌性病害敏感，主要有瘡痂病、葉脈斑點病、褐斑病、真菌性葉焦?。ū?），部分病害在我國已發(fā)現(xiàn)并報道[37]。

3 討論與結(jié)論

總的來說，Western具有果型中等、果實質(zhì)量一般、具有隔年結(jié)果現(xiàn)象、易感瘡痂病等缺點，但是由于其具有突出的早實性和豐產(chǎn)性，以及在氣候邊緣地區(qū)很強的適應性等優(yōu)點，在生產(chǎn)中占據(jù)了主導地位。

Western短枝結(jié)果、適于修剪的特性非常適合我國適度密植的栽培模式，在一些地區(qū)表現(xiàn)良好，但生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)了果實不飽滿、隔年結(jié)果、易感病害的問題，隨著種植面積的不斷擴大，以后應進一步加強以下研究：（1）適應性研究。研究觀察Western在我國不同地區(qū)開花性狀，合理搭配授粉品種;研究需冷量以及與氣溫之間的關(guān)系、光合效率與品種生長期之間的關(guān)系，以更好地確定品種的適應性，充分發(fā)揮品種優(yōu)勢。（2）豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性研究。研究適度密植的栽培模式，提高早期產(chǎn)量;研究密植樹形結(jié)構(gòu)和對應的整形修剪措施，培養(yǎng)豐產(chǎn)樹形;研究通過平衡施肥、合理負載等措施減小隔年結(jié)果強度，形成連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)量。（3）抗病性研究。重點關(guān)注瘡痂病等真菌性病害，研究分離其致病菌及發(fā)生規(guī)律以及藥物篩選和開發(fā)。

參考文獻：

[1]Zhang R，Peng F R，Li Y R. Pecan production in China[J]. Scientia Horticulturae，2015，197：719-727.

[2]張普娟，鮑 瑾，劉 鵬，等. 近年我國長山核桃審（認）定情況進展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2016，44（8）：216-219.

[3]Grauke L J. Pecan cultivars Western [J/OL]. USDA Agriculture Research Service，2018[2019-12-20]. https：//cgru.usda.gov/CARYA/PECANS/western.htm.

[4]Sparks D. Western schley pecan[J]. Fruit Varieties Journal，1995，49（2）：70-74.

[5]Smith C L，Romberg L D. Stigma receptivity and pollen shedding in some pecan varieties [J]. Journal of Agriooultural Research，1940，60：551-564.

[6]Marquard R D. Outcrossing rates in pecan and the potential for increased yields [J]. Journal of the American Society for Horthcultural Science，1988，113：84-88.

[7]Grauke L J，Thompson T E. Variability in pecan flowering[J]. Fruit Varieties Journal，1996，50（3）：140-150.

[8]Byford R. Pecan varieties for New Mexico [J/OL]. N.M. State Univ. Cooperative Extension Service，Guide H-639. 2005[2019-12-20]. http：//growingitlocal.com/files/6614/1740/0045/Pecan_Varieties_for_NM.pdf.

[9]Warren T J. Performance of pecan （Carya illinoinensis） cultivars grown in Alabama [D]. Alabama：Auburn University，2018.

[10]朱燦燦，耿國民，周久亞. 薄殼山核桃品種威斯頓的引種與栽培技術(shù)[J]. 中國南方果樹，2015，44（1）：96-97.

[11]Bustillos L，Hoel S. 2014 New Mexico agricultural statistics [J/OL]. USDA National Agricultural Statistics Service and Department of agriculture state of New Mexico. 2014[2019-12-20]. https：//www.nass.usda.gov/Statistics_by_State/New_Mexico/Publications/Annual_Statistical_Bulletin/2014/2014_NM_Pub.pdf.

[12]Leroy S，Garfin G. The Climate of Las Cruces，New Mexico [J/OL]. University of Arizona. 2017[2019-12-20]. https：//www.environment.arizona.edu/sites/default/files/Climate_of_Las_Cruces_Final.pdf.

[13]Walker S. Growing Zones，Recommended Crop Varieties，and Planting and Harvesting Information for Home Vegetable Gardens in New Mexico [J/OL]. N.M. State Univ. Cooperative Extension Service，Circular 457-B. 2014[2019-12-20]. https：//aces.nmsu.edu/pubs/_circulars/CR457B.pdf.

[14]The New Mexico pecan industry today [J/OL]. N.M. State Univ. College of Agricultural，Consumer and Environmental Sciences. 2018[2019-12-20]. https：//aces.nmsu.edu/ces/pecans/the-pecan-industry-today.html.

