新疆核桃品种‘新新2’和‘温185’开花授粉特性研究

宁万军　王国安　张 强　廖 康

(1 昌吉市园艺工作站， 新疆 昌吉 831100)(2 新疆农业大学特色果树研究中心， 新疆 乌鲁木齐 830052)(3 新疆林业科学院经济林研究所， 新疆 乌鲁木齐 830000)



新疆核桃品种‘新新2’和‘温185’开花授粉特性研究

宁万军1王国安3张 强3廖 康2*

(1 昌吉市园艺工作站， 新疆 昌吉 831100)(2 新疆农业大学特色果树研究中心， 新疆 乌鲁木齐 830052)(3 新疆林业科学院经济林研究所， 新疆 乌鲁木齐 830000)

【目的】摸清新疆两个主栽核桃品种开花授粉生物学特性，为授粉树品种配置提供理论依据。【方法】采用观察法、重力载玻片法、离心法及控制授粉等手段研究核桃的散粉、柱头可授性等规律。【结果】‘新新2’和‘温185’两品种雌雄花期较为互补，花序花粉量达到876. 7～888. 0万粒，散粉时的最佳温度为20～23 ℃，散粉可持续10 d左右；雌花在开放的1～4 d内坐果率最高，有效可授期为6～7 d；两品种异花授粉坐果率达96. 7～98. 0%，通过人工授粉坐果率可提高8. 8～10. 7%。【结论】 ‘新新2’和‘温185’两核桃品种互为授粉树效果较好。

新疆； 核桃； 开花物候期； 授粉受精

新疆核桃栽培历史悠久，南疆环塔里木盆地为核桃的主要分布区域，近几年来新疆核桃产业发展迅速，栽培面积迅速扩大，截止到2013年，新疆核桃种植面积达到482. 5万亩，年产值达到100. 7亿元，总面积及总产值均居全疆果树第二位。然而，低产一直是新疆核桃生产上面临的主要难题，核桃为雌雄同株异花授粉结实树种，多数品种雌雄花期不能相遇，是影响产量的主要因素。核桃授粉树的品种搭配是提高产量的重要条件。研究核桃的开花生物学特性，可为核桃授粉品种的合理配置提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料

试验地位于阿克苏地区温宿县核桃林场新疆林科院核桃试验园，该地区降水量稀少，且蒸发量大，昼夜温差悬殊，属典型的大陆性气候。试验品种为相邻栽植的‘新新2’和‘温185’两个主栽核桃品种，树龄11a，常规管理。

1.2方法

1.2.1开花物候期观察

参照苹果和梨的物候期观察项目和标准，观察记录了核桃雌雄花芽的开花物候期，包括雌雄花芽萌动期(全树25%的芽萌动)、花芽绽开期、展叶期、子房显露期、花序伸长期、初花期(全树5%的花开放)、盛花期(全树25～ 75%的花开放)、末花期。

1.2.2雄花开花散粉规律及花粉量测定

1.2.2.1花粉散粉

采用重力载玻片法收集花粉，雄花初花期，在树冠内部及东、南、西、北5个方位上，每天09:00～21:00的范围内分别悬挂涂布凡士林的载玻片来收集花粉，收回后观察花粉粒数，持续到末花期，3次重复。同时在盛花期选择晴天09:00～21:00的范围内，同样的方法每隔2h收集一次花粉，重复3次。同时每天用MicroLite-U盘型温度记录仪每小时记录一次空气温度。

1.2.2.2花粉量测定

在雄花序即将散粉时，对两个品种分别随机选取10个发育良好且未开的花序，测量其长度，并统计花蕾及花蕾中花药的个数。每花序随机摘取10个花蕾分别放入1. 5 ml离心管中，敞开口使花蕾自然散粉后，加入1 ml蒸馏水，然后离心机高速解离3 min，并充分振荡后，用移液枪取1 μl溶液滴于载玻片上，显微镜下统计花粉粒数，重复10次。

