美国山核桃催芽、嫁接和圃地轮作育苗关键技术研究

陈世通，吴连海，王志坚，颜福花，杨先裕，姚理武

（1.丽水市林业局，浙江 丽水 323000；2.丽水市农林科学研究院，浙江 丽水 323000；3.松阳县林业局，浙江 松阳 323400；4.庆元县林业局，浙江 庆元 323800）

美国山核桃Carya illinoensis又名薄壳山核桃，是世界著名的干果树种之一，同时也是优良的油料树种、用材树种和绿化树种。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，美国山核桃的开发利用价值已被越来越多的人所认识[1]，云南、江苏、浙江和上海等省（市）出台了一系列的发展政策，使美国山核桃产业得到较快发展。为适应市场需要，各地开始了美国山核桃的规模化育苗，同时，各地的科研单位也相继开展了育苗技术研究，如不同激素及浓度对美国山核桃种子发芽率及烂种率等的影响[2-3]、温度对美国山核桃种子萌发的影响[4]、不同层积处理对薄壳山核桃种子发芽的影响[5]、不同嫁接方法及嫁接时间对美国山核桃苗嫁接成活率及其生长的影响[6-7]、不同砧木对薄壳山核桃嫁接成活率及生长的影响[8]、薄壳山核桃设施育苗技术[9]等。但由于我国各地气候等自然条件差异大，且各单位的研究并不系统，导致美国山核桃育苗成苗时间长，苗木出圃率低，苗木价格一直偏高。为促进美国山核桃在浙江丽水的发展，降低造林成本，本研究开展了浸种、轮作和嫁接试验，并对关键技术进行总结，以供生产者参考。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况 试验地位于浙江省丽水市莲都区碧湖镇白口村（119.8302° E，28.4121° N）和丽水市林业科学研究院内（119.8954° E，28.4746° N）。白口村海拔为80 m，年均温为18℃，7 月平均气温为29.4℃，1 月平均气温为6.1℃，年日照时数为1 785 h，年无霜期为285 d，年降水量为1 479.1 mm。土壤为砂土。丽水市林业科学研究院的气候条件与碧湖镇白口村相似。

1.1.2 供试种子 所有供试种子均自浙江省林业种苗管理总站，每次试验的种子均为上一年收获的普通种子。

1.1.3 催芽试验的处理药剂 处理药剂为上海同瑞生物科技有限公司生产的75%赤霉素（GA3）。

1.1.4 供轮作的育苗圃地 供轮作的育苗圃地有2 种，分别为：（1）前茬为马尾松Pinus m assoniana苗和稻Oryza sativa的肥沃农田各一块；（2）培育过湿地松P.elliottii苗的肥沃圃地一块。

1.1.5 嫁接用砧木和接穗 砧木均采用从浙江省林业种苗管理总站购进种子在丽水本地培育的、地径在0.65 cm以上没移栽过的1 年生美国山核桃实生苗。秋季嫁接试验采用留圃嫁接，春季嫁接试验采用先起苗，嫁接后再按株行距15 cm×20 cm 栽植。接穗选择从中国林科院亚热带林业研究所引进苗木，在丽水市林业科学研究院试验基地种植的浙江现主栽品种‘马罕’C.illinoensis‘Mahan’的5 年生树中上部外围生长健壮枝条，其中秋季嫁接采用当年生充分木质化枝条，春季嫁接用1 年生生长枝。

1.2 试验方法

1.2.1 种子催芽试验 将供试种子于2014 年2 月28 日浸种，3 月4 日进行沙藏处理，5 月13 日试验结束。试验设3 个处理：处理一，用0.4 g·L-1GA3溶液浸种120 h，然后一层种子一层湿砂（湿砂以手捏成团，松手自然散开为度）放在塑料桶中；处理二，用清水浸种120 h，其余操作同处理一；处理三为对照（CK），不进行浸种，其余操作同处理一。3 种处理均放在常温的室内进行。分别在沙藏40 d、50 d、60 d 和70 d 时检查各处理种子的发芽情况。种子发芽情况调查：每次取出各处理的全部种子，凡根或芽露出种壳外均计为发芽，用数显游标卡尺分别测量芽和根的长度，以cm 为单位，保留2 位小数；外观变黑的种子计为腐烂种子，与已发芽的种子一起挑出，未发芽种子继续放回湿沙中沙藏。

