油茶果實(shí)和葉片中主要營養(yǎng)物質(zhì)含量的變化規(guī)律

姜志娜 ，譚曉風(fēng) ，袁 軍,2，葉思成 ，李 澤

（1．中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)林育種與栽培國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410004；2. 北京林業(yè)大學(xué) 研究生院，北京 100083）

油茶果實(shí)和葉片中主要營養(yǎng)物質(zhì)含量的變化規(guī)律

姜志娜1，譚曉風(fēng)1，袁 軍1,2，葉思成1，李 澤1

（1．中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)林育種與栽培國家林業(yè)局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410004；2. 北京林業(yè)大學(xué) 研究生院，北京 100083）

以6 年生普通油茶‘湘林210’為試材，研究其果實(shí)生長發(fā)育過程中當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)以及油脂含量的變化規(guī)律及相關(guān)性。結(jié)果表明：4月上旬至10月下旬，當(dāng)年生和2年生葉片中的可溶性糖含量變化均呈雙峰型，果實(shí)中的可溶性糖含量變化呈三峰型；可溶性蛋白質(zhì)含量的變化在當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中的變化趨勢基本一致，均為三峰型；果實(shí)中油脂含量從7月底開始逐漸增加直至果實(shí)成熟時(shí)達(dá)到最高值；當(dāng)年生和2年生葉片中的可溶性糖含量之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.791)，當(dāng)年生和2年生葉片中的可溶性蛋白質(zhì)之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.579)，果實(shí)與葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.721)。

油茶；可溶性糖；可溶性蛋白質(zhì)；油脂

油茶Camellia oleifera為山茶科山茶屬常綠灌木或小喬木，是重要的木本油料樹種。我國栽培面積達(dá)320萬hm2，年產(chǎn)茶油約26萬t，大力發(fā)展油茶對推動山區(qū)綜合開發(fā)和保障我國糧油安全具有全局和戰(zhàn)略意義[1-2]，然而油茶低產(chǎn)低效一直制約著油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。研究農(nóng)作物及果樹營養(yǎng)生理代謝能夠?yàn)樵耘喙芾硖峁┯行У囊罁?jù)，分析營養(yǎng)物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化從而為提高產(chǎn)量奠定理論和實(shí)踐基礎(chǔ)[3]。不同器官中營養(yǎng)成分含量的變化規(guī)律在枇杷、獼猴桃、棗、白櫟等果樹上已進(jìn)行過不少研究及分析[4-10]，但對油茶果實(shí)生長發(fā)育過程中不同器官營養(yǎng)成分含量的變化規(guī)律的報(bào)道較少，僅對油茶油脂含量變化進(jìn)行了研究[11]。本試驗(yàn)對普通油茶果實(shí)生長發(fā)育過程中2年生葉片、當(dāng)年生葉片和果實(shí)中主要營養(yǎng)成分含量的變化規(guī)律及其相關(guān)性進(jìn)行了研究，旨在為明確油茶營養(yǎng)生理代謝、適時(shí)采收果實(shí)和指導(dǎo)合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料選自中南林業(yè)科技大學(xué)教學(xué)基地6年生普通油茶‘湘林210’，基地位于湖南省長沙市（東經(jīng) 112°59′32′，北緯 28°8′14′），屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年平均氣溫18.5℃，無霜期為274～288 d，年均日照時(shí)數(shù)1 758 h，年降水量1 369 mm。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2011年4月14日至2011年10月25日，8月21日之前每隔約20 d采摘當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)1次，每次采集葉片8～10片，果實(shí)10～15個，8月21日之后每隔10 d采集1次（油脂形成期），每次采集葉片8～10片，果實(shí)2～4個。采樣后立刻帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行三大營養(yǎng)物質(zhì)的測定。果實(shí)樣品的處理：8月3日前取整個果實(shí)進(jìn)行測定，8月3日后果實(shí)果皮硬化，取去果皮的種子測定，8月21日起種皮硬化，取去種皮的種仁進(jìn)行各含量的測定。

可溶性糖含量采用蒽酮比色法[12]測定，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)染色法[12]測定，果實(shí)中油脂含量采用索氏抽提法測定。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中可溶性糖含量的動態(tài)變化

由圖1可知，當(dāng)年生和2年生葉片中可溶性糖含量的變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為雙峰型曲線。4月14日，春梢處于萌發(fā)期，幼葉還在迅速生長，此時(shí)當(dāng)年生葉片中可溶性糖含量僅為2年生葉片中的一半，分別為23.38和45.84 mg/g；5月23日春梢生長基本停止，達(dá)到第1個峰值，分別為70.22和65.56 mg/g；從5月23日起，花芽開始分化，需消耗大量的碳水化合物，當(dāng)年生和2年生葉片中可溶性糖含量逐漸下降；7月10日2年生葉片降到最低值，為24.30 mg/g，當(dāng)年生葉片在8月21日降到低谷（33.40 mg/g）；在9月1日均逐漸增大到第2個峰值，分別為65.35和61.75 mg/g；而后迅速下降直到9月21日，2年生和當(dāng)年生葉片可溶性糖含量分別為25.58和25.57 mg/g，然后均緩慢增加直至果實(shí)采收。

