大果榛子在毛烏素沙地的生長規(guī)律研究

楊濤 ，尚愛軍，史社強(qiáng)，藺雨陽，王海鷹，羅竹梅，吳錦艷，晁遵淇

（1陜西省林業(yè)科學(xué)院，西安 710082；2國家林業(yè)和草原局長柄扁桃工程技術(shù)研究中心，陜西榆林 719000；3榆林學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，陜西榆林 719000；4攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，四川攀枝花 617061；5榆林市樟子松種子園，陜西榆林 719000）

0 引言

榛子是世界的古樹種之一，全球約20 個樹種，廣泛分布于亞歐大陸的北溫帶和北美洲的中北部[1-4]，在國內(nèi)主要分布在長江以北大部分地區(qū)[5-6]，有8個種和2個變種[7]。大果榛子(Corylus heterophylla×C.avellana)是平榛和歐榛(C.avellana)經(jīng)過雜交培育出的，具有適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價值高等優(yōu)點(diǎn)[6-9]，且抗旱、耐寒、固沙效果好，在新疆和遼寧沙區(qū)作為重要經(jīng)濟(jì)和生態(tài)樹種引種栽培[17-18,24]。在毛烏素沙地引種具有較高經(jīng)濟(jì)價值的生態(tài)樹種已成為綜合治沙亟待解決的問題。鑒于此，陜西省林業(yè)科學(xué)院治沙研究所引進(jìn)大果榛子優(yōu)良品種開展試驗(yàn)研究，充分利用沙區(qū)的光熱資源，發(fā)展沙區(qū)高價值特色經(jīng)濟(jì)林，對改善沙區(qū)生態(tài)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)培育意義重大。

大果榛子栽培技術(shù)研究報道較多，但主要研究地點(diǎn)為新疆、遼寧、吉林、山西等地[18-21]，金山[18]、陳剛[19]和賀奇[20]、李玉航[21]等對其物候期、生長特性、開花結(jié)果情況、果實(shí)性狀及抗逆性進(jìn)行觀測，選育出適宜當(dāng)?shù)厣L的大果榛子品種，并對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)林建設(shè)起到積極的促進(jìn)作用。本研究從遼寧省章古臺固沙所引進(jìn)5個大果榛子品種，在較長時序（4年）對物候期、生長習(xí)性和結(jié)實(shí)情況等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行定點(diǎn)定位觀測，掌握大果榛子在毛烏素沙地的生物學(xué)特性和品質(zhì)表現(xiàn)等生長規(guī)律，以期篩選出適合該地區(qū)栽培的優(yōu)良品種，為該區(qū)域大果榛子的規(guī)模化栽培和經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)的基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

引種地點(diǎn)位于原陜西省治沙研究所紅石峽沙地植物園(38°19′47′′—38°20′29′′N、109°42′02′′—109°42′54′′E)和靖邊縣牛玉琴全國治沙示范基地(37°36′—37°42′N、108°31′—108°36′E)，其地處于毛烏素沙地與黃土丘陵區(qū)過渡地帶，屬溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫7.9～10.2℃，極端低溫-34.2℃，極端高溫38.6℃，年均降水量460 mm，降水主要集中于6—9月，年蒸發(fā)量大于1700 mm，無霜期134～169 天。冬、春季風(fēng)沙較大，年均風(fēng)速5.3 m/s，最大風(fēng)速為26.7 m/s；土壤類型為沙土和蓋沙黃土，土壤通透性好，但相對貧瘠，有機(jī)質(zhì)含量低，pH 7.1～7.8。

