楊雨晨,陳娟娟,姚小華,舒常慶,黃 梅,楊兵兵,劉林秀,楊超臣
(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所1,杭州 311400)(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院2,武漢 430070)
油茶(Camelliaoleifera)是山茶科(Theaceae)山茶屬(CamelliaL.)植物,原產(chǎn)于我國(guó),是我國(guó)第一大木本食用油料樹種,也是世界四大木本食用油料樹種之一(其他3種為油橄欖、油棕和椰子)[1]。普通油茶在我國(guó)栽培區(qū)域最廣、栽培面積最大、適應(yīng)性也最強(qiáng),目前已在湖南、江西、廣西、浙江、福建、廣東、湖北、貴州、安徽、云南、重慶、河南、四川和陜西14 個(gè)省(區(qū)、市)種植,全國(guó)油茶種植面積達(dá)到453.3萬(wàn)hm2,油茶籽產(chǎn)量達(dá)到268萬(wàn)t,油茶籽油產(chǎn)量為62.7萬(wàn)t,油茶產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到1 160億元[2,3]。油茶種子含油率高,茶油品質(zhì)極優(yōu),是一種純天然高檔食用植物油料,還可通過(guò)精加工成為高檔美容化妝品、肥料等多種產(chǎn)品的有效成分[4,5]。
現(xiàn)階段我國(guó)油茶產(chǎn)業(yè)存在產(chǎn)量過(guò)低和品質(zhì)不一等諸多問題,因此選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的良種成為科研人員關(guān)注的重點(diǎn),其中果實(shí)和油脂品質(zhì)成為選育良種的重要指標(biāo)[6-8]。通過(guò)近些年的不斷努力選育出一大批優(yōu)良品種(系),目前主要推廣的主栽油茶系列為,中國(guó)林業(yè)科學(xué)院亞熱帶林業(yè)研究選育的長(zhǎng)林系列,湖南省林業(yè)科研院校選育出的3華系列和湘林系列、江西省林業(yè)科學(xué)院選育的贛系列和贛無(wú)系列以及最新推廣的黃山系列及C系列等[9-12]。已有對(duì)于油茶果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的研究?jī)H限于1~2個(gè)系列的不同品種,如已開展的研究包括贛系列與長(zhǎng)林系列的不同品種油茶,長(zhǎng)林系列與贛系列油茶品種果實(shí),長(zhǎng)林與湘林系列油茶品種果實(shí)[13-15]。對(duì)于多個(gè)系列的多個(gè)品種油茶果實(shí)的綜合評(píng)價(jià)研究較少。本研究對(duì)比長(zhǎng)林系列、湘林系列、贛系列等多個(gè)系列的50個(gè)油茶品種的果實(shí)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀和茶油品質(zhì),通過(guò)模糊隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法,綜合評(píng)價(jià)不同品種油茶果實(shí)性狀,得到綜合表現(xiàn)較為優(yōu)異的油茶品種,為不同系列不同品種的選育與栽培提供參考。
實(shí)驗(yàn)材料來(lái)自亞熱帶林業(yè)研究所后山基地種基地,選取50個(gè)主栽優(yōu)良品種,每個(gè)品種選取樹齡相似、生長(zhǎng)良好、無(wú)病蟲害的植株各5株;每個(gè)品種中隨機(jī)抽取20個(gè)果實(shí)進(jìn)行測(cè)量,果實(shí)去皮種子曬干后待下一步測(cè)量。為方便起見,將50個(gè)油茶品種進(jìn)行編號(hào),如表1所示。
表1 50個(gè)油茶品種編號(hào)
實(shí)驗(yàn)地位于國(guó)家油茶種質(zhì)資源庫(kù)(杭州),屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū),主要特點(diǎn)是四季分明,春秋短,夏冬長(zhǎng),熱量豐富,雨水充沛,日照時(shí)數(shù)和日照百分率偏低,云霧多,濕度大,夏洪秋旱,對(duì)農(nóng)業(yè)影響較大。年平均氣溫15.5~16.4 ℃,降水量在1 395~1 702 mm之間。
1.3.1 果實(shí)數(shù)據(jù)采集與分析
