平歐雜交榛子在咸陽地區的光合表現

馮樹林 ，周 婷 ，楊家琪 ，王軍利 ，劉建海 ，阮班錄

（1.咸陽職業技術學院，陜西 咸陽 712000；2.咸陽市農業科學研究院，陜西 咸陽 712000）

榛子（Corylus heterophylla）是世界上四大干果之一，果實具有補脾健胃、益氣補血等功效，素有“堅果之王”的稱號[1-2]，是一種兼具經濟價值和生態價值的木本經濟植物，是榛子種質資源中重要的榛科植物和木本油料植物，可開發利用潛力大。榛子果大皮薄，果實既可以鮮食，也可以制成干果，能夠采用多種加工方式進行加工，是加工高端膳食油料、糕點及巧克力等食品的重要原料[3-5]。隨著大眾對榛子了解的深入和認可度的提高，其市場需求面逐步擴展、需要量逐漸增加。近年來，榛子在我國的栽培面積迅速擴大，榛子產業正成為一些地區農業產業結構調整和果業發展中的特色產業和陽光產業[6-7]。

當前，產業結構調整是咸陽旱腰帶和北部旱塬溝壑區果業經濟振興的重要措施[8]。通過在咸陽旱腰帶及北部旱塬溝壑區栽培平歐雜交榛子，建設平歐雜交榛子種苗繁育基地，擴繁榛子種苗，進行榛子產品研發，可以起到助推咸陽旱腰帶及北部旱塬溝壑區特色林業經濟發展的作用。同時，對區域的植被建設、水土流失治理以及生態環境保護均具有重要意義[9]。通過前人的探索和實踐，榛子在陜西有了一定規模的引種種植利用[4]。

隨著榛子在渭北旱塬溝壑區栽培規模的擴大，榛子的推廣利用在咸陽地區的引種也取得了一定的經濟效益。為更好促進榛子在咸陽地區的推廣利用，研究分析不同榛子品種在咸陽地區的生長、表觀形態、光合生理以及水分利用策略，對指導解決榛子品種在咸陽地區種植利用過程中碰到的生長緩慢、病蟲害防控及產量低等問題具有重要價值[10]。因此，為逐步完善咸陽地區榛子特色林果產業，篩選出適宜咸陽地區種植利用的榛子品種，本研究從現有栽培品種中選取了4 個雜交榛子品種（達維、遼榛3 號、玉墜和美人指）進行研究，分析4 個栽培雜交榛子品種（Corylus heterophylla×Corylus avellana）在咸陽地區的生長、表觀形態、光合作用和水分利用策略，旨在促進榛子產業在咸陽地區的可持續發展。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于咸陽職業技術學院儀祉農林學院教學實踐基地（108°74′E，34°30′N），土壤為黃綿土，氣候為大陸性季風氣候，四季分明，年均降水量537～650 mm，年均溫度9.0～13.2 ℃[11]。

1.2 試驗材料

平歐雜交榛子由遼寧省經濟林研究所選育，以平榛（Corylus heterophylla）為母本，以歐洲榛（Corylus avellana）為父本，通過種間遠緣雜交選育出的雜交榛子品種，具有產量高、果實大、果實殼薄、榛瓤飽滿、風味香、外表美觀、抗病蟲害強、抗寒性強、耐貯藏等特點。本試驗從遼寧省本溪市引進達維、遼榛3 號、玉墜和美人指4 個雜交大果榛子品種進行研究。

1.3 試驗設計

2021 年3 月上旬在教學實踐基地分別栽植達維、遼榛3 號、玉墜和美人指4 個榛子品種2 齡榛子根蘗苗，株行距2 m×3 m。每個品種3 個試驗小區，每個試驗區面積1 320 m2。4 月中旬和10 月中旬進行田間施肥，每次施復合微生物肥750 kg/hm2、生物有機肥1 500 kg/hm2。田間雜草管理方式為人工除草。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 生長參數測定 達維、遼榛3 號、玉墜和美人指4 個榛子品種的生長參數在2022 年7 月下旬進行測定。株高采用卷尺進行測量，地徑采用數顯游標卡尺進行測量，葉寬、葉長用直尺測量，葉面積采用透明方格紙法進行測算，每個處理10 次重復[12-13]。