1.2 供試榛子品種

2014年3月從遼寧省章古臺引進(jìn)5個大果榛子品種，分別是‘達(dá)維’、‘遼榛3號’、‘遼榛7號’、‘遼榛8號’和‘平歐15號’，每個品種各80株，均為1年生苗，苗高30～35 cm。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 栽植方法大果榛子為雌雄同株異花授粉植物，同一品種自花授粉結(jié)實(shí)率低、單一品種不能結(jié)果，因此，榛樹栽植需要配置授粉樹種。目前，國內(nèi)還沒有篩選出專用的授粉品種，為更好地達(dá)到榛樹開花授粉效果，栽植前需要了解和掌握主栽品種和授粉品種的親和性。本試驗(yàn)選擇5個品種行間混交栽植（2行1個品種），借助各品種開花期相近的特征促進(jìn)引進(jìn)品種互相授粉。栽植株行距為2.0 m×3.0 m，栽植穴為50 cm×50 cm×50 cm，栽植深度以根際線以上5～10 cm 為宜，栽植后填土踩實(shí)。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，5 個品種每個品種栽植3個試驗(yàn)區(qū)作為重復(fù)隨機(jī)分配到各處理組。試驗(yàn)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)為20 m×5 m，各區(qū)組的光照和朝向等一致，土肥狀況相仿?？紤]到大果榛子異花授粉在實(shí)際推廣中的應(yīng)用，各區(qū)組之間不再設(shè)置隔離行（即行間混交栽植，2 行1 個品種行距3 m）。每個區(qū)組設(shè)置固定標(biāo)牌記載品種名和設(shè)置重復(fù)的編號。

1.3.3 水肥管理措施栽植前對土壤進(jìn)行深翻、松土、施肥和除草等措施。栽植后立即灌定植水，保持土壤疏松，為幼苗生長提供良好水分條件，以提高苗木成活率。依據(jù)土壤墑情和榛樹生長特性進(jìn)行灌溉，3 月中旬土壤解凍后，及時灌溉促進(jìn)地下根系活動；5—6 月灌溉以促進(jìn)大果榛樹開花及幼果膨大；冬季為了防止干旱，土壤封凍前澆封凍水，保證苗木安全越冬。施肥應(yīng)以秋施基肥和生長季節(jié)追肥相結(jié)合，秋季落葉前施入基肥，每株施肥1.5～2 kg；生長季節(jié)結(jié)合澆水每年追肥2次。

1.3.4 調(diào)查方法采用定點(diǎn)樣株定期觀察的方法，樣方中每個品種的20 株全部作為觀察樣株，掛牌編號，每年7月10日前后，對樹高、冠幅、新梢長度、新梢粗度、新梢數(shù)量5 個指標(biāo)進(jìn)行測量，并計算其平均值；9 月下旬，果實(shí)采收后，對果殼厚度、單果質(zhì)量、果實(shí)形狀3個指標(biāo)進(jìn)行測定。

數(shù)據(jù)采集精度為卷尺0.5 mm、游標(biāo)卡尺0.01 mm、電子天平0.001 g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

方差分析(ANOVA)采用DPS 17.0軟件完成，對各樣本間差異性進(jìn)行鄧肯新復(fù)極差法(SSR)多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同引進(jìn)品種大果榛子物候期觀測

引進(jìn)的大果榛子在毛烏素沙地開展栽培試驗(yàn)，5個品種引種當(dāng)年和第2年均能完成葉芽萌發(fā)、展葉、新梢生長、枝梢封頂和正常落葉，引種第3年（2016年）開始開花結(jié)實(shí)。