[15]李朝暉，華 春，虞蔚巖，等. 南京方山生態(tài)公園不同人工植被土壤動物群落結(jié)構(gòu)時空變化[J]. 長江流域資源與環(huán)境，2014，23（5）：722-728.

[16]宋 兵. 合肥市耕地土壤養(yǎng)分狀況分析及培肥建議[J]. 安徽農(nóng)學通報，2009，15（21）：100-101.

[17]陳毛華. 安徽省阜陽市潁州區(qū)農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分調(diào)查[J]. 北方園藝，2010（7）：228-229.

[18]邱海倫. 徐州云龍山石灰?guī)r山地土壤理化性質(zhì)與植被狀況分析研究[D]. 南京：南京林業(yè)大學，2008.

[19]Miyamoto S. Consumptive water use of irrigated pecans [J]. J Amer Soc Hort Sci?1983，108：676-681.

[20]Wang J M，Miller D R，Sammis T W，et al. Energy balance measurements and a simple model for estimating pecan water use efficiency[J]. Agricultural Water Management，2007，91（1/2/3）：92-101.

[21]Smith M W，Ager P L，Endicott D S W. Effect of nitrogen and potassium on yield，growth，and leaf elemental concentration of pecan [J]. Journal of the American Society for Horticultural Science，1985，110： 446-450.

[22]Wood B W，Stahmann D. Hedge pruning pecan [J]. Hort Technology，2004，14（1）：63-72.

[23]Smith M W，Hinrichs H A. High density pecan plantings in Oklahoma[J]. Pecan Quartly，1980，14：44.

[24]Worley R E. A view of pruning research for mature pecan trees，Carya illinoensis[J]. Pecan South，1978，5（1）：32-33.

[25]Malstrom H L，Mcmeans J L. A chemical method of pruning young pecan，Carya illinoinensis，trees[J]. HortScience，1977，12（1）：68-69.

[26]Grauke L J，Thompson T E，Marquard R D. Evaluation of pecan [Carya illinoensis （Wangenh.） K. Koch]germplasm collections and designation of a core subset[J]. HortScience，1995，30（5）：950-954.

[27]Wells L. Pecan planting trends in Georgia[J]. HortTechnology，2014，24（4）：475-479.

[28]Patrick J C，Worley R E. Alternate bearing intensity of pecan cultivars[J]. Hort Science，2000，35（6）：1067-1069.

[29]Kilby W M，Gibson R. Performance of mature pecan varieties in the low desert of Pinal County 1997—1999[C]//Citrus and Deciduous Fruit and Nut Research Report. 2000.

[30]Bruce W W. Production characteristics of the United States pecan industry[J]. Journal of the American Society for Horticultural Science，1993，118（4）：538-545.

[31]Moreno N，Humberto J. Nutritional studies on pecans [Carya illinoinensis （Wangenh.） C. Koch]growing in irrigated alkaline soils [D]. Tucson，Arizona：The University of Arizona，2009.

[32]Goff W D，Tyson T W. Fall freeze damage to 30 genotypes of young pecan trees[J]. Fruit varieties Journal，1991，45：176-179.

[33]Sparks D. Zinc nutrition and the pecan. A review [J]. Pecan South，1976，3：304-334.

[34]Beverly R B，Worley R E. Preliminary DRIS diagnostic norms for pecan[J]. HortScience，1992，27（3）：271.

[35]Medina C. Normas DRIS preliminares para nogal pecanero [J]. Terra，2004，22：445-450.

[36]Pond A J，Walworth W M，Gibson K R，et al. Leaf nutrient levels for pecans[J]. Hort Science，2006，41：1339-1341.

[37]巨云為，趙盼盼，黃 麟，等. 薄殼山核桃主要病害發(fā)生規(guī)律及防控[J]. 南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2015，39（4）：31-36.

[38]Sparks D. Scab control notes for 1974 and 1975[J]. Pecan South，1976，3（1）：290-291.

[39]Grauke L J，Thompson T E. Pecans and hickories[M]//Janick J A，Moore J N. Fruit breeding. Ⅲ. Nuts. Wiley and Sons，Inc，1996：185-239.

[40]Calcote V R，Madden G D，Peterson H D. Pecan cultivars tested for resistance to hickory shuckworm[J]. Pecan Quartly，1977，11：4-5. 郭曉云，李 瑩，謝月英，等. 不同基質(zhì)對石仙桃生長及天麻素含量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2020，48（21）：193-196.