黑核桃为温带落叶阔叶树种,其自然分布于美国的东部和中西部地区,分布区沈阳市涵盖24个州(30N~40N和75E~100E),4~8个气候区。因此形成了多种生态类型,既能分布在生长季为140d,1月最低气温达-6~-31摄氏度的寒冷地带,也能生长在生长季长达280d的南部地区。黑核桃自然分布区内的年降水量,从北部内布拉斯加州的635mm到南部阿巴拉契亚山脉1778mm;分布区东南部为1000mm,西南和中北为580mm[2,3]。
黑核桃的自然分布区主要属于北美森林植物带的中部阔叶林区,具大陆性气候特点,年均温8~13摄氏度,年降水量762~1143mm,纬度地带性和经度地带性均明显,夏末可能有4~6周的干旱期。林区内的自然地理区域包括内陆低高原、中央低地、奥克萨高原和威斯康星州的无冰碛地区。土壤盐基饱和度处于中高水平,风化层厚度100~130cm,粘土层厚度30cm,密西西比河与密苏里河邻近的土壤母质为黄土,内陆低高原为残积土,大多数为淋溶土[4,5]。
黑核核桃为生长速度中等的落叶乔木,树高可达40m以上;花期随分布区由南向北从4月至6月,雌雄同株异花,1a生枝顶端结果,并以树冠外围结果为主。因此,增加树冠表面积或提高新枝数量,可增加潜在成花部位。实生黑核桃6~8a开始结果,20~30a进入盛果期,结果年龄在100a以上;嫁接树2~3a即可挂果,坚果的出仁率一般在20%~30%,优良品种可达38%;黑核桃的成材期为40~100a[6,7,8]。
黑核桃是一个不耐阴树种,如将耐阴性分为5级(极耐阴、耐阴、中等耐阴、不耐阴、极不耐阴),黑核桃属于第4级的不耐阴树种;但它比颤杨、三角叶杨、刺槐要耐阴。黑核桃与其分布区内的树种比较,属于耐旱树种;在耐渍方面,属于弱度耐渍树种;其耐渍性低于洋白蜡和悬铃木。黑核桃的枝、叶、根部分泌核桃醌,这类物质对与其混生的乔灌木和草本植物都有毒害作用,但大豆的耐受力较强;羊茅不怕核桃醌的毒害[9,10]。黑核桃可在pH4.6~8.2的各种土壤上生长,但以中性-微碱性土壤生长最好。在土层深厚(>100cm),排水良好,中等湿润、肥沃的土壤上生长最好。黑核桃不适于在有厚的粘质间层和土层浅薄土壤上生长[6,11,12]。怕早晚霜危害,尤其是幼树,容易引起抽梢条。
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