王纪辉 梁美 侯娜
摘要:【目的】选育高产、稳产及适应性和抗性强的青花椒品种,为促进贵州省青花椒产业发展提供优良种源和技术支持。【方法】以贵州省竹叶花椒人工林中选出的优良青花椒单株进行区域试验、扩繁和生产试验,选育出黔椒2号优良品种;通过与云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒进行比较,评价黔椒2号的产量性状、适应性及其品质。【结果】黔椒2号具有果大、质优、丰产等特性,其果实呈橄榄绿色,少有紫红色;果穗塔型,紧凑,平均单株产量18.37 kg(2013~2015年),平均穗粒数51.70粒,果穗平均果粒密度3.52粒/cm?,鲜果千粒重91.64 g。果实不挥发性乙醚抽提物含量13.14%,果皮挥发油含量4.84 mL/100 g,芳樟醇相对含量40.83%,黄酮含量6.08 mg/g,矿物质元素含量丰富。相关性分析结果表明,黔椒2号果实的锰含量与铜、钙、镁、钾和黄酮含量呈负相关,其中与钾含量的负相关系数为-0.250;钙含量与铜和镁含量呈显著正相关(P<0.05)。【结论】黔椒2号具有生长健旺、适应性和抗逆性强及果大、色佳和丰产等特點,其品质达到或超过国家林业行业标准规定的特级花椒要求,可在贵州省干热河谷及我国同类地区大面积推广种植。
关键词: 青花椒;良种选育;栽培技术;贵州
中图分类号:S722.3 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2018)07-1383-06
0 引言
【研究意义】花椒(Zanthoxylum bungeanum Ma-xim)是芸香科(Rutaceae)花椒属(Zanthoxylum L.)落叶小乔木或灌木,原产于我国,在日本、韩国、朝鲜和印度等国家也有引种栽培(侯娜等,2017)。花椒在我国分布广泛,除东北和内蒙古地区外,黄河及长江中上游20多个省(区)已有引种栽培,以河南、河北、山东、甘肃、陕西、山西和四川等省居多(朱亚艳等,2016),栽培面积已达100万ha(付兴周等,2016)。青花椒(Z. schinifolium Sieb. et Zuce)隶属于于花椒属崖椒亚属,含有大量有效成分,具有抗菌、解痉和镇静等作用,因富含川椒素和植物甾醇等而具有非常浓郁的麻香味,常与植物油相配合开发成花椒调味油、调味香料和现代副食品加工业的主要佐料(杨序成和候娜,2017)。目前,在我国西南地区种植的青花椒品种较多,但适应性差,产量低,尤其在贵州喀斯特山区,青花椒的生长状况更差,产量更低(余晓琴等,2009)。因此,选育出适应贵州省独特地貌及气候的青花椒优良品种,对提高青花椒产量及促进贵州省青花椒产业发展具有重要意义。【前人研究进展】周允安(2011)研究认为,单株优选法是选育良种最有效的方法之一。在花椒品种选育与推广方面,陕西省最早开展花椒良种选育工作,广泛种植的狮子头、南强1号和无刺椒等品种丰产优质、容易采摘(原双进,2007);毕君和曹福亮(2008)选育出具有抗病性强、早花早果、坐果率高等特点的花椒新品种葡萄山椒;四川和云南开展花椒品种选育工作起步较晚,选育的品种主要为花椒和竹叶花椒,其中四川农业大学于2012年选育并通过审定的有汉源花椒和永善青椒1号,通过认定的有川越西贡椒(李菊英,2015)。此外,四川选育的花椒良种类别均为品种,其他省份选育的良种类别较多,包括家系、无性系、国外引种、种源和品种等(马爱萍,2017)。【本研究切入点】目前,针对适合在贵州喀斯特干热河谷区栽培青花椒品种选育的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】从贵州省黔西南贞丰市的北盘江、者相、平街及关岭县的板贵、花江等乡(镇)栽培的顶坛竹叶花椒人工林群体中选出适应性强、产量高的优良单株,通过区域试验和扩繁,选育出适宜贵州省喀斯特干热河谷地区种植的优良青花椒品种,为促进贵州省青花椒产业发展提供优良品种与技术支持。
1 选育目标及过程
1. 1 选育目标
选育丰产、优质、适应性强的青花椒新品种。
1. 2 选育过程
