薄殼山核桃良種‘巴頓’選育研究*

羅群，習(xí)學(xué)良，鄒偉烈，范志遠(yuǎn)，徐亮，葉鈔，張喬芹

(1.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院，云南 昆明 650201;2.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院 漾濞核桃研究院，云南 漾濞 672500;3.云南富德核桃科技有限公司，云南 寧洱 665199)

薄殼山核桃(Caryaillinoensis)又名美國山核桃、長山核桃，原產(chǎn)美國和墨西哥北部[1]，屬胡桃科(Juglandaceae)山核桃屬(Carya)植物，是世界著名的干果與重要的木本油料樹種[2]。薄殼山核桃在我國引種栽培歷史悠久，從20世紀(jì)70年代開始，中國林業(yè)科學(xué)研究院、浙江農(nóng)林大學(xué)、中國科學(xué)院植物研究所等單位從美國大量引進(jìn)薄殼山核桃品種作為經(jīng)濟(jì)林木樹種開展研究[3]。近幾年來，隨著對(duì)薄殼山核桃價(jià)值的逐漸認(rèn)知，種植面積快速增加，我國江蘇、浙江、安徽、云南、河南、江西等省已把薄殼山核桃作為重要的木本油料樹種進(jìn)行重點(diǎn)推廣[4-5]，推動(dòng)了我國薄殼山核桃品種化栽培的迅速發(fā)展。

云南省林業(yè)和草原科學(xué)院于1974年首次將薄殼山核桃引入云南作為干果樹種栽培研究[4]，通過引種和栽培實(shí)踐，已篩選出一批在云南適生的薄殼山核桃品種:‘波尼’(‘Pawnee’)、‘卡多’(‘Caddo’)、‘肖尼’(‘Shawnee’)于2009年通過云南省林木良種委員會(huì)審定；‘金華’(‘Jinhua’)、‘紹興’(‘Shaoxing’)、‘貝克’(‘Baker’)和‘賽甫路斯’(‘Surprize’)于2013年通過云南省林木良種委員會(huì)審定[6]。但是要在云南做大做強(qiáng)做深薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)有的品種遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足適地適樹栽培的需要，因此選擇出早熟性好、豐產(chǎn)、殼薄、果型大、出仁率高、病蟲害抗性強(qiáng)的優(yōu)良品種勢(shì)在必行[7]。

有鑒于此，本研究對(duì)35個(gè)引進(jìn)的薄殼山核桃品種開展近20年的品系觀測(cè)評(píng)比分析，通過初選、復(fù)選、決選、區(qū)域試驗(yàn)及生產(chǎn)性試驗(yàn)進(jìn)行良種選育，以期為云南大面積推廣種植薄殼山核桃提供豐富的良種資源，助力云南薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在云南省大理白族自治州漾濞彝族自治縣瓦廠鄉(xiāng)，位于漾濞縣城南部的白竹東麓，漾濞江中下游以西的山坡地段(99.97°E，25.42°N)。地勢(shì)西高東低，最高海拔2 610 m，最低海拔1 241 m，高差達(dá)1 396 m。年平均氣溫25 ℃，年降雨量800 mm，多集中在6—9月份。屬于亞熱帶高原季風(fēng)氣候，日照時(shí)間長，氣溫高，無霜期長[8]。

1.2 試驗(yàn)材料

將云南省林業(yè)和草原科學(xué)院漾濞核桃研究院1998年首次從美國引入云南栽培的35個(gè)薄殼山核桃品種的接穗，與漾濞縣瓦廠鄉(xiāng)5 a生早期引進(jìn)品種‘紹興’樹上進(jìn)行高接換種。

1.3 選育方法

1.3.1 初選方法

從2002年開始，對(duì)已結(jié)果的薄殼山核桃引種品種，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)樹觀測(cè)物候、生長與結(jié)果情況，隨機(jī)抽樣分析堅(jiān)果質(zhì)量。按表1標(biāo)準(zhǔn)，綜合分值達(dá)到85分以上的為初選優(yōu)株。

