胡闰茹,丁继垲,王皓悦,周 童,薛 旗
(湖州学院,浙江湖州 313000)
山核桃是世界四大干果之一,是胡桃科山核桃属乔木植物。在我国,山核桃的主要产区在浙江省和安徽省的交界处,中心产区是浙江省杭州市临安区昌化镇。目前,我国已知5 个种,分别是云南山核桃(Carya tonkinensisLecomte)、浙江山核桃(Carya cathayensisSargent)、贵州山核桃(Carya kweichowensisKuang &A.M.Lu ex Chang &Lu)、湖南山核桃(Carya hunanensisW.C.Cheng &R.H.Chang ex Chang &Lu)及大别山山核桃(Carya cathayensisvar.dabeishansisY.Z.Hsu &N.C.Tao),以及国外引进栽培1 种,美国山核桃[Carya illinoinensis(Wangenheim)K.Koch][1]。其中,浙江山核桃为我国最具经济价值和知名度的山核桃,其他种类的山核桃栽培、利用较少,或仍为野生状态[2]。临安山核桃属于浙江山核桃,主要分布在浙皖地区,属野生果树资源,具有营养、保健、美容及药用价值。临安山核桃的单株产量较高,含油脂丰富,且树木高大,材质优良,可以用作经济林,同时是退耕还林的优良树种之一。临安区位于浙江省西北部,东、西天目山南麓,是一个山多田少的山区市。凭借优越的生态环境,临安山核桃在山核桃行业独占鳌头,产品特点为壳薄肉香,果仁饱满。
笔者将主要从临安山核桃的生态生物学特性、营养价值和保健功能、贮藏条件、采摘技术、病虫害防治及繁育技术6 个方面阐述目前国内临安山核桃研究及应用进展,以期为山核桃产业的发展提供参考。
临安山核桃的天然分布区域以浙江省临安区昌化镇为中心的天目山地区为主,分布于浙江省临安区、安吉县、淳安县、建德市和安徽省宁国市、绩溪县、族德县等地[3]。临安山核桃树是一种半阴性树种,裸芽植物,落叶乔木,主要特征为主干笔直,开枝开叶,叶片呈浓绿色;树木高大,一般高12~13 m,最高可达30 m;树龄15 年左右进入投产期,开始结果,20~50 年为盛果期,50 年后逐渐衰退[4]。在诸多山核桃品种中,临安山核桃以核大、皮薄、肉香味美、果仁香甜、口感好而闻名于国内外。
傅松玲等对临安山核桃的适生环境和生态习性进行了研究,结果表明,临安山核桃耐阴又耐寒,喜欢生长在温暖湿润、光照充足、背风的环境中,且要求土壤疏松、肥沃、富含有机物质、排水良好、pH 值在6.5 左右[5]。临安区属亚热带季风气候区,四季分明,温暖湿润,降水量充足;夏季炎热潮湿,常年温度维持在28 ℃左右,这样优越的地理环境条件非常适合山核桃树的生长。在临安山核桃分布地区,成土母质复杂,以石灰岩为最多;土壤类型丰富多样,主要有砂壤型和黏壤型,由硅酸盐、石英、长石等矿物成分构成,富含大量矿物质和有机质。在这样的适宜土质条件下,山核桃长势强劲,果实的产量和品质也得以保障[6]。这与董建华等研究所表明的对山核桃生长发育的影响因素主要是土壤肥力相一致[7]。吕惠进对临安山核桃主产区立地环境进行研究分析,结果表明,临安山核桃适宜种植于半阴坡,母岩以石灰岩、花岗岩为宜,与上述观点相一致[8]。