贵州省林业科学研究院花椒课题组在已有花椒资源的基础上,继续收集和研究国内外青花椒种质资源,并开展试种和评价等工作。自2009年开始,根据贵州省产业需求,《花椒属、紫金牛属药用植物资源收集圃营建与良种培育》项目组成员组织科技人员和椒农在顶坛花椒分布区贵州省贞丰市的北盘江、者相、平街及关岭县的板贵、花江等乡(镇)开展顶坛花椒种质资源调查及优树评选工作;2012年进行竹叶花椒产量、品质及抗性调查,获得预选顶坛竹叶花椒优良单株32株。在2013~2015年连续3年的产量测定中,顶坛竹叶花椒优良单株产量分别为18.37、18.36和18.37 kg,冠幅产量分别为70.75、61.76和66.27 g/cm?,3年平均单株产量和冠幅产量分别为18.37 kg和67.48 g/cm?,其中2013年单株平均产量分别比云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒高7.43%、3.61%和5.88%。2014年采集32株顶坛竹叶花椒优良单株母树的果实进行主要营养元素测定,结果发现其总黄酮含量为6.08 mg/g,分别比云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒高21.36%、-93.14%和-91.75%。2015年对顶坛竹叶花椒优良单株挥发油主要成分进行测试,结果发现芳樟醇相对含量达40.83%,分别比云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒高14.43%、48.20%和22.58%。
筛选出的顶坛青花椒优良单株为常绿灌木,树势强旺,树姿半开张,树形为自然开心形。奇数羽状复叶,互生,长9.0~16.9 cm;复叶上小叶3、5或7片,对生,长4.0~8.5 cm,通常披针形或披针状椭圆形。茎枝多锐刺,刺基部宽扁,红褐色,小枝上的刺水平抽出,叶轴无刺,小叶背面均无小刺。3月中旬开花,聚伞状圆锥状花序,雄蕊败育。7月中上旬~8月上旬果实成熟,成熟果皮橄榄绿色,少有紫红色。果穗塔形,紧凑,平均穗粒数51.70粒。鲜果千粒重91.64 g,果皮上有明显凸起的圆点状油腺数个;果干后开裂,内果皮淡绿色。种皮黑色,角质,有光泽。果实成熟后易开裂,果皮晒干后呈深绿色。
2013~2014年对繁殖的顶坛青花椒优良单株进行品种比较试验及多点试种,2015年起开始在贵州省贞丰市、安顺市及贵阳、重庆和云南等地进行区域试种示范,并测试其适应性,结果表明,顶坛青花椒优良单株子代的果实在外观、皮色和品质等综合性状方面均表现优良,褐斑病和锈病较轻。2017年1月通过贵州省林木良种委员会认定,并定名为黔椒2号。
1. 3 统计分析
采用SPSS 19.0对数据进行处理,对矿物元素和黄酮含量进行相关性分析,并利用Duncans进行方差分析和多重比较。
2 结果与分析
2. 1 果实性状表现
由表1可知,黔椒2号平均每穗结实粒数51.70粒,显著高于其余3个青花椒品种(P<0.05,下同);平均千粒重最重(91.64 g),与江津青花椒差异不显著(P>0.05,下同),但显著高于云南青花椒和汉源青花椒;平均果粒直径显著大于其他品种;平均果穗果粒密度显著小于其他3个品种。
2. 2 产量表现
2. 2. 1 品种比较试验结果 黔椒2号于2013~2014年在贵州省林业科学研究院栽培育种科研基地进行露地品种比较试验,平均单株产量均高于参试的云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒,但差异不显著(表2)。其中,2013年平均单株产量为18.37 kg,分别比云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒增产7.43%、3.61%和5.88%;2014年平均单株产量为18.88 kg,分别比云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒增产8.5%、5.30%和7.21%,说明黔椒2号为高产青花椒品种。
2. 2. 2 区域试验结果 黔椒2号于2015和2016年分别在云南昆明、重庆江津和四川汉源进行区域试验,平均单株产量均明显高于当地主栽青花椒品种(云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒)(表3)。其中,2015年秋黔椒2号在云南昆明平均单株产量19.27 kg,比当地主栽品种云南青花椒增产8.41%;2015年秋在四川汉源平均单株产量17.95 kg,比当地主栽品种汉源青花椒增产12.10%;2016秋在重庆江津平均单株产量18.78 kg,比当地主栽品种江津青花椒增产10.13%。说明黔椒2号的商品性明显优于当地主栽品种。此外,黔椒2号果大、色佳(图1)、椒皮麻味浓郁,是目前较受市场欢迎的花椒品种之一,进一步说明黔椒2号属于适应性强的青花椒品种。
