熊新武,郝佳波,張 雨,毛云玲,陳 鵬,李俊南,胡 青,陸 斌

(1.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院漾濞核桃研究院,云南 漾濞 672500;2.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院,昆明 650201)

【研究意義】光照、溫度、水分是影響蛋白質(zhì)、脂肪、脂肪酸含量的主要自然生態(tài)因子,這些因素的綜合作用可以在地理空間上得到體現(xiàn)[1]。云南具有良好的光照條件和適宜的積溫,特別是“冬春季溫暖干燥,夏秋季涼爽濕潤”的氣候特點(diǎn)為核桃生長發(fā)育創(chuàng)造了良好條件。云南是中國深紋核桃(JuglanssiggillataL.)的主要栽培區(qū)和重要產(chǎn)區(qū),種植歷史有1000 多年,而漾濞泡核桃是云南省深紋核桃種群最古老的晚實(shí)良種,是云南省第一大主栽品種[2-3]。漾濞泡核桃適應(yīng)性強(qiáng),種植區(qū)域廣,地形多樣。海拔變化會(huì)引起環(huán)境溫濕度和光照等因子的變化,從而影響植株的生長發(fā)育和品質(zhì)生態(tài)。漾濞泡核桃在一定的生態(tài)條件下會(huì)形成一定的品質(zhì)生態(tài),因此,研究海拔對(duì)漾濞泡核桃果實(shí)品質(zhì)的影響可以揭示不同海拔與核桃品質(zhì)之間的關(guān)系,對(duì)提高漾濞泡核桃品質(zhì)和栽培區(qū)劃具有指導(dǎo)意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】品質(zhì)生態(tài)是在一定的自然條件和人類利用要求下,通過長期的選擇壓力形成的。在一定的環(huán)境條件下,生物的生長因素和反應(yīng)機(jī)理必然受到生態(tài)條件的制約,經(jīng)過長期的選擇壓力,生物在主要基因型上逐漸形成具有特定形態(tài)和生理特點(diǎn)的類型,以應(yīng)對(duì)環(huán)境變化并適應(yīng)生存[1]。近年來,大多數(shù)學(xué)者在果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量與海拔、光照強(qiáng)度、坡向、氣象條件等方面進(jìn)行了大量研究[4-8]。劉金鳳等[9]研究指出,在海拔1200～2300 m的地區(qū),細(xì)香核桃的品質(zhì)較好,其中海拔1600～1800 m的品質(zhì)最好。海拔主要影響了細(xì)香核桃果實(shí)的仁重、粒重、殼厚以及營養(yǎng)成分中的含水率、α-亞麻酸、棕櫚酸和油酸的含量。李寶華等[10]研究指出,海拔對(duì)山核桃生長及其產(chǎn)量的影響較大,海拔500～600 m是山核桃的適宜生長區(qū),在海拔800 m以上對(duì)產(chǎn)量影響不明顯,對(duì)其長勢有影響,高海拔地區(qū)山核桃樹冠矮化,且長勢較好。趙芳兄等[11]研究發(fā)現(xiàn),弱光照可提高‘溫185’核桃果實(shí)中可溶性糖和蛋白質(zhì)含量,但果實(shí)中脂肪含量降低;喬振羽等[12]研究得出,葡萄種植園不同坡向微氣候顯著影響葡萄果實(shí)品質(zhì)的形成,南坡溫度高、濕度大有利于果實(shí)的糖分積累,北坡日照差、濕度小有利于果實(shí)的可滴定酸、單寧、總酚積累。丁熙檸等[13]研究發(fā)現(xiàn),氣象因子與油用牡丹鳳丹籽種仁的亞麻酸和多不飽和脂肪酸的相對(duì)含量無顯著相關(guān)性,而海拔與種仁蛋白質(zhì)含量和粗脂肪含量呈顯著負(fù)相關(guān),與粗脂肪含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)主要由品種決定,但栽培因素和產(chǎn)地環(huán)境也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響[14]。核桃的生長、結(jié)實(shí)和品質(zhì)受到光照、水分、空氣、溫度、土壤、地勢、坡度和海拔等多種因素的影響。此外,核桃果實(shí)中的脂肪是由糖轉(zhuǎn)化而來,這一過程與植株的光合作用、呼吸作用和干物質(zhì)積累緊密相關(guān)。同時(shí),產(chǎn)地環(huán)境也與這些因子相互關(guān)聯(lián),綜合影響果實(shí)的品質(zhì)?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】核桃的品質(zhì)特征主要是果實(shí)的經(jīng)濟(jì)性狀和營養(yǎng)成分特征。核桃堅(jiān)果的縱橫徑、單果重、殼厚、出仁率、仁重、脂肪和蛋白質(zhì)含量等都是評(píng)價(jià)核桃品質(zhì)的主要指標(biāo)。然而,漾濞泡核桃作為云南省栽培面積最大的核桃品種,關(guān)于海拔對(duì)其果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀和主要脂肪酸的影響研究卻鮮見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】就同一生態(tài)區(qū)域每100 m海拔變化對(duì)漾濞泡核桃果實(shí)經(jīng)濟(jì)性狀及主要脂肪酸的影響進(jìn)行研究,以期揭示果實(shí)形態(tài)及營養(yǎng)成分的變異特性,為確定該品種的最佳適生栽培區(qū)和進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在云南省大理州漾濞縣(99°36′～100°07′ E,25°12′～25°54′ N)進(jìn)行。試驗(yàn)核桃林均為山地,最低海拔1540 m,最高海拔2400 m,相對(duì)高差860 m;年平均氣溫16.8 ℃,最高氣溫34.6 ℃,最低氣溫3.9 ℃;年均降雨量1100 mm。土壤類型主要為紅壤土和紫色土,紅壤土占29%,紫色土占71%。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種漾濞泡核桃,樹齡20～30年,分別于2016年、2018年、2020年進(jìn)行采樣。采集點(diǎn)主要為漾濞光明村、馬廠村,海拔1500～2300 m,坡向南坡,海拔每上升100 m進(jìn)行果實(shí)采樣(因?qū)嶋H采樣中,1600 m海拔分布的核桃較少,未采樣,數(shù)據(jù)分析無海拔1600 m),每個(gè)海拔段采集樹體和樹齡相當(dāng)、長勢較好、正常結(jié)實(shí),樹冠外緣采集青果,每株采集青果5～10 kg。青果帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行脫青、自然晾干處理。