1.2.2 轮作试验（1）与马尾松苗和稻轮作对比试验于2013 年进行。2013 年2 月18 日，分别选择前茬为马尾松苗和稻，其它条件一致，土层厚度约为40 cm 的肥沃农田各一块，面积均为667 m2，播种经层积催芽的美国山核桃种子，株行距15 cm×20 cm，分别平均分为3 次重复。于当年的11 月25 日进行生长量调查；（2）与湿地松苗轮作和湿地松苗起苗后闲置1 年再育苗的对比试验分别于2011 年和2012 年进行。2011 年2 月21日，选择一块湿地松苗刚出圃的圃地，面积为667 m2，其中一半试验地起苗后立即播种，另一半试验地闲置1年后（2012 年2 月21 日）再播种，所用种子均为经层积催芽的美国山核桃种子，株行距15 cm×20 cm，2 年都将圃地平均分为3 次重复。每年的11 月25 日分别进行生长量调查。

1.2.3 嫁接试验

（1）秋季嫁接试验：嫁接时间分别为2011 年8 月15 日、9 月12 日和9 月23 日，嫁接方法采用带枝芽接法（又称单芽贴枝接）。

剪砧方法分三种：方法一，在秋季嫁接后的第二年春季芽开始萌动时，在嫁接口上方留砧长度约2 cm 处1次性剪去砧木上部；方法二，在秋季嫁接后的第二年春季当嫁接芽抽生新梢长度达到20 cm 时，在嫁接口上方一次性剪去砧木上部；方法三，在秋季嫁接后的第二年春季芽萌动时，先在嫁接口上部留砧长度约25 cm 处进行第一次剪砧，等接芽抽生新梢长度达到20 cm 时再在嫁接口上方留砧长度约为2 cm 处进行第二次剪砧。

（2）春季嫁接试验：试验采用12 种处理，3 水平1 因素+2 水平4 因素正交试验设计（见表1）：①嫁接方法（A）：劈接（A1）、切接（A2）、带枝芽接（A3）；②接穗保湿方法（B）：打蜡（B1）、不打蜡（B2）；③地面保湿方法（C）：遮阴（C1）、不遮阴（C2）；④生长剂（50 mg·L-1NAA，D）：应用生长剂（D1）、不用生长剂（D2）；⑤嫁接时间（E）：3 月8 日嫁接（E1）、3 月15 日嫁接（E2）。每处理嫁接10 株。

表1 春季嫁接正交试验设计Table 1 Orthogonal test for grafting in spring

1.2.4 调查方法 苗木生长量调查方法：冬季苗木落叶后按每5 行实测1 行苗高（精确到cm）和地径（精确到0.1 cm）。嫁接成活率调查方法：在70 %以上接芽抽梢长度大于20 cm 时调查嫁接成活率，以抽梢长度达20 cm以上或虽没达到20 cm 但长势强的计为成活，否则计为不成活。

1.3 数据处理方法

试验数据用DPS 处理系统进行分析。

2 结果与分析

2.1 种子催芽试验

2.1.1 不同处理种子发芽情况 不同处理美国山核桃种子发芽情况见表2。从表2 可看出：（1）沙藏40 d 时，处理一、处理二和CK 3 种处理的种子发芽率分别为56.6%、34.4%和22.6%，3 种处理间均存在较大的差异；沙藏40～ 50 d 时，由于处理一中具发芽能力的种子数量（未发芽数量，下同）已较少，而处理二和CK 中具发芽能力的种子较多，故随着处理时间的增加，3 种处理的总发芽率差距逐渐缩小；沙藏60 d 时，处理一和处理二的种子发芽率均达到61.5%左右，未发芽种子已全部腐烂，而此时CK 仍有具发芽能力的种子，但等到沙藏70 d时尚未发芽的种子也全部腐烂。（2）处理一和处理二虽然在最终发芽率上无明显差异，但在发芽时间上，处理一较处理二提早约10 d。（3）处理一较CK 提早发芽30 d 以上，并且发芽整齐度差异明显。以上分析表明，处理一的发芽时间最早且发芽整理齐度最好。

表2 美国山核桃种子发芽情况调查分析Table 2 Seed germination of C.illinoensis

2.1.2 不同处理发芽种子芽长和根长比较 表2 对处理40 d 和50 d 时已发芽种子的芽长、根长及芽长与根长比进行了差异显著性分析。从表2 可以看出：沙藏40 d 时，3 个处理间种子的芽长均存在极显著差异（P＜0.01），其中，处理一的芽长最长，达4.40 cm，处理二次之，芽长为1.64 cm，CK 的芽长最短，仅为0.40 cm；处理一和处理二种子的根长无显著差异，但处理一、处理二与CK 均存在极显著差异（P＜0.01），处理一的根长达6.80 cm，处理二的根长次之，为5.84 cm，CK 的最短，仅为3.15 cm；处理一和处理二、CK 的芽长与根长比值存在极显著差异（P＜0.01），而处理二和CK 没有显著差异，说明处理一对芽生长有促进作用。沙藏50 d 时，3 种处理间种子的芽长、根长及芽长与根长比值都不存在显著差异，这可能是因为沙藏50 d 时统计的是沙藏40～ 50 d 之间发芽的种子，其时间间隔较短的缘故。从沙藏50 d 开始到试验结束时，各处理之间的芽长、根长及芽长与根长比值均没有显著差异，其主要原因是处理一在这段时间中能发芽的种子过少（仅2 粒）造成的。

