3个薄壳山核桃品种花粉活力测定研究

郁雨梦，张 敏，吕运舟，黄利斌*，何雅萍

(1.南京林业大学，江苏 南京 210037;2.江苏省林业科学研究院，江苏 南京 211153; 3.常州市金土地农牧科技服务有限公司，江苏 常州 213139)

薄壳山核桃(Carya illinoensis)，又被称为美国山核桃，长山核桃，为胡桃科(Julandaceae)山核桃属(Carya)重要的栽培树种，是世界上重要的干果树种之一。其坚果个大、壳薄，出仁率高，取仁容易，产量高，风味佳。薄壳山核桃木材为仅次于美国黑核桃、黑樱桃的优良硬阔叶用材。此外，薄壳山核桃树干高大挺拔，是优良的园林绿化树种[1]。

薄壳山核桃原产美国和墨西哥北部，在我国引种已有100 a以上的历史。薄壳山核桃是一种典型的雌雄异花授粉树种[2]。国内由于缺乏对薄壳山核桃花粉特点和授粉特性的了解，花粉收集和保存方法不完善，导致授粉不良，生理落果严重，产量极低[3]。为了探索薄壳山核桃人工辅助授粉技术，提高薄壳山核桃坐果率，本文研究了不同收集方法，不同采集时间，不同贮存条件下3个薄壳山核桃品种的花粉活力，以期找到最适宜的采集时间、收集方法以及贮存条件，为薄壳山核桃的辅助人工授粉提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料取自江苏省常州市西夏墅镇浦河村常州市金土地农牧科技服务有限公司经营的薄壳山核桃园内。试验地位于东经104°，北纬31°，属于北亚热带湿润季风气候，四季分明，年平均气温15.8℃，1月最冷，平均气温3.1℃;7月最热，平均气温28.0℃。年均降水量1 091 mm，主要在春、夏季，梅雨季降雨最多。全年日照1 940.2 h，无霜期为248 d。该地属长三角冲积平原，平均海拔高度仅5 m，土壤为水稻土。

该薄壳山核桃园于2006年开始营建，总面积为20 hm2左右，主要配置了5个品种，选用嫁接苗定植，株行距4 m×6 m。为促进提早开花结果，对植株进行修剪矮化处理，定植6 a时平均树高4.1 m，胸径8.2 cm，冠幅3.5 m，开花结实率达81.7%。本试验选取早期结实表现较好的1号(马汉)、3号(肖肖尼)、5号(金华)3个品种进行花粉观测研究。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 选择薄壳山核桃1号、3号、5号3个品种，分别开展以下4个花粉活力比较试验:

(1)不同采集时期花粉活力测定。分别选择散粉始期、散粉盛期、散粉末期时采集花序[2]。剪取由绿变黄即将散粉的雄花花序，置于避风有阳光处晾晒2～3 h，然后抖落并取得花粉，置于有干燥装置的塑料管中，于当天测定花粉活力。

(2)不同花粉收集方式活力测定。采集散粉盛期的花序，分别按避风有阳光处晾晒2～3 h、室内遮阴处阴干2～3 h、烘箱中35℃烘干2～3 h 3种方法处理。然后抖落取得花粉，置于有干燥装置的塑料管中以备用，于当天测定花粉活力。

(3)不同花粉贮存方式活力测定。以散粉盛期采集的花序在避风有阳光处晾晒2～3 h条件下收集的花粉为试验对象。将收集的花粉分组，分别置于35℃、室温、4，-20，-80℃条件下，在每种温度条件下分别将花粉置于有干燥装置的塑料管以及无干燥装置的塑料管中存放1，2，3，5，7，14，21，30 d后测定每份样品的花粉活力。

(4)不同冷贮花粉化冻方式活力测定。将存放在-80℃条件下的花粉，分别采用置于室温下自然化冻、用自来水冲洗化冻和在37℃水浴中化冻3种方式，比较不同化冻方法下的花粉活力。

1.2.2 测定方法 采用醋酸洋红法测定花粉活力。取少许花粉于载玻片上，加1～2滴0.5%醋酸洋红溶液，将玻片放在显微镜下观察，选择3个视野，呈深红色的花粉粒是有生活力的，而呈淡红色的部分失去了生活力，无色空瘪、畸形的是死的和不育的花粉粒[4]。每个样品重复试验3次。

2 结果与分析

2.1 采集时期对花粉活力影响

结果见图1，3个薄壳山核桃品种都具有较高的花粉活力，其中散粉盛期花粉活力较强，3个品种散粉盛期的花粉活力均超过85%。但品种之间差异明显，1号的花粉活力较高为92%，其次3号为89%，5号的花粉活力相对较差仅为85%。散粉末期3个品种的花粉活力均较差，1号，3号，5号分别为90%，75%，71%。经方差分析显示，品种间花粉活力差异显著，方差分析F值为8.706 3*(F0.05= 6.94)，而不同采集时期的花粉活力方差分析F值为6.813 1，仅达90%显著可靠性(F0.10=4.32)。由此可见，薄壳山核桃花粉活力品种之间差异大于采集时期间的差异。