大果榛子的物候期受地區(qū)、品種及年份等因素影響較大。2016—2019 年不同品種大果榛子生長物候觀測見圖1。結(jié)果表明，在毛烏素沙地榆林沙區(qū)大果榛子于3 月中下旬進(jìn)入開花期，雄花序先松軟、伸長，先于雌花開放，花期持續(xù)10～15天，雌花開放時間比雄花晚2～3天，花期持續(xù)8～10天。隨后大果榛子葉芽開始萌發(fā)，萌芽期為4 月6—14 日，持續(xù)6～7 天；4 月中旬大果榛子開始展葉，展葉期為4月13—29日，持續(xù)12～14 天。隨后大果榛子枝梢開始生長，持續(xù)90～110 天。大果榛子在5 月下旬開始出現(xiàn)幼果，隨后大果榛子果實(shí)開始發(fā)育，從幼果膨大到果實(shí)成熟需87～101 天，經(jīng)過幼果發(fā)育、果殼硬化、種仁發(fā)育、種仁充實(shí)等過程，到8 月下旬至9 月上旬。10 月底—11 月上中旬葉片脫落，持續(xù)16～17 天；之后大果榛子進(jìn)入休眠期，直到次年氣溫回升。2016—2019 年連續(xù)4 年的物候觀測表明，5 個引進(jìn)品種都能適應(yīng)毛烏素沙地的氣候環(huán)境條件，均可正常生長發(fā)育、開花、結(jié)實(shí)。根據(jù)圖1，橫向比較各品種，物候期總體變化不大，‘遼榛8號’物候期總體拉長，可以初步判定其完成生活史需要較長的時間，對于新的引種環(huán)境適應(yīng)期較‘平歐15號’總體拉長，其他品種也較‘平歐15號’有更長的樹體發(fā)展期。較長時間的關(guān)鍵生活階段必定在很多方面異于‘平歐15號’。這些品種間的特征分異有利于選擇出更加適應(yīng)毛烏素沙地的優(yōu)良品種。

2.2 不同引種品種大果榛子生長觀測

2016—2019 年對毛烏素沙地不同引種品種大果榛子的生長情況進(jìn)行觀察，并對株高、冠幅、新梢長度、新梢粗度和新梢數(shù)量5 個生長指標(biāo)進(jìn)行測定，其結(jié)果見表1?？梢钥闯觯?個引進(jìn)品種平均樹高1.70～2.84 m，平均冠幅1.09～1.75 m，平均新梢長度51.66～77.80 cm，平均新梢粗度0.55～1.00 cm，平均新梢數(shù)量14.0～24.0個?！綒W15 號’的平均樹高、冠幅、新梢長度、新梢粗度、新梢數(shù)量分別為1.56 m、0.92 m、42.53 cm、0.46 cm和10.0 個。4 個品種各項(xiàng)指標(biāo)明顯優(yōu)于‘平歐15 號’。從樹高和冠幅看，‘達(dá)維’和‘遼榛3 號’顯著高（大）于‘遼榛7 號’、‘遼榛8 號’和‘平歐15 號’；從新梢長度、新梢粗度和新梢數(shù)量指標(biāo)看，‘達(dá)維’顯著優(yōu)于其他4個樹種，其次為‘遼榛3號’。對5個生長指標(biāo)的綜合分析可以看出，大果榛子引進(jìn)品種在毛烏素沙地均能夠正常生長，但不同品種之間生長情況存在一定差異，‘達(dá)維’和‘遼榛3號’的生長情況明顯優(yōu)于‘遼榛7號’、‘遼榛8號’和‘平歐15號’，對毛烏素沙地氣候環(huán)境和土壤條件適應(yīng)性更強(qiáng)。

表1 2016—2019年不同品種大果榛子生長觀測表

2.3 不同引進(jìn)品種大果榛子結(jié)實(shí)情況

從表2可以看出，5個大果榛子品種的果實(shí)屬于圓形、扁圓、長圓、扁形等不同類型，平均果殼厚度1.2～1.4 mm，平均單果質(zhì)量2.5～2.9 g，平均出仁率40.4%～46.5%?！綒W15號’果實(shí)形狀為長圓形，平均果殼厚度1.1 mm，平均單果質(zhì)量2.0 g，平均出仁率42.6%。不難看出，5個不同品種的果殼厚度為‘平歐15號’＜‘達(dá)維’＜‘遼榛3 號’＜‘遼榛8 號’＜‘遼榛7 號’，單果質(zhì)量為‘達(dá)維’＞‘遼榛3號’＞‘遼榛8號’＞‘遼榛7號’＞‘平歐15 號’，出仁率為‘遼榛3 號’＞‘達(dá)維’＞‘平歐15號’＞‘遼榛8號’＞‘遼榛7號’。由5個引進(jìn)大果榛子品種果實(shí)性狀指標(biāo)和結(jié)實(shí)日期的綜合分析可以看出，5個品種在毛烏素沙地均能夠正常結(jié)實(shí)，除‘平歐15號’各項(xiàng)指標(biāo)綜合性狀較其他品種差，其余不同引進(jìn)品種間果實(shí)性狀無明顯差異。從結(jié)實(shí)日期看，‘達(dá)維’和‘遼榛3號’在毛烏素沙地結(jié)實(shí)早，說明更適應(yīng)該區(qū)域的氣候環(huán)境，從而形成性狀更為優(yōu)良的堅果。