1.3 試驗(yàn)方法與指標(biāo)測定

經(jīng)濟(jì)性狀測定主要采用經(jīng)濟(jì)林研究法[15];游標(biāo)卡尺測量縱徑、橫徑、棱徑、殼厚;電子天平測量干果重;電子稱稱量核桃的總果重及總?cè)手?根據(jù)Kr(%)=(Wk/Wn)×100 計(jì)算出仁率,Wk表示總?cè)手?Wn表示總果重;脂肪、脂肪酸組分參照GB 5009.6—2016、GB 5009.168—2016等方法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

統(tǒng)計(jì)3年各經(jīng)濟(jì)性狀因子的平均值,以海拔(Y)與各經(jīng)濟(jì)性狀因子(Xi)和主要脂肪酸因子(Ni)進(jìn)行相關(guān)分析;為分析各因子間的交互影響及其影響大小,就這些因子與海拔進(jìn)行相關(guān)性分析和逐步回歸分析[16-17];回歸方程參照唐啟義等[19]的研究方法,即初始參數(shù)的選擇標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)入回歸方程式的F顯著水平值大于0.05,剔除回歸方程式的F顯著水平值則為小于0.01。

根據(jù)各因子相關(guān)系數(shù)的組成效應(yīng),將所選性狀因子(Xi)、主要脂肪酸因子(Ni)與海拔(Y)的相關(guān)系數(shù)剖分為直接作用和通過其他因子(Nj)的間接影響2個(gè)部分[18]。通徑系數(shù)、決定系數(shù)計(jì)算采用何東進(jìn)等[16]的計(jì)算方法。單個(gè)性狀作用時(shí),決定系數(shù)等于通徑系數(shù)的平方,即:

di=P2 i

(1)