1.4.2 光合參數測定 供試4 個榛子品種的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）、胞間二氧化碳濃度（Ci）采用CIRAS-3 便攜式光合作用測定系統進行測定，葉室采用2.5 cm×0.75 cm（1.75 cm2），光源為紅藍光源，光強設置為1 000 μmol/（m2·s），每個處理6 次重復。7 月下旬選擇晴朗的天氣利用CIRAS-3 便攜式光合作用測定系統，在人工光源條件下于9：00—12：00 進行光合參數測定，每個處理隨機選取6 株，每株選擇1 片朝向一致的中上部位功能葉片進行光合參數測定。

1.4.3 葉綠素含量和氮含量測定 達維、遼榛3 號、玉墜和美人指的葉片葉綠素含量（SPAD 值）和氮含量測定采用便攜式TYS-3N 型植物營養測定儀（浙江托普儀器有限公司）進行測定，每個處理10 次重復[15-16]。

1.5 數據處理

試驗采用Microsoft Excel 2010 進行數據統計，SPSS 22.0 進行單因素方差分析，并在0.05 水平采用LSD 法進行多重比較，用Origin 8.5 作圖。采用隸屬函數法對4 個榛子品種在咸陽地區的生長和光合表現進行綜合評價[17]，隸屬函數值U（Xi）計算公式如下。

式中，Xi為指標測定值，Xmin、Xmax分別為4 個榛子品種中某一指標的最小值和最大值。

如果為負相關，則用反隸屬函數進行轉換，計算公式如下。

2 結果與分析

2.1 4 個榛子品種的生長參數比較

由圖1 可知，在株高、地徑、葉寬、葉長和葉面積等5 個生長參數上均呈現達維和遼榛3 號高于玉墜和美人指的現象，其中達維的株高、地徑、葉寬和葉面積顯著高于美人指（P＜0.05），遼榛3 號的株高、地徑、葉寬和葉面積均顯著高于美人指的株高、地徑、葉寬和葉面積（P＜0.05）。

在株高和地徑上，4 個榛子品種均依次為達維＞遼榛3 號＞玉墜＞美人指，其中達維的株高分別是遼榛3 號、玉墜和美人指株高的1.12 倍、1.29 倍和1.42 倍，達維的地徑分別是3 個榛子品種地徑的1.01 倍、1.09 倍和1.19 倍。在葉長、葉寬和葉面積上，4 個榛子品種均依次為達維＞遼榛3 號＞美人指＞玉墜，其中達維的葉長分別是遼榛3 號、玉墜和美人指葉長的1.09 倍、1.22 倍和1.12 倍，葉寬分別是3 個榛子品種葉寬的1.01 倍、1.23 倍和1.20 倍，葉面積分別是3 個榛子品種葉面積的1.06 倍、1.51 倍和1.35 倍。

2.2 4 個榛子品種的光合參數比較

由圖2 可知，在凈光合速率（Pn）上，遼榛3 號的Pn 均顯著高于達維、玉墜和美人指（P＜0.05），分別是3個榛子品種的1.10倍、1.08倍和1.11倍。在胞間二氧化碳濃度（Ci）上，達維的Ci 高于遼榛3 號、玉墜和美人指，分別是3 個榛子品種的1.09 倍、1.06 倍和1.08 倍。在氣孔導度（Gs）上，達維的Gs顯著高于遼榛3 號和美人指（P＜0.05），分別是遼榛3 號和美人指Gs 的1.11 倍和1.14 倍。在蒸騰速率（Tr）和水分利用效率（WUE）上，4 個榛子品種的Tr 和WUE 間差異均不顯著。