临安山核桃富含多种营养成分。赵玉顺对临安山核桃的主要营养成分进行研究,结果表明临安山核桃中含有蛋白质7.1%~9.1%和脂肪57.9%~67.4%,其中氨基酸91.69~111.90 mg·g-1,必需氨基酸27.40~36.02 mg·g-1,不饱和脂肪酸322.5~447.5 mg·g-1,含有功能成分膳食纤维7.1%~7.7%,卵磷脂4.92%~6.29%,黄酮0.31%~0.77%和总酚0.86%~2.90%等[9]。膳食纤维被认为是“第七类营养素”,具有预防心血管疾病、预防糖尿病、促进胃肠蠕动等功能[10]。临安山核桃还含有丰富的维生素B1、B2 等营养物质,这些营养物质能够促进人体的新陈代谢[11]。临安山核桃含有丰富的矿物质营养元素,如钙、铁、锌、锰、碘等,可以满足人体日常元素需求[12]。临安山核桃含有丰富的多酚,氧化损伤是导致心血管疾病的主要原因,多酚的抗氧化作用可以预防这些疾病的发生[13]。何志平的研究也证明临安山核桃具有较强的抗氧化作用,对消费者来说有较高的保健和经济价值[14]。临安山核桃油的饱和脂肪酸及廿碳以上难消化脂肪酸含量极少,因此临安山核桃油易消化,适宜患有高血脂、冠心病等慢性疾病的人群食用,并且具有润肠、滋补功效,是营养丰富、无污染的绿色食品[15]。然而,目前学界关于临安山核桃中生理活性成分对人体作用机理的研究还相对较少。
目前,临安山核桃商品多为手剥山核桃和山核桃仁的形式,保质期比较短。因此,采用合适的贮藏条件,保证临安山核桃的品质、延长赏味期显得十分重要。
采摘时间、收获方法、包装方式、干燥前的贮藏时间、贮藏温度、干燥方法及干燥原料的含水量等都会对临安山核桃的品质产生影响[16-18]。在贮藏过程中,临安山核桃的油脂品质、酚类物质和抗氧化能力会受到光、空气、水分、微生物和自身脂肪结构等因素的影响,进而使其品质受到影响[19]。在不同贮藏温度下,临安山核桃的过氧化值、酸价均随着贮藏时间的延长而不断增加,且随着温度的升高,过氧化值、酸价增加迅速[20]。张友青等研究了不同贮藏温度下临安山核桃油脂品质指标和抗氧化活性的变化,结果表明5 个月内,冷冻(-18 ℃)和冷藏(4 ℃)条件下临安山核桃这些指标的差异不大;结合耗能、技术、经济等实际情况,认为若贮藏期在5 个月以内,宜采用冷藏,若贮藏期超过5 个月,宜采用冷冻,从而保证临安山核桃的品质[21]。徐一凡等研究了微波间歇干燥方法对临安山核桃油在贮藏期间酸价、碘价、过氧化值和脂肪酸组成的影响。结果表明,该方法能显著缩短干燥时间,提升原料贮藏特性[22]。汪卿卿等提出可对采摘后的新鲜临安山核桃进行真空干燥,仅5 h 就能把临安山核桃的含水量降至6%以下,这比常规的热风干燥时间要短得多,同时能缩短山核桃中大量热敏性不饱和脂肪酸的受热时间,从而提高临安山核桃的原料品质[23]。目前,我国学者多聚焦于研究山核桃短时间保存,对长时间真空保存山核桃的研究较少。目前,我国林农普遍采用阴干方式来处理采后的山核桃原料,技术较落后。随着人们对临安山核桃品质要求的进一步提高,学者们可以进一步加深山核桃长时间真空保存的研究。
临安山核桃以人工采摘(挥竿打落法)为主,通过人工上树敲打果实使其掉落,这种方法不但人工成本高、效率低,且安全系数较低。临安山核桃树较高,掉下来的果实也容易砸伤人,这导致临安山核桃采摘成本一直居高不下。我国林果采摘用工约占生产总用工的50%,采收成本占总生产成本的50%~70%[24-25]。机械采摘虽然安全系数较高,采收省力,采收效率高,但采摘设备过于笨重,如果山路陡峭,地形条件差,很多重型器械无法进入采收目的地[26]。赵嘉辉等提出山核桃采收一体无人机的设想,从综合角度考虑,得到的方案各有优劣,目前该设想仍存在一定矛盾[27]。目前来看,临安山核桃种植区的采摘方式仍以人工为主。
