文冠果幼樹樹形培養(yǎng)及花序調(diào)控效果

兗 攀，王久照，姜繼元，李 銘，陳奇凌

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院林園研究所 ，新疆石河子 832000)

0 引 言

【研究意義】文冠果(XanthocerassorbifoliaBunge)屬落葉灌木或小喬木，高2～5 m，小枝粗壯，花序先葉抽出或與葉同時抽出，兩性花的花序頂生，雄花序腋生，長12～20 cm，直立，蒴果長達(dá)6 cm，種子長達(dá)1.8 cm，黑色而有光澤，花期春季，果期秋初。我國產(chǎn)北部和東北部，西至寧夏、甘肅，東北至遼寧，北至內(nèi)蒙古，南至河南，野生于丘陵山坡等處，各地也常栽培，野生分布的立地條件決定了其向陽、庇風(fēng)、耐寒、耐寒的生態(tài)特性。種子可食，風(fēng)味似板栗，營養(yǎng)價值很高，含油量也很高，是我國北方很有發(fā)展前途的木本油料植物[1,2]。良好的樹形可以為果實和種子提供充足的光合產(chǎn)物，是種子產(chǎn)量和品質(zhì)形成的基礎(chǔ)，但文冠果幼樹的樹形分化較為嚴(yán)重，是制約早實豐產(chǎn)的關(guān)鍵因素之一，同時文冠果落花落果也很嚴(yán)重，產(chǎn)量極低。【前人研究進(jìn)展】繆禮科[3]認(rèn)為文冠果發(fā)枝少，枝條粗壯的結(jié)果多、樹形好；白金友[4,5]發(fā)現(xiàn)，多主枝叢生形樹形的產(chǎn)量最高；徐東翔[6]認(rèn)為豐產(chǎn)母樹具有結(jié)果枝多的特點；牟洪香[2]發(fā)現(xiàn)開心型的結(jié)果樹比例和單株種子產(chǎn)量最高；欒森年[7]認(rèn)為主干疏層形產(chǎn)量最高；蔡龍[8]發(fā)現(xiàn)對自然圓頭形樹體進(jìn)行“因樹造形”的修剪，可以顯著提高結(jié)果數(shù)；嚴(yán)婷[9]也發(fā)現(xiàn)多主枝叢生形和自然開心形的產(chǎn)量具有較高優(yōu)勢?！颈狙芯壳腥朦c】文冠果幼樹期是整形修剪的關(guān)鍵期[10]，也是花果管理的關(guān)鍵期[11]。結(jié)合花序調(diào)控處理，從研究樹體結(jié)構(gòu)、花序花朵特征、落果動態(tài)、果實性狀、種子品質(zhì)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】調(diào)查分析54株文冠果幼樹，研究不同樹形間生長結(jié)實性狀的差異，比較不同花序調(diào)控處理的效果，篩選重要的評價指標(biāo)，分析樹體結(jié)構(gòu)與結(jié)實間的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗地位于新疆石河子市，N 44°17′，E 85°51′，地勢平坦，平均海拔450.8 m，屬典型溫帶大陸性氣候，日照時間長，冬季長而嚴(yán)寒，夏季短而炎熱，無霜期147～191 d，年日照時數(shù)為2 318～2 732 h，平均氣溫7.5～8.2℃。年降雨量180～270 mm，年蒸發(fā)量1 000～1 500 mm，為干旱和半干旱區(qū)，空氣干燥，土壤為灰漠土。試驗材料選自新疆農(nóng)墾科學(xué)院文冠果資源圃，內(nèi)蒙古赤峰市阿魯科爾沁旗種源。樹形培養(yǎng)試驗從2015年定植時開始，隨機選取54株樹苗作為培養(yǎng)對象，每年根據(jù)幼樹自然發(fā)育的特點進(jìn)行適度的整形修剪，經(jīng)過4年培養(yǎng)，形成12株主干形，21株自然開心形和21株多主枝叢生形的幼樹，共54株，株行距=1.5×2.5(m)，東西行向。2018年已有一定產(chǎn)量，2019年對樹體結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查，進(jìn)行疏花疏果試驗，撫育管理按照常規(guī)方法進(jìn)行。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

采用雙因素不等重復(fù)試驗設(shè)計方法，A因素是樹形，在2019年春季萌芽前，在保持原有樹形的基礎(chǔ)上，對樹體進(jìn)行輕度疏枝修剪，分3個水平：

