薄壳山核桃新梢与果实生长动态观察

2020-12-21石文革许党李军

安徽农业科学 2020年22期

关键词：果实

石文革　许党　李军

摘要金華薄壳山核桃新梢和果实是以非线性有节律的增长方式生长。梢长生长期149 d，有2次生长高峰，即抽春、夏2次梢，呈2个“S”型生长曲线，春梢快速生长期持续18 d，停长期42 d，第2次快速生长期持续44 d;新梢直径生长则只有1次生长高峰，持续18 d，呈单“S”型生长曲线，出现时间与春梢长度快速生长期基本一致;新梢长度、直径和果实纵、横径各指标的日均生长量都不是均衡变化，而是以一个或多个峰值出现，除第一个峰值同时出现，生长中后期新梢长度与果实日均生长量峰值交错出现，新梢长度、新梢直径、果实纵径、果实横径生长与其各自日均生长量间不相关或负相关;金华薄壳山核桃新梢的长度、直径和果实的纵、横径生长过程可用一元非线性回归方程建立生长模型，采用Logistic模型，回归分析达到极显著水平;薄壳山核桃生长早期梢果同时出现生长高峰，营养供给要求高，栽培管理中应在秋季提高树体营养积累水平，早春及时追肥缓解梢果营养矛盾。

关键词薄壳山核桃;新梢;果实;生长动态;Logistic模型

中图分类号 S664.1文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）22-0132-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.22.033

Observation on New Shoot and Fruit Growth of Jinhua Thin Shell Carya cathayensis

SHI Wen-ge，XU Dang，LI Jun （Forestry and Grassland Science Research Institute of Honghe Prefecture，Mengzi，Yunnan 661199）

Abstract The new shoots and fruits of the Jinhua thin shell Carya cathayensis are grown in a non-linear growth mode. In the growing period of the tip， there were two growth peaks， namely， spring and summer， two “S”-type growth curves， a rapid growth period of 18 days in the spring-tip，42 days in the long-time period， and 44 days in the second rapid growing period， and the growth of the new-tip diameter was only one-time growth peak and lasted for 18 days.In that form of a single-“S” growth curve， the appearance time was basically consistent with the rapid growth period of the spring tip length; the average daily growth amount of each index of the new tip length， the diameter and the longitudinal and transverse diameter of the fruit were not a uniform change， the length of the new tip， the diameter of the new tip， the longitudinal diameter of the fruit， the growth of the fruit cross-diameter and the growth of the average daily growth of the fruit were not correlated or negatively correlated with each other， and the length， the diameter and the longitudinal direction of the fruit were the new tip length， the diameter and the longitudinal direction of the fruit， The growth model can be established by a univariate non-linear regression equation in the transverse-diameter growth process. Logistic model and regression analysis were used to reach a very significant level; the growth peak and the nutrient supply requirement of the thin-shell pecans grow at the same time， and the nutrient accumulation level of the tree body should be increased in autumn in the cultivation management.In that early spring， the nutrition contradiction of the peripheral fruit is relieved at the instant top dressing.

Key words Carya illinoinensis（Wangehn.）K.Koch;New shoot;Fruit;Growth dynamics;Logistic model

作者简介

石文革（1966—），男，云南个旧人，高级工程师，从事经济林木引种栽培研究。

收稿日期 2020-04-26

薄壳山核桃[Carya illinoinensis（Wangehn.）K.Koch]，也称长山核桃、美国山核桃，英文名字叫pecan，属胡桃科（Juglandaceae）山核桃属（Carya Nutt.），山核桃组，原产于美国，是一种果材兼用的优良树种，在我国属引入种。落叶大乔木，树高50 m以上，分布于26°～42°N，我国薄壳山核桃引种始于19世纪末，已有百余年的历史[1]，目前北至北京，南至云南10余个省市都有薄壳山核桃分布。近10年来薄壳山核桃研究取得了丰富的成果，主要集中在品种选育与引种[2-6]、育苗与栽培技术方面[7-18]，生长规律方面研究较少[19-23]，新梢与果实生长间关系研究鲜见报道。通过对薄壳山核桃新梢和果实生长的观察，研究其生长过程和特性，为栽培管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验观察地点位于蒙自市文澜镇土官村红河州林业和草原科学研究所试验基地，属于云南高原小盆地，旱作农耕地，地势平坦，土层深厚，红壤土，经农业部农产品质量监督检验测试中心（昆明）检测： pH 6.8，有机质17.75 g/kg，全氮0.8 mg/g，全磷237.48 mg/kg，全钾41.9 mg/g，水解氮65.43 mg/kg，有效磷3.37 mg/kg，速效钾161.77 mg/kg，阳离

