气象要素对‘清香’核桃坚果外观品质的影响1)

徐永杰　裴东　　　　　　　　　　王其竹

(林木遗传育种国家重点实验室(中国林业科学研究院林业研究所)，北京，100091)　　　(湖北省保康县核桃技术推广中心)



气象要素对‘清香’核桃坚果外观品质的影响1)

徐永杰裴东王其竹

(林木遗传育种国家重点实验室(中国林业科学研究院林业研究所)，北京，100091)(湖北省保康县核桃技术推广中心)

摘要以‘清香’核桃为试材，分析了温带向亚热带过渡地区‘清香’核桃品种的主要外观品质(单果质量、壳厚、核仁饱满度等)与峰值日照时间、平均极端温度、降水等气象要素的相关性。结果表明：在温带向亚热带过渡地区，5—8月份峰值日照时间与单果质量和壳厚呈显著的负相关关系；5月份降水时间和降水量与单果质量和壳厚呈极显著正相关，而6—8月份降水量与壳厚呈极显著负相关，7、8月份降水量与单果质量呈极显著负相关；平均极端温度对坚果单果质量和壳厚影响不大，8月份日均最高温和日均最低温与‘清香’核桃饱满度呈正相关关系。试验表明，‘清香’核桃单果质量、果壳厚、核仁饱满度等外观品质变化与气象要素密切相关，初步说明核桃同一品种实现跨区域优质栽培时考虑气象要素的必要性。

关键词核桃；气象要素；外观品质

分类号S664.1;Q944.3

Effect of Meteorological Elements on ‘Qingxiang’ Walnut Appearance Quality

Xu Yongjie, Pei Dong

(State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding, Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, P. R. China); Wang Qizhu(Center for Walnut Technology of Baokang Country)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(3)：74-76.

We studied the relationship between the peak sunshine, average extreme temperature, rainfall and the main appearance quality such as single nut weight, shell thickness and kernel plumpness of ‘Qingxiang’ walnut. In transitional area from the temperate zone to the subtropical zone, the nut weight and shell thickness were negatively correlated with the peak sunshine from May to August significantly, and were positively correlated with the rainfall and raining days in May significantly, but had no correlation with the average extreme temperature in fruit growing period. While the shell thickness was negatively correlated with the rainfall significantly from June to August, and single nut weight was negatively correlated with the rainfall from July to August significantly. The kernel plumpness was positively correlated with the mean maximum temperature and the minimum temperature of August. There was close relationship between “Qinxiang” walnut appearance quality, including single nut weight, shell thickness, kernel plumpness et al., and meteorological factors, and the meteorological factor is very necessary for realizing high-effective cross-region cultivation of the same variety.

KeywordsWalnut； Meteorological elements； Appearance quality

果树栽培与气象要素密切相关[1-2]。气象要素不仅影响果树的物候期[3]，而且影响果实的外观品质[4-5]和内含物的形成，进而决定其加工特性[6]。核桃(JuglansregiaL.)是世界上重要的果树之一，其坚果长期被作为一种益智并且美味的食品[7]。近年来，核桃在我国栽培范围迅速扩大，涉及全国27个省(区、市)的1 046个县市。由于人们对果品优质生态区域化缺乏深入认识，不能适地适树栽植，导致核桃单产不高、病虫害严重、品质良莠不齐等诸多问题出现。事实上，科技工作者早在20世纪已根据我国核桃资源的理论分布特点和气候生态因素将我国核桃生产划分为六大产区[8]。近年来，一些核桃产区也根据当地的气候特点，将本区域细划分为适宜栽培区和次适宜栽培区[9-10]，而当一品种跨区域栽培时,其品质与气象要素的关系却未见报道。