多個(gè)性狀共同作用并且存在相關(guān)時(shí),決定系數(shù)中還應(yīng)包括性狀間的互作效應(yīng),即:

dij=2rijPiPj

(2)

式中,di為因素Xi對(duì)因變量Y的決定系數(shù),Pi為直接通徑系數(shù),表示因素Xi對(duì)因變量Y的直接影響,dij為因素Xi和因素Xj共同對(duì)因變量Y產(chǎn)生影響的決定系數(shù),rijPj為間接通徑系數(shù),表示Xi通過Xj對(duì)因變量Y的間接影響效應(yīng)[20-21]。

采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 海拔對(duì)漾濞泡核桃堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.1.1 不同海拔漾濞泡核桃堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀表觀統(tǒng)計(jì) 從表1可看出,隨著海拔升高,漾濞泡核桃的粒重、仁重、出仁率、縱徑、橫徑、棱徑、三徑均值7個(gè)性狀無明顯變化規(guī)律。海拔1500 m,殼厚最厚,為1.105 mm,殼厚隨海拔的升高呈先減后增再降低的趨勢,但不同海拔間差異不顯著;海拔1700 m,堅(jiān)果粒重、仁重和三徑均值最小,分別為9.298 g、4.961 g和32.240 mm;海拔1900 m,出仁率最低,為50.6%;海拔2300 m,堅(jiān)果粒重、仁重、出仁率和三徑均值均顯著高于其它海拔,且殼厚最薄,堅(jiān)果粒重、仁重、出仁率和三徑均值分別為14.006 g、7.958 g、56.8%,殼厚為1.015 mm?？梢?漾濞泡核桃在漾濞縣高海拔區(qū)有較好的外觀表現(xiàn)。

表1 不同海拔對(duì)核桃經(jīng)濟(jì)性狀的影響Table 1 The effect of different altitudes on the economic characteristic of walnuts

2.1.2 海拔與漾濞泡核桃堅(jiān)果各經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)分析 將海拔(Y)與粒重(X1)、仁重(X2)、殼厚(X3)、出仁率(X4)、縱徑(X5)、橫徑(X6)、棱徑(X7)、三徑均值(X8)8個(gè)因子進(jìn)行相關(guān)分析。由表2可知,海拔(Y)與殼厚(X3)呈負(fù)相關(guān),與粒重(X1)、仁重(X2)、出仁率(X4)、縱徑(X5)、橫徑(X6)、棱徑(X7)、三徑均值(X8)呈正相關(guān),其中,與出仁率(X4)、縱徑(X5)呈顯著正相關(guān),與棱徑(X7)呈極顯著正相關(guān)。說明研究區(qū)內(nèi),隨著海拔上升,果實(shí)的出仁率(X4)、縱徑(X5)、棱徑(X7)也隨之增大,即海拔的變化對(duì)漾濞泡核桃果實(shí)的顆粒大小性狀產(chǎn)生一定的影響。

表2 不同海拔與核桃各經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)分析Table 2 Correlation analysis between different altitude and economic traits of walnuts

2.2 海拔對(duì)漾濞泡核桃主要脂肪酸的影響

2.2.1 不同海拔核桃主要脂肪酸含量 從表3可以看出,海拔1500 m,棕櫚酸、棕櫚油酸含量最高,分別為7.91%和0.24%,且顯著高于其它海拔;海拔2000 m,硬脂酸含量最高,為2.12%,與多數(shù)海拔間相比差異顯著;油酸在海拔2200 m含量最高,其次是1700 m,分別為30.3%和28.98%,海拔2200 m與其它油酸含量間差異顯著;海拔1500 m,亞油酸、亞麻酸含量均最高,分別為62.51%和7.31%,顯著高于多數(shù)海拔段;海拔2200 m,花生油酸最高,海拔2000 m及以上花生油酸的含量間差異均不顯著。

表3 不同海拔核桃主要脂肪酸含量變化Table 3 Changes in main fatty acid content of walnuts at different altitudes