2.3 4 個榛子品種的葉綠素含量和氮含量比較

從圖3 可以看出，4 個榛子品種在葉片葉綠素含量（SPAD 值）的表現上與其在光合生理參數上的表現有所不同，依次為達維＞遼榛3 號＞玉墜＞美人指。其中，達維的SPAD 值顯著高于美人指的SPAD 值（P＜0.05），較美人指的SPAD 值增加了12.96%。在葉片氮含量上，4 個榛子品種間的葉片氮含量依次為達維＞遼榛3 號＞玉墜＞美人指，但各品種間差異均不顯著（P＞0.05）。

圖3 4 個榛子品種葉片葉綠素含量和氮含量比較Fig.3 Comparison of leaf chlorophyll contents and nitrogen contents of 4 hazelnut varieties

2.4 4 個榛子品種的綜合評價

通過試驗，對達維、遼榛3 號、玉墜和美人指4 個榛子品種的株高、地徑、葉長、葉寬、葉面積、凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度、水分利用效率、葉綠素含量（SPAD 值）、氮含量等指標進行了隸屬函數分析，得到的平均隸屬函數值如表1 所示。由表1 可知，平均隸屬函數值最高的品種為達維（0.807），最低的品種為美人指（0.099），4 個榛子品種在生長和光合上的綜合表現依次為達維＞遼榛3 號＞玉墜＞美人指。

表1 不同榛子品種在咸陽地區適應性表現綜合評價Tab.1 Comprehensive evaluation of adaptability performance of different hazelnut varieties in Xianyang region

3 結論與討論

光合作用是植物生長和發育的物質基礎，對植物的生長和產量積累有重要影響[18-21]，通過植物氣體交換參數的分析可以判斷植物的光合和生長狀況[22-24]。本研究發現，遼榛3 號的Pn 顯著高于達維、玉墜和美人指3 個榛子品種的Pn，達維的Gs 和Ci 顯著高于遼榛3 號和美人指的Gs 和Ci，說明4 個榛子品種在咸陽地區的光合表現存在一定差異。WUE 是表示植物水分吸收利用過程效率的一個指標，容易受到植物自身遺傳特性、環境條件等多種因子的限制，是評價植物光合作用與水分消耗關系以及植物生長勢的適宜指標[25]。通常WUE 越高，說明植物的耐旱生產力越強，就越有利于植物生物量積累[26-27]。通過研究發現，4 個榛子品種在WUE上沒有顯著差異，說明4 個榛子品種在咸陽地區的水分調節和利用策略上基本趨于一致。

植物葉片細胞內的葉綠素是植物進行光合作用重要的功能物質[28]，氮元素是影響植物生產力水平的關鍵因素，前者含量的高低與植物光合性能及健康狀況有緊密關系，后者含量高低與植物種類、器官、生長時期密切相關，二者對植物的生長發育均有直接影響[16,29-30]。張麗梅等[31]研究發現，蓮霧葉片氮含量受供氮水平的影響，葉片葉綠素含量隨著葉片氮含量的增加而增加。本研究發現，4 個榛子品種在葉片氮含量和SPAD 值上均表現為達維＞遼榛3 號＞玉墜＞美人指，4 個榛子品種在葉片氮含量和SPAD 值上的表現總體趨于一致，說明4 個榛子品種在葉片氮含量和SPAD 值間有正相關關系。

植物表觀形態能夠直接反映植物的生長和健康狀況，是植物代謝過程在形態上的綜合體現，不僅受自身生物學特性的影響，還容易受到外界自然環境因子的影響[32]。本研究發現，達維和遼榛3 號2 個榛子品種的株高、地徑、葉寬和葉面積等表觀形態指標均顯著高于美人指，呈現達維和遼榛3 號的表觀形態參數高于玉墜和美人指表觀形態參數的現象，其中達維的生長表現最優，這與張鵬鋒[4]在陜西省榆林市榆陽區的榛子引種研究發現基本一致。

綜合4 個榛子品種的氣體交換參數、水分利用效率、葉綠素含量（SPAD）、氮含量和生長的隸屬函數評價結果來看，4 個榛子品種在生長和光合上的綜合表現為：達維＞遼榛3 號＞玉墜＞美人指。結合咸陽地區果業結構調整實際情況，在4 個榛子品種的推廣利用中可優先考慮達維，其次是遼榛3 號、玉墜和美人指。