海南岛油茶种质资源鉴定与分布研究进展

油茶是中国特有的木本油料树种,茶籽油是一种极为健康的食用油。海南岛种植油茶的历史悠久,但对海南岛油茶种质资源鉴定与分布研究一直很不充分。随着海南本地油茶新种——海南油茶(Camellia hainanica)的鉴定及采用流式细胞术结合染色体计数法对海南油茶倍性进行深入研究,目前已对海南岛的油茶种质资源及其分布有了一个较为清晰的认识。但是未来仍需要对海南省认定的23个油茶优良品系/品种进行染色体鉴定,以及对海南“山柚油”物种来源进一步探讨。

油茶籽不同加工技术产生的副产物成分测定及对比研究

本研究旨在对油茶籽饼、油茶籽粕和油茶籽仁粉的性状、常规营养成分和主要生物活性成分进行测定和对比分析。研究结果显示:与油茶籽饼和油茶籽粕相比,油茶籽仁粉性状优势突出,为类白色粉末,苦涩味淡,呈多孔蜂窝状微观结构;富含营养和生物活性成分,其粗蛋白质、总糖和油茶皂苷含量较高,分别为11.66%、38.50%和18.85%;粗纤维和单宁含量较低,分别为8.60%和1.25%。以上结果表明,油茶籽仁粉的性状、常规营养成分和主要生物活性成分都优于油茶籽饼和油茶籽粕,具有作为新型和特色饲料资源开发利用的巨大潜力。

全链条促进油茶产业高质高效发展——访南昌大学油茶资源挖掘与利用研究团队成员 张剑

南昌大学油茶资源挖掘与利用研究团队成立于2012年,是一支综合实力强、服务功能全的科研团队,在多倍体油茶遗传多样性分析、油茶关键性状变异的分子基础解析、抗逆野生油茶遗传资源挖掘、高值化油茶生态种养技术、茶油精深加工及综合利用等方面具有明显优势和特色。多年来,南昌大学油茶资源挖掘与利用研究团队持续攻关油茶产业核心技术,不断探索油茶产业发展模式;调查了全国油茶遗传资源的分布,为高产、高抗油茶品种的高效选育提供了重要支撑;建立高值化油茶生态种养技术体系,显著提升油茶林的经济和生态效益;研发了茶粕和茶蒲高效利用的一体化关键技术和工艺,创新开发出适于油茶生态种养的植物蛋白饲料与有机肥;等等。通过多学科交叉,南昌大学油茶团队支持地方从种苗种植开始,到标准化车间改造,联动加工、仓储、展示、交易和研学,逐步建立起油茶产业的完整链条。本期访谈,特别邀请南昌大学油茶资源挖掘与利用研究团队成员张剑博士,带读者朋友了解油茶产业,解锁发展难题。

常山县新昌乡创新探索油茶发展之路

常山县位于浙江省西南部,钱塘江上游,生态优势明显,森林覆盖率71.57%。常山是中国胡柚之乡、油茶之乡、食用菌之乡,好山好水孕育“常山三宝”。作为全国油茶重点县,常山油茶种植发展已有2000多年历史,常山县新昌乡作为油茶种植历史悠久的乡镇之一,资源禀赋得天独厚,全乡共有油茶林5.38万亩,占全县油茶种植面积的五分之一,但新昌乡油茶产业还存在发展布局不平衡、总体效益不高等短板。

凭祥市古油茶林担当乡村振兴新使命 百年古油茶 茶油香百年

南国深秋,又到了油茶飘香的季节。马垌村三堂屯93岁村民陆启超翘首望向村后群山,在那延绵的山岭上,生长着数千株年龄比他还老的油茶古树。他常常回想起童年时随长辈上山采收油茶果的往事,也常常关心询问如今油茶古树的长势,地处祖国南疆的凭祥市上石镇马桐村,保存着一片迄今所知广西乃至全国罕见的特大古油茶树群--736.5亩、8937株百年油茶古树。