1.2.3柱头可授期

雌花刚显露时，对两个品种分别选取800朵同一时期的雌花套袋，袋内的雌花开花第1 d时，在上午10:00，用花粉进行人工授粉(两品种相互授粉)60朵，授粉后继续套袋并标记，15 d后全部去袋，统计坐果率，30 d后第二次统计坐果率。每天同样的方法一直持续到未授粉柱头开始明显干枯时止。

1.2.4授粉受精

在雌花开花的前两天，选定‘新新2’及‘温185’具有代表性的中果枝挂牌，在所选的果枝上随意选取400朵雌花进行套袋去雄。两个品种相互人工授粉，授粉后继续套袋，15 d后去袋轻轻摇动果枝，并统计坐果率。

2　结果与分析

2.1开花物候期

3月中旬雌雄花芽即开始萌动，3月下旬新梢开始展叶，‘新新2’为雄先型，‘温185’为雌先型品种。‘新新2’在雄花序发育过程中一直早于‘温185’，各时期相差4～8d左右，如表1所示。3月11日‘新新2’雄花芽开始萌动，历经绽开期、花序伸长期及花期共计36 d时间完成花期物候期。‘新新2’雄花4月5日散粉开始，持续12 d左右；‘温185’4月13日散粉开始，4月23日达到散粉末期，持续10d时间。雌花芽在生长发育过程中，‘新新2’除在萌动期及展叶期稍早‘温185’1～2 d外，其余时期晚于‘温185’7～8 d。 ‘新新2’ 4月14日子房开始显露，此期‘温185’比‘新新2’提前8 d时间，两品种雌花开花持续时间均为10 d左右。

表1　两核桃品种开花物候期观察(月∕日)

2.2散粉规律

2.2.1散粉时间及树冠不同部位散粉规律

雄花序的散粉期持续较长的时间，由图1、图2可知，从初花期到末花期都有花粉散落，时间维持在10 d左右，并且散粉情况受白天温度影响较大，与气温高低存在密切的关系。‘新新2’各个方位上的花粉4月8日开始散粉，此期温度较低，散粉效果并不明显。当空气温度达到20 ℃以上时，‘新新2’花粉开始集中散粉，持续4 d时间，占到全年散粉量的67. 0%，说明此时的温度条件适合‘新新2’散粉。集中散粉过后，温度虽继续上升，但散粉量逐渐下降，直到花粉散尽。在东、南、西、北和内部的5个不同方位上，花粉的散粉量存在一定的差异，总的来说，南部>东部>西部>北部>内部。

‘温185’ 4月14日开始散粉，散粉时间比‘新新2’晚7 d左右，一直持续到4月23日，前后持续10 d左右时间，如图2。‘温185’散粉初温度已达到23℃，适宜的温度有利于散粉，所以‘温185’散粉高峰期来的较早，在20～24℃条件下，散粉呈现出爆发性，集中散粉4 d，占全年散粉量的79. 4%。在不同方位上，‘温185’花粉散粉所表现出的情况与‘新新2’基本一致，整体来讲，‘温185’的花粉总量远远高于‘新新2’，这对产量较高的‘新新2’核桃品种授粉方面来讲是非常有利的。

图1　‘新新2’树冠不同部位雄花序花期散粉量变化

图2　‘温185’树冠不同部位雄花序花期散粉量变化

2.2.2日散粉规律

4月9日即为晴天，当天的温度范围维持在12～20 ℃，且是‘新新2’进入盛花期的第3 d，对全天散粉情况测定的结果如图3所示。‘新新2’在不同时间阶段的散粉总量随着温度的增加而增加，降低而降低的，并且不同方位上散粉情况与总体基本保持一致。在13:00～19:00的3个时间阶段内，温度为19～20 ℃，此时的散粉效果最好，占到全天散粉量的64. 0%。而在15:00～17:00时段内，温度达到全天的最高值20℃时，散粉量亦达到全天的最大值。在东、南、西、北和内部的5个不同方位上，花粉的散粉情况差异较小，日散粉量东部最大，西部最小。