2. 3 主要品质对比
由表4可知,4个青花椒品种的不挥发乙醚抽提物含量间差异显著,其中以黔椒2号的含量最高(13.14%);黔椒2号果皮的挥发油含量最低(4.84 mL/100 g),显著低于汉源青花椒和江津青花椒,但与云南青花椒差异不显著;黔椒2号的芳樟醇含量最高,为40.83%,显著高于云南青花椒、汉源青花椒和江津青花椒。说明黔椒2号的不挥发乙醚抽提物含量远高于国家林业行业标准(LY/T 1652—2005)规定特级花椒的不挥发乙醚抽提物含量(8.0%),挥发油含量达到国家林业行业标准(LY/T 1652—2005)规定的特级花椒挥发油含量(4.0 mL/100 g)要求。
由表5可知,黔椒2號的锰(Mn)和铜(Cu)元素含量显著低于汉源青花椒和江津青花椒,但高于云南青花椒(差异不显著);钙(Ca)和镁(Mg)元素含量均最高,与云南青花椒差异不显著,但显著高于汉源青花椒和江津青花椒;钾(K)元素含量为64.50 g/kg,显著高于其他青花椒品种;黄酮含量较低(6.08 mg/g),显著低于汉源青花椒和江津青花椒,但高于云南青花椒(差异不显著)。说明不同种质青花椒的矿物元素和黄酮含量存在明显差异,而黔椒2号的矿物元素含量较丰富,属优质青花椒品种。
2. 4 黔椒2号矿物元素含量与黄酮含量的相关性
由表6可知,黔椒2号果实的锰含量与铜、钙、镁、钾含量及黄酮含量呈负相关,其中与钾含量的相关系数为-0.250;铜含量与钙、镁、钾含量及黄酮含量呈正相关,其中与钙含量呈显著正相关;钙含量与镁、钾含量及黄酮含量呈正相关,其中与镁含量呈显著正相关;镁含量与钾含量及黄酮含量呈正相关;钾含量与黄酮含量呈正相关。说明黔椒2号果实的矿物元素含量与黄酮含量存在一定的相关性,生产上可通过提高其果实的钙、铜和镁等微量元素含量以提高果实品质。
3 栽培技术要点
3. 1 适时播种
秋播在9月下旬~10月中旬进行。播种前,用洗衣粉或洗洁精搓洗种子,用温水浸种12 h,期间2~4 h换水1次,然后再用200.0 mol/L GA3浸泡2~4 h,待种子失去光泽,再用清水冲洗,阴干后播种。春播在气温回升到10 ℃以上(2~3月)即可播种。冬季将种子与河沙按体积比3∶1混匀,常温下摆放在背阴通风干燥处,每天翻动1次,保持湿润,待30%~40%种子露白后即可播种。
3. 2 培育壮苗
3. 2. 1 播种方法 撒播:将经浸种或催芽处理的黔椒2号种子均匀撒在整理好的苗床上,覆细土1.0~2.0 cm,再均匀撒上0.5 cm厚的腐殖土,最后用草覆盖;播种量150.0~200.0 kg/ha。条播:沟间距20.0 cm,沟深3.0~5.0 cm,将种子均匀撒在沟内,覆土厚度1.0~2.0 cm,最后用草覆盖;播种量90.0~120.0 kg/ha。
3. 2. 2 苗期管理 幼苗出土期需保持苗圃土壤疏松、湿润,当1/3的种子出苗后陆续揭去覆盖材料,1/2种子出苗后全部揭去覆盖材料。清除杂草要做到除早、除小、除了。幼苗期为5~7月,要注意适时松土除草,遵循少量多次原则及时施厩肥等速效有机肥。苗木速生期为7~9月中旬,需施3~4次速效氮肥,每隔15 d施1次。春播苗木的硬化期在9月中旬~11月中旬,施1~2次磷肥和钾肥。
此外,出苗后遇高温天气要注意逐步通风降温和保湿,及时浇水,及时喷药防治病虫害,随时拔除杂草;幼苗高5.0~10.0 cm时开始间苗,共分为2~3次完成,间苗时应掌握“间早、间密、留强去弱、间补结合、分次实施”原则。
3. 3 定植
黔椒2号定植密度一般采用3 m×4 m株行距,喀斯特地区则根据地形特点而定。一般定植穴规格为宽40.0~60.0 cm、深25.0~30.0 cm,做到重施底肥、熟土填穴、根展苗直和定根水足。对春季定植的黔椒2号需在秋季施足底肥,每株施有机肥2.0~3.0 kg,尿素0.3~0.5 kg,磷肥0.5~1.0 kg,采用穴施或环状沟施。
3. 4 田间管理
3. 4. 1 追肥 开花期喷施0.3%尿素+0.5%磷酸二氢钾+0.2%硼砂1次;谢花期追施尿素0.3~0.5 kg/株;果实膨大期喷施0.3%尿素+0.3%磷酸二氢钾1次。