1.3.2 復(fù)選方法

對(duì)初選的優(yōu)株分別于云南寧洱、建水、云縣、漾濞、廣南5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行水平區(qū)域栽培試驗(yàn)，于漾濞縣瓦廠鄉(xiāng)不同海拔段龍?jiān)砺房?、物必摩、茶北摩、物摩?個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行垂直區(qū)域栽培試驗(yàn)。從2009年開始調(diào)查分析參試初選優(yōu)株的樹體生長量、產(chǎn)量、堅(jiān)果質(zhì)量及抗病性，再根據(jù)表2的綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，綜合分值達(dá)到75分以上的為復(fù)選優(yōu)株。

表2 薄殼山核桃品種復(fù)選的綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 決選方法

復(fù)選出的優(yōu)株在漾濞縣瓦廠鄉(xiāng)進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，并經(jīng)過品質(zhì)分析決選出最終的優(yōu)良品種。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，多品種混栽，定植前3個(gè)月挖塘，規(guī)格為80 cm×80 cm×80 cm。2013年1月起苗定植，起苗后用塑料編織袋加濕材料包裝，起苗3～10 d內(nèi)定植。定植后塘面覆蓋塑料薄膜，3—5月補(bǔ)水3次，每次30 kg。未結(jié)果幼樹，采用環(huán)狀施肥，結(jié)果樹進(jìn)行穴狀施肥，培養(yǎng)多主枝開心樹體，4—5月無雌花新梢摘頂、扭梢；旱季3—5月每月澆水1次；每年10—12月施有機(jī)肥為主的基肥1次，次年7—8月追施1次復(fù)合肥。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理，對(duì)引種品種的物候、生長情況、產(chǎn)量、堅(jiān)果質(zhì)量、抗病性等參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 初選研究

對(duì)引進(jìn)的薄殼山核桃品種首先進(jìn)行系統(tǒng)物候觀測(cè)?！皖D’在云南3月中下旬芽萌動(dòng)，可避開晚霜危害；4月上中旬至5月初為雄花散粉期，此時(shí)正值云南旱季，有利于花粉傳播與雌花授粉；5月下旬為幼果形成期；7—8月為果實(shí)速生期，完成體積增長的90%，體現(xiàn)出早實(shí)豐產(chǎn)的特性。

其次結(jié)合結(jié)果習(xí)性、抗病能力及品質(zhì)進(jìn)行綜合分析，再按表1評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)分，綜合分值(表3)在85分以上的共有9個(gè)品種，分別為‘云引5’‘云引8’‘云引10’‘云引11’‘云引20’‘云引24’‘云引33’‘巴頓’‘云引42’，9個(gè)初選優(yōu)株繼續(xù)完善區(qū)域性栽培試驗(yàn)。

表3 引種的薄殼山核桃品種綜合評(píng)分

2.2 復(fù)選研究

2.2.1 水平區(qū)域栽培試驗(yàn)

5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)主要?dú)庀笾笜?biāo)列表4。

表4 水平區(qū)試點(diǎn)氣象指標(biāo)

每個(gè)區(qū)試點(diǎn)面積10～25 hm2，共計(jì)120 hm2。各區(qū)試點(diǎn)都有良好的前期基礎(chǔ)，嫁接裸根苗于12月至次年2月種植，種植時(shí)可挖規(guī)格為80 cm×80 cm×80 cm的種植塘。栽種后每隔15～20 d補(bǔ)水1次，并加強(qiáng)肥水管理。種植株行距8 m×8 m。每年秋冬季施有機(jī)肥為主的基肥1次，次年7—8月追施氮磷鉀復(fù)合肥1次。全年勤防天牛，5月噴施殺蟲劑防治木蠹蛾和金龜子等害蟲，7—8月采用薰煙法防治刺蛾，噴施殺菌劑預(yù)防葉黑斑病。調(diào)查分析參試9個(gè)初選優(yōu)株的樹體生長量、產(chǎn)量、堅(jiān)果質(zhì)量及抗病性(表5)。

從表5可知，同一品種在5個(gè)區(qū)試點(diǎn)之間無顯著差異，云南的高原自然環(huán)境與原產(chǎn)地美國南部的自然條件近似，薄殼山核桃在云南的適應(yīng)范圍較為廣泛，氣候類型相似于寧洱、建水、云縣、漾濞和廣南5個(gè)區(qū)試點(diǎn)的區(qū)域都適宜發(fā)展?！皖D’結(jié)果枝為中短果枝類，樹冠較小，適合矮密栽培。云南雨季集中，葉片易感黑斑病，對(duì)薄殼山核桃產(chǎn)量質(zhì)量影響很大，但‘巴頓’幾乎沒有發(fā)生。其對(duì)黑斑病具有很強(qiáng)的抵抗力，具有早實(shí)豐產(chǎn)抗病的特性，這為后期良種篩選提供了資源保障。