3 結(jié)論

本研究于2014年在毛烏素沙地引進(jìn)5個大果榛子優(yōu)良品種，2016—2019 年觀察各指標(biāo)，比較不同品種的物候期、生長規(guī)律和結(jié)實(shí)情況的差異，研究發(fā)現(xiàn)：（1）在物候期和生長規(guī)律方面，大果榛子5 個引進(jìn)品種都能適應(yīng)毛烏素沙地的氣候和環(huán)境，完成營養(yǎng)生長和生殖生長。但不同品種之間生長情況存在一定的差異，從樹高和冠幅指標(biāo)看，‘平歐15 號’各項(xiàng)形狀表現(xiàn)較差，‘達(dá)維’和‘遼榛3號’明顯優(yōu)于‘遼榛7號’和‘遼榛8 號’；從新梢長度、新梢粗度和新梢數(shù)量指標(biāo)看，‘達(dá)維’顯著優(yōu)于其他3個樹種，其次為‘遼榛3號’。（2）從結(jié)實(shí)指標(biāo)看，除‘平歐15號’表現(xiàn)較差，其余4個引種品種無明顯差異；從結(jié)實(shí)日期看，‘達(dá)維’和‘遼榛3號’早于‘遼榛7號’和‘遼榛8號’。綜合生長指標(biāo)和結(jié)實(shí)指標(biāo)看，4 個樹種都可以在榆林引種栽植，‘達(dá)維’和‘遼榛3號’更適宜在毛烏素沙地推廣種植。

4 討論

本試驗(yàn)中觀測到的各品種物候期分異現(xiàn)象尚未發(fā)現(xiàn)在其他文獻(xiàn)中報道，但經(jīng)歷了引種5 年環(huán)境適應(yīng)和物候期調(diào)整后，各品種在毛烏素沙地物候期較穩(wěn)定。大果榛子品種在毛烏素沙地都能夠引種成功，但引進(jìn)的5個品種中，除‘平歐15號’較差，其余品種各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)均良好。其中‘達(dá)維’和‘遼榛3 號’生長表現(xiàn)最好，可做為推廣栽植的主要品系。這與劉明占等[17]和李玉航等[21]在遼寧省科爾沁沙地南緣，賀奇等[20]在山西省懷仁縣和方山縣的研究結(jié)果一致；與陳剛[19]在吉林地區(qū)的研究結(jié)果略有不同。本研究表明，‘遼榛7號’和‘遼榛8 號’能適應(yīng)毛烏素沙地的氣候條件，完成營養(yǎng)和生殖生長。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，‘遼榛7號’和‘遼榛8號’抽梢現(xiàn)象較嚴(yán)重，這與萬建華等[22]在甘肅天水、李玉航等[21]在遼寧省科爾沁沙地南緣的研究結(jié)果一致。為防止大果榛子越冬抽梢，萬建華等[22]對苗木基部進(jìn)行了培土防寒處理，而李玉航等[21]在引種試驗(yàn)地周圍營建了防護(hù)林，賀奇等[20]山西的引種試驗(yàn)建議越冬前對枝條采取套袋等管理措施。因此，在毛烏素沙地有防護(hù)林帶保護(hù)的區(qū)域，對于冬季大風(fēng)的阻擋作用明顯或者避風(fēng)效果較好的沙灣，對大果榛子的生長產(chǎn)生不利影響較小?！|榛7號’和‘遼榛8號’能否進(jìn)行大面積的種植，需要進(jìn)一步研究。但根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)有文獻(xiàn)記錄，可以初步推定各品種抽梢情況與榛子關(guān)鍵時節(jié)防風(fēng)控溫措施有很大關(guān)系。因而，在毛烏素沙地開展規(guī)?；N栽培和推廣區(qū)域的選擇時，需要著重考慮不同品種在防風(fēng)控溫的重要技術(shù)環(huán)節(jié)、控溫參數(shù)設(shè)置的關(guān)鍵性。

