澳洲坚果成熟期间果实内果皮颜色、果仁品质变化及最适采收期预测
2023-12-08万继锋卢智强邹明宏宋喜梅董丽红罗炼芳
万继锋,卢智强,邹明宏,陈 菁,宋喜梅,杨 倩,董丽红,罗炼芳,曾 辉
(1 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所/农业农村部热带果树生物学重点实验室/海南省热带园艺产品采后生理与保鲜重点实验室,广东湛江,524091;2 岭南师范学院,广东湛江,524048)
澳洲坚果(Macadamiaspp.)系山龙眼科(Proteaceae)澳洲坚果属多年生常绿乔木果树,原产于澳大利亚昆士兰州东南部和新南威尔士州北部的沿海亚热带雨林地区[1],人工种植历史仅160多年,因其具有较高的营养及经济价值且市场需求量大,世界各宜栽区正积极引种或扩大种植面积,已成为热带亚热带地区新兴的高档坚果类果树。我国澳洲坚果产业发展起步较晚,20世纪70年代末才开始从澳大利亚和美国夏威夷引进澳洲坚果品种进行适应性试种和商业种植试验,但我国仅用40多年就成为世界上澳洲坚果种植面积最大的国家,主要种植于云南、广西、广东和贵州等地海拔1 300 m以下的丘陵山地,西藏林芝地区[2-4]和四川攀枝花地区也在积极引种试种。据农业农村部统计,截至2020年底,我国澳洲坚果种植面积26.61万hm2。据澳大利亚澳洲坚果协会、南非澳洲坚果种植者协会和美国农业部等不完全统计,截至2020年底,全球澳洲坚果种植面积43.69万hm2。据此计算,我国澳洲坚果种植面积约占全球种植面积的61%,位居全球第一[5]。
澳洲坚果果实成熟后通常会自行脱落,可定期捡收果实;而我国澳洲坚果园绝大多数为山地果园,为了节省成本开支,农户一般直接从树上一次性采收果实,因此果实最适采收期尤为重要。生产上,澳洲坚果果实成熟采收期主要根据内果皮颜色,内果皮褐色至深褐色则果实成熟可采收[6],但忽视了果仁品质。基于主成分分析法研究果实最适采收期已在酿酒葡萄[7-10]上得到应用。本研究以生产上主栽的3个澳洲坚果优良品种为试材,观测分析果实成熟期间内果皮颜色和果仁品质变化,运用主成分分析法探究其最适采收期,以期为生产上澳洲坚果果实采收提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
在广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带作物研究所国家热带果树种质资源(澳洲坚果)圃,选取18~20年生“南亚2号”“南亚3号”“922”(澳大利亚称A16)澳洲坚果嫁接成年树供试,均为中国热带农业科学院南亚热带作物研究所选育并通过广东省农作物品种审定(登记),为目前广东等地区主栽的澳洲坚果优良品种,常规管理。
1.2 方法
2 结果与分析
2.1 果实内果皮颜色变化
由图1看出,在前2个采收日期,即7月20日、8月5日,“南亚2号”内果皮白色至浅褐色,8月20日采收的果实内果皮明显变为褐色;随着采收日期延长,内果皮褐色逐渐加深至深褐色(9月20日)。从内果皮颜色可推测“南亚2号”果实于8月下旬至9月上旬成熟。在前3个采收日期,即7月20日、8月5日、8月20日“南亚3号”果实内果皮颜色基本相同,未完全变褐色,呈浅褐色;9月5日采收的果实内果皮颜色明显变褐色;9月20日采收时,内果皮颜色变为褐色至深褐色。从内果皮颜色可推测“南亚3号”果实9月上中旬成熟。在前2个采收日期,即7月20日、8月5日,“922”内果皮白色至浅褐色;而8月20日采收的果实内果皮颜色明显变为褐色;随着采收日期延长,内果皮颜色变为褐色至深褐色。从内果皮颜色上可推测“922”果实于8月下旬至9月中旬成熟。
图1 “南亚2号”等3个澳洲坚果果实成熟期内果皮颜色变化
2.2 单粒果仁干质量变化
由图2看出,3个品种的单粒果仁干质量先随着采收日期延长而逐渐上升,当到达一定采收日期后,单粒果仁干质量趋于平稳。“南亚2号”“922”的单粒果仁干质量从7月20日至8月5日的增量最明显,分别增加了0.69 g和0.58 g;8月20日至9月20日单粒果仁干质量的增量变化不明显。“南亚3号”单粒果仁干质量随采收日期延长而逐渐增加,从7月20日至9月5日增加了0.51 g。“922”单粒果仁干质量显著高于“南亚3号”,“南亚3号”单粒果仁干质量显著高于“南亚2号”。说明“南亚2号”和“922”的单粒果仁干质量于8月下旬至9月中旬趋于稳定,“南亚3号”单粒果仁干质量于9月上中旬趋于稳定。
