大渡河干旱河谷早實(shí)核桃品種生長(zhǎng)評(píng)價(jià)

李靜, 帥偉, 茍?zhí)煨? 姜欣華, 楊平, 劉燕云, 馬志良

1. 甘孜藏族自治州林業(yè)科學(xué)研究所，四川 康定 626001；

2. 西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，四川 南充 637009

大渡河流域位于四川省西部，是長(zhǎng)江上游重要的一級(jí)支流，在區(qū)域水土保持與防護(hù)、生物多樣性保護(hù)等生態(tài)功能中占有重要地位[1]。占據(jù)流域面積較大的干旱河谷地區(qū)由于其獨(dú)特的氣候、地形地貌條件，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能較低[2]。近年來(lái)，受氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)干擾加劇的影響，該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)退化迅速，嚴(yán)重威脅著區(qū)域乃至長(zhǎng)江上游生態(tài)安全[3]。雖然近年來(lái)我國(guó)研究者開(kāi)展了一系列關(guān)于干旱河谷地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)與重建研究，但這些研究更注重生態(tài)系統(tǒng)管理、原生植被與人工引種恢復(fù)及生態(tài)效益評(píng)估[4]，對(duì)于如何利用干旱河谷豐富的光、熱資源，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益統(tǒng)一的研究還沒(méi)有系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)。

核桃（Juglans regia）隸屬胡桃科（Juglandaceae）胡桃屬（Juglans），是一種重要的經(jīng)濟(jì)林木，因其重要的經(jīng)濟(jì)生態(tài)價(jià)值在全世界范圍內(nèi)都受到重要關(guān)注，是世界“四大干果”樹(shù)種之一[5]。核桃適應(yīng)性較強(qiáng)，能夠在較為貧瘠的土地上正常生長(zhǎng)。在干旱河谷地區(qū)引種核桃具有較高的防治水土流失和改善土壤的生態(tài)效益，從而成為干旱河谷區(qū)域進(jìn)行生態(tài)治理和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)良樹(shù)種之一[6-7]。但核桃在我國(guó)的栽培歷史悠久，栽培區(qū)域廣泛，品種眾多，且不同的品種產(chǎn)生的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值差異較大[8]。目前，在大渡河干旱河谷地區(qū)種植的核桃品種結(jié)構(gòu)非常單一，多為晚實(shí)品種，收獲季節(jié)集中上市導(dǎo)致核桃價(jià)值降低，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)不高[9]。因此如何選擇適合大渡河干旱河谷區(qū)域引種栽培的優(yōu)良早實(shí)核桃品種，使核桃果實(shí)錯(cuò)峰成熟上市以實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化是急需解決的最大難題。本文選擇8518、9818、云新14號(hào)和香玲等4個(gè)優(yōu)良早實(shí)核桃品種為引種對(duì)象，以本地核桃品種為對(duì)照，在大渡河干旱河谷典型地區(qū)進(jìn)行早實(shí)核桃品種引種的生態(tài)適應(yīng)性研究，分析不同早實(shí)核桃品種的生長(zhǎng)指標(biāo)，從而選育適應(yīng)大渡河干旱河谷環(huán)境條件的優(yōu)良早實(shí)品種，為大渡河干旱河谷地區(qū)生態(tài)恢復(fù)提供基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于長(zhǎng)江上游支流大渡河中游沿岸康定市、瀘定縣境內(nèi)，地處青藏高原東緣與四川盆地的過(guò)渡地帶，屬典型的高山峽谷區(qū)。氣候特點(diǎn)為冬春無(wú)嚴(yán)寒、夏秋多雨無(wú)酷熱，且高山、中山、河谷氣候反差較大。研究區(qū)內(nèi)干濕季節(jié)分明，光照充足，雨熱同期，年平均降雨量656.5 mm，降雨多集中于6—9月份。年蒸發(fā)量1 532 mm。年平均氣溫16.5 ℃，極端最高氣溫36.4 ℃，極端最低氣溫-5 ℃，≥10 ℃以上的活動(dòng)積溫4 768.4 ℃，無(wú)霜期283 d。