圖1 油茶2年生葉片、當(dāng)年生葉片和果實(shí)中可溶性糖含量動態(tài)變化Fig. 1 Change of soluble sugar content in 2 years leaves,1 year leaves and fruits of Camellia oleifera

果實(shí)中可溶性糖含量的動態(tài)變化與葉片的不盡相同，4月14日開始逐漸升高，到5月23日為55.74 mg/g；隨后緩慢下降，8月21日含量最低，為27.64 mg/g；然后迅速升高，到9月11日為55.46 mg/g；之后逐漸降低至果實(shí)采收。

2.2 當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)含量的動態(tài)變化

由圖2可以看出，8月21日前，2年生葉片、當(dāng)年生葉片和果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)含量的變化趨勢基本一致。4月14日可溶性蛋白質(zhì)含量分別為6.02、5.27和5.56 mg/g；然后迅速增加至5月23日，含量分別為9.40、11.44和10.82 mg/g；隨后逐漸減小至7月10日，其含量分別為2.43、4.50和5.94 mg/g；2年生和當(dāng)年生葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量從8月21日逐漸降低，在9月11日降到低谷，含量分別為6.84和4.59 mg/g；而在果實(shí)中提前10 d降到低谷，含量為11.75 mg/g，然后逐漸增加至9月21日升高到峰值。2年生葉片、當(dāng)年生葉片和果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)的含量分別為8.61、6.77和13.32 mg/g，然后均逐漸下降至果實(shí)采收。

由圖2可知，5月23日之后，果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)含量均高于葉片；8月21日之前除4月14日，當(dāng)年生葉片中可溶性蛋白質(zhì)含量均高于2年生葉片，之后2年生葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量高于當(dāng)年生葉片。

圖2 油茶2年生葉片、當(dāng)年生葉片和果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)含量動態(tài)變化Fig. 2 Change of soluble protein content in 2 years leaves,1 year leaves and fruits of Camellia oleifera

2.3 果實(shí)質(zhì)量及油脂含量的動態(tài)變化

由圖3可知，油茶果實(shí)在4～6月份增長速度緩慢，單果重由4月14日的0.15 g到6月17日的2.83 g，兩個月單果重增加了2.68 g；7、8月份，果實(shí)增長速度最快，7月10日為6.78 g，8月2日為19.28 g，增加了3～4倍，9月1日為38.28 g，7、8月份平均每日生長0.63 g；9月份單果重增加緩慢，10月份又有一個小幅度的增加。從圖3的趨勢線也可看出年周期具有兩個增長高峰期限，根據(jù)果實(shí)的生長特性可認(rèn)為，第一個高峰期為隨果實(shí)生長、體積增大而所含總物質(zhì)的快速擴(kuò)增，第二個小高峰期時(shí)，果實(shí)體積生長已相當(dāng)緩慢，因而質(zhì)量增加的小高峰則是增加果實(shí)內(nèi)種子及其它內(nèi)含物的積累高峰期，所以該時(shí)期的增加值對含油量的增加具有極為重要的意義。

圖3 油茶單果重及油脂含量的動態(tài)變化Fig. 3 Change of single fruit weight and fat content in fruits of Camellia oleifera

油脂是油茶的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品，油脂積累愈多，它的經(jīng)濟(jì)價(jià)值愈高。根據(jù)逐月取樣測定的結(jié)果，種仁中油脂的積累在7月以前甚微，基本上是水膠狀態(tài)的物質(zhì)，油脂沒有測出。由圖3可以看出，8～10月份種子中大量形成與積累油脂，其中9～10月份油脂增加速率最快；而后油脂含量逐漸增加直至果實(shí)成熟時(shí)達(dá)到最高值。

2.4 當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中三大營養(yǎng)物質(zhì)間的相關(guān)性分析

由表1可以看出，油茶2年生和當(dāng)年生葉片中的可溶性糖含量之間呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系（r=0.791），說明它們之間的變化趨勢是相一致的，與前面的結(jié)論相一致。2年生和當(dāng)年生葉片中的可溶性蛋白質(zhì)之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.579）。果實(shí)與葉片中可溶性糖含量呈正相關(guān)關(guān)系，與當(dāng)年生葉片的相關(guān)系數(shù)更大；果實(shí)中蛋白質(zhì)含量與其他各物質(zhì)含量都呈正相關(guān)關(guān)系，且與葉片中的可溶性蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（r=0.721）；油脂含量與葉片中可溶性糖、當(dāng)年生葉片中蛋白質(zhì)含量均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與果實(shí)中可溶性糖、果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)、2年生葉片可溶性蛋白質(zhì)均呈正相關(guān)關(guān)系。