图1 采集时间对花粉活力的影响

2.2 采集方法对花粉活力影响

试验结果如图2所示，相同品种用不同方法所收集的花粉活力是不同的，以活力最高的1号花粉活力为例，以置于无风阳光下晒干的花粉活力最佳，达到了92%，其次是阴干所得的花粉，而在35℃烘箱中烘干所得的花粉活力最差，为81%。5号与1号类似，花粉活力依次为:晒干＞阴干＞烘干，而3号品种的情况略有不同，花粉活力为:晒干＞烘干＞阴干。3个品种均以烘干取得的花粉活力最佳。经方差分析，品种间和采集方法间的 F值分别为7.329 5*和10.860 3*(F0.05=6.94)，差异显著。

2.3 储存方法对花粉活力影响

2.3.1 不同贮存温度对花粉活力的影响 不同的贮藏温度对花粉活力测定试验结果如表1所示。薄壳山核桃的花粉随着贮存时间的推移，花粉的活力都呈显著下降趋势，但不同贮存温度之间差异明显，随着贮存温度的降低，花粉的保存时间延长。在35℃条件下，经过14 d，1号和5号品种的花粉已经无活力，而花粉活力最高的3号品种花粉活力也只有7%。在-80℃条件下，经过30 d，1号和3号花粉仍有3%～4%和10%～11%的花粉保持活力。在-80℃条件下贮存至第21 d时，即使活力最差的5号花粉，仍有8%的花粉保持活力。虽然在采集当天，1号的花粉活力略高于3号，但到第2 d，3号花粉的活力就超过了1号，在整个贮存试验过程中，3号的花粉活力总体上最强。

图2 采集方法对花粉活力的影响

表1 不同贮存温度对花粉活力的影响

在本试验中，干燥与否对花粉活力的影响并不显著，这可能与实验室环境较为干燥有关。在14 d时，干燥保存的花粉活力与未进行干燥处理的花粉活力之间无明显差别;至第21 d，干燥保存的花粉活力才显示出微弱优势。

2.3.2 化冻方式对花粉活力的影响 试验结果(见表2)显示，3种化冻方式，其花粉活力的差异不明显，常相近甚至相同，尤其是在试验前期，相差一般小于2%，最大差异也仅为4%。由此可见，对于-80℃条件下储存的薄壳山核桃花粉，化冻方式对于花粉活力的影响不大。

表2 低温贮存花粉的不同化冻方式对花粉活力的影响

3 结果与讨论

(1)有研究文献表明，植物不同采集时期的花粉活力不同[4-7]。本试验结果显示，3个品种薄壳山核桃的花粉活力都表现出在散粉盛期时活力最高，散粉始期、散粉末期活力最差的趋势，这与李川等[8]的研究结果相一致。不同品种之间的花粉活力差异明显，采集当天的花粉活力大小为1号＞3号＞5号，但经过贮存后，3号的花粉活力较高，说明3号品种的花粉较耐贮存。

(2)薄壳山核桃3个品种均以在散粉盛期用日光晒干的方式收集的花粉活力最高，1号、3号、5号品种的花粉活力分别为92%，89%和85%，阴干方式收集的花粉其次，而以35℃烘干的方法取得的花粉活力最低。这个结果与李川等[8]的研究结果正好相反，分析其原因，可能与品种及花粉采集时的天气等环境条件有关。

(3)薄壳山核桃花粉随着贮存温度降低，花粉活力升高;随着贮存天数的增加，花粉活力降低。但是本次贮存条件干燥与否对花粉活力的影响不大，尤其是在存贮时间较短的情况下，有无干燥措施，对花粉活力没有影响。根据以往的文献，不同的化冻方式对花粉活力常会产生影响[9-12]。而在本次试验中，以不同方式化冻-80℃条件下贮存的花粉，对其活力影响不大。这可能是由于本试验中化冻时所取的花粉量较少，化冻时间很短而造成的。

(4)李雪等[13]采用TTC染色法对薄壳山核桃的花粉进行染色，观察到低温-20℃条件下贮存360 d时花粉活力仍保持20%左右。但在本试验中，由于薄壳山核桃品种的花粉壁较厚，采用TTC法进行染色未获成功，因而改用醋酸洋红法测定花粉的活力，在同样-20℃条件下，贮存30 d时花粉活力最高的3号品种也仅有3%～4%，与上述文献结果差异较大，其原因尚需进一步研究。

[1]李 雪.薄壳山核桃开花物候期及花粉贮藏特性研究[D].南京:南京农业大学，2011.

[2]李 雪，徐迎春，李永荣，等.薄壳山核桃不同品系开花物候期特性观察[J].江苏林业科技，2010，37(6):18-21.

[3]董凤祥，王贵禧.美国薄壳山核桃引种及栽培技术[M].北京:金盾出版社，2003.

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[7]陈顺安，邓明华，和绍禹.丘北辣椒花期、花粉活性和柱头可授性的研究[J].云南农业大学学报，2010，25(3):383-386.

[8]李 川，辜夕容，姚小华，等.3个薄壳山核桃无性系花粉活力与显微结构比较研究[J].江西农业大学学报，2012，34(2): 324-328.

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[13]李 雪，徐迎春，李永荣，等.贮藏条件对薄壳山核桃4个品系花粉活力影响[J].林业科技开发，2011，25(1):70-73.