4月16日白天温度在15～29 ℃左右，此时‘温185’散粉温度比‘新新2’散粉时略高，散粉情况也有所不同，如图4。在15～23 ℃的范围内，‘温185’散粉量迅速增加，在11:00～13:00阶段内温度达到23 ℃时，散粉量达到全天的最大值，在11:00～15:00的两个时间段内散粉效果最好，达到日散粉量的50. 0%。13:00以后随着温度的逐渐升高，散粉量反而下降，说明适宜的温度有利花粉散粉，过高或过低的温度则不利于花粉散粉。在不同方向上，‘温185’南部散粉量最大，西部最小。

图3　‘新新2’全树整体的日散粉量变化

图4　‘温185’全树整体的日散粉量变化

2.2.3花粉量

如表2所示，两品种雄花序特征存在差异，‘温185’花序达到13. 3 cm，明显高于 ‘新新2’，两品种平均为12. 3 cm，花序较长。花序的长度决定着花蕾数的数量，试验中‘新新2’花蕾数达到126. 5个，明显多于‘温185’，两个品种花蕾数平均为119. 3个。观测的两品种花蕾的花药数平均为20.1粒，其中‘温185’为21粒，明显高于‘新新2’的19.2粒。

花序的长短、花蕾及花药的数量决定着花粉量的多少，而花粉量大小则是判断其是否合适作为授粉树的重要依据。结果表明，两个品种每花蕾中花粉粒平均为7. 3万粒，其中‘新新2’为7. 0万粒，‘温185’为7. 6万粒，两者之间差异不大。核桃花序的花粉量较大，两品种平均为882. 3万粒，‘新新2’和‘温185’花序花粉量分别达到888. 0万粒和876. 6万粒，两者之间无明显差异，生产上‘新新2’和‘温185’多互为授粉树，效果明显。

表2　两核桃品种花粉量比较

2.3授粉与坐果

由图5可知：‘新新2’雌花在盛开的1～3 d内授粉坐果率高达82. 0～100. 0%，此阶段授粉效果较好，说明柱头可授性较强。第4 d及以后，‘新新2’的坐果率随着雌花盛开天数的增加而逐渐降低，到第7 d坐果率仅为18. 0%，此时已接近无融合生殖率，意味着雌花失去授粉能力，由此确定‘新新2’的可授期为6 d，第7 d及以后可以确定果实为雌花经过无融合生殖所形成的幼果。‘温185’在雌花盛开的1～4 d内，坐果率可达70. 0～86. 0%，此阶段为授粉的最佳时期。随后坐果率逐渐降低，当雌花开放到第8 d时，坐果率接近无融合生殖率，为20. 0%，表明‘温185’雌花在开花后前7 d内都具有可授性。

图5　人工授粉对不同时期雌花处理后坐果率变化

2.4授粉受精

在本试验中，相邻栽植的两个品种在自然条件下授粉效果较好。由表3可知，‘新新2’坐果率达到了90. 0%，‘温185’比‘新新2’略低，但也达到了87. 4%，较高的坐果率有效的保证了核桃的产量。通过套网袋观察坐果情况发现，坐果率为84. 6%～86. 3%，略低于自然授粉下坐果，说明核桃主要靠风来传粉，而昆虫不是主要传粉者。

由表3可知，自花授粉坐果率较低，‘新新2’为72.5%，‘温185’为20.0 %，而异花授粉坐果率显著提高高，以‘温185’为父本时，‘新新2’坐果率达到了94. 9%，以‘新新2’为父本时，‘温185’坐果率达到最高，为96. 7%。

表3　不同授粉方式对核桃坐果率的影响

3　讨论

前人对核桃物候期进行了大量的观察，认为核桃品种不同其的物候期存在差异，即使同一品种在不同地区、不同年份也是存在差异的，这主要受核桃品种及当年气候条件所影响。虽然不同年份同一无性系在雌雄花开花物候存在一定的差异，但在不同年份开花的先后次序却相对稳定[1]，这对雄先型及雌先型核桃品种授粉树的配置具有重要的指导意义。研究结果表明：新疆雄先型品种‘新新2’雄花花期比雌先型的‘温185’各时期早4～8 d，与徐颖等[2]认为“一般雄先型品种雄花期比雌先型品种早7～10 d”研究基本一致。两主栽核桃品种散粉持续了10～12 d，雌花花期持续了10 d，与张智英[3]等指出“雄花花期约13 d，雌花花期一般为8～11 d”吻合。