油茶低产林改造技术

油茶是重要的木本油料树种,油菜籽生产的茶油富含维生素E、亚油酸、活性物质等营养成分,具有很好的保健价值。国家林业和草原局、国家发展和改革委员会、财政部联合印发的《加快油茶产业发展三年行动方案(2023—2025年)》提出,2023—2025年完成新增油茶种植1917万亩、改造低产林1275.9万亩,确保到2025年全国油茶种植面积达到9000万亩以上、茶油产能达到200万吨。

不同施肥模式对越南油茶饼的总多酚含量和抗氧化活性的影响

为探究不同施肥模式对越南油茶饼总多酚含量和抗氧化活的影响,完善海南地区越南油茶施肥措施,促进越南油茶产业健康发展。设置常量复合肥(M1)、减量复合肥+蚯蚓土(M2)、减量复合肥+蚯蚓土+生物肥(M3),减量复合肥+中微量元素缓释肥(M4),减量复合肥+植物调节剂专用复合肥(M5)以及不施肥的对照组(CK)6组不同的施肥模式,测定不同施肥模式下越南油茶饼提取物的总多酚的含量,同时应用FRAP法、DPPH自由基清除法、羟基自由基(—OH)清除法以及ABTS自由基清除法测得其抗氧化活性。结果表明:M1、M3、M4处理的越南油茶饼总多酚含量以及抗氧化活性均较CK高,其中,处理M4的总多酚含量以及抗氧化活性最高。此外,在施用复合肥的基础上增施中微量元素缓释肥能够进一步增强越南油茶饼的总多酚含量和抗氧化活性。因此,在实际生产中可以通过施用复合肥搭配中微量元素缓释肥提高越南油茶饼的品质。

强化要素保障 狠抓扩面提质 推动油茶生产三年行动计划落地见效

怀化油茶种植和茶油加工历史悠久,是湖南五大油茶集中产区、四大油茶产业集群和三条油茶百里产业带之一,历届市委市政府高度重视发展油茶产业,坚持把油茶作为助推乡村振兴的特色优势产业和兴林富民的绿色支柱产业来抓,油茶林扩面提质和三产融合发展取得较好成效。

基于改进COF-YOLO v8n的油茶果静态与动态检测计数方法

针对自然环境下油茶果存在严重遮挡、近景色、小目标等现象,使用YOLO网络存在检测精度低、漏检现象严重等问题,提出对YOLO v8n网络进行改进。首先使用MPDIOU作为YOLO v8n的损失函数,有效解决因为果实重叠导致的漏检问题;其次调整网络,向其中加入小目标检测层,使网络能够关注小目标油茶以及被树叶遮挡的油茶;最后使用SCConv作为特征提取网络,既能兼顾检测精度又能兼顾检测速度。改进COF-YOLO v8n网络精确率、召回率、平均精度均值分别达到97.7%、97%、99%,比未改进的YOLO v8n分别提高3.2、4.8、2.4个百分点,其中严重遮挡情况下油茶检测精确率、召回率、平均精度均值分别达到95.9%、95%、98.5%,分别比YOLO v8n提高4.0、9.1、4.6个百分点。因此改进后COF-YOLO v8n网络能够明显提高油茶在严重遮挡、近景色、小目标均存在情况下的识别精度,减小油茶的漏检。此外,模型能够实现动、静态输入条件下油茶果计数。动态计数借鉴DeepSORT算法的多目标跟踪思想,将改进后COF-YOLO v8n的识别输出作为DeepSORT的输入,实现油茶果实的追踪计数。所得改进模型具有很好的鲁棒性,且模型简单可以嵌入到边缘设备中,不仅可用于指导自动化采收,还可用于果园产量估计,为果园物流分配提供可靠借鉴。

