完熟采摘对香榧产量和品质影响的初步研究

曹雯 ,肖庆来 ,郑伟兵 ,叶卫军 ,涂川林 ,朱旭黎 ,宋其岩,李杰峰∗

(1.松阳县自然资源和规划局,浙江 松阳 323400;2.浙江省林业科学研究院,浙江 杭州 311300)

香榧是我国特有的经济林树种,树形挺拔优美,干果营养丰富,具有较高的经济价值和生态价值[1]。丽水市松阳县作为全省香榧南扩的先行区和示范区,通过20 a 的不断发展,香榧种植面积约5 833 hm2,2021 年香榧干果产量约60 t[2],为全省26 县跨越式高质量发展和林农共同富裕起到重要助推作用。

根据植物生长规律,随着种子的生长成熟,植株体内进行着复杂的生理生化变化,营养和活性成分在果实和植株间相互转化和积累,除外界因素影响外,合理的采摘时间对产量和果实品质具有重要影响。国内外对油茶[3]、柑橘[4]、烟草[5]等植物的相关研究均表明采收时间十分重要。香榧果实生长期长,果实采摘后需经过堆沤和后熟,独特的生理特性决定了科学的采收时间对香榧影响较大。香榧采收一般应在9 月上中旬果实假种皮开裂后进行,但是,香榧种内变异明显,不同植株的果实成熟时间差异在一周左右。随着规模化经营面积的增加,为了提前上市和节约劳动成本,种植户经常提早采收且一次性采收完毕,导致了香榧品质差异较大。本试验拟通过年度生长节律观测掌握不同海拔香榧的开花和结果时间,并测定不同采摘时间香榧的含油率、蛋白质等生理生化指标,以期了解不同采摘时间的香榧产量和品质变化,为推广香榧完熟采收技术提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本次试验选择松阳县三都乡、安民乡、玉岩镇、赤寿乡等4 个香榧基地 (表1),4 个基地海拔在500～900 m,试验区地处浙江省西南部,亚热带季风气候区,四季分明,水热充足,降水量充沛。年平均气温17.7 ℃,年降雨量1 532 mm,年日照时间1 832 h。试验样地的香榧树龄10～15 a,平均冠幅在3 m 左右,香榧生长茂盛。

表1 供试香榧基地基本情况

1.2 方法

在4 个香榧基地设立固定的观测点,固定人员对香榧开花、结果和果实成熟时间进行观测,并形成香榧年度生长节律记录。在三都乡香榧基地的不同方位 (东、西、南、北、中) 选择5 个固定采样区,每个固定采样区以4 株长势相近的香榧进行划定。根据果实外观特征划定成熟时期,分为:M1-青绿 (未成熟) 时期、M2-微黄 (近成熟) 时期、M3-微裂 (成熟) 时期,每个时期在固定采样区内的每株香榧上采摘榧蒲3 颗,每个成熟时期共60 颗榧蒲分别进行生理生化指标测定。

出仁率 (%)=种仁重/榧蒲重×100;用电子天平测量榧蒲和种仁重,榧蒲剥除假种皮和种壳获得香榧种仁。

含水率 (%)=(鲜种仁重-烘干重)/鲜种仁重×100。样品分批次采集后立即送实验室称重。

含油率采用索氏抽提法测定,蛋白质含量采用凯氏定氮法测定,总糖含量采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定[6]。

1.3 数据分析

实验数据用Excel 2007 和SPSS 19.0 进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 香榧成熟的生理表观特征

通过对松阳县三都乡、安民乡、玉岩镇、赤寿乡等4 个香榧基地的周年观测,我们发现松阳县不同海拔的香榧生理发育有5～15 d 的差距,其中雌花成熟时间表现较为明显,高海拔区域晚开花10 d左右;果实成熟时间也表现为7 天左右的延迟。

总体上松阳县香榧年度生产节律基本相同,香榧果实发育成熟一般从当年4 月上旬至翌年9 月中旬,跨越两个年度,历时480～500 d。根据观测,其发育期间可以明显的分为缓生期、速生期、内部充实期和成熟期等阶段。

2.1.1 缓生期

从当年的5 月初到翌年的4 月底,当年8 月上中旬完成受精过程,幼果全部包埋于苞片中,外观变化微小,历时1 a。

2.1.2 速生期

第二年5 月初果实从苞片先端伸出至6 月底果实基本发育完整定型,为果实体积增长旺盛期,历时约两个月。在速生初期种子内部为液体状,至后期种仁变凝胶状并逐步硬化。

2.1.3 内部充实期

从6 月底至8 月下旬70 d 左右为种子内部充实期,此期间种子体积无明显变化,果实外部光滑的假种皮表面有棱纹出现,并有一层蜡质白粉,肉质的假种皮内出现纤维质,柄由绿变成褐绿色,仁衣由淡黄变成淡紫红色,种仁浆液逐步硬化,表面现微皱状。

2.1.4 成熟期

一般在白露至秋分之间的9 月上中旬,年平均积温高的地区比年平均积温低的地区成熟期要晚7～15 d。

2.2 不同采摘时间的香榧产量的影响

对不同采摘时间的香榧的榧蒲和种仁进行质量测量分析,从表2 可以看出,不同时期的香榧种实重有较显著的差异,M3 的鲜种仁和干种仁重均为最大。M3 的榧蒲重较M1 高7.33%,M2的榧蒲重较M1 高9.23%,方差分析表明M3 和M2 的榧蒲重差异不显著,与M1 差异达到显著水平。M3 的鲜种仁重较M1 高18.05%,M2 的干种仁较M1 高14.73%,方差分析表明M3 和M2 的干种仁重差异不显著,与M1 差异达到显著水平。M3 的干种仁重较M1 高20.05%,M2 的榧蒲重较M1 高15.77%,方差分析表明M3 和M2 的鲜种仁重差异不显著,与M1 差异达到显著水平。香榧不同成熟时期的种实重的变化规律呈现出随成熟逐步增加的趋势,未成熟阶段到成熟阶段的榧蒲和种仁重差异较为显著,这说明在香榧的成熟过程中种仁干物质仍在不断积累。香榧的生长和成熟过程中,各类物质会一直发生不同程度和速度的相互转化,这与之前的研究结果相同[7]。因此,推广香榧完熟采摘技术对确保香榧产量有积极的指导意义。