果實(shí)性狀測(cè)定:利用感量0.01 mm的游標(biāo)卡尺和0.01 g電子天平測(cè)量鮮果質(zhì)量(g)、鮮果果高(mm)、鮮果果徑(mm),并計(jì)算出果形指數(shù):
果形指數(shù)=鮮果果高/鮮果果徑×100%
經(jīng)濟(jì)性狀測(cè)定:利用0.01 g電子天平測(cè)量烘干籽質(zhì)量(g)、烘干仁質(zhì)量(g)、果仁含油(g)。干籽含仁率(%)、干仁含油率(%)、干籽含油率計(jì)算公式分別為:
干籽含仁率=烘干仁質(zhì)量/烘干籽質(zhì)量×100%
干仁含油率=果仁含油/干仁質(zhì)量×100%
干籽含油率=種仁含油率×干籽出仁率×100%
油脂品質(zhì):利用氣相色譜法測(cè)定茶油的脂肪酸成分。將供試油茶籽利用索氏抽提法獲得油樣后,將待測(cè)油樣進(jìn)行快速甲酯化后,采用GC-2014型氣相色譜儀測(cè)定脂肪酸組成。
1.3.2 隸屬函數(shù)分析與評(píng)價(jià)
種實(shí)性狀和油茶籽油品質(zhì)是油茶良種選育、優(yōu)樹篩選的重要參考指標(biāo)。采用模糊綜合評(píng)判分析法對(duì) 50個(gè)油茶品種進(jìn)行綜合分析。首先,對(duì)原始數(shù)據(jù)值標(biāo)準(zhǔn)化處理得到評(píng)判模糊矩陣。
rij=Xij-(Xij)min/(Xij)max-(Xij)min[16]
式中:rij為評(píng)判模糊矩陣R;Xij為各項(xiàng)指標(biāo)含量。
1.3.3 數(shù)據(jù)處理
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2019和SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析。
2.1.1 油茶品種種實(shí)性狀相關(guān)性分析
對(duì)50個(gè)油茶品種種實(shí)性狀的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,由表2可知,油茶果實(shí)性狀間存在相關(guān)性。
表2 50個(gè)油茶品種種實(shí)性狀相關(guān)性分析
鮮果質(zhì)量、鮮果果高、鮮果果徑、果形指數(shù)之間均存在極顯著相關(guān)。鮮果質(zhì)量與鮮果果高、鮮果果徑存在極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.584、0.921,和果形指數(shù)存在極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.277;鮮果果高與鮮果果徑、果形指數(shù)存在極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.442、0.55;鮮果果徑與果形指數(shù)存在極顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.494。
干籽含仁率與鮮果質(zhì)量、鮮果果徑存在極顯著負(fù)相關(guān),與鮮果果高存在顯著負(fù)相關(guān),與果形指數(shù)呈正相關(guān),相關(guān)性不顯著(P>0.05);干仁含油率與果形指數(shù)存在顯著正相關(guān),和鮮果質(zhì)量、鮮果果高、鮮果果徑存在極顯著負(fù)相關(guān),干籽含仁率與干仁含油率間呈極顯著正相關(guān)。
干籽出油率是評(píng)價(jià)油茶籽是否優(yōu)良的關(guān)鍵指標(biāo)[17,18]。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),影響干籽出油率的主要因素為干仁含油率(0.945)與干籽出仁率(0.849),且二者呈極顯著正相關(guān);而影響干籽出油率的果實(shí)性狀為鮮果果徑。
2.1.2 油茶品種種實(shí)性狀差異比較
50個(gè)油茶品種果實(shí)中:C42的鮮果質(zhì)量均值最高,為28.38 g,黃山2號(hào)、黃山3號(hào)、湘林32號(hào)、黃山8號(hào)、黃山6號(hào)鮮果質(zhì)量表現(xiàn)也較為優(yōu)良,贛83號(hào)鮮果質(zhì)量均值最低為11.03 g。