气候变化下中国油茶毒蛾潜在分布区模拟预测

【目的】油茶是国家重点发展的木本油料作物,具有较高的经济价值和生态价值。油茶毒蛾是油茶的主要病虫害之一,严重制约了油茶的产量和质量。本研究针对油茶毒蛾的潜在分布开展模拟预测,以期为油茶毒蛾的预警和具体防控行动提供科学依据。【方法】基于油茶毒蛾在中国的有效地理分布数据和生物气候数据,利用MaxEnt生态位模型和ArcGIS软件,模拟预测油茶毒蛾在当前气候条件的潜在分布,以及SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5 3种气候情景下2050年和2070年油茶毒蛾在中国潜在适生区分布范围,并分析了制约其适生区分布的主导环境因子。【结果】(1)影响油茶毒蛾适生区分布的主导环境因子为最干月降水量、年降水量、最冷月最低温度和温度日较差月均值。当最干月降水量28~148 mm、年降水量1 290~2 080 mm、最冷月最低温度1.0~10.1℃、温度日较差月均值7.2~8.5℃时最适宜油茶毒蛾的生存。(2)当前气候条件下,油茶毒蛾总适生区面积约占我国国土面积的20.0%,主要分布在我国南方的长江中下游地区和华南地区,高度适生区面积为64.2×10^(4) km^(2),中度适生区面积为61.8×10^(4) km^(2),低度适生区面积为66.0×10^(4) km^(2)。(3)在未来两个时期和3种气候情景下,油茶毒蛾适生区面积出现不同程度的扩大,新增适生区面积在9.3×10^(4)~33.0×10^(4) km^(2)之间,地理分布中心迁移距离在24.4~125.1 km之间。气候变暖越明显,油茶毒蛾的潜在分布区面积增加越多,地理分布中心点的迁移距离越远。【结论】油茶毒蛾在中国的适生区范围较广,几乎囊括了中国南部所有的省份。在未来气候情景下,油茶毒蛾的适生区将向北、向西等高纬度的内陆地区扩张。为此,建议相关部门应提前制定预案和政策,加强对油茶毒蛾的观测和防控,减少其对油茶产业造成的损失。

油茶和薄壳山核桃间作对土壤养分和真菌多样性的影响

【目的】探讨油茶和薄壳山核桃间作对土壤养分和真菌多样性的影响。【方法】以油茶单作模式(Cam)、油茶+薄壳山核桃间作模式(Cam&Car)和薄壳山核桃单作模式(Car)3种林地为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序等技术,分析0~30 cm林地土壤主要理化性质和酶活性、真菌群落组成结构和多样性以及真菌与土壤环境因子的相关性。【结果】间作模式林地土壤pH值和水解性氮、有效磷、有机质含量均居于Car单作模式和Cam单作模式之间。间作模式一定程度上提升了薄壳山核桃土壤酶活性,降低了土壤有效钾(AK)、有效硫(AS)、交换性钙(ECa)含量。3种模式土壤真菌测序共获得1 084个OTUs,共有OTUs数量为111个,特有OTUs的数量表现为Car> Cam&Car> Cam。3种模式共鉴定出8门11纲56目131科201属257种真菌,其中Saccharomycetes、Sordariomycetes、Agaricomycetes是3种模式共有优势菌纲,Wickerhamomyces是共有优势菌属。Alpha多样性分析表明,3种模式土壤真菌ACE指数存在显著差异,即Car> Cam&Car> Cam,而Shannon指数和Simpson指数没有显著差异。基于Bray-Curtis距离的土壤真菌群落组成主坐标分析结果表明,Cam&Car间作模式与Car单作模式和Cam单作模式均有交集,其中与Car单作模式交集较多。相关性分析结果表明,属水平主要真菌与土壤环境因子存在相关关系,其中与交换性钙含量、有效钾含量、有效硫含量存在显著性负相关。【结论】油茶与薄壳山核桃间作增大了林地养分消耗,但也一定程度上提升了薄壳山核桃土壤酶活性和微生物多样性。建议油茶和薄壳山核桃间作时,加大肥力管理,特别是含钙、钾和硫元素肥料的投入。