A1：主干形，分枝少，甚至無一級分枝，花序多著生在主干上，為方便統(tǒng)計分析，設(shè)分枝數(shù)為1；

A2：自然開心形，平均分枝數(shù)3，多為一級分枝，二級分枝少；

A3：多主枝叢生形，平均分枝數(shù)10，為一、二級分枝的和，二級分枝較多。

B因素是花序調(diào)控處理，按調(diào)控力度加強的順序，分3個水平：

B1：疏花序，為增強處理間的可比性，每株僅保留3個花序，且以頂花序為主；

B2：在B1的基礎(chǔ)上，疏除保留花序中下部雄花(去雄)；

B3：在B1的基礎(chǔ)上，截去保留花序中上段，約為花序長的1/3(打頂)。表1

表1 試驗設(shè)計因素、水平和處理株數(shù)Table 1 Factors, levels and single plant repetitions of test design

1.2.2 指標(biāo)測定

2019年4月25日調(diào)查文冠果樹體結(jié)構(gòu)相關(guān)指標(biāo)，按不同分枝數(shù)進(jìn)行分類并標(biāo)記，共54株。4月29日(盛花期)進(jìn)行花序調(diào)控處理，以樹體為單位統(tǒng)計所有處理的花序相關(guān)指標(biāo)，以花序為單位，統(tǒng)計所有處理的花朵相關(guān)指標(biāo)。5月24日，以花序為單位，調(diào)查坐果初期相關(guān)指標(biāo)。7月25日至8月6日采收果實，以果序為單位，測量鮮果相關(guān)指標(biāo)。果實風(fēng)干3個月后，仍以果序為單位，測量風(fēng)干果實和種子相關(guān)指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 21.0軟件進(jìn)行雙因素方差分析、主成分分析和Pearson相關(guān)分析。枝條高度(1枝條分枝點低，2枝條分枝點居中，3枝條分枝點高)，花序著生位點(1側(cè)花序、2近枝條頂端花序、3頂花序)，坐果率=坐果數(shù)÷可孕花數(shù)，坐果初期落果率=(可孕花數(shù)-坐果數(shù))÷可孕花數(shù)，最終坐果率=鮮果數(shù)÷可孕花數(shù)，果實膨大期落果率=(坐果數(shù)-鮮果數(shù))÷坐果數(shù)，種子重為單個果序種子總重。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹形文冠果幼樹的花序花朵特征

研究表明，A3的花序多分布在枝條的頂端，A3的花序最多，顯著多于A2和A1，A2的花序比A1多，雖然差異不顯著，多分枝樹體結(jié)構(gòu)有利于花芽分化和花序形成。因所有處理均保留相同的花序數(shù)(每株3個)，故疏除花序數(shù)與花序總數(shù)變化規(guī)律一致。A1的花序最長，不同樹形的花朵性狀指標(biāo)差異不顯著，每花序開花29朵，其中不可孕花6朵，可孕花23朵，可孕花比例78%，另有花蕾3個。表2

2.2 不同樹形和花序調(diào)控處理對文冠果幼樹落果動態(tài)的影響

研究表明，不同樹形間，坐果數(shù)差異不顯著，但A1的坐果率最高，坐果初期落果率最低，可能跟其花序數(shù)較少，養(yǎng)分比較集中有關(guān)。但從最終收獲的鮮果數(shù)看，A3的最終坐果率最高，這可能和其枝葉茂密，制造的養(yǎng)分多有關(guān)。

不同處理間，B2顯著降低了坐果數(shù)，但其坐果率跟對照差異不顯著，這是去雄處理的影響。B3也顯著降低了坐果數(shù)，主要是因為打頂處理疏除了花序頂端較多的幼果，造成與對照和去雄處理相比，坐果率顯著降低，相應(yīng)的坐果初期落果率顯著提高。從最終收獲的鮮果數(shù)看，各處理間差異不顯著，但B3的最終坐果率還是較低，明顯低于B2。B2的最終坐果率最高，但與對照差異不大，這可能和雄花數(shù)較少，去雄處理所節(jié)省的養(yǎng)分有限有關(guān)。值得強調(diào)的是B3在坐果初期的落果率最高，但在果實膨大期的落果率最低。表3

2.3 不同樹形和花序調(diào)控處理對文冠果幼樹果實性狀的影響

研究表明，不同樹形間，鮮果重和鮮果單重差異不顯著，但A1的干果單重、干鮮比、果實大小、果殼厚、單果種子重均顯著小于A3，可能跟A1枝葉較少，制造的有機物質(zhì)少，果實在膨大期的營養(yǎng)積累不夠有關(guān)，少分枝樹體結(jié)構(gòu)不利于果實的充分發(fā)育。

