Орех сердцевидный (Juglans cordiformis Мах.) естественно произрастает с орехом Зибольда в лесах Японии на о-ве Хонсю и др. Достигает высоты 15—18 м.
Кора ствола светло-серая, побеги коричневатые, опушенные, липкие, вершинные почки на них крупные, длиной до 2 см.
Листья очень крупные, 50—100 см длины, с 11—15 листочками. Последние несимметричные, продолговато-овальные, на вершине заостренные, почти сидячие или на коротких черешках, с верхней стороны голые, с нижней вдоль жилок опушенные. Достигают длины 6—18 см и ширины 3—5 см.
Сережки с тычиночными цветками длиной до 20 см и толщиной 1 см. В цветке 20—25 тычинок. Пестичные цветки по 8—12 шт. в кистях, рыльца длинные розово-красные.
Плоды в кистях по 7—12 шт., наружеплодник (перикарп) зеленой окраски, железисто-опушенный, длиной до 5 см и шириной 4 см. Эндокарп (орех) длиной до 4 см и шириной 3 см, сердцевидной формы с вытянутой в острие вершиной, светло-буровато-коричневый с гладкой тонкой скорлупой и двумя слабо выделяющимися швами. Масса эндокарпа 4—5 г, выход ядра до 30 % от массы эндокарпа, оно вкусное, жирность 64—67%.
В культуре встречается реже ореха Зибольда, хотя и заслуживает большего внимания вследствие урожайности, высокого качества плодов и исключительной декоративности благодаря пышной кроне, крупным листьям, цветкам с яркими красными рыльцами и гроздевидным плодам.
Много занимавшийся культурой ореха сердцевидного в Харьковской области В. И. Добровольский пришел к выводу, что культивировать этот вид можно в тех же условиях, в каких выращивается орех грецкий. По ценности плодов орех сердцевидный также не отличается от грецкого, а по вкусу даже превосходит плоды последнего. В США выделены сорта сердцевидного ореха с тонкой скорлупой и большим выходом ядра.
Чаще всего орех сердцевидный выращивается на Украине в дендрариях, парках и ботанических садах. Так, в дендрарии Центрального республиканского ботанического сада растет 7 деревьев различного возраста. В 20 лет достигает высоты 13 м и в диаметре 18 см. До 50 экземпляров произрастает в дендрарии лесфака УСХА (Голосеево — Киев). В возрасте 20 лет он имеет высоту 12 м и диаметр 18 см, обильно плодоносит с 10-летнего возраста.
В дендропарке «Тростянец» Черниговской обл. в 17-летнем возрасте достигает высоты 5 м и 7 см в диаметре, деревья плодоносят, средняя дата зацветания 18 мая.
В степной зоне Украины (в Кировоградской обл.) малозасухоустойчив, в возрасте 16 лет достигает высоты 3,6 м и 6 см в диаметре, в более влажных условиях (в днищах балок) имеет соответственно 7,8 м и 9,6 см.
Изредка орех сердцевидный встречается в парках Белоруссии и Прибалтийских республик, имеется единично в парках Ленинграда.
В Центральном минском ботаническом саду растет более 20 деревьев ореха сердцевидного. В возрасте 27 лет достигает всего 4,2 м высоты, побеги повреждаются морозами, не плодоносит. В дендрарии Петрозаводского государственного университета почти ежегодно обмерзает до корневой шейки и возобновляется порослью.
В Москве (в Главном ботаническом саду) в возрасте 19 лет достигает высоты 6,4 м и 5 см в диаметре ствола, поперечник кроны 5 см. В особенно суровые зимы однолетние побеги обмерзают на половину своей длины.
В Воронежском ботаническом саду ВГУ в 22-летнем возрасте достигает высоты 6 м, отличается относительно высокой зимостойкостью и плодоносит. В дендрарии ЛОС Липецкой обл. в возрасте 25 лет имеет высоту 6 м и диаметр 10 см, плодоносит, но в суровые зимы обмерзает (Машкин, 1971).
В условиях Северного Кавказа (станица Отрада Кубанская) орех сердцевидный, по наблюдениям А. В. Гурского, был в лесных посадках более зимостоек, чем грецкий, и засухоустойчивее орехов Зибольда, маньчжурского и серого. В 10-летнем возрасте он достигал высоты 5 м и 6 см в диаметре и обладал хорошим ежегодным приростом, в то время как орехи серый и маньчжурский усыхали в станице Отрада Кубанская в возрасте 6—10 лет, что свидетельствует о их полной непригодности для плакорных степей.
Орех сердцевидный, как и орех Зибольда, легко спонтанно скрещивается с грецким и всеми видами американских орехов (черным, серым, скальным и др.) и приносит много гибридных семян, образующих при посеве всходы. Гибриды этих орехов обладают явными признаками гетерозиса (сильным ростом, крупными размерами почек, листьев). Такое явление естественного скрещивания японских орехов и гетерозиса их гибридов мы наблюдали в Купянском агролесопитомнике (Харьковская обл.), где росли плодоносящие деревья, и в Веселобоковеньковском дендропарке, где мы сеяли гибридные плоды.
О естественном скрещивании орехов черного и Зибольда в Перкальском питомнике близ Пятигорска и гетерозисном потомстве их в дендрарии на склонах горы Машук говорит А. В. Гурский.
Орех сердцевидный хотя и редко встречается, но хорошо растет и плодоносит в садах и парках Черноморского побережья Кавказа. Так, в Батумском ботаническом саду в 52-летнем возрасте он достигает высоты 18 м и 42 см в диаметре, плодоносит (по А. А. Дмитриевой, Г. А. Морозовой).
В Средней Азии орех сердцевидный недостаточно засухо — и жароустойчив, однако в условиях орошения обладает быстрым ростом, достигая в 3-летнем возрасте высоты 2,6 м.
Плоды ореха сердцевидного созревают в сентябре, их очищают от перикарпа и сохраняют в сухом, прохладном помещении. В середине января семена стратифицируют для весеннего посева. Наиболее целесообразен посев сразу на постоянное место, так как орех сердцевидный плохо переносит пересадку саженцев. Глубина заделки семян при посеве не более 5—6 см. При создании лесных культур и парковых групп орех сердцевидный не следует смешивать, как и другие виды орехов, с аборигенными деревьями 1-го яруса и с быстрорастущими подгоночными породами. В этом отношении следует придерживаться тех же правил, что и при выращивании ореха грецкого. Расстояние между деревьями должны быть не менее 10 м.