2.2 育苗圃地选择试验

2.2.1 前茬分别为马尾松苗和稻的圃地苗木生长情况分析 前茬分别为马尾松苗和稻的圃地，培育的1 年生美国山核桃实生苗的生长情况，见表3，其中地径≥0.65 cm 的计为可嫁接苗，否则计为不可嫁接苗。从表3 中可以看出，前茬为马尾松苗的圃地，1 年生美国山核桃实生苗的平均苗高、平均地径和可嫁接苗比例均高于前荐为稻的圃地。

表3 前茬为不同作物的圃地美国山核桃1 年生实生苗生长情况Table 3 The growth of seedlings in nurseries with different fore-rotating crop

对表3 中数据进一步采用DPS 数据处理系统进行差异性分析，结果见表4。从表4 中可看出，前茬为马尾松苗和稻的圃地，虽然其他条件基本一致，但培育的1 年生美国山核桃苗在苗高和可嫁接苗比例都达到极显著差异水平（P＜0.01），地径达到显著差异水平（P＜0.05）。说明前茬为马尾松苗的圃地比前茬为水稻的圃地，更有利于美国山核桃苗的生长。

表4 前茬分别为马尾松苗和稻圃地的美国山核桃苗生长情况差异性分析Table 4 Difference analysis on seedlings growth in different nurseries

2.2.2 连作与间隔种植2 种方法培育的苗木生长情况分析 育苗圃地为湿地松苗起苗后立即播种和起苗后闲置1 年再播种的1 年生美国山核桃苗生长情况见表5。从表5 可看出，前茬为湿地松苗，且起苗后立即培育美国山核桃苗，1 年生美国山核桃苗的苗高、地径和可嫁接苗比例分别达到84.7 cm、0.97 cm 和84.7%，均远高于相同地块湿地松起苗后闲置1 年再培育的美国山核桃苗（苗高、地径和可嫁接苗比例分别为34.0 cm、0.57 cm 和17.3%）。

表5 湿地松起苗当年和闲置1 年再培育圃地的美国山核桃苗生长情况Table 5 Seedling growth cultured in nursery with continuous cultivation with P.massoniana seedling and in nursery of one year fallow

对表5 中数据进一步经DPS 处理系统进行差异比较（表6），结果表明，前茬为湿地松苗，且起苗后圃地连作培育美国山核桃和起苗后圃地闲置1 年再培育美国山核桃的1 年生苗在苗高、地径和可嫁接苗比例都达到极显著差异水平（P＜0.01）。

表6 与湿地松连作和湿地松起苗后闲置1 年再培育的美国山核桃苗生长情况差异性分析Table 6 Difference analysis on growth of pecan seedlings in continuous cropping with P.massoniana and re-cultivation after one year later

2.3 嫁接试验

2.3.1 秋季嫁接试验 美国山核桃秋季不同时间嫁接试验结果见表7。从表7 中可看出，8 月15 日—9 月23 日，采用带枝芽接的嫁接苗的成活率均达到90%以上，其中嫁接时间为8 月15 日的嫁接苗成活率最低，为91.7%，嫁接时间为9 月23 日的嫁接苗成活率最高，为96.7%。这表明在一定的嫁接时间内，随着时间的推迟美国山核桃苗的嫁接成活率逐渐提高。嫁接日最高温度为35.0～ 37.6℃，对嫁接成活率没有明显的影响。

表7 美国山核桃不同嫁接时间试验结果Table 7 The result of different grafting time

不同剪砧方法的新梢抽生情况见表8。从表8 中可看出，采用剪砧方法一（接芽萌动时在接口上方2 cm 处1 次性剪砧）和剪砧方法三（萌动时先在接口上方25 cm 处进行第1 次剪砧，等接芽抽生长度达20 cm 后再在接口上方2 cm 处进行第2 次剪砧）这2 种剪砧方法对新梢抽生均没有影响；采用剪砧方法二（嫁接芽抽生新梢长度达到20 cm 时，在嫁接口上方一次性剪去砧木上部），在接芽萌发至1～ 2 cm 时如不及时进行剪砧，新抽生的接芽容易停止生长进而死亡脱落，因此，等接芽萌发至20 cm 后再一次剪砧这一剪砧方法不可行。