油茶巢式交配子代油脂相关性状的遗传分析

【目的】探究油茶种内杂交和种间杂交的亲本选配机制,为油茶高含油率杂交育种选育提供指导。【方法】以油茶巢式交配设计的种内、种间杂交子代为材料,分别测定种仁含油率、木质素、纤维素和半纤维素含量,分析母本的一般配合力(GCA)、杂交组合的特殊配合力(SCA),解析重要性状的遗传效应。【结果】12个家系的种仁含油率为17.83%~53.55%,木质素含量为4.68%~18.12%,纤维素含量为3.66%~13.04%,半纤维素含量0.54%~12.20%。种仁含油率、木质素、纤维素和半纤维素含量的差异在组合间和母本内父本间达到了显著水平。含油率和木质素、半纤维素含量呈显著负相关关系,其相关系数为-0.489和-0.297。长林4号种仁含油率的GCA最高,达到1.57。各组合的SCA分析表明,含油率SCA为-6.38~4.28,其中含油率SCA高且其余3个性状SCA低的种内杂交组合有40×95和4×18。种间杂交组合含油率的SCA普遍较低,仅53×小2较高,为2.77。除木质素外,含油率、纤维素、半纤维素含量主要受显性效应控制,非加性方差大于加性方差,说明以这3个性状为目标的杂交育种中评估亲本的SCA比GCA更重要。4个性状的单株遗传力范围为10.84%~58.35%,家系遗传力为4.23%~.21.35%,均受到较强的环境效应影响。【结论】以配合力为参考指标,结合各组合的表型数据,选出可用于油茶高含油杂交种质创制的优良种内杂交组合40×95和4×18,种间杂交组合53×小2。

基于改进YOLOv7的油茶果实成熟度检测

为确保油茶果实处于最佳成熟度进行采摘,提高油茶果实的出油率及茶油品质,该研究针对自然环境下油茶果实多被遮挡的问题,以原始YOLOv7模型为基础进行改进,提出一种油茶果实成熟度检测方法。首先,在主干网络中引入十字交叉注意力机制(criss-cross attention,CCA)加强对被枝叶遮挡果实成熟度特征的提取能力;其次,使用基于距离和交并比的非极大值抑制(distance-iou non-maximum suppression,DIoU-NMS)算法代替传统非极大值抑制(nonmaximum suppression,NMS)算法,从而加强模型对相互遮挡果实的检测能力;最后,以训练集中3 098张油茶果实图像训练改进的YOLOv7模型,验证集中442张图像用于在训练过程中评估模型,并对测试集中885张图像进行测试。改进后的YOLOv7模型在测试集下的精确率P为93.52%,召回率R为90.25%,F1分数为91.86%,平均精度均值mAP为94.60%,平均检测时间为0.77 s,模型权重大小为82.6 M。与Faster R-CNN、EfficientDet、YOLOv3、YOLOv5l和原始YOLOv7模型相比,平均精度均值mAP分别提升7.51、5.89、4.21、4.21和2.91个百分点。试验证明,改进的YOLOv7模型为实现油茶果实的智能化采摘提供理论依据。

油茶籽粕发酵菌株的筛选鉴定及发酵产物特性分析

油茶行业的迅速发展导致油茶籽粕废弃物的大量产生,其落后的处理方式造成了严重的资源浪费,制约了我国油茶行业的可持续发展。油茶籽粕中富含有机质,利用微生物发酵法降解其中的纤维素、木质素及茶皂素等生物大分子来制备有机肥是实现油茶籽粕合理资源化利用的有效途径。通过筛选获得3株针对油茶籽粕中纤维素和木质素的高效降解菌,包括1株真菌X1-1,属于Pleurostomarichardsiae,以及2株细菌M4-2和M5-2,分别为蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii)和类芽孢杆菌(Paenibacillus sp)属,可有效降低发酵产物中茶皂素的含量,实现油茶籽粕的无害化处理。实验结果显示,经菌株X1-1、M4-2和M5-2发酵处理28 d后,油茶籽粕中纤维素含量的降解率分别为29.74%、19.65%和13.19%,木质素含量的降解率分别为12.84%、17.85%和26.39%,茶皂素含量的降解率分别为34.06%、45.05%和46.15%;且发酵后的油茶籽粕腐熟度、有机质含量和养分含量等指标均符合有机肥标准。研究结果拓展了油茶籽粕的资源化利用途径,同时为木质素和纤维素的高效降解提供了良好的菌种资源。