表1 當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中三大營養(yǎng)物質(zhì)間的相關(guān)性分析?Table 1 Correlation analysis among three main nutrients in 1-year-old leaves,2-year-old leaves and fruits

3 結(jié)論與討論

碳水化合物既是結(jié)構(gòu)物質(zhì)，又是能量的提供者，它的積累與花芽分化密切相關(guān)[13]。本研究表明：油茶花芽分化前，即4～5月份，當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量均明顯地積累，因此有利于5月下旬花芽分化。花芽分化時(shí)需消耗大量有機(jī)物，因此在6、7月份當(dāng)年生葉片、2年生葉片和果實(shí)中的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)均下降。8月份當(dāng)年生葉片已經(jīng)成熟，而且溫度較高，光強(qiáng)較強(qiáng)，光合速率高，光合作用生成的有機(jī)物較多，并且是油茶果實(shí)膨大的重要高峰期[14-15]，所以8月份營養(yǎng)物質(zhì)又快速升高，為油脂的形成積累有機(jī)物。在油脂大量生成的8～10月份，果實(shí)中的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)均下降，說明可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)可能轉(zhuǎn)化為油脂。

8、9月份是油茶果實(shí)生產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)期，由于果實(shí)的生長和油脂的形成與土壤水分、肥力有密切關(guān)系[16-18]，因而在這個時(shí)期要因地制宜加強(qiáng)水肥管理措施，以促進(jìn)果實(shí)增大與油脂的形成與積累。

植物葉片的光合產(chǎn)物必須輸出以滿足庫組織生長發(fā)育的需要，才能制造更多的有機(jī)物，而果實(shí)是果樹最重要的庫[19-20]。本試驗(yàn)中油茶果實(shí)中可溶性糖含量與2年生葉片、當(dāng)年生葉片呈正相關(guān)關(guān)系，說明葉片中可溶性糖轉(zhuǎn)移到果實(shí)中供果實(shí)生長發(fā)育利用，但是相關(guān)系數(shù)不同，說明當(dāng)年生葉片中可溶性糖更容易轉(zhuǎn)移到果實(shí)中。果實(shí)中三大營養(yǎng)物質(zhì)是相互轉(zhuǎn)化的，糖轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)又轉(zhuǎn)化為油脂，但是本試驗(yàn)中果實(shí)油脂含量與果實(shí)中可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)均呈正相關(guān)關(guān)系，可能是因?yàn)楸驹囼?yàn)中相關(guān)性分析的是果實(shí)生長發(fā)育的整個過程，而不是某個階段，在油脂形成和積累的時(shí)期，果實(shí)中的可溶性糖從8月開始下降，可溶性蛋白質(zhì)從9月開始下降，說明果實(shí)中的糖可能轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)可能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成了油脂。此過程還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

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Content variation of main nutrients in leaves and fruits of Camellia oleifera

J?ANG Zhi-na1, TAN Xiao-feng1, YUAN Jun1,2,YE Si-cheng1, L? Ze1
(1.Key Lab. of Non-wood Forest Products of State Forestry Administration, СSUFT, Сhangsha 410004, Hunan, Сhina;2. Graduate School of Beijing Forestry University, Beijing 100083, Сhina)

The 6-year-oldCamellia oleifera‘Xianglin 210’ was used to study the content variation of main nutrients in 1-year-old leaves,2-year-old leaves and fruits, and their correlation. The results show that with the growth of the fruits from the fi rst ten days of April to the late ten days of October, the content of soluble sugar in 2- year-old leaves and 1-year-old leaves showed a double peak type, while that in fruits showed a three peak type; the changing trend of their soluble protein were similar, their changing curves all showed a three peak type; the content of soluble sugar in 1 year leaves was positively(P＜0.01) correlated with that in 2 years leaves; The content of soluble protein in 1-year-old leaves was negatively (P＜0.05) correlated with that in 2-year-old leaves; the content of soluble protein in fruits was positively(P＜0.01) correlated with that in 2-year-old leaves.

Camellia oleifera; soluble sugar; soluble protein; fat

S794.4

A

1673-023X (2012)05-0042-04

2012—3—10

國家“十一五”科技支撐計(jì)劃[2009BADB1B0203]

姜志娜(1985-)，女， 河南許昌人，碩士生，主要從事經(jīng)濟(jì)林栽培育種研究；E-mail：leil007@163.com；

譚曉風(fēng)(1956-)，男， 湖南茶陵人，教授，博士，主要從事經(jīng)濟(jì)林栽培育種與林業(yè)生物技術(shù)研究；

E-mail：tanxiaofencn@126.com

[本文編校: 謝榮秀]