甘肅成縣核桃種質資源晚霜凍害調查*

王一峰，趙淑玲，王讓軍，王明霞，胡繼周，郭興貴，朱福民

（1 隴南師范高等專科學校農林技術學院，甘肅成縣742500）（2 成縣核桃科技服務中心）（3 甘肅興豐農林有限責任公司）

核桃作為甘肅省成縣的支柱產業，在當地農業產業結構調整及生態農業建設中發揮了重要作用，生產規模日漸擴大。但是，同其他果樹一樣，核桃容易遭受不同程度的低溫傷害，尤其是北方普遍存在的晚霜凍害。近幾年，成縣晚霜凍害發生頻繁，且較為嚴重[1]，主要發生在4 月上中旬，此時正值大多數核桃品種開花期，對低溫敏感性較強，溫度低至2 ℃便會引起花芽、葉片受凍脫落，低于0 ℃直接造成幼莖、花芽、幼果等幼嫩組織凍壞、凍死，造成核桃大幅度減產[2]。隨著全球氣溫變暖，近年來春季氣溫普遍升高，導致核桃萌芽期提前，增加了遭受晚霜凍害的風險[3]。因此，調查和鑒定不同核桃種質資源對晚霜凍害的抗性表現，篩選對晚霜凍害抗性較強的種質資源進行育種，選育并推廣抗晚霜凍的優良核桃品種，對核桃產業的健康發展具有重要的支撐作用[4]。

2018 年4 月，甘肅省成縣發生了幾年不遇的嚴重晚霜凍害，4 月7 日夜間最低氣溫降到了-3 ℃。晚霜凍害發生后，本課題組于4 月9—11 日對成縣城關鎮大路溝國家核桃品種示范園，棗溝核桃種植園、觀光園及白馬寺核桃良種繁育基地等核桃生產基地所栽培的30 份核桃種質資源受晚霜凍害的情況進行了田間調查鑒定，調查了不同核桃種質資源的頂芽和側芽萌發情況，計算其萌發率。同時以1年生結果母枝為調查對象，對不同種質資源的1 年生結果母枝、新梢、復葉等不同組織器官的受凍害情況作了觀察和現場解剖，計算不同組織器官的凍害指數，并根據各組織器官的凍害指數劃分了核桃的凍害等級，以期為成縣利用抗晚霜或避晚霜種質資源選育抗晚霜凍核桃品種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省南部成縣城關鎮，地勢以川壩和丘陵為主，海拔900～1 000 m，土壤肥沃。屬大陸性季風氣候，四季分明，年平均氣溫12.1 ℃，極端最低氣溫-15.0 ℃，極端最高氣溫37.3 ℃，無霜期205 d，平均年降水量620 mm，其中5—9 月降水量470.9 mm，占全年降水量的76.0%。另外，成縣春季氣溫回升快，時有寒潮降溫影響，伴有西北大風，偶有倒春寒，終霜期的遲早變化較大。

1.2 試驗材料

以成縣城關鎮的大路溝國家核桃品種示范園，棗溝核桃種植園、觀光園及白馬寺核桃良種繁育基地等核桃生產基地所栽培的30 份核桃種質資源作為試驗材料，所有材料為5～8 年生的成齡核桃樹，且各生產基地管理水平基本一致。

1.3 調查方法

于2018 年晚霜凍害發生后的第3～5 d（4 月9—11 日）在成縣城關鎮大路溝國家核桃品種示范園，棗溝核桃種植園、觀光園及白馬寺核桃良種繁育基地對成縣種植的30 份核桃種質的抗寒性進行田間調查與鑒定。每個地點每個品種（系）按不同方位（東、西、南、北、中）隨機調查5 株樹，每株樹在不同方位按三角形選擇3 個1 年生結果母枝作為調查單位，對所選調查單株的1 年生結果母枝、新梢、復葉等器官的受凍程度進行觀察和現場解剖，同時調查1 年生結果母枝上頂芽萌發率及側芽萌發率。

1.3.1 結果母枝凍害調查

調查單位結果母枝凍害程度用于調查結果母枝凍害等級，其調查方法是：從被調查1 年生枝條頂端向下用刀割開表皮，觀察木質部和韌皮部的顏色，褐化發黑視為受凍，白色視為未受凍；再根據受凍莖段長度占枝條總長度的比率確定凍害等級：全未受凍為0 級，1/3 受凍為1 級，2/3 受凍為2 級，全部受凍為3 級。