不同處理間，由B3的果形指數(shù)顯著小于B1可知，打頂處理可以調(diào)控果實的形狀，使果實更趨向于偏平狀。B2和B3的果殼厚均顯著小于B1，去雄和打頂處理可以調(diào)控養(yǎng)分分配，降低果殼厚度和重量，提高出種率和養(yǎng)分利用率，其中打頂?shù)某龇N率顯著高于對照。表4

2.4 不同樹形和花序調(diào)控處理對文冠果幼樹種子性狀的影響

研究表明，不同樹形間，種子總重差異不顯著，但A1的千粒重、單粒重、種子寬度、種子長度和出仁率均顯著小于A3，跟果實的變化規(guī)律相似，即果實發(fā)育不充分，種子性狀也普遍較差。A2的千粒重也顯著小于A3，有少量一級分枝但二級分枝少的樹體結(jié)構(gòu)，種子發(fā)育不充分。

不同處理間，種子總重、千粒重、單粒重差異不顯著，B3的最大種子重最大，顯著高于B1和B3，說明打頂處理后，樹體向保留的種子分配了更多的養(yǎng)分，提升了部分種子的個體品質(zhì)。B3的種子寬度最大，顯著高于B1。表5

2.5 文冠果幼樹各指標(biāo)的主成分

研究表明，主成分?jǐn)?shù)量為7。前7個主成分特征值的累積百分率達(dá)到70.567%，之后的特征值貢獻(xiàn)率均低于4.5%。主成分1包含12個指標(biāo)，主要是單個果實、單粒種子的性狀指標(biāo)。主成分2包含6個指標(biāo)，主要是果實和種子總量性狀指標(biāo)。主成分3包含3個指標(biāo)，主要是花序數(shù)量指標(biāo)。主成分4包含5個指標(biāo)，主要是花朵數(shù)量指標(biāo)。主成分5包含4個指標(biāo)，主要是樹體結(jié)構(gòu)指標(biāo)。主成分6包含3個指標(biāo)，主成分7包含3個指標(biāo)。表6

表6 文冠果各指標(biāo)主成分Table 6 Principal component analysis of the indexes of Xanthoceras sorbifolium Bunge

續(xù)表6 文冠果各指標(biāo)的主成分Table 6 Principal component analysis of the indexes of Xanthoceras sorbifolium Bunge

樹高、分枝長；花序花朵指標(biāo)5個：花序著生位點、花序總數(shù)、花序疏除率、花朵數(shù)、可孕花比例；果實指標(biāo)5個：坐果初期落果率、鮮果重、干果單重、果形指數(shù)、出種率；種子指標(biāo)2個：種子總重、千粒重，共14個主要指標(biāo)，可作為相關(guān)性分析的主要指標(biāo)。

樹形對樣本評價值的影響極顯著，多主枝叢生形的評價值顯著高于自然開心形，自然開心形的評價值又顯著高于主干形，而花序調(diào)控處理對樣本評價值的影響不顯著。表7

表7 主成分評價值的方差及多重比較Table 7 Analysis of variance and multiple comparison of principal component evaluation value

2.6 文冠果幼樹主要指標(biāo)的相關(guān)性

研究表明，與種子產(chǎn)量(種子總重)有關(guān)的樹體結(jié)構(gòu)指標(biāo)是地徑(r=0.238)和分枝基徑(r=0.350)。與種子產(chǎn)量有關(guān)的花序花朵指標(biāo)是花序著生位點(r=0.204)、花朵數(shù)(r=0.343)和可孕花比例(r=0.322)。與種子品質(zhì)(千粒重)有關(guān)的樹體結(jié)構(gòu)指標(biāo)是分枝數(shù)(r=0.351)。與種子品質(zhì)有關(guān)的花序花朵指標(biāo)是花序疏除率(r=-0.436)和可孕花比例(r=-0.216)，是負(fù)相關(guān)。果實和種子指標(biāo)的相關(guān)性：坐果初期落果率與鮮果重(r=-0.367)和種子產(chǎn)量(r=-0.373)負(fù)的弱相關(guān)，降低坐果初期落果率是提高產(chǎn)量的重要保障。鮮果重與種子產(chǎn)量極強相關(guān)(r=0.914)，而干果單重與種子品質(zhì)強相關(guān)(r=0.752)。表8