2.2.2 海拔與漾濞泡核桃主要脂肪酸含量的相關(guān)分析 以海拔高度(Y)與8種主要脂肪酸含量(Ni)進(jìn)行相關(guān)分析(表4)。分析表明,海拔(Y)與油酸(N4)、花生酸(N7)、花生油酸(N8)呈正相關(guān),與硬脂酸(N3)、亞油酸(N5)和亞麻酸(N6)呈負(fù)相關(guān),與棕櫚酸(N1)、棕櫚油酸(N2)呈顯著負(fù)相關(guān)。說明在研究區(qū)內(nèi),隨著海拔高度的上升其果實(shí)內(nèi)的棕櫚酸(N1)、棕櫚油酸(N2)隨之降低。

表4 不同海拔與核桃主要脂肪酸含量的相關(guān)分析Table 4 Correlation analysis between different altitudes and main fatty acid content of walnuts

2.2.3 海拔與漾濞泡核桃主要脂肪酸含量逐步回歸分析 相關(guān)分析可以看出,漾濞泡核桃脂肪酸含量性狀變異與海拔高度變化有密切關(guān)系。以海拔高度(Y)為因變量,相同海拔段各油酸為自變量(Ni),逐步回歸分析因變量與自變量之間數(shù)量變化關(guān)系。得到回歸方程如下:

Y=-7830.866 71+69.069 644 64N5+35 345.911 482N7+25 388.969 51N8

(3)

式中,F值為32 038.9209,顯著性概率為0.0041,多元相關(guān)系數(shù)R2為0.9999。表明海拔變化綜合影響了果仁的亞油酸(N5)、花生酸(N7)、花生油酸(N8)等指標(biāo)。經(jīng)偏相關(guān)分析進(jìn)一步揭示,因變量海拔 (Y)與自變量亞油酸(N5)、花生酸(N7)、花生油酸(N8)呈極顯著正相關(guān)(表5),即隨海拔高度的升高,花生酸(N7)、花生油酸(N8)含量也隨之升高。

表5 不同海拔與核桃主要脂肪酸含量的偏相關(guān)分析Table 5 Partial correlation analysis between different altitudes and main fatty acid content of walnuts

2.2.4 海拔對(duì)漾濞泡核桃主要脂肪酸含量變異因子影響的通徑分析 逐步回歸分析表明,不同海拔綜合影響了棕櫚酸(N1)、棕櫚油酸(N2)、硬脂酸(N3)、油酸(N4)、亞油酸(N5)、亞麻酸(N6)、花生酸(N7)、花生油酸(N8)等指標(biāo)的變化。由表6通徑分析得出,海拔對(duì)花生油酸(N8)變異的直接作用最大,其次為亞油酸(N5)和花生酸(N7)。其中,海拔對(duì)花生酸(N7)、花生油酸(N8)含量的直接作用大于其間接作用。而海拔對(duì)亞油酸(N5)間接作用大于直接作用。由此說明,海拔變化主要影響亞油酸(N5)、花生酸(N7)、花生油酸(N8)的含量。

表6 不同海拔影響核桃主要脂肪酸含量變異因子的通徑分析Table 6 Path analysis of variation factors of the fatty acid content of walnuts by altitudes

2.2.5 海拔變化對(duì)漾濞泡核桃主要脂肪酸含量決定程度分析 逐步回歸分析、通徑分析表明,研究區(qū)海拔綜合影響了果實(shí)的亞油酸(N5)、花生酸(N7)、花生油酸(N8)含量變化。由表7可知,這3個(gè)因子及其交互效應(yīng)受海拔變化的總決定系數(shù)經(jīng)過計(jì)算為R2=0.9999,即這3個(gè)變量受海拔變化的影響程度達(dá)99.99%,表明海拔變化主要影響了亞油酸、花生酸、花生油酸性狀變異。

表7 主要脂肪酸的決定系數(shù)及對(duì)R2貢獻(xiàn)Table 7 The determination coefficient of the main fatty acids and its contribution to R2