1983年，‘清香’核桃由日本引入国内，1998年开始在全国推广，目前已在我国温带和亚热带地区的河北、河南、山东、山西、湖北、湖北、四川、云南等15个省市进行了引种栽培。为探究同一品种跨区域栽培时果实品质与气象要素的关系，连续3年(2012—2014年)观测了处于温带地区的河北定州市和处于亚热带地区的湖北保康县‘清香’核桃果实生长季节的太阳辐射、温度、降水等气象要素及两地区坚果的外观品质，分析了它们与坚果外观品质之间的相关性，进而探讨了其对核桃坚果外观品质的影响，以期为核桃跨区域优质栽培提供理论依据。

1材料与方法

试材采集地选择：选择河北省定州市和湖北省保康县作为研究区域。河北省隶属我国东部沿(近)海核桃分布区，属温带-暖温带大陆性季风气候区，是我国传统核桃产区。2012年该省核桃坚果产量126 636 t，居全国第5位[11]，是该分布区产量最高的省份，定州市是河北省‘清香’核桃的传统栽培区域。湖北省隶属华中华南核桃分布区，2012年坚果产量91 351 t，居全国第9位[11]，其保康县是该分布区‘清香’核桃发展最为集中、规模最大的区域之一(约1万hm2)。在两个区域选择的果园所用‘清香’核桃嫁接苗和管理技术均由河北德胜农林科技有限公司提供，苗木和管理措施基本一致，且试验期间均无重大灾害发生。

试验材料：在9月上旬果实成熟期，在样品采集地分别收集完全成熟的‘清香’核桃青果1 000 kg，堆放于阴凉处3～5 d，将青皮剥落，清水洗净，放于通风干燥处晾干。待测得坚果含水量低于8%后，剔除特大果、特小果和病虫果，选择外观清洁、果个均匀的坚果10 kg带回实验室待测。

坚果性状数据的采集：坚果单果质量、果壳厚的测定按照刘庆忠[12]方法执行。核仁饱满度测定是将采集来的坚果沿垂直缝合线剖开，将有完整的种壳和种仁截面的坚果放置在扫描仪的扫描屏上，截面朝下摆放整齐，覆盖一层黑色无反光打印纸，盖好扫描仪进行扫描获得截面图片。扫描参数为专业扫描模式，图像类型为48位全彩色，分辨率为2 400 dpi，文稿大小为实际大小。截面积采用Image J 1.44软件分析。

核仁饱满度=种仁截面积/种壳空腔截面积。

气象数据的采集：从样品采集地(保定市和保康县)气象部门获得2012—2014年核桃果实发育过程中5—8月份样品采集地的日最高气温(℃)、日最低气温(℃)、日均峰值日照时间(h)、月降水时间(d)、月降水量(mm)，统计每日气象数据获得月均值。

采用excel 2003软件进行数据平均值和标准差分析，采用SAS 8.1软件进行方差和相关性分析。

2结果与分析

2.1两区域‘清香’核桃坚果外观品质比较

两区域‘清香’核桃坚果外观品质的单因素方差分析表明(表1)，湖北保康县‘清香’核桃坚果单果质量极显著高于河北定州市的(p<0.01)，其壳厚显著高于河北定州市的(p<0.05)，而两区域核仁饱满度没有显著差异。

表1　两区域‘清香’核桃坚果外观品质比较

注：表中同列数字后不同大、小写字母分别表示在0.01和0.05水平上差异显著。

2.2不同区域果实生长季节气象要素比较

两区域‘清香’核桃果实生长季节气象要素的单因素方差分析表明(表2)，湖北保康县5—8月份日均峰值日照时间显著低于河北定州市的(p<0.05)；除7月份日均最高温显著高于河北定州外(p<0.05)，其他月份极端温度与河北定州无显著差异；其降水时间和降水总量在5月份均显著高于河北定州市，而6—8月份平均降水总量则显著低于河北定州市(p<0.05)。

表2两个区域‘清香’核桃果实生长季节气象要素比较

地点日均最高气温/℃5月份6月份7月份8月份保康(28.11±0.47)a(31.54±1.31)a(34.37±1.40)a(32.43±3.06)a定州(28.77±0.40)a(30.63±0.70)a(32.10±0.75)b(30.84±1.32)a