3. 4. 2 整形修剪 定植后第1年要求对树高进行截干,定干高30.0~50.0 cm,翌年留取3~4个骨干枝,经短截培育自然开心树形。第3年每个骨干枝上选留2~3个侧枝。幼树修剪宜在进入休眠前的秋天进行。
3. 4. 3 病虫害防治 注意防治叶锈病、褐斑病、干腐病、蚜虫、花椒凤蝶、天牛等病虫害。
4 讨论
长期以来,我国西南地区的青花椒良种选育工作一直处于较低水平,虽然选育出的青花椒优良品种具有高产、稳产特点,但适应性较差,且适应贵州省喀斯特地貌的品种更少。赵琼慧(2014)研究认为,采用系统育种方法培育适合贵州省特殊地质地貌的优良青花椒品种切实可行。目前,生产上使用的花椒品种主要是汉源青花椒、永善青椒1号和南强1号等,但由于汉源青花椒、永善青椒1号和南强1号抗逆性差,且品种退化较严重,花椒褐斑病发生频繁,严重制约花椒的产量和经济效益(魏佳英,2010;赵琼慧等,2016)。因此,在实际生产中迫切需要高产、抗逆性强、适应性较佳的花椒品种。本研究利用单株优选法选育的黔椒2号青花椒果大、色佳、椒皮麻味浓郁,商品性明显优于各地主栽品种,较受市场欢迎。
本研究中,黔椒2号的不挥发性乙醚抽提物含量达13.14%,高于李倩和蒲彪(2011)报道的洪雅青花椒(8.01%)、汉源青花椒(9.33%)、峨眉青花椒(11.75%)和重庆青花椒(10.80%)品种的含量;芳樟醇含量(40.83%)高于四川汉源青花椒的含量(石雪萍和张卫明,2010)。此外,黔椒2号高产稳产、植株健壮、抗旱性能较佳,褐斑病和叶锈病较轻,非常适合在贵州省喀斯特地貌推广种植,但在西南地区其他青花椒种植区推广应用还需针对其气候、地域和土壤特点开展选育工作,以选育出更优良、更适合当地种植的青花椒品种。
黔椒2号果实的锰和铜元素含量显著低于汉源青花椒和江津青花椒,高于云南青花椒(差异不显著);钙和镁元素含量均最高,与汉源青花椒和江津青花椒差异显著,与云南青花椒差异不显著;钾元素含量显著高于其他青花椒品种;黄酮含量显著低于汉源青花椒和江津青花椒,高于云南青花椒(差异不显著)。本研究中黔椒2号果实的黄酮含量为6.08 mg/g,远低于张艳军等(2013)报道的凤县花椒果皮的黄酮含量(164.14 mg/g)。说明花椒中微量元素及黄酮含量与花椒品种密切相关,花椒中的品质指标会受气候、地域及土壤种植条件等的影响,呈现一定的差异性。
5 结论
黔椒2号具有生长健旺、适应性和抗逆性强及果大、色佳、丰产等特点,其品质可达到或超过国家林业行业标准规定的特级花椒要求,椒皮麻味浓郁,品质上乘、丰产,可在贵州省干热河谷及我国同类地区大面积推广种植。
参考文献:
毕君,曹福亮. 2008. 花椒属植物化学有效成分与开发利用研究进展[J]. 林业科技开发,22(3):9-13. [Bi J,Cao F L. 2008. Progress in chemical active constituents and deve-lopment and utilization of Zanthoxylum L.[J]. Forestry Science and Technology Development,22(3):9-13.]
付兴周,路志芳,申海燕. 2016. 花椒籽粉对肉鸡生产性能、免疫器官指数及肉品质的影响[J]. 河南农业科学,45(9):120-124. [Fu X Z,Lu Z F,Shen H Y. 2016. Effect of chinese prickly ash seed powder on growth performan-
ce,immune organ index and meat quality of broilers[J].
Journal of Henan Agricultural Sciences,45(9):120-124.]
侯娜,赵莉莉,魏安智,杨途熙. 2017. 不同种质花椒氨基酸组成及营养价值评价[J]. 食品科学,38(18):113-118. [Hou N,Zhao L L,Wei A Z,Yang T X. 2017. Amino acid composition and nutritional value evaluation of different germplasms in Zanthoxylum bungeanum L.[J]. Food Science,38(18):113-118.]