黃山4號(hào)與黃山8號(hào)的鮮果果高較其他品種表現(xiàn)較為良好,其中黃山4號(hào)的鮮果果高均值最大為44.56 mm,贛無(wú)12號(hào)的鮮果果高均值最小為30.08 mm;C42的鮮果果徑均值最大為40.30 mm,而贛83號(hào)與長(zhǎng)林40號(hào)的鮮果果徑相比其他品種均值較小,分別為25.60、26.11 mm;從果形指數(shù)上來(lái)看,黃山4號(hào)與贛83號(hào)均值較大,為1.39、1.34,而C42果形指數(shù)均值最小0.82,果形指數(shù)小于1的品種較少,初步判斷這50個(gè)品種果形呈扁球形比例較低。
由圖1可知,從經(jīng)濟(jì)性狀上看,湘林124號(hào)、湘林117號(hào)、贛68號(hào)、贛84-8等13個(gè)品種干籽含仁率表現(xiàn)良好,其中湘林124號(hào)的干籽含仁率均值最大為72.90%,黃山8號(hào)的均值最小為52.81%。
注:不同小寫字母表示在P=0.05,水平差異顯著字母的順序從下向上排列。品種編號(hào)與表1對(duì)應(yīng)一致。下同。
贛84-8、長(zhǎng)林3號(hào)、贛無(wú)1號(hào)、常62號(hào)、贛興48號(hào)、贛71號(hào)等12個(gè)品種平均干仁含油率較其他品種較為優(yōu)良,贛84-8的平均干仁含油率最大為52.47%,C42、黃山5號(hào)、湘林97號(hào)等7個(gè)品種較其他品種表現(xiàn)較差,其中C42的干仁含油率均值最小為32.30%。
贛84-8、贛無(wú)1號(hào)、常62號(hào)、贛興48號(hào)、湘林70號(hào)、C32、長(zhǎng)林3號(hào)、贛68號(hào)8個(gè)品種干籽出油率含量較其他品種表現(xiàn)優(yōu)異。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)這8個(gè)品種的干仁含油率、干籽出仁率和鮮果果徑表現(xiàn)較為優(yōu)異,初步判斷8個(gè)品種在50個(gè)品種中表現(xiàn)較為優(yōu)異,但仍需結(jié)合脂肪酸組分綜合分析評(píng)價(jià)。
2.1.3 油茶品種種實(shí)性狀變異分析
本研究測(cè)定了50個(gè)油茶品種鮮果質(zhì)量、鮮果果高、鮮果果徑、果型指數(shù)、干籽出仁率、干仁出油率、干籽出油率等7個(gè)種實(shí)性狀,各性狀數(shù)最大值、最小值、值均值、標(biāo)準(zhǔn)差、極差、變異系數(shù)等指標(biāo)見表3。由表3可知,50個(gè)品種種實(shí)性狀變異有一定差異,各性狀按變異大小依次為鮮果質(zhì)量、干籽出油率、果形指數(shù)、鮮果果高、鮮果果徑、干仁含油率和干籽含仁率。干籽出油率、果形指數(shù)、鮮果果高、鮮果果徑、干仁含油率和干籽含仁率的變異系數(shù)較小,在7.58%~18.10%之間,說(shuō)明果實(shí)形態(tài)和經(jīng)濟(jì)性狀態(tài)基本穩(wěn)定;果型指數(shù)均值為1.10,同樣說(shuō)明了50個(gè)品種果形呈扁球形比例較低。
表3 50個(gè)油茶品系種實(shí)性狀變異分析
2.2.1 油茶品種茶籽油品質(zhì)相關(guān)性分析
由表4可知,50個(gè)油茶品種茶籽油各成分間均存在相關(guān)性。棕櫚酸、硬脂酸與不飽和脂肪酸呈極顯著負(fù)相關(guān),這說(shuō)明隨著不飽和脂肪酸的增加棕櫚酸、硬脂酸含量降低;油酸與不飽和脂肪酸存在極顯著正相關(guān),且相關(guān)性達(dá)到0.436,這說(shuō)明油酸含量決定了不飽和脂肪酸的含量,同時(shí)決定了油脂的好壞。
表4 50個(gè)油茶品種油茶品質(zhì)相關(guān)性分析
2.2.2 油茶品種茶籽油品質(zhì)分析比較
油茶籽油的主要成分為不飽和脂肪酸(油酸、亞油酸、亞麻酸),其中油酸被營(yíng)養(yǎng)界稱為“安全脂肪酸”,油酸含量的高低是評(píng)定食用油品質(zhì)的重要標(biāo)志,同時(shí)油酸含量也決定油脂氧化穩(wěn)定性的好壞,而亞油酸與亞麻酸屬于人體不能合成需要外界攝取的物質(zhì)[19-23],因此不飽和脂肪酸、油酸、亞油酸、亞麻酸含量是影響油茶籽油的關(guān)鍵因素。