地点日均最低气温/℃5月份6月份7月份8月份保康(16.34±0.58)a(20.48±0.55)a(23.65±1.48)a(22.29±1.54)a定州(16.42±0.74)a(20.42±0.24)a(22.98±0.29)a(21.12±1.18)a

地点降水时间/d5月份6月份7月份8月份保康(14.33±1.53)a(10.33±0.58)a(12.33±2.08)a(11.00±4.00)a定州(5.67±1.15)b(12.33±2.52)a(12.00±5.30)a(11.33±1.15)a

地点日均峰值日照时间/h5月份6月份7月份8月份保康(4.71±0.21)b(4.94±0.20)b(4.67±0.08)b(4.37±0.14)b定州(6.01±0.10)a(5.78±0.10)a(5.12±0.08)a(4.68±0.10)a

地点降水总量/mm5月份6月份7月份8月份保康(110.00±10.00)a(50.00±10.00)b(65.00±10.00)b(50.00±5.00)b定州(32.00±2.00)b(67.00±7.00)a(161.00±9.00)a(150.00±10.00)a

注：表中同列数字后不同字母表示在0.05水平上差异显著。

2.3气象要素与‘清香’核桃坚果外观品质的相关性

气象要素与坚果外观品质的相关性分析结果表明(表3)，峰值日照时间和降水是影响‘清香’核桃坚果单果质量和壳厚度的主要因素。5—7月份日均峰值日照时间与‘清香’核桃坚果单果质量和壳厚存在极显著负相关关系(p<0.01)，8月份日均峰值日照时间则与其坚果单果质量和壳厚存在显著负相关关系(p<0.05)。相比峰值日照时间对其外观品质的影响，降水的影响显得较为复杂。5月份的降水时间和降水量与‘清香’核桃坚果单果质量和壳厚存在极显著正相关关系(p<0.01)，6月份降水总量与‘清香’核桃壳厚存在显著负相关关系(p<0.05)，而7、8月份降水总量则与其坚果单果质量和壳厚存在极显著负相关关系(p<0.01)。

表3结果显示，8月份平均极端温度是影响核仁饱满度的主要因素，其日均最高温度和日均最低温与‘清香’核仁饱满度呈显著正相关关系，且日均最低温影响更大(r=0.949 30,p<0.01)。除此之外，平均极端温度对‘清香’核桃坚果其他外观品质影响不大。

表3　气象要素与‘清香’核桃坚果外观品质相关性

注：*为气象要素与坚果外观品质呈显著相关关系(p<0.05)；** 为气象要素与坚果外观品质呈极显著相关关系(p<0.01)。

3结论与讨论

‘清香’核桃果实生长季节(5—8月份)的峰值日照时间与其单果质量和壳厚度呈现显著的负相关关系，说明果实生长季节峰值日照时间越长，其单果质量和壳厚越薄。尽管核桃是喜光植物，果壳完好程度与硬核期(6月20日—7月20日)日照时间呈正相关关系[13]，但过强的光照却不利于木质素的积累[14],而木质素的积累受阻会影响果壳的发育[15]。

5月份降水时间和降水量与‘清香’核桃单果质量和壳厚呈极显著正相关，而6—8月份降水量与壳厚呈极显著负相关，7、8月份降水量与单果质量呈极显著负相关，说明核桃果实膨大期降水有利于果实质量增加和果壳前物质积累，而硬核期和油脂转化期过多降水不利于果实质量增加和壳厚的形成，这与崔惠英等[13]及Miletic[16]的研究结论相似。

平均极端温度对坚果单果质量和壳厚虽然影响不大，但8月份日均最高温和日均最低温与‘清香’核桃饱满度呈正相关关系，说明在核桃油脂转化期[8]，温度通过影响代谢酶活性[17]进而控制光合产物的形成和转化[18]，较大的温差或较低的低温有利于光合产物的积累。