图2 不同成熟期“南亚2号”等3个澳洲坚果果实单粒果仁干质量和粗脂肪含量变化
2.3 果仁粗脂肪含量变化
从图2看出,3个品种果仁中粗脂肪含量从7月20日至8月5日的增量最明显,“南亚2号”“南亚3号”“922”分别增加53.62%、62.83%和74.35%。“南亚2号”果仁中粗脂肪含量在8月20日达到最大值,为76.50%;随着采收日期延长,其粗脂肪含量在9月5日后下降。“南亚3号”果仁中粗脂肪含量在9月5日达到最大值,为78.18%,之后下降。“922”果仁中粗脂肪含量在8月20日达到最大,为77.31%;随着采收日期延长,其果仁粗脂肪含量趋于平稳。说明“南亚2号”果仁粗脂肪含量在8月下旬至9月上旬趋于稳定,“南亚3号”果仁粗脂肪含量于9月上中旬趋于稳定,而“922”果仁粗脂肪含量于8月下旬至9月中旬趋于稳定。
2.4 果仁可溶性糖含量变化
从图3看出,“南亚2号”果仁可溶性糖含量从7月20日至8月5日的增量最明显,达到峰值,为7.56%,之后下降,8月20日至9月20日果仁可溶性糖含量变化不显著。“南亚3号”果仁可溶性糖含量随采收日期延长而逐渐上升,9月5日时其可溶性糖含量达到峰值,为3.93%,之后又缓慢下降。“922”果仁可溶性糖含量在8月20日时达到峰值,即3.76%,随着采收日期延长而趋于平稳。“南亚2号”果仁可溶性糖含量显著高于其他两个品种,“南亚3号”与“922”的果仁可溶性糖含量差异不显著。说明“南亚2号”和“922”果仁中可溶性糖含量于8月下旬至9月中旬趋于稳定,“南亚3号”果仁中可溶性糖含量于9月上中旬趋于稳定。
图3 不同成熟期“南亚2号”等3个澳洲坚果果实果仁可溶性糖含量变化
2.5 基于主成分分析的最适采收期预测
第1主成分F1和第2主成分F2的特征值分别为2.019和1.661,均大于1,贡献率分别为50.47%和41.52%,累积贡献率为91.99%。以主成分F1和F2的贡献率作为权重,对F1和F2得分值进行加权计算得到综合得分F。根据不同采收日期综合得分F,得出3个品种在不同采收日期的品质排名。由表1看出,“南亚2号”在8月20日和9月5日的综合得分F较高,综合排名为第1和第2,可推测其最适采收期为8月下旬;“南亚3号”在9月5日和9月20日的综合得分F较高,综合排名为第1和第2,可推测其最适采收期为9月上旬;“922”在8月20日和9月5日的综合得分F较高,综合排名为第1和第2,可推测其最适采收期为8月下旬。
3 讨论与结论
澳洲坚果果实成熟采收时间直接影响果仁品质,生产上主要以果实内果皮变褐色来确定果实成熟[6]。在本研究中,根据果实内果皮颜色,推测“南亚2号”果实8月下旬至9月上旬成熟,“南亚3号”果实9月上中旬成熟,“922”果实8月下旬至9月中旬成熟。这与张汉周等[12]观测结果一致,验证了以果实内果皮变褐色为标准判断澳洲坚果果实成熟的传统方法相对正确。
果仁干质量、可溶性糖含量、粗脂肪含量是评价澳洲坚果品质的重要指标[13]。在澳洲坚果果实成熟过程中,单粒果仁干质量、可溶性糖含量、粗脂肪含量不断变化,与果仁品质关系密切,探究这些指标变化规律较有意义。在本研究中,随着果实采收日期延长,3个澳洲坚果品种单粒果仁干质量、可溶性糖含量、粗脂肪含量呈先逐渐上升后趋于稳定或缓慢下降的变化趋势;“南亚2号”“922”单粒果仁干质量、可溶性糖含量8月下旬至9月中旬趋于稳定,而“南亚2号”果仁粗脂肪含量8月下旬至9月上旬趋于稳定,“922”果仁粗脂肪含量8月下旬至9月中旬趋于稳定。“南亚3号”单粒果仁干质量、可溶性糖含量、粗脂肪含量均于9月上中旬趋于稳定。单粒果仁干质量、可溶性糖含量、粗脂肪含量趋于稳定时,正值果实成熟期,结合果仁品质性状的主成分分析,可推测“南亚2号”“南亚3号”“922”最适采收期分别为8月下旬、9月上旬、8月下旬。在实际生产中,每年气候条件会有所变化而导致物候期变化,最适采收期需根据实际情况进行调整。
综上所述,在果实成熟期间,随着果实采收时间延长,3个澳洲坚果品种果实内果皮褐色逐渐加深,单粒果仁干质量、可溶性糖含量、粗脂肪含量呈先逐渐上升后趋于稳定或缓慢下降的变化趋势;结合主成分分析,推测“南亚2号”“南亚3号”“922”最适采收期分别为8月下旬、9月上旬、8月下旬。