宜昌地区核桃生长性状变异与地理因子的相关性分析

陈邦清 易尚源 王黎明 彭刚志 王微琼

摘 要： 对宜昌市5个核桃产区10个种植点的核桃植株的9项生长性状指标进行测定，并对不同种植点核桃植株生长性状的变异程度、生长性状间及其与地理因子间的相关性进行了分析。结果表明：核桃植株的生长性状在5个核桃产区间以及同一种植点内和不同种植点间均存在较大变异，其中不同种植点间核桃植株的着花节间、叶厚、1 a生新生枝条直径及一年生新生枝条长度等生长性状变异较大，而叶片长度、叶片宽度、叶重、芽长度及芽直径的生长性状变异较小。宜昌不同种植点核桃植株的生长性状与地理气候因子间有一定相关性，其中海拔、微量元素与生长性状间有明显相关性，表明环境因素对核桃植株形态特征具有明显的影响。

关键词： 核桃;生长性状变异;地理因子;相关性分析

中图分类号：S664.1 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2020）03-0027-04

Correlation Analysis Between Variation of Growth Characters of Walnut and Geographical Factors in Yichang

Chen Bangqing（1） Yi Shangyuan（1） Wang Liming（2） Peng Gangzhi（3） Wang Weiqiong（1）

（1.Forest Seedling Promotion Center of Yichang City Yichang 443005;2.Forestry Bureau of Zigui County Yichang 443600; 3.Management Office of Three Gorges Botanical Garden Yichang 443111）

Abstract： Nine growth character indexes of walnut plants in ten planting sites of five walnut producing areas in Yichang were measured， the variation degree of growth characters and the correlation between different growth characters as well as that between growth characters and geographical factors of walnut plants in different planting sites were analyzed. Results show that： the growth characters of walnut plants all showed large variation among five walnut producing areas and within the same planting point as well as among different planting sites. The variation of growth characters such as flower internode， leaf thickness， diameter and length of annual new branches was larger among different planting sites， while that of growth characters such as leaf length， leaf width， leaf weight， bud length and bud diameter was smaller. There was a certain correlation between the growth characters of walnut plants and the geographical and climatic factors in different planting sites in Yichang. The altitude and microelements showed a significant correlation with the growth characters， indicating that environmental factors had an obvious influence on the morphological characteristics of walnut plants.

Key words： walnut; variation of growth characters; geographical factors; correlation analysis

核桃树生长最适宜的气候条件是：年均温8～15 ℃，无霜期>150 d，年日照时数>2 000 h，年降水量600～800 mm，pH值6.5～7.5[1]。宜昌位于中亞热带与北亚热带的过渡地带，多年平均降水量1 215.6 mm，平均气温16.9 ℃，无霜期250～300 d，年平均日照时数1 538～1 883 h，不是核桃的最适宜种植区，本文旨在通过对宜昌核桃表型多样性的对比分析探究宜昌气候条件下，清香核桃随地理因子变化而产生的表型多样性。遗传多样性是维持植物体繁殖力和环境适应性的基础，表型多样性作为遗传多样性与环境多样性的综合体现，既是自然选择的产物，也是长期进化的结果[2]。核桃，落叶乔木，核桃科核桃属植物，又名胡桃、羌桃，与扁桃、棒子、腰果并称为世界著名的“四大干果”，其经济、生态、社会效益极高，成为分布和栽培于世界五大洲的广域经济树种。经长期的自然与人工选择，在不同的栽培区域核桃植株的形态特征已产生了明显变异，导致核桃的产量和质量也发生了明显的变化。用表型性状监测遗传变异的方法近年来被广泛应用于林木种质资源研究。为揭示不同种植区域核桃植株生长性状的变异程度和变异规律，作者对来源于宜昌市秭归、兴山、夷陵、远安、长阳等4个主栽区10个种植点的核桃植株的形态特征进行了观测，并对核桃植株生长性状间及其生长性状与地理气候因子间的相关性进行了分析，旨在揭示宜昌核桃种质资源多样性，并为核桃种质资源的收集和保护、新品种的选育及推广等相关研究提供基础数据和科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

宜昌市秭归、兴山、夷陵、远安、五峰、长阳等5个主栽区10个种植点（分海拔），于2017年6月10日至2019年6月31日进行取样测量，并详细记录种植地的海拔、地形和树龄等基本信息（表1）。核桃品种经追溯种苗产地和本地多专家共同对比鉴定确认。

1.2 方法

测定的生长指标包括新生枝条长度和直径、叶片长度、叶片宽度、叶片厚度、叶片质量、着花节间长度、芽长度和直径，各指标的取样及测定方法如下：

每株随机剪取10支带花的新生枝条，用卷尺测量枝条长度，用游标卡尺（精度0.1 mm）测量枝条直径。在每个种植点随机选取10棵样树，在每株样树上选取3支新生带花枝条，在枝条顶部摘取的完整叶片1枚，用直尺测量其长度与宽度;随机选取样树枝条顶部若干成熟的完整叶片10枚，用游标卡尺测量叶片厚度，其平均值即為1枚叶片厚度，用PL203万分之一电子天平称量各组叶片的质量，其平均值即为1枚叶片质量。用直尺测量新生枝条上2个着花节之间的距离，即为着花节间长度。在每个种植点分别用直尺测量花芽长度，用游标卡尺测量花芽最大直径。由于园艺化管理矮化密植型种植模式控高控冠，故没有测量树高和冠幅;同时树龄不同，部分果树没有到达结果期，故没有对核桃果实进行观测记录。