結(jié)合研究區(qū)域的土壤環(huán)境條件、氣候、人為作用等因素，選取位于大渡河沿岸的康定市金湯鄉(xiāng)隴須村（30°23′45″N，102°16′25″E）（簡(jiǎn)稱(chēng) KJ樣地）、瀘定縣杵坭鄉(xiāng)聯(lián)合村（29°45′22″N，102°12′43″E）（簡(jiǎn)稱(chēng)LC樣地）和康定市姑咱鎮(zhèn)甘孜州林科所苗圃（30°7′9″N，102°10′31″E）（簡(jiǎn)稱(chēng) KG 樣地）等 3 處較具代表性的區(qū)域作為引種試驗(yàn)樣地，3個(gè)樣地的基本特征見(jiàn)表1。

表 1 試驗(yàn)樣地基本特征Tab. 1 Basic characteristics of the sample sites

1.2 試驗(yàn)方法

本研究以優(yōu)良早實(shí)核桃品種8518、9818、云新14號(hào)和香玲和本地品種為研究對(duì)象。于2014年春季（3月），在每個(gè)試驗(yàn)樣地設(shè)置3個(gè)重復(fù)的樣方，在每個(gè)樣方內(nèi)隨機(jī)栽種40株各品種的核桃幼苗并做好標(biāo)記。所選5個(gè)品種核桃幼苗均為一年生共砧嫁接苗，均具有相似的基徑和株高（基徑和株高的變異系數(shù)< 1%）。種植苗株距為2 m × 2 m，種植穴為80 cm ×80 cm × 60 cm。所有幼苗的栽植方式和幼苗期水、肥管理均一致。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

核桃幼苗成活率和保存率測(cè)定：根據(jù)苗木的栽植情況，春季栽植的幼苗于當(dāng)年秋季（2014年10月）調(diào)查各品種成活株數(shù)，測(cè)定成活率。于2016年秋季（10月）調(diào)查保存株數(shù)，測(cè)定保存率。成活率和保存率計(jì)算公式如下：

核桃幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定：在幼苗栽植前測(cè)定核桃幼苗的地徑和株高，然后于2016年秋季（10月）隨機(jī)選擇各樣方內(nèi)成活的各品種核桃幼苗10株，進(jìn)行苗高和地徑兩個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的調(diào)查。苗木地徑采用游標(biāo)卡尺測(cè)量，以苗木土印處的直徑為地徑。其中，若地徑處有瘤狀物或有膨大部分的樹(shù)種，在瘤狀物或膨大部分之上部，正常粗度測(cè)量直徑，測(cè)量值精確到0.001 cm。苗高采用鋼卷尺測(cè)量，從苗干基部的土印處到主干頂芽基部的長(zhǎng)度記為株高，測(cè)量值精確到0.1 cm。以栽植2年后核桃幼苗的地徑和株高的增量作為地徑和株高生長(zhǎng)量（cm）。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用單因素方差分析（One way ANOVA）和最小顯著差異法（LSD）比較法不同品種核桃幼苗間成活率、保存率、地徑和株高之間的差異。采用雙因素方差分析（Two factors ANOVA）檢驗(yàn)品種和栽植地點(diǎn)對(duì)核桃幼苗成活率、保存率、地徑和株高的影響。所有統(tǒng)計(jì)分析均在SPSS 20.0中完成，作圖使用Origin 8.0完成。圖中數(shù)據(jù)均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種核桃幼苗成活率