如圖2所示,從不飽和脂肪酸含量的角度來(lái)看,贛無(wú)12號(hào)、長(zhǎng)林53號(hào)、C53、湘林97號(hào)和黃山6號(hào)的不飽和脂肪酸含量較其他品種表現(xiàn)較好,其中贛無(wú)12號(hào)的平均不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為90.61%,而長(zhǎng)林3號(hào)的平均不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為88.45%;長(zhǎng)林23號(hào)、湘林97號(hào)、湘林124號(hào)、湘林64號(hào)、黃山4號(hào)、黃山6號(hào)、湘林117號(hào)、黃山5號(hào)、黃山8號(hào)、長(zhǎng)林40號(hào)等10個(gè)品種的油酸含量較其他品種表現(xiàn)良好,其中長(zhǎng)林23號(hào)的平均油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為83.67%,贛84號(hào)、長(zhǎng)林4號(hào)和C31較其他品種表現(xiàn)較差,贛84號(hào)的平均油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為77.33%;從亞麻酸含量來(lái)看,C42的亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值最高為0.44%,贛71號(hào)、贛無(wú)20號(hào)、贛興48號(hào)表現(xiàn)較差,其中贛71號(hào)亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值最低為0.22%;贛84號(hào)、贛無(wú)12號(hào)較其他品種亞油酸含量表現(xiàn)較好,贛84號(hào)的均值最大為10.90%,長(zhǎng)林23號(hào)的亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值最低為5.17%。
圖2 50個(gè)油茶品種茶籽油品質(zhì)分析比較
對(duì)50個(gè)油茶品種進(jìn)行隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)可知,每個(gè)油茶系列均有表現(xiàn)較好的油茶品種,如湘林系列的湘林5號(hào);長(zhǎng)林系列的長(zhǎng)林53號(hào);贛系列的贛68號(hào)等;其中排名前10%的品種為:湘林5號(hào)(6.81)>長(zhǎng)林53(6.52)號(hào)>贛68號(hào)(6.50)>黃山3號(hào)(6.34)>長(zhǎng)林4號(hào)(6.33)。
本研究采樣地為浙江省杭州市亞熱帶林業(yè)研究所油茶良種基地,基地內(nèi)擁有長(zhǎng)林系列、湘林系列、贛系列和黃山系列等多個(gè)油茶系列的多個(gè)油茶品種。本研究在多個(gè)系列的油茶品種中挑選出管理規(guī)范,長(zhǎng)勢(shì)良好,生長(zhǎng)一致,無(wú)病蟲害的50個(gè)油茶品種為研究對(duì)象,對(duì)其果實(shí)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀以及茶油品質(zhì)進(jìn)行研究。
鮮果質(zhì)量、鮮果果高、鮮果果徑、果形指數(shù)之間存在極顯著相關(guān);干仁含油率與果形指數(shù)存在顯著正相關(guān),和鮮果質(zhì)量、鮮果果高、鮮果果徑訊在極顯著負(fù)相關(guān),干籽含仁率、干仁含油率呈極顯著正相關(guān);其余個(gè)指標(biāo)間相關(guān)性均存在正負(fù)關(guān)系,研究結(jié)果與前人研究基本相符[28]。影響干籽出油率的主要因素為干籽出油率(0.849)與干仁含油率(0.945),二者呈極顯著正相關(guān);影響干籽出油率的主要果實(shí)性狀為鮮果果徑,這與馬力等[8]研究結(jié)果相似。
50個(gè)油茶品種間平均鮮果質(zhì)量、鮮果果高、鮮果果徑、果形指數(shù)與干籽含仁率、干仁含油率均存在著顯著差異,其中鮮果質(zhì)量范圍在11.03~28.38 g,鮮果果高在30.08~44.56 mm,鮮果果徑在25.60~40.30 