植物生长调节剂对‘小米’红花油茶苗木生长的影响

为探究植物生长调节剂对‘小米’红花油茶苗木生长的作用以及最佳施用量,采用赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)二因素三水平3×3回归设计,选择不同浓度的GA3、IAA及其组合处理云南高山区‘小米’红花油茶嫁接苗,所得数据经过协方差排除初始值影响后进行方差分析和多重比较。结果显示:(1)9种不同组合中,对苗高有极显著促进效果的最佳浓度组合是5 mg/L GA3和5 mg/L IAA,其处理比对照高出34.4%。(2)对地径有极显著促进效果的浓度组合是10 mg/L GA3+5 mg/L IAA,比对照高出24.6%。(3)9种组合中,所有处理对冠幅都有极显著促进效果,其中最佳浓度组合是0 mg/L GA3+5 mg/L IAA组合,比对照高出26.1%。研究结果表明:采用GA3的浓度为10 mg/L,IAA的浓度为0 mg/L或者5 mg/L的植物生长调节剂组合对‘小米’红花油茶嫁接苗进行喷施,可以明显促进其苗高、地径及冠幅的综合增长。

4种抑菌剂对油茶炭疽病和软腐病的防效

筛选环保型抑菌剂,为油茶炭疽病和软腐病绿色防治提供依据。采用室内生长速率法和喷雾法测定了4种抑菌剂对油茶炭疽病菌和软腐病菌抑制作用及油茶炭疽病苗期防治效果。实验室抑菌试验结果表明,纳米氧化铁悬浮剂及油茶壳醋液对油茶炭疽病菌和油茶软腐病菌均有较好的抑制作用,其中含有壳聚糖的纳米氧化铁悬浮剂的抑制效果最好,1%纳米氧化铁悬浮剂处理对油茶炭疽病抑制率为100%,4%的油茶壳醋液处理对油茶炭疽病抑制率为100%;0.3%的纳米氧化铁悬浮剂处理对油茶软腐病的抑制率为100%,0.4%的油茶壳醋液处理对油茶软腐病的抑制率为100%。苗期试验结果显示,4种抑菌剂对油茶炭疽病菌均有很好的防治效果,以纳米氧化铁和油茶壳醋液防治效果最好,防治效果达90%左右,与电解质水溶液等处理差异显著,对照多菌灵和波尔多液防治效果亦较好,达59%以上。

中国主要油茶产区山茶炭疽菌群体遗传结构分析

以中国主要油茶产区的油茶(Camellia oleifera Abel.)炭疽病优势种山茶炭疽菌(Colletotrichum camelliae)的16个地理种群168个菌株为供试材料,应用ISSR分子标记技术进行遗传多样性和种群遗传结构分析。16个地理种群的多态位点百分比(PPB)为98.99%,Nei’s基因多样性指数(He)为0.28,Shannon信息多样性指数(Is)为0.43,遗传相似度(I)平均为0.834,遗传距离(D)平均为0.183,表明山茶炭疽菌遗传多样性水平较高且异质性较强,种群间存在一定程度的遗传变异,遗传距离与地理距离之间无相关性。湖北省、浙江省、江西省、湖南省和广西5个省级种群总基因多样度(Ht)为0.274 8,遗传分化系数(Gst)为0.517 4,基因流(Nm)为0.466 4,表明山茶炭疽菌5个省级种群虽然被分化,但是不存在基因流动现象(Nm<1)。

