天津板栗品质分析及其立地地质背景研究
王卫星, 曹淑萍, 李攻科, 张亚娜
天津市地质调查研究院,天津 300191

作者简介: 王卫星(1982-),男,高级工程师,2010年毕业于中国地质大学(北京),研究生学历,主要研究方向为应用地球化学。 Email:66318420@qq.com

摘要

板栗是低成本、高效益的经济树种,但其品质地域性差异较大。天津蓟州山区自然条件适合板栗种植。本文从板栗品质指标及其立地地质背景,对天津板栗主产区进行了研究分析。研究表明:天津板栗脂肪含量平均为0.75 g/100 g,水分平均为48.78%,可溶性总糖平均为11.53%,蛋白质平均为8.80 g/100 g,维生素C平均为15.18 mg/100 g,板栗果实中N、K、P、Mg、S、Ca含量高;板栗主产区地层主要为长城系串岭沟组,岩性以暗色页岩、粉砂质页岩为主,土壤中SiO2、K、Corg、N、Fe、B、Mn、Ca含量及pH值非常适宜板栗树生长,有利于果实高品质的形成。

关键词: 天津板栗; 品质; 化学成分; 地质背景
中图分类号:P632 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)05-0972-05
Chemical composition analysis and site geological background of Castanea mollissima Blume quality in Tianjin
WANG Wei-Xing, CAO Shu-Ping, LI Gong-Ke, ZHANG Ya-Na
Tianjin Institute of Geological Survey, Tianjin 300191, China
Abstract

Castanea mollissima Blume is a low cost and high efficiency economic tree species; nevertheless, due to the regional differences, its quality is very different. The natural condition of the Jizhou Mountain area in Tianjin is suitable for the planting of Castanea mollissima Blume. In this paper, Castanea mollissima Blume in the main producing areas of Tianjin was studied from the chemical composition of Castanea mollissima Blume quality and site geological background. The results show that the average total flavonoids of Castanea mollissima Blume in Tianjin is 0.75 g/100g, the average total flavonoids is 8.11 g/100g, the average water content is 48.78%, the average total sugar is 11.53%, the average protein is 8.80 g/100g, and the average vitamin C is 15.18 mg/100g. N, K, and P, Mg, Ca, S, which belong to a large amount of nutrient elements in the soil, are the highest in the fruits of Castanea mollissima Blume. The producing area of Castanea mollissima Blume mainareas is mainly the Chuanlinggou Formation of the Changcheng System, with the lithology being dark shale silty shale. The values of SiO2, K, Corg, N, Fe, B, Mn,, Ca, and pH are very suitable for the growth and fruit quality of Castanea mollissima Blume.

Keyword: Tianjin Castanea mollissima Blume; quality; chemical composition; geological background
0 引言

板栗属壳斗科栗属坚果类植物, 具有多种药用价值, 人称“ 干果之王” 、“ 铁杆庄稼” , 产量高, 是一个低成本、高效益的经济树种[1]。我国作为板栗的原产地, 分布十分广泛, 北起辽宁、吉林, 南至广东、海南, 遍布22个省(区、市), 栽培面积和产量居世界首位[2-3]]。天津板栗主要集中分布在蓟州山区, 蓟州山区具有适合板栗种植的自然条件[4]。目前, 对板栗的研究主要集中在丰产栽培技术、病虫害防控、发育生理基础研究等方面, 对板栗产量和品质与土壤间关系的研究较少[5]。本文针对板栗品质指标及其立地地质背景, 对天津板栗主产区进行了深入研究。

1 天津板栗分布与样品采集

天津板栗品质优良, 肉细味甘, 故又称天津甘栗, 名噪海内外。2008年 “ 天津板栗” 获得国家质检总局地理标志产品保护, 保护范围为:下营镇、罗庄子镇、孙各庄乡3个乡镇现辖行政区域。本次在蓟州区下营镇、孙各庄乡板栗主产区采集板栗果实样品8件, 采集表层土壤(0~20 cm)347件(平均采样密度约10件/km2)。