在植物引種栽培過(guò)程中，品種是必須要考慮的重要因素之一[10]。在不同的引種地區(qū)，由于其土壤條件、氣候條件以及光、熱、水等資源分配明顯不同，植物不同品種對(duì)引種地點(diǎn)環(huán)境條件的生態(tài)適應(yīng)性不同，將顯著影響不同植物品種的引種栽培成活率[11]。因此，在大面積引種栽培之前，應(yīng)進(jìn)行植物不同品種的生態(tài)適應(yīng)性比較試驗(yàn)，以篩選出適應(yīng)引種地區(qū)的優(yōu)良品種[12]。植物苗木階段對(duì)環(huán)境變化十分敏感，環(huán)境條件的輕微改變可能顯著影響苗木的成活率[13]。因此，在不同植物品種引種時(shí)，應(yīng)結(jié)合不同引種地區(qū)的生態(tài)環(huán)境條件[14]。本研究結(jié)果表明，不同栽植地點(diǎn)5個(gè)早實(shí)品種核桃幼苗的成活率顯著不同（見(jiàn)圖1），其成活率大小順序表現(xiàn)為KG>LC>KJ。這說(shuō)明不同品種核桃幼苗的成活率受到引種地區(qū)微環(huán)境條件的顯著影響。不同引種地區(qū)海拔、水分、光照、溫度以及坡度、坡向等環(huán)境因子的急劇變化可能顯著影響不同品種核桃幼苗的適應(yīng)性和成活率。本研究還發(fā)現(xiàn)，在同一栽植地點(diǎn)，不同品種核桃幼苗的成活率具有顯著差異（見(jiàn)圖1）。與本地品種相比，香玲品種幼苗在3個(gè)栽植地點(diǎn)的引種成活率均較高（達(dá)到90.0%以上），其次是8 518品種幼苗，9 818和云新14幼苗品種成活率最低。這表明，在大渡河干旱河谷地區(qū)進(jìn)行核桃引種栽植是要考慮品種和栽植地區(qū)環(huán)境條件的共同影響，如在康定、瀘定等地區(qū)可考慮香玲和8 518品種，9 818和云新14品種的成活率較低，不建議在這兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行引種栽植。

圖 1 不同品種核桃幼苗的成活率Fig. 1 Survival rate of the four precocious walnut varieties

2.2 不同品種核桃幼苗保存率

植物幼苗保存率是幼苗適應(yīng)栽植區(qū)域環(huán)境條件的體現(xiàn)[15]。當(dāng)年成活的植物幼苗經(jīng)歷引種區(qū)域環(huán)境條件的改變，幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中可能會(huì)受到光照、水分和養(yǎng)分等條件的脅迫，可能導(dǎo)致一部分幼苗死亡[16]。因此在植物不同品種引種栽培試驗(yàn)中可通過(guò)調(diào)查幼苗的保存率，以了解不同品種植物耐受引種地區(qū)環(huán)境脅迫的能力[17]。本研究于幼苗栽植3年后，分別調(diào)查不同品種核桃幼苗的保存率。調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同品種核桃幼苗在不同栽植地點(diǎn)的保存率顯著不同，且保存率大小順序表現(xiàn)為KG>LC>KJ（見(jiàn)圖2）。在同一栽植地點(diǎn)，不同品種核桃幼苗的保存率也明顯不同。與本地種相比，香玲品種幼苗在各栽植地點(diǎn)的保存率均最高（達(dá)到80.0%以上），8 518品種幼苗的保存率次之，9 818和云新14品種幼苗的保存率均較低（見(jiàn)圖2）。這表明，香玲品種核桃幼苗更適應(yīng)大河干旱河谷區(qū)域的環(huán)境條件變化，8 518品種核桃幼苗的適應(yīng)性也較高。9 818和云新14品種幼苗的適應(yīng)性較低。

