高州油茶果实生长性状与品质的动态变化规律*
2020-03-14张应中徐煲铧王明怀
张应中 徐煲铧 王明怀 王 静
(广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院,广东 广州 510520)
高州油茶(Camellia gauchowensis),又名越南油茶、华南油茶、陆川油茶、大果油茶[1],属山茶科(Theaceae)、山茶属(Camellia)常绿乔木。高州油茶树体大,枝叶茂密,单株产量较高。高州油茶主要分布于广东省的阳春、高州以南(包括海南北部)及广西陆川、容县、玉林、宁明以南的丘陵地带,是我国油茶物种中分布最南、海拔最低的一种[1-2]。现今,高州油茶的栽种面积达1 万hm2,居我国油茶栽培面积的第三位[3-4]。
高州油茶作为广东省主要油茶栽培物种之一,其果实性状与含油率是影响油茶产油量的重要指标[5],而树龄与采摘时间对高州油茶经济指标和茶油品质同样具有重要的影响[6]。目前,针对高州油茶育苗[7]、栽培、果实性状[2]、光合生理特性[8]等研究已有报道,但在主要性状指标及其与含油率之间的相关性尚不明确。陈亨业等[6]研究了同年8 月5 日至10 月20 日共6 个采摘时间内茶油品质的变化,但是对于果实生长长达1 年的高州油茶,该观测时间较短,高州油茶主要经济性状和含油率变化不充分。为此,本研究对不同月份之间高州油茶主要经济性状和含油率的变化差异进行测定分析,以期深入了解高州油茶果实生长,掌握油脂转化特点,为指导油茶种植户适时采收油茶果,提高茶油产量与品质提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于广东省林业科学研究院内油茶收集圃,该地属南亚热带季风气候,年均气温22.8℃,年平均降雨量1 982.7 mm,平均相对湿度68%,土壤为丘陵山地棕黄土,pH 值7.07。
高州油茶树龄40 年,平均胸径20.5 cm,平均冠幅5.89 m,平均枝下高0.68 m。选取无病虫害,长势良好的代表性单株3 株,标记为单株1、单株2 和单株3,分别代表大果、中偏小果和小果3 种类型。每株每次随机采摘20 个油茶果进行测定,2014 年6 月6 日开始,每隔10~15 d 取样测定1 次。
1.2 测定指标及方法
测定指标包括鲜果质量、鲜籽质量、干籽质量、果径、鲜籽含水率和干籽含油率等。鲜果、鲜籽和干籽质量用分析天平称量,精确到1 mg;果径(纵径和横径)用数显游标卡尺测量,精确到0.01 cm;种仁含油率采用核磁共振法[9]测定。
1.3 数据处理与分析
分别采用下列公式计算各项指标值:
采 用Excel 2010 软件统计和分析各项数据,采用DPS v7.05 软件中的Duncan 方法进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同生长阶段高州油茶生长性状规律
2.1.1 不同生长阶段高州油茶单果质量变化 高州油茶果实6 月份后的生长可分为3 个阶段:缓慢生长期、快速生长期和生长平稳期。由图1 可知,高州油茶自6 月初至7 月中旬处于缓慢生长期,期间单果质量增长量为4.53 g。7 月中旬到8 月中下旬为快速生长期,期间单果质量增长量为23.17 g,为缓慢生长期的5.11 倍,且占缓慢生长期果实质量均值的63.31%。单果质量8 月中下旬至11 月中下旬的生长均处于平稳期,此期间单果质量均值为33.88 g,且在10 月10 日单果质量达到最大,为36.60 g。自12 月初开始,单果质量下降明显,较11 月20 日降低17.26 g。
图1 2014 年高州油茶单果质量和果径变化趋势Fig.1 The trend of single fruit quality and diameter of fruit of C. gauchowensis in 2014