板栗样品采集于栗果成熟旺期, 直接从成熟的果树上摘取新鲜果实约3 kg, 均匀分成3份, 一份送往国土资源部天津矿产资源监督检测中心测试元素含量, 另外两份送往北京市营养源研究所和天津市农产品质量监督检验中心测试营养品质指标, 元素和化学品质指标含量均为新鲜果实含量(去除外壳与胞衣)。

表层土壤采用网格化与地块相结合的方法均匀布点, 在地块中心位置定位采样点中心, 在中心点位附近20 m范围内5处采集0~20 cm深度土壤组合成一件样品, 每件土壤样品原始重量大于1 kg, 在室内自然晾干后过10目尼龙筛, 取筛下样品200 g装纸袋送实验室分析元素含量。板栗果实样品基本特征及分布见表1、图1。

表1 板栗样品采集地及其单粒质量

图1 板栗样品分布及主产区地层特征

2 板栗主要营养品质与元素指标特征
2.1 营养品质指标

板栗的营养成分以淀粉为主, 含有一定量的可溶性糖、蛋白质、脂肪和维生素C、黄酮类物质, 以及较为丰富的P、K、Ca、Mg、Zn、Fe、B等营养元素, 具有较高的营养价值和保健价值[6, 7]。本研究分析测试了脂肪、水分、可溶性总糖、蛋白质、维生素C等5项营养品质指标, 其中, 脂肪指标测试单位为北京市营养源研究所, 水分、可溶性总糖、蛋白质、维生素C指标测试单位为天津市农产品质量监督检验中心, 5项营养品质指标检测方法见表2, 检测结果见表3

表2 板栗营养品质指标检测方法
表3 板栗营养品质指标含量特征

结果显示, 天津板栗脂肪在0.6~0.9 g/100 g之间, 平均为0.75 g/100 g, 高于河北省迁西板栗; 水分在45.6%~55%之间, 平均为 48.78%, 略低于河北省迁西板栗和遵化板栗; 可溶性总糖在10.43%~13.77%之间, 平均为11.53%, 与河北省迁西板栗相当, 但低于河北省遵化板栗; 蛋白质在7.61~11.7 g/100 g, 平均为8.8 g/100 g, 远高于河北省迁西板栗, 但同时远低于河北省遵化板栗; 维生素C在5.31~32 mg/100 g之间, 平均为15.18 mg/100 g, 变化范围较大, 可能与测试分析时板栗的新鲜度有关, 越新鲜且保存条件越好, 维生素C含量相对越高[8]

2.2 元素指标

8件板栗样品分析了21项元素含量指标, 其含量平均值从大到小依次为N、K、P、Mg、S、Ca、Cl、Fe、Mn、Cd、Zn、Hg、Cu、B、Se、Ni、Cr、F、Pb、Mo、As(表4)。板栗果实中的植物大量和中量营养元素N、K、P和Mg、S、Ca含量最大, 其中的Ca、K、Zn的含量高于鲜山楂, Ca、Mg、Zn、B的含量高于红枣[9,10]

表4 板栗元素含量特征值(n=8)
3 板栗立地地质背景
3.1 地质背景

天津板栗主产区的分布有一定的地质背景特征, 其特定的地质背景特征为天津板栗国家地理标志保护产品的划定提供了科学依据。从图1可以看出, 板栗主产区地层主要为长城系串岭沟组, 该地层呈NW— SE向条带状展布, 地层岩性以暗色页岩、粉砂质页岩为主, 夹少量粉砂岩和碳酸盐岩条带或透镜体, 顶部以铁白云岩和砂质含菱铁矿白云岩出现, 与上覆团山子组白云岩整合接触。

3.2 土壤元素地球化学特征

将天津板栗主产区土壤元素含量与天津市土壤元素背景值相比较(表5), 可以看出板栗主产区土壤中SiO2、TFe、K、Corg、N、B、Mo、Mn、Se含量明显偏高, Ca、Mg、Zn含量及pH值明显偏低。