mm,這與晏巢等[24]不同品種間油茶果實(shí)形態(tài)和質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)均存在顯著性差異研究一致;干籽含仁率在52.81%~72.90%;這與謝一青[25]對(duì)7種油用山茶果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀不同系列的品種間均有性狀上的較大差異的分析結(jié)果一致;干仁含油率為18.68%~52.47%,通過(guò)對(duì)比陳小露等[26]對(duì)10個(gè)地區(qū)不同單粒質(zhì)量野生油茶籽油的研究和左繼林等[27]對(duì)油茶高含油率品系的資源的評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)50個(gè)油茶品種中有許多品種干仁含油率表現(xiàn)不佳,如C42、黃山5號(hào)等初步判斷贛84-8、贛無(wú)1號(hào)、常62號(hào)、贛興48號(hào)、湘林70號(hào)、C32、長(zhǎng)林3號(hào)、贛68號(hào)8個(gè)品種干籽出油率含量較其他品種表現(xiàn)優(yōu)異;初步判斷這8個(gè)品種種實(shí)性狀在50個(gè)品種中表現(xiàn)較為優(yōu)異,但仍需結(jié)合脂肪酸組分綜合分析評(píng)價(jià)。
50個(gè)品種間種實(shí)性狀變異有一定差異。鮮果果重變異系數(shù)較大,達(dá)到34.68%,可能由于油茶存在的花粉直感效應(yīng)造成了影響,也有可能由于環(huán)境等因素造成了鮮果果重變異系數(shù)較大[29,30];干籽出油率、果形指數(shù)、鮮果果高、鮮果果徑、干仁含油率和干籽含仁率的變異系數(shù)較小,在7.58%~18.10%之間,說(shuō)明果實(shí)形態(tài)和經(jīng)濟(jì)性狀態(tài)基本穩(wěn)定。
50個(gè)油茶品種茶籽油各成分間存在相關(guān)性。棕櫚酸、硬脂酸與不飽和脂肪酸呈極顯著負(fù)相關(guān),這說(shuō)明隨著不飽和脂肪酸的增加棕櫚酸、硬脂酸含量降低;油酸與不飽和脂肪酸存在極顯著正相關(guān),且相關(guān)性達(dá)到0.436,這說(shuō)明油酸含量決定了不飽和脂肪酸的含量,同時(shí)決定了油脂的好壞。
50個(gè)品種油茶果實(shí)茶籽油不飽和脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.45%~90.61%,油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.33%~83.67%,亞油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.17%~10.90%,亞麻酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.22%~0.44%;油酸作為評(píng)價(jià)油脂好壞的重要指標(biāo),通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)林23號(hào)、湘林97號(hào)、湘林124號(hào)、湘林64號(hào)、黃山4號(hào)、黃山6號(hào)、湘林117號(hào)、黃山5號(hào)、黃山8號(hào)、長(zhǎng)林40號(hào)等10個(gè)品種的油酸含量較其他品種表現(xiàn)良好,其中長(zhǎng)林23號(hào)的平均油酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為83.67%;僅考慮油脂質(zhì)量,這10個(gè)品種為穩(wěn)定性強(qiáng),表現(xiàn)優(yōu)良的品種。
本研究對(duì)多個(gè)系列的50個(gè)不同品種的油茶果實(shí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),挑選出多個(gè)果實(shí)表現(xiàn)良好的油茶品種;在今后的研究中仍需對(duì)產(chǎn)量、花期、親和性、生長(zhǎng)勢(shì)和抗性等多種指標(biāo)進(jìn)行全面評(píng)價(jià),為進(jìn)一步對(duì)科學(xué)合理的引種栽培不同系列不同品種進(jìn)行深入探討。
50個(gè)油茶品種果實(shí)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀與茶油品質(zhì)的各指標(biāo)存在一定差異;果實(shí)性狀、經(jīng)濟(jì)性狀與茶油品質(zhì)各指標(biāo)間均具有一定相關(guān)性。通過(guò)隸屬函數(shù)綜合分析得到表現(xiàn)較為良好的5個(gè)品種:湘林5號(hào)(6.81)>長(zhǎng)林53(6.52)號(hào)>贛68號(hào)(6.50)>黃山3號(hào)(6.34)>長(zhǎng)林4號(hào)(6.33),考慮果實(shí)性狀可結(jié)合當(dāng)?shù)亓⒌貤l件優(yōu)先選擇這5個(gè)品種引種培育。