子交换量0.29 cmol/kg。海拔1 310 m，属南亚热带季风气候，年降雨量856.2 mm，年蒸发量1 478.6 mm，年平均气温19.5 ℃，最冷月（一月）均温12.8 ℃，最热月（七月）均温23.6 ℃，平均最高气温30.8 ℃，平均最低气温6.9 ℃，极端最高气温35.4 ℃，极端最低气温-8.0 ℃，年均日照时数2 125.5 h，≥10 ℃的积温5 219～5 703 ℃，无霜期337 d。气候特点是冬、春季晴天多阳光充足，春季升温快，夏季温度不高，冬季较暖，降水集中在夏季，占全年的50%以上。

1.2 材料

观察样本为金华薄壳山核桃，砧木定植于2010年3月，2011年2月通过坐地砧嫁接而来，株行距5 m×6 m。行向南北，树势中等。在试验地内选择6株树冠大小、长势接近的植株作为观察树。4月上旬芽膨大露白后，分别在每一株树的东南西北方向选择1～2个健壮芽作为观测对象，每株树上选4～6枝，挂上标牌并编号。5月上旬雌花谢花后，在每株樹的东南西北方向分别选择1～2个较健壮的花序，选择花序基部第一个幼果作业观察对象，挂上标牌并编号。每7 d左右测量一次新梢长度、新梢基部直径、果实纵径、横径。观察时间从2018年4月9日新梢展叶期开始，到12月4日为止。

1.3 数据处理

数据统计和生长曲线图的绘制用Excel2010完成，建模、拟合和方差分析用国产试验设计、统计分析及数据分析软件DPS（data processing system）V7.05数据处理系统进行。

该研究应用Logistic生长模型对薄壳山核桃新梢长度和直径生长分析并建立数学模型，方程为y=c/（1+ea-bt），其中y为新梢长度（cm）、新梢直径（mm）、果实纵径（mm）或果实横径（mm）;t为生长时间（d）;c、a、b均为待求参数。

梢长和直径快速生长起点和终点2个特征点就是曲线曲率最大的点，根据Logistic生长模型方程应用中值定理建立方程求导而得[24]：

快速生长起始点t1=[a-ln（S+S2-1）]/b（1）

快速生长终止点t2=[a-ln（S-S2-1）]/b（2）

其中，S=[（a+1）+ea（a-1）]/（ea-1）。

1.4 方法步骤

观察值为观测统计数据。拟合值由拟合得到的模型方程求得。为便于在同一幅图内比较分析，将新梢直径、果实纵径和果实横径分别乘以5、2和2绘制成图1。

2 结果与分析

2.1 新梢生长

金华薄壳山核桃每年抽春、夏2次梢，整个生长期149 d。春梢4月3日芽膨大露白， 4月9日展叶，6月5日后停止生长，生长期57 d， 4月17日后梢长度迅速增长，快速生长期18 d，生长量占春梢长度生长量的77.9%，5月5日后生长放缓，增长幅度在4月27日—5月2日时达到最高值，日均生长1.96 cm。春夏梢之间有42 d的停止生长期，7月17日进入第2次快速生长期，持续44 d，完成夏梢生长量的97.7%。生长高峰期日均生长量2.36 cm， 8月30日生长迅速下降，9月4日后基本停止生长，夏梢长度生长期49 d（图1）。

新梢直径从4月9日开始增长，4月15日进入快速生长期，5月3日开始放缓，持续18 d，快速生长期生长量占全年直径生长量的66.4%，生长增长幅度在4月27日时到最高点， 5月8日以后快速下降，以后呈下降趋势，但一直缓慢生长。

2.2 新梢日均生长量变化

由图2可知，金华薄壳山核桃新梢长度日均生长量曲线有2次高峰，出现时间与新梢长度快速生长期一致，春梢长度日均生长量高峰时1.96 cm/d，夏梢长度日均生长量高峰值要高于春梢，达2.36 cm/d，停止生长期日均生长量为0。直径日均生长量只出现一次生长高峰，出现时间比春梢梢长生长高峰早2 d。直径日均生长量的变化比较大，峰值达0.28 mm/d，生长高峰期过后日均生长量在0.01～0.07 mm/d波动。

2.3 果实生长

金华薄壳山核桃4月27日柱头枯萎，5月4日子房开始膨大， 9月19日外果皮开裂、内果壳变成褐色，果实成熟，果实生长期138 d。果实纵径5月27日进入快速生长期，7月20日生长放缓，快速生长期54 d。果实横径进入快速生长期晚纵径12 d，于6月8日进入快速生长期，8月19日生长放缓，快速生长期73 d，比纵径长19 d（图1）。

2.4 果实日均生长量变化

金华薄壳山核桃果实纵径、横径日均生长量曲线出现4次高峰，出现时间基本一致，纵径生长高峰分别出现在5月4日、6月12日、7月18日、9月5日，日均生长量分别为2.95、0.85、0.74、0.14 mm/d;横径生长高峰分别出现在5月4日、6月12日、7月18日、8月29日，第4次稍早于縱径，日均生长量分别为1.26、0.39、0.42、0.31 mm/d（图2）。