据前人研究报道, 土壤粒级组成(质地)是影响板栗品质的一个因素, 板栗树适宜在质地较轻的土壤上生长。浙江诸暨市5年生板栗树, 生长在沙质壤土上的产量是生长在质地粘重的土壤上产量的十几倍[11-12]]。土壤中SiO2含量是反映土壤质地的直接指标, 前人曾在天津地区建立过SiO2含量与土壤质地的关系, SiO2含量在64%~65%之间, 属于轻壤土[13]。天津板栗主产区土壤SiO2平均含量为 64.67%, 显著高于天津市土壤背景值, 属于轻壤土, 适宜板栗树生长。

K、N是作物也是板栗树生长所大量需要的营养元素。N在板栗生长发育和开花结实中具有极其重要的作用, 土壤中N含量丰富可间接提高板栗对P、K的吸收累积, 是板栗高产的主要元素之一, K能促进叶的同化作用, 促进N的吸收, 提高作物的品质; N和K是影响板栗风味品质和外观品质的二个主要元素[14,15,16]。土壤有机质(Corg)与板栗品质存在一定正相关关系, 有机质增加也有利于板栗品质的提高[17]。天津板栗主产区土壤K、Corg、N含量相对于天津土壤背景偏高, 适宜板栗树生长及果实品质的提高。

板栗树“ 喜Fe” , 与蓟州区板栗主产区相邻的河北省著名的遵化板栗、迁西板栗, 其产地分布有较多的大、中型铁矿, 周围土壤岩石中Fe含量高, Fe与板栗树的生长及果实品质关系密切[18]。天津板栗主产区土壤Fe含量明显偏高, 高于天津市土壤背景值, 适宜板栗树生长及果实品质的提高。

土壤中B高可降低板栗果实的空蓬率, B肥的施用对降低板栗空蓬率、增加产量有明显的效果。目前, B是板栗种植中施用较多的微量元素肥料之一 [19-21] 。天津板栗主产区土壤B含量显著偏高, 对该地区板栗的高产非常有利。

一般认为板栗是“ 高Mn忌Ca” 植物, 不能生长在含Ca高的土壤上, 这可能是当碳酸钙含量超过一定水平后土壤呈中性或碱性反应, 而板栗是喜酸性植物; 另外, 石灰岩上发育的土壤质地往往较为粘重, 不利于板栗生长 [2,22,23]。土壤缺Mn时, 板栗树叶失绿变黄, 严重时叶片焦黄枯落, 从而影响板栗树的正常生长[24]。天津板栗主产区土壤Mn含量显著偏高, 远远高于天津市土壤背景值, 同时土壤中CaO含量显著偏低, 远远低于天津市土壤背景值, 适宜板栗树生长及果实品质的提高。

在一定的pH范围内(4~7), 板栗品质随着土壤pH值的下降而上升, 板栗适宜于在微酸性土壤中生长[25]。天津板栗主产区土壤pH值平均值为6.39, 属于偏酸性土壤环境, 适宜板栗树生长及果实品质的提高。

表5 板栗主产区土壤元素地球化学特征
4 结论

笔者对天津板栗主产区板栗品质的化学成分进行了测试分析, 并对其立地地质背景进行了深入研究。结果表明:天津板栗脂肪平均为0.75 g/100g, 水分平均为48.78%, 可溶性总糖平均为 11.53%, 蛋白质平均为8.80 g/100 g, 维生素C平均为15.18 mg/100 g; 板栗果实中大量营养元素N、K、P和中量营养元素Mg、S、Ca含量丰富, 其中Ca、K、Zn含量高于山楂, Ca、Mg、Zn、B含量高于红枣; 板栗主产区地层主要为长城系串岭沟组, 岩性以暗色页岩、粉砂质页岩为主; 板栗主产区土壤中SiO2、K、Corg、N、Fe、B、Mn、Ca含量丰富, pH值偏酸性, 非常适宜板栗树生长及果实品质的提高。

The authors have declared that no competing interests exist.

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