表5 3 a平均樹體生長結(jié)果及堅(jiān)果質(zhì)量

2.2.2 垂直區(qū)域栽培試驗(yàn)

4個(gè)不同海拔段每個(gè)品種各栽培嫁接苗3株，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)面積5～20 hm2，共40 hm2。統(tǒng)計(jì)每年的樹體生長量和堅(jiān)果質(zhì)量(表6)。從表6分析可知，同一品種的生長量和產(chǎn)量在龍?jiān)砺房?海拔1 430 m)和物必摩(1 650 m)的差別不顯著，但除‘巴頓’外的其它品種都明顯優(yōu)于茶北摩(1 800 m)和物摩鹿(2 000 m)2個(gè)點(diǎn)。單位冠投影面積產(chǎn)仁量、單果重隨海拔升高而下降，‘巴頓’在海拔1 430 m、1 650 m、1 800 m 3個(gè)點(diǎn)的產(chǎn)量差異不大，但是1 800 m 點(diǎn)的單果重明顯低于1 430 m點(diǎn)。這說明‘巴頓’的海拔上限可達(dá)1 800 m。從垂直區(qū)試中可看出，由于海拔過高積溫不夠，‘巴頓’樹體產(chǎn)量低、堅(jiān)果小。

將表5、表6的數(shù)據(jù)按表2綜合評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)分(表7)，總分超過75分的只有3個(gè)，分別為‘云引8’‘巴頓’‘云引42’，即為復(fù)選出的優(yōu)株。

表6 垂直區(qū)試點(diǎn)的樹體生長結(jié)果及堅(jiān)果質(zhì)量

表7 水平和垂直區(qū)試中參試品種的綜合評(píng)分

2.3 決選研究

2.3.1 生產(chǎn)性試驗(yàn)

將復(fù)選出來的‘云引8’‘巴頓’‘云引42’在漾濞縣瓦廠鄉(xiāng)進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)。果實(shí)成熟期時(shí)進(jìn)行全園測(cè)產(chǎn)，每個(gè)品種隨機(jī)抽取10株，稱取3 kg混合樣為復(fù)選的3個(gè)優(yōu)株進(jìn)行品質(zhì)及抗性分析(表8)。從表8可知，‘巴頓’3年平均產(chǎn)量可達(dá)1 001.40 kg/hm2，產(chǎn)量較云引8和云引42高，表現(xiàn)出穩(wěn)定的抗性和品種的豐產(chǎn)性，種植效益和推廣前景好。

表8 生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.2 品種核仁的成份分析

油料樹種的果實(shí)中，脂肪含量和礦質(zhì)元素含量等指標(biāo)尤能反映其果實(shí)品質(zhì)與性狀的差異。將3個(gè)品種的堅(jiān)果隨機(jī)抽取1 kg，委托農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心(昆明)分析測(cè)定其核仁營養(yǎng)成分(表9～表10)。

表9 決選品種核仁脂肪中的脂肪酸構(gòu)成

表10 決選品種核仁的礦質(zhì)元素含量

脂肪酸是薄殼山核桃仁的主要成分，組成成分基本一致，主要含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和花生酸[9-12]，其在人體代謝中均具有十分重要的生理作用，單不飽和脂肪酸(油酸)可以降低血液中膽固醇和甘油三酯，對(duì)心腦血管疾病有很強(qiáng)的預(yù)防作用，多不飽和脂肪酸以亞油酸為主，能維持和促進(jìn)機(jī)體正常生長發(fā)育[13]。因此，脂肪酸是考察薄殼山核桃果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。從表9可知，‘巴頓’的單不飽和脂肪酸相對(duì)含量最高，為69.94%，多不飽和脂肪酸為20.38%，營養(yǎng)保健價(jià)值相對(duì)較高，可成為開發(fā)功能性的薄殼山核桃優(yōu)良品種。