李菊英. 2015. 花椒良種选育及丰产栽培技术探析[J]. 北京农业,32(5):46. [Li J Y. 2015. Study on breeding and high-yield cultivation techniques of Zanthoxylum bungeanum L.[J]. Beijing Agriculture,32(5):46.]
李倩,蒲彪. 2011. 不同产地青花椒主要营养成分的比较研究[J]. 中国调味品,36(10):13-17. [Li Q,Pu B. 2011. Comparative study on main nutrient components of green pe-pper from different areas[J]. China Condiment,36(10):13-17.]
马爱萍. 2017. 甘肃省花椒良种选择及栽培技术研究[J]. 农民致富之友,25(4):153-154. [Ma A P. 2017. Study on the selection and cultivation techniques of improved varieties of Zanthoxylum bungeanum in Gansu Province[J]. Friends of Peasants Wealth,25(4):153-154.]
石雪萍,张卫明. 2010. 红花椒和青花椒的挥发性化学成分比较研究[J]. 中国调味品,(2):102-105. [Shi X P,Zhang W M. 2010. Comparison of essential oil compositions of Zanthoxylum bungeanum Maxin and Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc[J]. China Condiment,(2):102-105.]
魏佳英. 2010. 甘肃花椒良种选择及栽培技术研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学. [Wei J Y. 2010. Study on the selection and cultivation techniques of improved varieties of Zanthoxylum bungeanum L. in Gansu Province[D]. Yang-ling:Northwest Agriculture and Forestry University.]
杨序成,侯娜. 2017. 顶空固相微萃取—气质联用法测定日本花椒挥发油成分分析[J]. 贵州科学,35(1):94-96. [Yang X C,Hou N. 2017. Analysis of volatile oil in Japanese Zanthoxylum bungeanum by Headspace solid phase microextraction and GC-MS[J]. Guizhou Science,35(1):94-96.]
余晓琴,郑显义,阚建全,郭静. 2009. 红花椒和青花椒主要品质特征指标值的评价[J]. 食品科学,30(15):45-48. [Yu X Q,Zheng X Y,Kan J Q,Guo J. 2009. Evaluation of main quality characteristics of red pepper and green pepper[J]. Food Science,30(15):45-48.]
原双进. 2007. 花椒良种选育及丰产栽培技术研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学. [Yuan S J. 2007. Study on bree-ding and High-yield cultivation techniques of Zanthoxylum bungeanum L.[D]. Yangling:Northwest Agriculture and Forestry University.]
张艳军,杨途熙,魏安智,冯世静. 2013. 花椒果皮中总黄酮与多酚的积累及其抗氧化活性研究[J]. 西北植物学报,33(3):620-625. [Zhang Y J,Yang T X,Wei A Z,Feng S J. 2013. Accumulation and Antioxidant activity of total flavonoids and polyphenols in peel of Zanthoxylum bungeanum L.[J]. Acta Botanica Boreali-occidentalia Sinica,33 (3):620-625.]
赵琼慧. 2014. 四川花椒品种选育评价指标体系构建[D]. 雅安:四川农业大学. [Zhao Q H. 2014. Construction of Evaluation index system for Sichuan Zanthoxylum bungeanum varieties breeding[D]. Yaan:Sichuan Agricultu-ral University.]
趙琼慧,杨平,罗慧,吴宁孜,罗成荣,叶萌. 2016. 四川花椒主要栽培品种品质初步比较分析[J]. 塔里木大学学报,28(3):58-63. [Zhao Q H,Yang P,Luo H,Wu N Z,Luo C R,Ye M. 2016. Contrastive analysis on the quality of main cultivars of Sichuan Zanthoxylum bungeanum L.[J]. Journal of Tarim University,28(3):58-63.]
周允安. 2011. 大叶栎优树选择标准与方法的研究[J]. 吉林农业,28(6):228-229. [Zhou Y A. 2011. Study on the selection criteria and methods of Quercus macrophylla[J]. Jilin Agriculture,28(6):228-229.]
朱亚艳,任世超,徐嘉娟,侯娜. 2016. 顶坛花椒结实性状表型多样性分析[J]. 西北林学院学报,31(6):140-145. [Zhu Y Y,Ren S C,Xu J J,Hou N. 2016. Phenotypic diversity of fruiting traits in Dingtan Zanthoxylum bungeanum L.[J]. Journal of Northwest Forestry University,31(6):140-145.]
(责任编辑 思利华)