圖 2 不同品種核桃幼苗的保存率Fig. 2 Preservation rate of the four precocious walnut varieties

2.3 不同品種核桃幼苗地徑生長(zhǎng)特征

地徑生長(zhǎng)量是苗木栽培和管理過(guò)程中一個(gè)重要的生長(zhǎng)指標(biāo)，可以用來(lái)衡量苗木健康和營(yíng)養(yǎng)狀況[18]。苗木（尤其是木本植物）在進(jìn)行縱向生長(zhǎng)的同時(shí)也進(jìn)行徑向生長(zhǎng)，二者的比例表征著苗木生長(zhǎng)狀況之間的平衡，同時(shí)揭示了苗木養(yǎng)分和生物量分配策略[19]。因此，苗木徑向生長(zhǎng)量是植物適應(yīng)不同環(huán)境條件策略的重要測(cè)量指標(biāo)[20]。本研究中，不同品種核桃幼苗生長(zhǎng)3年后，其地徑生長(zhǎng)量隨品種和栽植地點(diǎn)不同而存在顯著差異。具體地，不同品種核桃幼苗在不同栽植地點(diǎn)的地徑生長(zhǎng)量大小順序?yàn)镵G>LC>KJ（見(jiàn)圖3）。而在同一栽植地點(diǎn)，不同品種核桃幼苗的地徑生長(zhǎng)量均表現(xiàn)為香玲品種最大（達(dá)到1.91 cm以上），8 518品種次之，9 818和云新14品種最小（見(jiàn)圖3）。

圖 3 不同品種核桃幼苗的地徑生長(zhǎng)量Fig. 3 Ground diameters of the four precocious walnut varieties

2.4 不同品種核桃幼苗株高生長(zhǎng)特征

株高生長(zhǎng)量也是引種苗木栽培管理和適應(yīng)環(huán)境變化的重要指標(biāo)，株高生長(zhǎng)量越大，說(shuō)明苗木對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)性更強(qiáng)，更能有效地利用光、熱、水等資源[21]。同時(shí)也有研究表明，株高生長(zhǎng)量也是苗木逆境生理中重要的調(diào)控方式[22]。如在低光照的環(huán)境中，苗木一般增加對(duì)縱向生長(zhǎng)的投入，加快株高生長(zhǎng)，以獲取更多的光照資源[23-24]。同時(shí)生活在低光照環(huán)境下的苗木往往出現(xiàn)枝干徒長(zhǎng)，木質(zhì)化程度低，抗風(fēng)能力差等缺點(diǎn)[25]。因此，在苗木引種栽培時(shí)，苗木株高生長(zhǎng)量也是需要考慮的一個(gè)重要因素。本研究中，經(jīng)歷3年的生長(zhǎng)后，不同品種核桃幼苗在不同栽植地點(diǎn)株高生長(zhǎng)量具有顯著差異。核桃幼苗在不同栽植地點(diǎn)的株高生長(zhǎng)量大小順序表現(xiàn)為KG>LC>KJ（見(jiàn)圖4）。而在同一栽植地點(diǎn)，與本地品種相比，香玲品種的株高生長(zhǎng)量最大（達(dá)到88.5 cm以上），8518次之，9818和云新14品種最?。ㄒ?jiàn)圖4）。

圖 4 不同品種核桃幼苗的株高生長(zhǎng)量Fig. 4 Height growth of the four precocious walnut varieties

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，品種和栽植地點(diǎn)可以顯著影響引種核桃幼苗的成活率、保存率以及生長(zhǎng)指標(biāo)，說(shuō)明植物內(nèi)在因素和外部環(huán)境條件是進(jìn)行不同品種核桃引種栽培時(shí)需要考慮的重要因素[26]。不同品種核桃由于其自身品種的遺傳差異，在生長(zhǎng)過(guò)程中表型表現(xiàn)明顯不同，導(dǎo)致其對(duì)不同環(huán)境條件變化的適應(yīng)性不同[27]。綜合考慮品種因素以及大渡河干旱河谷區(qū)域特殊的環(huán)境條件，發(fā)現(xiàn)香玲和8518品種核桃成活率、保存率以及地徑和株高生長(zhǎng)量等生長(zhǎng)指標(biāo)與本地品種核桃相當(dāng)或明顯高于本地核桃品種，這表明香玲和8518品種核桃能夠很好地適應(yīng)大渡河干旱河谷區(qū)域獨(dú)特的氣候和地理環(huán)境條件。因此，在該區(qū)域大力發(fā)展本地核桃品種栽植的同時(shí)，可以大力推廣香玲和8518優(yōu)良早實(shí)核桃品種引種栽培，以合理利用資源，從而達(dá)到生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。而9818和云新14品種核桃在大渡河干旱河谷區(qū)域的適應(yīng)性較低，其成活率、保存率以及地徑和株高生長(zhǎng)量均較低，因而不建議在該區(qū)域大面積引種栽培。