2.1.2 不同生长阶段高州油茶果径变化 高州油 茶果径的变化趋势与单果质量的变化趋势基本一致,在6月初至7 月中旬的缓慢生长期,果径增长量为0.66 cm;7 月中旬至8 月中旬快速生长期的果径增长量为1.17 cm,约为缓慢生长期的1.8 倍,为平稳期果径均值的38.06%;8 月中下旬至11 月中下旬趋于稳定,波动范围为0.02~0.26 cm;12 月初的油茶果径有所下降,较11 月20 日降低0.66 cm。
另外,大果、中偏小果和小果3 种单株果径变化趋势基本一致,因此,大小不同的果实类型均有相同的生长趋势。
2.1.3 不同生长阶段高州油茶果实其它生长指标变化 将不同时期采收的果实人工开果,测量果皮厚度、数籽粒数,并测量鲜籽质量、晒干(或烘干)籽质量,结果见表1。高州油茶茶籽质量随着单果质量的增加,呈现相同的上升趋势,鲜籽质量与干籽质量分别在11 月13 日和11 月20 日达到最大值。不同时期鲜籽质量和干籽质量间存在显著差异,鲜籽质量在8 月下旬趋于稳定,干籽质量在9 月底趋于稳定。在不同采摘时间,油茶果籽粒数和果皮厚度无显著性差异,表明自6 月份后,高州油茶果的生长集中于油茶单果质量和果径的生长。油茶籽质量在11 月中下旬开始呈略微下降,可能是因为受茶果开裂,部分茶籽遗失,无法计入油茶籽总质量。
2.2 不同生长阶段高州油茶品质变化规律
2.2.1 不同生长阶段高州油茶鲜籽和干籽得率变化 由图2 可知,高州油茶鲜籽得率和干籽得率变化趋势整体一致,分为缓慢生长期、快速生长期和生长稳定期。缓慢生长期鲜出籽率和干出籽率增长量分别为2.91 和1.43 个百分点;快速生长期鲜出籽率和干出籽率增长量分别为21.27 和15.83 个百分点,分别是缓慢生长期的7.31 倍和11.07 倍;生长稳定期鲜出籽和干出籽率均缓慢上升,11 月13 日鲜籽得率达到最高(39.25%),11 月20 日干出籽率达到最高(17.98%)。鲜出籽率和干出籽率分别于11 月13 日和12月2 日后呈下降趋势,分别下降8.65 和0.91 个百分点,也是由于油茶果开裂和部分落籽导致。
表1 高州油茶果不同采摘时间籽粒数、果皮厚度、鲜籽和干籽质量的差异Tab.1 The differences of seed number, peel thickness, fresh seed and dry seed quality of C. gauchowensis fruit in different picking time
图2 高州油茶籽不同采摘时间鲜籽、干籽得率和含水率变化趋势Fig.2 The trend of fresh and dry seed yield and water content of seeds of C. gauchowensis in different picking time
2.2.2 不同生长阶段高州油茶鲜籽含水率变化 由高州油茶籽不同采摘时间鲜籽含水率变化可知(图2),鲜籽含水率总体呈下降趋势,与高州油茶干籽得率变化趋势相反。在6 月初至8 月中旬期间,油茶鲜籽含水率持续保持在85%以上,且在8 月4 日达到最高,为89.24%。由于含水量影响生物体内的新陈代谢,因此高含水率表明在6 月初至8 月中旬期间油茶籽内的新陈代谢活动处于旺盛期。8 月4 日之后,油茶鲜籽含水率平稳下降,至12 月2 日,含水率降为44.31%。此期间含水率的降低有两个可能性,一为油茶籽内物质积累基本完成,油茶主动减少水分输送;二为油茶果开裂,油茶籽被动挥发掉一部分水分。