1.3.2 當年生新梢凍害調查

調查單位結果母枝上當年生展葉期新梢凍害程度用于調查該結果母枝上當年生展葉期新梢凍害等級，其調查方法是：觀察當年生展葉期新梢的顏色，綠色、飽滿視為未受凍；黑色、發軟視為受凍。再根據受凍幼莖長度占幼莖總長度的比率確定凍害等級：全未受凍為0 級，1/3 受凍為1 級，2/3受凍為2 級，全部受凍為3 級。

1.3.3 復葉凍害調查

調查單位結果母枝上當年生復葉凍害程度用于調查該母枝上核桃葉片凍害等級，其調查方法是：觀察葉片的顏色，綠色、鮮嫩視為未受凍；黑色、發軟或卷曲視為受凍。再根據復葉上受凍小葉數占小葉總數的比率確定凍害等級，全未受凍為0級，1/3 受凍為1 級，2/3 受凍為2 級，全部受凍為3 級。

1.3.4 核桃凍害分級

根據各器官的凍害分級標準計算它們的凍害指數，每品種（系）各器官的凍害指數取5 株樹的平均值。

參照張劍俠[5]對葡萄凍害的分級方法，略作修改，根據調查各品種（系）不同器官的凍害指數將核桃受凍害程度劃分為4 個等級，見表1。

表1 核桃凍害分級標準

2 結果與分析

2.1 成縣地方核桃品種（系）的抗晚霜凍表現

從表2 可以看出，‘隴南755’、B0802-8、Y1001、Y1102、Y1201 為抗晚霜凍型，‘隴南15’、Y1101 為不抗晚霜凍型，B0803-5、B0803-9、‘隴林29’為極不抗晚霜凍型。

從頂芽和側芽的萌發率來看，成縣核桃地方品種（系）萌芽期普遍較早，4 月初頂芽全部萌發，側芽萌發率也較高，其中，‘隴南755’側芽萌發率66.67%，且新梢和復葉的凍害指數均較低，表明‘隴南755’對晚霜凍害有較強的抗性，屬于抗晚霜凍型。B0802-8、Y1001 側芽萌發率較低，表明萌芽較晚，屬于避晚霜凍型。‘隴南15’、B0803-5、B0803-9、Y1101、‘隴林29’萌芽較早，且各組織凍害指數較高，屬于不抗或極不抗晚霜凍型（表2）。

表2 成縣核桃地方品種（系）抗晚霜凍害表現

2.2 成縣引種國內品種的抗晚霜凍表現

對成縣近幾年從國內引種的12 個核桃品種的抗晚霜凍表現進行調查，從表3 可知，除‘遼核4號’和‘遼核7 號’表現為抗晚霜凍外，其他品種全部表現為不抗晚霜凍害，其中，‘香玲’‘元林’‘中林1 號’‘豐輝’‘寒豐’‘遼核2 號’表現為極不抗晚霜凍害。

從頂芽和側芽的萌發率來看，所引種的國內核桃品種在成縣萌芽期均較早，所調查品種在4 月初頂芽全部萌發，側芽萌芽率也偏高，萌芽率最高的是‘豐輝’和‘中林1 號’，萌芽率最低的為‘魯林29’和‘遼核7 號’。從復葉和新梢的凍害指數來看，引進國內核桃品種的凍害指數普遍偏高，除‘遼核4 號’‘遼核7 號’凍害指數較低，屬于抗晚霜凍品種外，其他品種的復葉凍害指數均大于50%，屬于不抗晚霜凍品種（表3）。

表3 成縣引種國內核桃品種抗晚霜凍害表現

2.3 成縣其他核桃種質的抗晚霜凍表現

對成縣近幾年引進的國外6 個普通核桃品種、1 種黑核桃及1 種美國長山核桃的抗晚霜凍表現進行了調查，由表4 可知，日本品種中‘福島2 號’表現為不抗晚霜凍型，而‘清香’表現為抗晚霜凍型；美國品種‘強特勒’‘土萊爾’‘維納’及‘美國819’全部表現為抗晚霜凍型，其中‘強特勒’達到了高抗水平；核桃屬的‘美國黑核桃’及山核桃屬的‘美國長山核桃’皆對晚霜凍害表現出了高抗性。