礦質(zhì)元素對(duì)維持人體正常的生理功能起著積極作用，任何一種元素的缺乏或者過量都會(huì)影響其他元素的吸收和作用的發(fā)揮[14-16]。從表10可知，3個(gè)品種薄殼山核桃均含有Ca、Cu、Fe、K、P、Zn 等人體必需的礦質(zhì)元素，其中‘巴頓’的S、Ca、Cu、Mn含量較高，分別為90.00、525.00、7.60、102.80 mg/kg；其次P、K、Mg、Fe、Zn含量幾乎與‘云引8’和‘云引42’相同，在礦質(zhì)元素開發(fā)利用方面具有更優(yōu)價(jià)值。綜上分析，最終決選出適宜當(dāng)?shù)胤N植的薄殼山核桃優(yōu)良品種為‘巴頓’。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

薄殼山核桃是一種見效慢，效益持久的經(jīng)濟(jì)樹種，選擇優(yōu)良品種是栽培成功的關(guān)鍵[17]?！皖D’品種選育時(shí)間較長，是一個(gè)能體現(xiàn)遺傳性穩(wěn)定和云南區(qū)域特色的品種。其樹冠較小，適合矮化密植栽培。無性系穗條嫁接成活率達(dá)91.3%，與‘紹興’砧木嫁接親和力很好。5齡砧高接后第4 a開始結(jié)果，平均單果重4.8 g，出仁率56.86%，仁含油率73.2%，堅(jiān)果飽滿，殼薄，極易取整仁，豐產(chǎn)性好，抗葉黑斑病能力強(qiáng)，適宜在海拔1 600～1 800 m、年均溫14～17 ℃、年降雨量≥900 mm、≥10 ℃年活動(dòng)積溫3 500 ℃以上的云南省內(nèi)相似地區(qū)種植，‘巴頓’品種表現(xiàn)出的優(yōu)秀性，具有良好的種植和發(fā)展?jié)摿?，值得進(jìn)一步大范圍、大幅度的推廣應(yīng)用。

薄殼山核桃核仁中含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、粗脂肪、酚類等營養(yǎng)成分[18]，本研究?jī)H從脂肪酸和礦質(zhì)元素含量方面進(jìn)行分析，存在一定的局限性，為充分利用其營養(yǎng)價(jià)值，今后可結(jié)合云南薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，繼續(xù)深入進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析。

本研究的選育技術(shù)仍采用了遺傳測(cè)定和區(qū)域性試驗(yàn)，目前對(duì)薄殼山核桃的研究中，利用分子技術(shù)進(jìn)行基因研究[19-22]仍未廣泛普及。后期可與分子標(biāo)記輔助育種、細(xì)胞工程育種、轉(zhuǎn)基因育種等現(xiàn)代生物技術(shù)手段相結(jié)合，進(jìn)一步提高薄殼山核桃品種選育研究的技術(shù)水平，使育種工作更具目標(biāo)性和精準(zhǔn)性，以促進(jìn)我國薄殼山核桃產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展[23]。

3.2 結(jié)論

本研究經(jīng)過近20 a的薄殼山核桃良種選育試驗(yàn),最終篩選出優(yōu)良品種‘巴頓’(‘Barton’)，其為落葉喬木，樹干深褐色，樹皮片狀開裂脫落，老熟的1 a生枝呈灰色；樹體矮化，枝條細(xì)密，中短果枝結(jié)果，每果枝坐果數(shù)多為3～4個(gè)；雌雄花盛花期可重疊2～3 d；青皮果具四棱；堅(jiān)果橢圓形，果頂鈍尖，種殼平滑，灰白色；堅(jiān)果果仁含油率高，極易取整仁，仁食味香甜，口感細(xì)膩，可直接食用、榨油、食品加工輔料等，特別適合生產(chǎn)整仁產(chǎn)品和開發(fā)休閑食品。該品種在云南5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)出了穩(wěn)定的早熟性、豐產(chǎn)性、優(yōu)質(zhì)性，2021年2月通過云南省林木品種審定委員會(huì)審定，良種編號(hào)為云 S-ETS-CI-019-2020，可作為云南地區(qū)薄殼山核桃主栽品種的優(yōu)選對(duì)象。