2.5 新梢生长与果实生长相关性

金华薄壳山核桃新梢长度、直径、果实纵径、横径生长之间呈极显著相关性（表1），梢长生长量与梢直径生长量相关性极显著，与其他指标相关性不显著。直径生长量则与其他指标显现极显著负相关。果实纵、横径生长量与新梢长度生长量相关性不显著，而新梢直径生长量与果实纵、横径生长量呈现极显著的相关性。果实纵、横径与纵径生长量显著相关，但与横径生长量相关性不显著。

2.6 新梢生长与果实生长节律

在生长期内新梢和果实生长均从萌芽、座果后不断生长，并趋于一个稳定值。新梢长度生长出现春、夏2个明显的快速生长期，新梢粗度生长在春季出现1次快速生长期，后期生长趋于平缓。果实纵径生长曲线相对较为平缓，果实纵径生长有4个小的快速生长期，果实横径生长曲线较平缓，无明显的波动。

日均生长量变化较大，4月下旬至5月上旬新梢长度、新梢粗度、果实纵径、果实横径日均生长量都出现1个峰值，5月下旬到7月上旬新梢生长量形成低谷，6月中旬果实纵横径生长量形成1 个峰值，7月中到下旬、8月下旬到9月初新梢粗度、果实纵径、横径生长量分别出现2次小高峰，但都处于新梢长度生长日均高峰的两侧。

2.7 新梢和果实生长数学模型

非线性回归分析模型中最常见的是建立2个变量之间函数关系的一元非线性回归模型[25]，运用DPS软件中的Logistic模型对新梢和果实生长随时间的变化进行拟合，模型方程为y=c/（1+ea-bt）。其中，梢长生长分春、夏两段拟合，梢直径生长用全年数据进行拟合。模型方程及方差分析见表2，P均为0.000 1，达到极显著水平，表明新梢长度和直径生长过程可用一元非线性回归方程描述（表2）。新梢生长特征点，即快速生长期起点和快速生长终点分别用公式（1）和（2）计算，通过对生长曲线方程求导，得到曲线拐点，免人为因素造成的误差，各生长量变化特征点与对应日期见表3。

3 结论与讨论

（1）金华薄壳山核桃新梢是以非线性有节律的增长方式生长。梢长生长期从展叶到停止生长149 d，有2次生长高峰，即抽春、夏2次梢，呈2个“S”型生长曲线。春梢快速生长期持续18 d，停长42 d，第2次快速生长期持续44 d。新梢直径生长则只有一次生长高峰，快速生长期持续18 d，呈单“S”型生长曲线，出现时间与春梢长度快速生长期基本一致。

（2）金华薄壳山核桃果实纵、横径生长都经过一个较缓慢的生长-快速生长-缓慢的生长，最后趋于一个恒定值，呈单“S”型生长曲线。生长期138 d，果实纵径5月27日进入快速生长期，持续54 d，果实横径6月8日进入快速生长期，持续72.6 d，果实纵径进入快速生长期比横径早12 d，果实横径快速生长期比纵径长19 d。

（3）金华薄壳山核桃新梢长度、新梢直径、果实纵径、果实横径4个生长量间相互呈极显著正相关。但新梢和果实各指标的日均生长量都不是均衡变化，而是以一个或多个峰值出现，除第一个峰值同时出现，生长中后期新梢长度与果实日均生长量峰值交错出现，新梢长度、新梢直径、果实纵径、果实横径生长与其各自日均生长量间不呈正相关。

（4）金华薄壳山核桃新梢的长度、直径和果实的纵、横径生长都是随时间递增的函数，生长过程可用Logistic模型来定量描述，回归分析达到极显著水平，春梢长度生长方程为y=60.684 3/（1+e2.481 600-0.146 264t），夏梢长度生长方程为y=73.686 9/（1+e16.109 700-0.136 301t），直径生长方程为y=14.705 4/（1+e0.572 078+0.037 809t）;果实纵径生长方程y=54.4819/（1+e1.895 800+0.038 000x），果实横径纵径生长方程y=37.909 9/（1+e2.552 600+0.036 058x）。

（5）金华薄壳山核桃生长早期梢、果生长高峰重叠，相互争夺养分，营养供给要求高，此时气温较低、叶片未发育成熟，处于营养供给能力较低时期，秋季提高树体营养积累水平，早春及时追肥有利于缓解梢果营养竞争。栽培管理夏末、秋初增施磷钾促进夏梢老熟，提高树体养分积累水平，萌芽前后施一次速效肥，或在春梢快速生长期采取根外追肥及时补充营养促进新梢及幼果生长。

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