临安区具有比较丰富的自然资源、科技资源、财力资源,但是该地区采摘山核桃的人力资源明显匮乏[28]。虽然目前临安区等地使用机械采摘方式的种植户不是很多,但劳动强度高、采摘效率较为低下、工作环境恶劣导致生产成本迟迟无法降低,加之随着科技的发展和研究人员的不断努力,更多人力物力的投入,山核桃采摘机械必将朝着自动化、高效率、低成本等方向发展,使用机械采摘方式成为必然[29]。
病虫害是影响临安山核桃产量、品质的重要因素。危害临安山核桃的病害有干腐病、根腐病、黑斑病、褐斑病、缺素症,危害临安山核桃的虫害有星天牛、铜绿丽金龟、山核桃蚜虫类、桃蛀螟、桑天牛等[30-33]。随着种植规模的不断扩大,树龄的增加,临安山核桃病虫害问题日趋严重[34]。其中,对临安山核桃树体生长发育和果实产量危害最大的是干腐病。干腐病又被称山核桃溃疡病,该病通常在山核桃种植区发生,在春季和多雨的年份发生严重[35]。该病可导致大量树枝枯死,叶面产生大量病斑,果实大量减产,严重威胁临安山核桃产业的发展[36]。随着病虫害问题的日益严峻,临安山核桃种植区也出现了化学药剂滥用的现象[37]。对此,吴志辉提出,防治工作是一项长期性的工作,要做到以预防为主,强化检疫工作,遵循适地适树的原则,强化土壤管理,尽量保持林间原生态植被,保证林木健康生长,喷施药物只是辅助手段,可适当应用化学防治措施(喷施0.15%梧宁霉素和27%“908”等药剂)[38-39]。总而言之,目前学界对于临安山核桃病虫害的研究还相对较少,在未来需要进一步加强相关研究[40]。
临安区山核桃产业迅速发展,是当地优势特色产业,但山核桃成林时间长,依靠传统繁育模式,产量不固定[41]。山核桃的繁育方式有引种、选择育种、杂交育种及诱变育种等[42-43]。刘建华等改良了山核桃播种嫁接育苗方法,第1 年春播,第2 年夏季嫁接,使山核桃嫁接苗成活率超过75%[44]。项步乾等的研究表明,与春播或冬播育苗相比,山核桃的秋播育苗技术可以提高苗木出苗率、存苗率、出圃率及苗木品质[45]。汪金祥提出了山核桃秋播育苗的技术要点,包括种子的采摘、选取、贮藏和发芽,圃地的选择和土壤处理,播种,苗期管理等[46]。黄坚钦等采用田间试验和数学分析方法相结合的手段,分析了接穗、砧木和外来因子对山核桃嫁接成活的影响,认为接穗、砧木与嫁接时间的选择是影响嫁接效果的关键[47]。目前,关于山核桃繁育的研究多集中于嫁接育苗,从根本上提高山核桃种质资源的研究相对较少。
临安山核桃作为临安区大面积种植树种,不仅具有生态价值,还具有营养、保健、美容和药用等经济价值。发展临安山核桃产业,不仅有助于农户增收致富,而且有助于带动经济发展。根据已有文献报道,针对临安山核桃的研究主要是生物学特性、嫁接繁育技术、高产稳产技术、病虫害防治等应用研究,基础研究仍较为薄弱。临安山核桃全身都是宝,需要全方面、深层次地展开相关研究,促进临安山核桃产业的发展。今后学者们可围绕以下方面展开研究:1)临安山核桃的资源开发,加强对山核桃油、山核桃外果皮、山核桃叶、山核桃多肽与蛋白产品等的研究与开发;2)借鉴国内外先进的研究方法和技术,提高我国山核桃研究领域的研究水平;3)加强跨学科合作,促进临安山核桃研究领域与其他领域的交叉融合。