由于资料有限，文中只研究了部分气象要素对不同核桃产区坚果外观品质的影响，其结论还需在更大范围内进一步加以验证。诸多气象要素不仅影响树体生长、果实发育，而且影响病虫发生等果园环境，因此，加强气象要素对核桃的影响是进行核桃有效栽培区划和引种优质栽培成功的保障。

致谢：本研究实施过程中，受到了河北德胜农林科技有限公司和湖北省保康县核桃办同志们的大力支持和帮助，在此表示感谢！

参考文献

[1]WINTER M B, WOLFF B, GOTTSCHLING H, et al. The impact of climate on radial growth and nut production of Persian walnut (JuglansregiaL.) in Southern Kyrgyzstan[J]. European Journal of Forest Research,2009,128(6):531-542.

[2]GAUTHIER M M, DOUGLASS F J . Walnut (Juglansspp.) ecophysiology in response to environmental stresses and potential acclimation to climate change[J]. Annals of Forest Science,2011,68(8):1277-1290.

[3]许静,翟梅枝,肖志娟,等.不同核桃品种物候期变化及其对气温的响应[J].东北林业大学学报,2014,42(2):69-72.

[4]李明,赵改荣,刘聪利,等.国内外欧洲甜樱桃主产区生态气候比较与分析[J].果树学报,2014,31(增刊):169-174.

[5]王惠聪,黄旭明,黄辉白.“妃子笑”荔枝果实着色不良原因的研究[J].园艺学报,2002,29(5):408-412.

[6]熊华,谷晓平,于飞,等.不同气象条件对小油桐品质的影响[J].中国农业气象,2011,32(增1):124-129.

[7]裴东,鲁新政.中国核桃种质资源[M].北京:中国林业出版社,2011.

[8]郗荣庭,张毅萍.中国果树志：核桃卷[M].北京:中国林业出版社,1996.

[9]肖良俊,马婷,宁德鲁.云南省核桃主产区气候因子分析[J].广东农业科学,2013(9):29-31.

[10]贺春燕.甘肃省核桃气候适宜性分区评价与种植区划[J].甘肃农业大学学报,2007,42(4):77-81.

[11]国家林业局.中国林业统计年鉴2012[M].北京:中国林业出版社，2013.

[12]刘庆忠.核桃种质资源描述规范和数据标准[M].北京:中国农业出版社,2007.

[13]崔惠英,郭素平.薄皮核桃果壳“发育不实”主要影响因素的探讨[J].河北果树,2008(3):7-8.

[14]高嵩,何莉莉,陈均琴,等.不同光强对辣椒果实中辣椒素及其竞争物质的影响[J].河南农业科学,2008(4):83-86.

[15]李夕勃,赵书岗,王红霞,等.核桃坚果硬壳结构与木质素和纤维素相关性研究[J].湖北农业科学,2012,51(22):5076-5079.

[16]MILETIC R. The Influence of meteorological factors on major properties of walnut fruits[J]. Vocarstvo,2008,42：163-164.

[17]吴国良.核桃果实韧皮部卸载的细胞学路径[D].北京:中国农业大学,2004.

[18]张志华,高仪,王文江,等.核桃果实成熟期间主要营养成分的变化[J].园艺学报,2001,28(6):509-511.

收稿日期：2015年10月26日。

第一作者简介：徐永杰，男，1981年10月生，林木遗传育种国家重点实验室(中国林业科学研究院林业研究所)，博士研究生；现工作于湖北省林业科学研究院，助理研究员。E-mail：498674563@qq.com。通信作者：裴东，林木遗传育种国家重点实验室(中国林业科学研究院林业研究所)，研究员。E-mail：peigu@caf.ac.cn。

1)“十二五”科技支撑项目(2013BAD14B00)。

责任编辑：任俐。