表2 香榧不同采摘时期的果实质量分析

2.3 不同采摘时间的香榧品质的影响

香榧营养物质十分丰富,脂肪类物质的含量占到了50%以上,脂肪类物质含量的高低决定着香榧炒制后的口感和味道,另外香榧还富含蛋白质等营养物质,因此,油脂、蛋白质、淀粉等含量是香榧品质的重要指标[8]。

通过表3 可以看出,M1、M2 和M3 的各项成分指标均有较显著的差异,其中M3 的出仁率较M1、M2 高6.5 和3.3 百分点,方差分析均达到了显著水平,其结果表明香榧在呈现青绿的未成熟阶段到微裂成熟阶段的果仁仍有较明显的增长。

表3 香榧不同采摘时期的成分分析表

M3 的含水率较M1 降低1.50 百分点,较M2降低了0.84 百分点,方差分析显示,M3、M2 和M1 的含水率差异均达到了显著水平。其含水率在种仁成熟过程中逐渐减少的趋势与植物的一般生长规律相同,其主要原因可能是种仁内脂肪类物质、蛋白质等物质的相互转化过程中消耗了部分水分,同时失去假种皮的保护后,香榧种仁的含水率也会呈现逐渐降低的趋势。

M3 的含油率分别较M1、M2 高6.02、3.21 百分点,M2 的含油率较M1 高2.81 百分点,方差分析显示M3 的含油率与M1、M2 达到了显著水平,M2 和M1 的差异不显著。结果表明,香榧采用完熟采摘技术有助于增加油脂类物质积累,较青果时采摘可以显著提高种仁含油率,理论上含油率能实现11%左右的增幅。这一结果与之前关于不同品种香榧油脂含量的研究结果相同,与油茶成熟阶段油脂积累的规律也呈现相同趋势。

总蛋白含量方面三个不同成熟时期的香榧种实差异明显,总蛋白含量随着成熟时间的推进呈现逐渐递增的趋势,其中M3 分别较M1、M2 高2.16、1.07 百分点,M2 的总蛋白含量较M1 高1.09 百分点,方差分析显示,M1、M2 和M3 的总蛋白含量差异达到显著水平。

不同成熟时期的香榧种实的总糖含量差异也较为明显,与总蛋白含量的变化趋势不同,总糖含量随着成熟时间的推进呈现逐渐递减的趋势。M3 的总糖含量最低,较总糖含量最高的M1 低了3.74百分点,较M2 低1.85 百分点。未成熟阶段M1 的总糖含量较初成熟的M2 高了1.89 百分点。方差分析显示,3 个不同成熟时期的香榧总糖含量间差异都达到显著水平,香榧种仁总糖含量随着成熟度增加呈现逐渐降低的趋势,其主要原因可能是前期种仁的幼胚发育从植物叶片光合作用中获得糖分积累,保证其快速发育,而果实成熟后期糖类物质逐步转化为脂肪类物质进行储藏,从而变为种仁的总糖含量随着果实成熟度的增加而不断降低的趋势,这与之前对山核桃[9]、油茶等木本油料作物的相关研究结果相同。

3 小结与讨论

香榧是我国特有的经济林树种,生物活性成分多,经济价值高,开发前景广阔。随着种植面积的逐年扩大,松阳县近几年有近2 000 hm2开始结果,合理科学的采摘时间对提高香榧的产量和品质均有重要作用。

本研究表明,在松阳县不同海拔的香榧总体年度生长节律表现为相同趋势,但不同海拔的香榧在雌花开放、果实成熟等关键节点,表现出了不同的物候期。高海拔区域的香榧较低海拔香榧的生理发育时间延迟5～15 d,其中雌花成熟时间延迟10 d左右,果实成熟时间延迟7 d 天左右。这种因为海拔造成的生长节律变化与之前的相关研究结果一致[10],在实际生产中应该根据这种生长节律的变化适时调整相关管理措施的时间,如松阳县开展了不同区域香榧配套不同开花时间的香榧雄树、分批采购和保存花粉以保证香榧雌花的授粉成功率,还开展了香榧完熟采摘在全县范围的技术推广,大大提高了全县的香榧品质。

香榧种仁生长发育的不同时期,其脂肪含量有极显著差异,如蛋白质等其他固形物也表现出较大的差异[11]。本研究表明,香榧在种仁成熟的后期含油率仍有不断的增加,在香榧假种皮开裂 (成熟) 后采摘能够促进香榧种仁中的各种脂类物质转化,提高香榧种仁的炒制口感和品质。脂类物质的积累显著影响着香榧的口感品质,该研究结果对于指导香榧实际生产中的科学采摘有重要意义,目前松阳县基本在白露节气进行香榧采摘,但此时香榧种仁的脂肪类物质转化仍在进行,所以规模化经营的业主在该时间段采摘是合理的,但随着市场的升级,森林食品高质量和高品质的重要性愈加突显,为了生产精品香榧适当推迟采摘时间,制定不同区域的完熟采摘方案有利于提升松阳香榧的整体品质。