3 討 論

3.1 多主枝叢生形和開心形產(chǎn)量高的原因是主枝角度開張，葉幕層適中，光合效率高[4]。研究中多主枝叢生形的果實和種子性狀普遍較好，與前人研究結(jié)果一致。但開心形可能由于修剪方式不同，保留的二級分枝較少，研究結(jié)果稍差。選用多主枝叢生形樹形時，需注意分枝的分布和級次，且冠幅不可太大，否則容易彎折。分枝數(shù)并不是越多越好，有的分枝較多的大樹，產(chǎn)量并未明顯提高[12]，良好的樹形需具有一定的高度、一定數(shù)量的分枝、分枝粗壯、分枝級次清晰、分布均勻、整體樹形開展。

3.2 研究所測枝條是結(jié)果母枝，多分枝和中分枝樹體結(jié)構(gòu)的結(jié)果母枝基徑在10.6 mm以上，顯著高于少分枝的7.8 mm，結(jié)果與蘇曼琳[10]基部直徑達(dá)到9 mm以上的結(jié)果母枝才能有效坐果的結(jié)論相似。中分枝樹體結(jié)構(gòu)的枝條長度為43 cm，多分枝的為36 cm，均顯著高于少分枝的19 cm，結(jié)果與白金友“長度在41 cm以上的結(jié)果枝產(chǎn)量較高”的結(jié)論相似[4]。

3.3 因研究的對象大多數(shù)為頂花序，故可孕花比例達(dá)到78%左右，與繆禮科等[13]發(fā)現(xiàn)的文冠果頂花序的可孕花約占60%～90%類似，也與高述民等[14]絕大多數(shù)品種可孕花生于1年生枝頂芽萌發(fā)形成的頂花序上的觀點一致?？稍谢ū壤菦Q定文冠果樹是否高產(chǎn)的一個決定因素[15]，研究發(fā)現(xiàn)，可孕花比例與種子產(chǎn)量正相關(guān)。

3.4 研究分2個時期統(tǒng)計落果率，第一時期從4月29日盛花期～5月24日果實生長初期，第二時期從5月25日～7月25日果實成熟期。第一時期落果50%左右，第二時期在第一時期保留果實數(shù)的基礎(chǔ)上再落果50%左右，最終的坐果率為25%左右。第一時期50%的落果率與徐東翔[16]在內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)的40%～70%的落果率相似?；ㄐ虼蝽斕幚砟軌蚪档凸麑嵟虼笃诘穆涔?，花序去雄處理能夠提高坐果率，但最終坐果率仍然較低，通過花序調(diào)控實現(xiàn)坐果率的可觀改善，還需要更多深入的研究。

3.5 多主枝叢生形平均產(chǎn)量可達(dá)1.02 kg[4]，開心形的單株種子產(chǎn)量可達(dá)0.79 kg[2]。研究根據(jù)單株種子產(chǎn)量=種子總重(每個枝條頂花序的種子重)×分枝數(shù)公式，推算出多主枝叢生形在花序疏除前的單株種子產(chǎn)量為0.96 kg，與白金友[5]的結(jié)果相近。但實際產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個數(shù)值，主要原因是樹形分化嚴(yán)重，低產(chǎn)樹占比大，因而培養(yǎng)統(tǒng)一的豐產(chǎn)樹形勢在必行。

4 結(jié) 論

4.1 多主枝叢生形文冠果幼樹的分枝數(shù)較多，花序數(shù)較多，且多為頂花序。其花朵特征與主干形和自然開心形的差異不顯著。

4.2 不同樹形間，主干形的坐果率最高，坐果初期落果率最低，但多主枝叢生形的最終坐果率最高，且多數(shù)指標(biāo)明顯好于主干形。不同處理間，花序打頂可以起到疏果的作用，降低果實膨大期的落果率，同時該處理還降低了果形指數(shù)，提高了最大種子重和種子寬度?；ㄐ蛉バ酆痛蝽斂梢哉{(diào)控養(yǎng)分分配，降低果殼厚度和重量，提高出種率和養(yǎng)分利用率。樹形對果實和種子性狀影響極顯著，而花序調(diào)控處理的影響不顯著。

4.3 采用主成分分析方法得到14個主要指標(biāo)，包括：樹高、分枝長、花序著生位點、花序總數(shù)、花序疏除率、花朵數(shù)、可孕花比例、坐果初期落果率、鮮果重、干果單重、果形指數(shù)、出種率、種子重、千粒重。

4.4 與種子產(chǎn)量(種子總重)有關(guān)的樹體結(jié)構(gòu)指標(biāo)是地徑和分枝基徑，花序花朵指標(biāo)是花序著生位點、花朵數(shù)和可孕花比例。與種子品質(zhì)(千粒重)有關(guān)的樹體結(jié)構(gòu)指標(biāo)是分枝數(shù)，花序花朵指標(biāo)是花序疏除率和可孕花比例(負(fù)相關(guān))。