2.2.3 不同生长阶段高州油茶种仁含油率变化规律 由图3 可看出,高州油茶种仁含油率在9 月17 日以前均处于准备期,9 月17 日的干籽含油率为1.51%,此期间的含油率增长量为1.17 个百分点。9 月17 日起,干籽含油率处于缓慢上升期,至10 月30 日,含油率达到8.80%,9 月17 日至10 月30 日的干籽含油率增长量为7.30 个百分点,增长量为平稳期的7.52 倍。10 月30 日至12 月1 日为干籽含油率快速上升期,至12 月1 日,油茶干籽含油率达26.83%,增长量为18.02 个百分点,是平稳期与缓慢上升期总增长量的1.81 倍。另外,3 个单株的干仁含油率的整体变化趋势一致,干仁含油率与各自的单果质量和果径大小呈现出相反的变化趋势,即干仁含油率上升速度随着油茶果体量上的增大而减缓,而随着油茶果体量的稳定呈现上升状态。
图3 高州油茶干仁含油率变化趋势Fig.3 The trend of oil content in dried kernel of C. gauchowensis
高州油茶干仁含油率变化趋势可分为3 个阶段,分别为准备期、缓慢上升期和快速上升期,其中干仁含油率的快速上升期自9 月中旬开始。3 个阶段的含油率增长量分别为1.17、7.30 和18.02 个百分点,对最后干仁含油率的贡献比为4.36%、27.21%和67.16%,且干仁含油率在12 月1 日达到最高值——26.83%。所选取的参试单株干仁含油率变化趋势基本一致,并与其单果质量和果径呈现出一定的正相关性,及大果型高州油茶单株的干仁含油率比稍小果型的略高。茶果干仁含油率升高速度与油茶果体量的增大速度呈反比。
2.2.4 快速生长阶段高州油茶种仁脂肪酸变化规律 经检测,油茶当中含有4 类脂肪酸,即C16 : 0、C18 : 2、C18 : 1 和C18 : 0。其含量不仅在单株间无明显差别,在不同的采摘时间间(自2012 年9 月17日起)亦无明显差别。这表明,油茶果在成熟后期,高州内含物中的脂肪酸的变化主要表现在含量上,而非种类上。
表2 高州油茶籽快速生长阶段脂肪酸变化Tab.2 The changes of fatty acids in C. gauchowensis seeds during rapid growth phase %
3 讨论
温度、湿度、施肥、灌溉和修剪等均可影响油茶生长性状,本研究表明,高州油茶果实的大小增长集中在9 月之前,与普通油茶果实大小快速增长期集中在6 月中旬至7 月下旬[10]有差异,不同油茶物种其果实生长状况各不相同。因此,应提出不同养分管理的建议,以满足不同油茶物种各自快速膨大期所需的养分。油茶果生长平稳期后段,单果质量和果径出现下降,原因可能是茶果成熟后,含水量减少、茶果开裂或部分落籽等因素影响。
根据庄瑞林[1]描述,油茶果实生长发育可分为幼果形成期(受精~2 月底)、果实生长期(3 月份~8月下旬)、油脂转化积累期(8 月下旬至10 月果熟前)和果熟期,其中,种仁含油率、鲜籽含油率和鲜果含油率的油脂转化积累期在年周期内存在两个增长高峰期,分别为8 月中下旬至9 月上旬和9 月下旬至10 月下旬采收前。本研究调查显示,高州油茶果实生长发育与上述描述略有不同,具体表现为高州油茶干仁含油率在油脂转化积累期并未出现两个明显的增长高峰期。高州油茶干仁含油率在9 月中下旬开始进入上升期,可分为缓慢上升期和快速上升期,两个上升期的增长量分别为7.30 和18.02 个百分点,分别占最高含油率的27.21%和67.16%。
李永泉等[11]研究指出,广宁红花油茶(C.semiserrata)烘干种仁含油率随着采果时间的推迟而提高,且油茶果生长在10 月(霜降前后)趋于成熟、稳定,其最佳采收时间在霜降后10 月下旬到10 月底。本研究中,高州油茶的干仁含油率亦随着采果时间的推迟而呈现上升趋势,并在12 月初达到最高值,处于最佳采收时期。相较于花期相差月余的普通油茶,高州油茶的最佳采果期也相应地推迟了月余。通过本研究的发现,可初步掌握高州油茶果生长发育变化的规律,从而指导高州油茶采收和施肥管理等,以提高油茶产量和品质,对促进高州油茶产业发展具有积极意义。
致谢: 蔡坚、李永泉、丁晓纲、刘喻娟、申凯歌、李莉玲等参与了部分外业及资料整理工作,在此表示衷心感谢!