3 討 論

有關(guān)栽培環(huán)境和海拔對(duì)核桃品質(zhì)影響已有較多報(bào)道,但對(duì)于影響程度、影響大小,不同的報(bào)道結(jié)論不同。熊利權(quán)等[22]研究瀘水1號(hào)得出海拔變化與三徑均值、粒重、仁重、出仁率、蛋白質(zhì)含量呈正相關(guān),與殼厚、含油率、果形系數(shù)呈負(fù)相關(guān),即隨著海拔高度增大,堅(jiān)果三徑均值、粒重、仁重、出仁率增加,蛋白質(zhì)含量增加,殼厚、果形系數(shù)、含油率降低。劉嬌等[23]研究漾濞核桃得出三徑均值、殼厚與海拔呈顯著負(fù)相關(guān),粒重、仁重與海拔呈極顯著負(fù)相關(guān)。楊云廣等[24]研究漾濞泡核桃得出,出仁率隨海拔的升高而降低,在1804～2081 m達(dá)到極顯著水平,蛋白質(zhì)含量隨海拔的升高而升高,脂肪含量隨海拔的升高而梯度降低,橫徑、單果重、殼厚未發(fā)現(xiàn)顯著影響和規(guī)律的變化趨勢;這些結(jié)論都證明海拔對(duì)不同品種的核桃果實(shí)性狀及營養(yǎng)成分含量的影響不同且影響較大。本研究結(jié)論得出,海拔1500～2300 m,海拔變化與核桃果實(shí)的殼厚呈負(fù)相關(guān),這與劉金鳳等[9]、熊利權(quán)等[22]、劉嬌等[23]、楊云廣等[24]對(duì)細(xì)香核桃、瀘水1號(hào)的研究結(jié)果相同,即海拔越高漾濞泡核桃堅(jiān)果露仁現(xiàn)象越嚴(yán)重。而海拔變化與漾濞泡核桃堅(jiān)果的粒重、仁重、出仁率、縱徑、橫徑、棱徑、三徑均值呈正相關(guān),與出仁率、縱徑、棱徑呈顯著正相關(guān)。這與熊利權(quán)等[22]研究瀘水1號(hào)結(jié)果相同,而與劉嬌等[23]研究漾濞核桃的結(jié)論相反,這可能與試驗(yàn)研究當(dāng)年的氣候條件和采摘地點(diǎn)有很大關(guān)系。

核桃富含人體必需的脂肪酸,且約占其總量90%以上是不飽和脂肪酸,稱之為天然“腦黃金”。脂肪酸組成主要有棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、α-亞麻酸、肉豆蔻酸等。在人體內(nèi),亞油酸通過代謝轉(zhuǎn)變?yōu)榛ㄉ南┧?對(duì)磷脂、前列腺素合成以及細(xì)胞和細(xì)胞的組成具有重要的生化作用。亞麻酸是人體必需脂肪酸,屬ω-3系列,是構(gòu)成人體組織細(xì)胞的主要成分。摸清栽培環(huán)境中海拔變化對(duì)核桃脂肪酸的影響對(duì)于核桃高品質(zhì)栽培具有指導(dǎo)意義。李俊南等[25]的研究指出,海拔高度對(duì)娘青核桃三徑的影響極顯著,對(duì)蛋白質(zhì)、非必需氨基酸、必需氨基酸、粗脂肪、飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、亞麻酸的影響均顯著;而對(duì)出仁率、氨基酸、α-亞麻酸的影響均不顯著。本研究表明,海拔1500～2300 m,海拔變化與漾濞泡核桃的油酸含量呈正相關(guān),與花生酸、花生油酸含量呈極顯著正相關(guān),隨海拔的升高,漾濞泡核桃的油酸、花生酸、花生油酸含量升高;海拔對(duì)亞油酸、花生酸、花生油酸的影響較大,影響程度達(dá)99.99%,對(duì)亞油酸直接作用最大。

4 結(jié) 論

在該研究區(qū),海拔高度綜合影響了漾濞泡核桃堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀和營養(yǎng)成分,海拔1500～2300 m漾濞泡核桃堅(jiān)果均表現(xiàn)出較好的品質(zhì),但海拔1700～2100 m核桃品質(zhì)最好。