表2 2016—2019年不同引進(jìn)品種大果榛子結(jié)實(shí)情況

在引種的溫控方面，陳剛和楊靜榮[19]報道‘達(dá)維’和‘遼榛3 號’能夠適應(yīng)吉林地區(qū)的氣候和環(huán)境條件，‘達(dá)維’能夠連續(xù)結(jié)實(shí)，但‘遼榛3 號’由于凍害而導(dǎo)致有些年份未結(jié)實(shí)，‘達(dá)維’抗寒性優(yōu)于‘遼榛3號’，適宜在吉林地區(qū)引種并大面積推廣栽植。本研究發(fā)現(xiàn)毛烏素沙地引進(jìn)的5 個大果榛子品種中，2017 年由于極端凍害天氣出現(xiàn)極少部分苗木死亡現(xiàn)象，‘遼榛8 號’和‘平歐15 號’受到極端凍害天氣的影響相對較大，‘平歐15 號’苗木死亡現(xiàn)象嚴(yán)重，但所有品種成活的苗木都能夠完成開花結(jié)實(shí)等正常生長發(fā)育過程。除‘平歐15 號’，引種的其余品種能夠在試驗(yàn)期的環(huán)境綜合脅迫中，可以調(diào)整且適應(yīng)，但不排除在極端天氣持續(xù)或凍害霜害加長脅迫進(jìn)程是否可以抵御并完成其特定的生活史。后續(xù)研究應(yīng)避開人工脅迫條件設(shè)置的環(huán)境，采用自然極端環(huán)境脅迫來研究其抵御能力的閾值，為異變天氣下毛烏素沙地引種大果榛子提供可參考的試驗(yàn)結(jié)果。

鄧?yán)^峰等[23]發(fā)現(xiàn)沙地栽培榛子林之后，植被多樣性顯著增加，土壤肥力和土壤容重隨著時間變遷顯著增加。王靈哲等[24]研究表明，平歐雜種榛的葉綠素相對含量隨著氮肥的增加而增加，榛果的縱徑、橫徑、側(cè)徑、單果質(zhì)量、果仁質(zhì)量及出仁率等均隨氮肥的增加而增加。王德新等[25]通過遮陰處理對大果榛子萌芽生長的影響研究表明，光照強(qiáng)度對大果榛子生長影響顯著。毛烏素沙地光照充足，滿足大果榛子生長的光照條件，引種大果榛子是否可以有效增強(qiáng)土壤肥力和增加多樣性的研究，需要在較大面積推廣的基礎(chǔ)上觀測大果榛子人工群落的結(jié)構(gòu)特征和固土培肥能力來驗(yàn)證其效果，其綜合產(chǎn)值數(shù)據(jù)與沙區(qū)經(jīng)濟(jì)林情況的橫向比較也更加直觀可靠。以上學(xué)者對大果榛子的研究，均在使用品種交叉異花授粉，但在試驗(yàn)結(jié)果的結(jié)實(shí)等性狀分析中，未見報道討論其品種交叉異花授粉帶來的影響?？梢娋墙⒃诓煌贩N間交叉異花授粉對引種后結(jié)實(shí)影響較小，在試驗(yàn)中不予考慮的假定基礎(chǔ)上。本試驗(yàn)?zāi)M的授粉條件是推廣試驗(yàn)中簡便易行且慣常做法。本研究在陜西省林業(yè)科學(xué)院治沙研究所紅石峽沙地植物園和靖邊縣牛玉琴全國治沙示范基地進(jìn)行了引種試驗(yàn)，基本能夠反映毛烏素沙地推廣條件下人工正向干預(yù)的引種環(huán)境和土壤條件。因此，在毛烏素沙地大面積推廣種植大果榛子，是一種可選擇的促進(jìn)沙區(qū)經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展，拓寬農(nóng)民脫貧致富的渠道。