试验的两个主栽核桃品种散粉时间均约10 d左右，当外部温度达到散粉所需的适宜条件时，散粉呈现爆发性，集中散粉时间为4 d左右。不同核桃品种由于其遗传性及栽培地气候条件各异，散粉情况所表现出的规律亦有细微的差异。张斌等[4]人在对山核桃进行研究时得出，山核桃雄花散粉期短，集中散粉期仅为3 d，莫正海等[5]人指出，山核桃在南京的散粉期天数为4～9 d，多数品种(系)集中在7 d左右，这与本文研究结果较为一致。‘新新2’在15:00～17:00时段内散粉量达到全天的最大值，‘温185’在11:00～13:00阶段内散粉量最高。魏德福等[6]人认为红松果林在11:00～14:00时散粉达到最高峰；高克利[7]认为柳杉散粉期间气温在13:00～15:00时达到最大值；新疆与内地在时间上存在2 h左右的时差，如果按时间推移后，研究结果与前人基本相同。

不同树种及不同果树品种的花粉量是不相同的，甚至差异较大。张昭铃等[8]对8种10个品种果树花药的花粉量进行了测定，得出花药花粉量在1. 1～2. 7万粒，不同种之间差异较大。贾云云等[9]对几种落叶果树单花药花粉量进行了比较研究，认为“不同种类果树花粉量不同，平均在626～ 6 541个”。本试验观测的两个核桃品种花粉量存在细微差异，其中花序的长度为11. 2～13. 3 cm，每花序花蕾数维持在115. 1～126. 5个，花蕾中的花药数平均20. 1粒，花蕾花粉量在7. 0～7. 6万粒，‘新新2’和‘温185’花序花粉量分别为888. 0万粒和876. 6万粒，作为授粉树在花粉数量方面表现出较强的优势。

‘新新2’在雌花盛开的1～3 d内坐果率高达82. 0～100%，花后第7 d坐果率仅为18.0%，此时接近无融合生殖率(17. 8%)，说明有效可授期结束，确定可授期为6 d。‘温185’雌花在盛开的1～4 d内坐果率最高，可达70. 0～86. 0%，第8 d接近无融合生殖率，确定可授期为7 d。张斌等[4]人认为山核桃约有10 d的等待授粉期，与黎章矩[10]研究一致，而莫正海等[5]人指出山核桃雌花可授期天数为3～10 d，多集中在7 d左右，与本研究结果较为一致，说明核桃品种不同，雌花可授期的长短存在一定的差异。

核桃自然授粉时有很高的坐果率，‘新新2’坐果率高达90. 0%，‘温185’为84.4%，明显高于薄皮山核桃坐果率的61. 5～86. 3%[11]。新疆核桃异花授粉坐果率极高，最高时达到了98. 0%，通过人工授粉，‘新新2’坐果率可提高8. 8%，‘温185’可提高10. 7%，而‘新新2’自交结实率为72. 5%，‘温185’更低，仅有20. 0%。吴国良[12]认为在雌花盛期进行人工授粉，可提高坐果率17. 3%～19. 1%，而试验地区核桃当年为“小年”，这无疑对试验的差异性造成了一定的影响。

4　结论

‘新新2’ 和‘温185’雄花芽在3月中旬开始萌动，下旬花序伸长，4月上旬到中旬雄花序开始散粉，完成整个花期过程需要1个月时间，其中散粉时间历经10～12 d。雌花芽3月中旬萌动，下旬展叶，4月上旬子房显露，4月下旬雌花授粉受精完成，雌花花期持续约10 d。

散粉时日平均温度在20～24 ℃条件下，一般可集中散粉4 d左右，占到全开花期散粉量的67. 0～79. 4%。一天当中温度维持在20～23℃范围内是散粉的最佳温度，在19～27 ℃范围内均有利于散粉。在不同方位上，一般树冠南部花粉散粉量较大。‘新新2’ 和‘温185’花粉量较大，分别达到888. 0万粒和876. 6万粒，生产中作为授粉树，可提供大量的花粉。