表8 美国山核桃不同剪砧方法试验结果Table 8 The results of different cut methods of rootstock

2.3.2 春季嫁接试验 春季嫁接正交试验极差分析结果见表9。从表9 中可看出，因素A（嫁接方法）和因素E（嫁接时间）的极差分列第一、第二位，是影响美国山核桃嫁接成活率的主要因素，其它因素对美国山核桃嫁接成活率的影响较小。进一步进行正交方差分析，结果见表10。从表10 中可看出，各项变异的F 值从大到小分别为嫁接方法（3.888 9）>嫁接时间（2.222 2）>地面保湿（0.555 6）和使用生长剂（0.555 6）>接穗保湿（0），但都没有达到显著差异水平（P＞0.05）。

表9 美国山核桃嫁接试验极差分析结果Table 9 Range analysis on the grafting experiment

表10 美国山核桃嫁接试验正交设计方差分析Table 10 ANOVA on orthogonal test for grafting experiment

试验处理因素A 各水平间差异显著性SSR 检验结果见表11。从表11 中可看出，3 种嫁接方法对嫁接成活率的影响均达到显著水平（P<0.05），其中以带枝芽接（A3）的成活率最好，切接（A2）次之，劈接（A1）较差。各个处理间差异显著性SSR 检验结果见表12。从表12 中可看出，处理12 与处理7、处理3、处理2 达到显著差异水平（P<0.05），而与其它处理没有达到显著水平，但从均值来看，处理12、处理10、处理11、处理5 的嫁接成活率较高。

表11 美国山核桃嫁接方法各水平间差异显著性SSR 检验结果Table 11 SSR test on significance of different of different grafting methods

表12 美国山核桃嫁接试验各个处理间差异显著性SSR 检验结果Table 12 SSR test on significance of different of different grafting treatments

3 结论与讨论

3.1 种子催芽试验

GA3是一种植物激素，能够有效地促进休眠芽萌发，对桃Prunus p ersica、甜橙Citrus s inensis、酸橙C.aurantium、柠檬C.limon、柑橘C.reticulata等在暗光中的萌发均有促进作用[7]。本试验研究表明，GA3处理同样可以促进美国山核桃种子的发芽，提高发芽的整齐度，且对促进芽生长的作用比促进根生长更明显。种子发芽主要依靠种子内部贮藏的养分，在尽可能短的时间内萌芽长叶，在消耗完种子内有限营养之前，加快形成光合能力，可以促进苗木生长。

清水浸种处理40 d、50 d 和60 d 的发芽率明显高于不处理，这可能是浸水后种子内的含水率较高，节省了从湿沙中吸收水分的过程，从而在一定程度上加快了种子的发芽。

3.2 轮作试验

不同植物间的轮作对美国山核桃苗生长有很大的影响。选择前茬为马尾松和湿地松的圃地培育美国山核桃，较前茬为稻的圃地更能促进美国山核桃苗的生长。其原因可能是松树苗根系与美国山核桃根系有共同的共生菌，土壤中大量的共生菌很快与美国山核桃根系形成共生关系，提高了美国山核桃苗的吸收水分和养分的能力，从而促进美国山核桃苗木的生长。

湿地松苗起苗后间隔1 年再培育美国山核桃苗，对美国山核桃苗的生长没有促进作用。其主要原因可能是由于间隔1 年后圃地中存留的共生菌因缺少了共生植物，得不到养分供应而消亡，此时圃地的菌群与没有种植过湿地松苗的圃地类似。

3.3 嫁接试验

（1）秋季嫁接。在8 月15—9 月23 日，采用带枝芽接的嫁接苗成活率均达到91%以上，是美国山核桃的适宜嫁接期。同时也说明，适宜嫁接的时间可能更早开始或更迟结束，有待今后进一步研究。同样，秋季带枝芽接也仅进行了一次试验，且样本较小，是否在其它时间可以提高嫁接成活率也有待进一步研究。

剪砧是果树嫁接的关键技术之一，不同的果树剪砧时间和方法不同。对于美国山核桃，接芽萌动后在接口上部2 cm 处1 次性剪砧和分2 次剪砧的接芽均可抽梢，但分2 次剪砧会增加工作量，因此，建议推广接芽萌动后在嫁接部位上方2 cm 处一次性剪砧。美国山核桃顶端优势极为明显，如不及时进行剪砧，则接芽萌发1～ 2 cm后即可能停止生长，继而死亡脱落。

（2）春季嫁接。虽然多种嫁接方法均可使用，但以带枝芽接成活率最高，切接次之，劈接较低，但应根据不同人的嫁接习惯进行选择。嫁接时间以3 月中旬以后为好。