1.3 数据处理

采用WPS Office软件对上述实验数据进行处理和制表，并采用spss17.0统计分析软件对上述实验数据进行Pearson相关性分析和聚类分析。

2 结果和分析

2.1 不同种植点核桃植株生长性状的变异分析

5个核桃产区10个种植点核桃植株生长性状的变异系数见表2。结果显示，不同种植点间核桃植株的各生长性状均存在差异，但在种植点内以及种植点间各生长性状的变异程度不同。在核桃的9个生长性状中，总平均变异系数最大的性状为着花节间，最小的性状为叶长，二者的平均变异系数分别为31.65%和3.11%;叶厚、1 a生新生枝条直径及1 a生新生枝条长度的平均变异系数也较大，均大于15%;而叶片宽度、叶重、芽长度及芽直径的平均变异系数均小于10%。上述研究结果表明：不同种植点间核桃植株的着花节间、叶厚、1 a生新生枝条直径及1 a生新生枝条长度等生长性状不稳定，而叶片长度、叶片宽度、叶重、芽长度及芽直径的相关生长性状相对稳定。

2.2 核桃植株生长性状间及其与地理因子间的相关性分析

对核桃植株的9个生长性状间进行相关性分析与显著性检验（见表3）。结果表明，叶长和芽直径、叶厚和芽直径呈显著负相关;1 a生枝条直径和着花节间呈极显著负相关;叶厚和芽长度呈显著正相关;1 a生枝条长度和芽长度呈极显著正相关。

对核桃植株的9个生长性状与各种植点地理因子进行相关性分析与显著性检验（见表4）。结果表明，种植点的海拔与芽长度呈显著负相关;树龄与芽长度、树龄与1 a生枝条长度极显著负相关;树龄与芽直径、交换性镁与芽长度、水解性氮与1 a生枝条长度、有效硼与芽长度呈显著正相关;有效硼与1 a生枝条长度呈极显著正相关。

采用线性回归方法对芽长度与树龄、芽直径与树龄的相关性进行分析，得出芽长度与树龄的线性模拟方程为Y1=6.828-0.136X1;芽直径与树龄的线性模拟方程为Y2=4.358-0.103X2;1 a生枝条长度与树龄的线性模拟方程为Y3=84.802-3.432X3。

3 讨论和结论

核桃植株适应性强，分布和种植范围广，但其生长性状在不同产区间差异较大。本研究中，5大核桃产区10个种植点核桃植株的生长性状均存在较大变异，其中着花节间、叶厚、1 a生新生枝条直径及1 a生新生枝条长度等变异系数大，而叶片长度、叶片宽度、叶重、芽长度及芽直径等变异系数小。从核桃植株的生长性状可见：树龄较小的核桃植株普遍节间较长、芽长度长、1 a枝条长度长;树龄大的核桃树节间较短、芽长度变短、芽直径变大、1 a生枝条长度变短，枝条节间长度较短;与清香核桃晚实特性相符，随着树龄的增大，营养生长逐渐向生殖生长转变，节间、芽长度、芽直径、枝条长度随之变化。通过芽长度与树龄的线性模拟方程、芽直径与树龄的线性模拟方程的求解，清香核桃在10 a左右树龄时，芽的长度和直径更趋向一致，花芽更趋于饱满圆润，应该为清香核桃营养生长和生殖生长转变的关键时期。在核桃管理中，一般为短枝结果，根据1 a生枝条长度与树龄的线性模拟方程求解，要达到大量40 cm短枝的生长状态，需要13 a左右，进一步说明清香核桃在宜昌地区的晚实性。在清香核桃的培管中，必须充分考虑其较长的营养生长期，持续管理，才能保证高产。

植物的遗传变异与其地理分布有一定的相关性[3-4]。本研究结果表明：种植地的海拔、树龄、土壤与核桃植株的芽长度、芽直径、1 a生枝条长度、1 a生枝条直径和着花节间长度均有一定的相关性，其中，种植地的树龄与核桃生长性状间的相关性最明显。表明不同种植点核桃植株形态变异的产生除受遗传因素控制外，在一定程度上也与环境因素的影响作用相关。考虑到海拔与芽长度的负相关性，在核桃树的选址上尽量避免低海拔地区，避免核桃树营养生长过旺，不好管理。考虑到交换性镁和芽长度、有效硼和芽长度的正相关性，水解性氮和1 a生枝条长度、有效硼和1 a生枝条长度的正相关性，可以根据管培实际考虑适当减少镁、硼、氮的施入量，控制核桃树的营养生长。

作者也对产自5个核桃产区10个种植点的核桃植株的生长性状进行了考察、评价和分析，但目前对不同产区核桃植株表型性状变异规律的研究尚不够深入和广泛。为更加准确地评价不同产地核桃的经济价值和遗传多样性，还需扩大取样范围，在群体、个体、细胞、分子等水平上采用多学科手段进行综合分析，并进行植株形态特征、环境因子、土壤与活性成分间的相关性研究。

参 考 文 献

[1]张志华，裴东.核桃学[M].北京：中国农业出版社，2018：179-180.

[2]宋杰，李世峰，刘丽娜，等.云南含笑天然居群的表型多样性分析[J].西北植物学报，2013，33（2）：272-279.

[3]邵林，郭庆梅，周凤琴，等.不同种质忍冬植株形态特征比较[J].时珍国医国药，2012，23（3）：739-740.

[4]周凤琴，李佳，冉蓉，等.我国金银花核桃产区种种质资源调查[J].现代中药研究与实践，2010，24（3）：21-25.

（责任编辑：唐 岚）