两品种坐果率在雌花开放后的1～4 d内最高，其中‘新新2’达到82. 0～100%，‘温185’为70. 0～86. 0%，此期柱头表面有大量的分泌物，是授粉的最佳时期。核桃雌花的有效可授期为6～7 d，此阶段坐果率随着开花时间的推移而逐渐减低。

自然条件下，坐果率为87. 4～90. 0%，‘新新2’自交坐果率为72. 5%，‘温185’自交坐果率只有20. 0%，而异花授粉坐果率可达96. 7～98. 0%。两个核桃品种互为授粉树效果较好。

[1]李川,辜夕容,姚小华. 薄壳山核桃主要无性系开花物候及花粉特性研究[D]. 重庆:西南大学, 2012:10-14.

[2]徐颖,李宪利. 核桃花期生物学特性研究[D]. 泰安:山东农业大学,2004:24-26.

[3]张智英,李保国等.不同早实核桃品种的生殖特性研究[J].安徽农业科学.2009,37(8):3481-3482.

[4]张斌,夏国华,王正加,等. 山核桃开花生物学特性与雌花可授期[J]. 西南林学院学报, 2008,28(6):1-5.

[5]莫正海,张计育,翟敏,等. 薄壳山核桃在南京的开花物候期观察和比较[J]. 植物资源与环境学报, 2013,22(1):57-62.

[6]魏德福,李玉清,王国义. 红松果林开花散粉与结实关系的研究[J]. 黑龙江生态工程职业学院报, 2012,25(1):25-26.

[7]高克利. 柳杉雄球花散粉方式及花粉结构特性[J]. 安微农业科学,2010,38(25): 13756-13757,13771.

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[9]贾云云,马之胜,李军英.几种落叶果树花粉量比较研究[J].河北农业科学，2005,9(1):56-58.

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[11]侯冬培,习学良,石卓功. 薄皮山核桃开花结实生物学特性研究[D]. 昆明:西南林学院,2008:34.

[12]吴国良. 核桃无公害高效生产技术[M]. 北京:中国农业出版社,2010:121.

The Research on Flowering and Pollination Characteristics of Xinxin2 and Wen185 Walnut Varieties in Xinjiang

Ning Wanjun1Wang Guoan3Zhang Qiang3Lao Kang2*

(1 Horticultural Station of Changji, Changji， Xinjiang 831100) (2 Research Centre of Characteristic Fruit Tree, Xinjiang Agriculture University, Urumqi, Xinjiang 830052) (3 Institute of Economic Forest, Xinjiang Academy of Forest Sciences , Urumqi, Xinjiang 830052)

【Objective】 In order to learn the biological characteristics about flowering and pollination of two main cultivated walnut varieties in Xinjiang, to provide a theoretical basis for arranging tree varieties pollination.【Method】Studies on the powdered and receptive period of female flowers stigma low by observation and Gravity slides law and centrifugation and controlling pollination etc.【Result】The inflorescence pollen amount of Xinxin2 and Wen185 reach 8 767 000to 8 880 000 grain, the optimal powdered temperature was 20 to 23 ℃, could lasted for around 10 days. The fruit setting rate was the highest when the female flower bloomed from 1d to 4 d, and the effective receptive period was 6 d to 7 d. In different flower pollination, the fruit set rate of two varieties reached the maximum of 96. 7～98. 0 percent, and the Fruit set rate could improve 8. 8～10. 7 percent through artificial pollination.【Conclusion】This effect of Xinxin2 and Wen185 walnut varieties is very good when mutual pollination tree.

Xinjiang; walnut; flowering phenophase; pollination and fertilization

2015-06-26

国家公益性行业科研专项-新疆特色林果提质增效关键技术研究与示范(201304701)；新疆维吾尔自治区果树学重点学科。

宁万军(1988-)，男，硕士，研究方向为果树种质资源。E-mail：ningwanjun@yeah.net

�E-mail：liaokang01@163.com

1009-0568(2016)03-0080-08

S664.1

ADOI：10.3969/j.issn.1009-0568.2016.03.015