從頂芽和側芽的萌發率來看，日本核桃品種在成縣萌芽較早，‘清香’受凍害指數較低，屬于抗晚霜凍型；而美國核桃品種中，‘強特勒’和‘土萊爾’在成縣萌芽較晚，能夠避開晚霜凍害，屬于避晚霜凍型，‘維納’和‘美國819’萌芽較早，但凍害指數較低，屬于抗晚霜凍型；‘美國黑核桃’在成縣萌芽較晚，能夠避開晚霜凍害，屬于避晚霜凍型；‘美國長山核桃’在成縣萌芽較早，在4 月初已經全部萌芽，但是受晚霜凍害較輕，屬于抗晚霜凍型（表4）。

表4 成縣其他核桃品種抗晚霜凍害表現

3 討論與結論

3.1 核桃晚霜凍害評價標準的建立

晚霜凍害是指植物在生長期遭到0 ℃或0 ℃以下的低溫天氣，引起植物幼嫩組織遭受傷害的現象[6]，是危害果樹的一種重要的自然災害，已成為限制核桃產業發展的關鍵因素[7]。晚霜凍害發于早春，此時正值核桃幼莖萌發期和花芽形成期，此時核桃組織器官幼嫩，對低溫較為敏感，晚霜凍害會引起核桃幼莖及嫩芽凍傷壞死，對當年產量造成嚴重影響。而且，核桃是多年生果樹，一旦受凍將影響幾年乃至終生的產量，比其他作物的損失更嚴重。對核桃抗寒性的研究，多集中于冬季核桃休眠期的抗寒性鑒定與評價[8-12]，且多是采用抗寒性生理生化指標的測定，間接地評價核桃的抗寒性，對核桃晚霜凍害抗性的田間鑒定與評價的報道不多，且多集中于凍害發生后的凍害程度調查及預防補救措施研究[13-18]，同時對核桃晚霜凍害調查也缺乏統一的凍害分級標準。本研究對現有的核桃晚霜凍害調查方法做了改進，根據晚霜凍害發生后綜合核桃不同組織器官的受凍害程度，制定了核桃凍害分級標準，規范了各組織器官的凍害調查方法，統一了標準，增強了核桃晚霜凍害調查方法的可操作性。

3.2 核桃抗晚霜種質資源利用研究

不同核桃品種，由于原產地不同會在品種之間形成內在種質的差異，造成不同核桃種質之間抗寒性的差異[19]，有研究表明，核桃屬不同種類、不同種質間的物候期存在較大差異，‘維納’‘土萊爾’和‘強特勒’等物候期較晚的核桃品種可以避免晚霜凍害[20]。因此，利用這些差異，充分挖掘和利用更多的抗寒資源和避晚霜凍資源，選育出能抗晚霜凍或避晚霜凍的優良核桃品種，可以有效防止晚霜凍害。另外，研究發現，抗寒性在植物中存在超親遺傳現象，利用2 個抗晚霜凍的品種作親本雜交，會大大提高獲得極抗晚霜凍害雜種的幾率[21]。因此，利用對晚霜凍害有不同抗性的核桃種質進行雜交，培育高抗晚霜凍害的核桃優良品種，是有效防止晚霜凍害的另一條重要途徑。

本研究結果表明，成縣核桃種質資源抗晚霜凍的能力和類型存在差異性，既存在抗晚霜凍的種質資源，也存在避晚霜凍的種質資源。其中，國外核桃品種‘強特勒’‘土萊爾’‘美國黑核桃’等種質萌芽較晚，能夠避開晚霜凍害，且對病蟲害的抗性較強，但是普遍存在堅果較小、果殼較厚且不光滑、出仁率低等不足；成縣核桃地方品種多是當地育種機構和科研人員根據早實、個大、殼薄、豐產等育種目標選育的優良品種（系），但是普遍萌芽較早，容易遭受晚霜凍害。因此，可以用成縣當地豐產的核桃品種作親本，與國外核桃品種中萌芽較晚或對晚霜凍害抗性較強的品種雜交，有望獲得抗（或避）晚霜凍害的優良核桃品種。另外，本研究發現，部分核桃品種在晚霜凍害發生后，頂花芽雖然受凍，但側芽萌芽較晚，并未受凍，且在萌發后形成花芽替頂花芽結果，減緩了由于雌花芽受凍造成的損失。因此，在晚霜凍害發生后，剪去受凍枝條，促進側芽萌發，可有效降低當年的經濟損失。