气候变化背景下湖南普通油茶气象灾害风险时空变化

基于1961-2020年湖南省高空间分辨率历史气象分析资料和BCC_CSM模式2021-2050年气候预估数据,采用普通油茶气象灾害综合指数分析湖南普通油茶气象灾害风险区划时空变化特征、几何中心及位移变化。结果表明:(1)1991-2020年与1961-1990年相比,湖南普通油茶气象灾害风险等级降低,高、中、低风险等级区面积占比分别减少10.4、15.6和17.5个百分点,微风险等级区面积占比增加43.5个百分点;各风险等级区均向高海拔区迁移。(2)2021-2050年与1991-2020年相比,中风险等级区和低风险等级区面积占比分别增加46.6个和20.6个百分点,微风险等级区和高风险等级区面积占比分别减少63.4个和3.8个百分点;微风险等级区和高风险等级区向高海拔区迁移,中风险等级区和低风险等级区向低海拔区迁移。(3)在多种气象灾害综合影响下,微风险等级区前30a(1991-2020年)覆盖湖南省大部地区,未来30a(2021-2050年)将缩减至仅湘东南南部地区;低风险等级区先收缩后发展至全省大部;中风险等级区向北位移;高风险等级区向西北位移。

“三华油茶”的选育与推广应用

【目的】选育出高产、稳产、抗逆性强、适宜机械化栽培的大果油茶品种,为油茶产业高质量发展提供新一代良种。【方法】20世纪80年代初中期,从油茶中心产区湖南省茶陵县选择14个油茶优良单株,与来自全国初步筛选出的70个参试油茶优良无性系共建立84个无性系品比试验林,试验设计为每小区10株、3次重复。2006年后对各无性系进行连续3年的测产、经济性状分析和评价。【结果】2008年从84个优良无性系中筛选出原产地均为茶陵县的3个大果油茶品种‘华鑫’‘华金’和‘华硕’,与其他无性系相比果实大、产量高、产量稳、适应性强、易识别、生产成本低、适合机械化作业和采收、品种配置简单高效。【结论】‘华鑫’‘华金’和‘华硕’3个无性系2009年通过国家级林木品种审定。2021年再次通过国家级林木品种扩大范围审定,同年被国家林业和草原局列为全国16个油茶主推品种。现已在湖南、江西、广西、广东、湖北、河南、四川等省(区、市)广泛推广应用,有力促进了我国油茶良种的更新换代和油茶产业的高质量发展。

油茶壳-蚕沙不同碳氮比堆肥的腐熟效果

【目的】探明油茶壳-蚕沙不同碳氮比(C/N)堆肥的腐熟效果,为油茶壳和蚕沙无害化、资源化利用提供依据。【方法】以油茶壳与蚕沙为堆肥原料进行好氧堆肥试验,研究不同碳氮比油茶壳-蚕沙堆肥处理(CK:纯油茶壳50 kg,C/N=100;T_(1):油茶壳50 kg,蚕沙45 kg,C/N=20;T_(2):油茶壳50 kg,蚕沙31 kg,C/N=25;T_(3):油茶壳50 kg,蚕沙23 kg,C/N=30;T_(4):油茶壳50 kg,蚕沙18 kg,C/N=35)堆肥过程中物理、化学和生物指标的变化。【结果】与CK比,不同C/N油茶壳-蚕沙处理pH呈中性或弱碱性,且最高温度和高温持续时间均较高,其中,C/N=20和C/N=25的油茶壳-蚕沙处理高温持续时间分别为17 d和13 d,达《畜禽粪便无害化处理技术规范》(NY/T 1168—2006)要求。不同C/N油茶壳-蚕沙处理的C/N、有机质、木质素和纤维素含量均随发酵进程而逐渐降低,全氮、全磷和全钾含量均有所增加,堆肥发酵结束时,C/N=20和C/N=25油茶壳-蚕沙处理的总养分含量较高,分别为5.10%和4.28%,符合《有机肥料》(NY/T 525—2021)要求;有机质、纤维素、木质素的降幅较大,分别降17.1百分点、11.2百分点、8.4百分点和15.8百分点、6.8百分点、6.3百分点;GI均稳定在70%以上,对植物毒性小。不同C/N油茶壳-蚕沙处理堆肥后的重金属(Pb、Cd、Cr、As、Hg)含量较堆肥前均有所提高,但均低于标准限量值。【结论】添加适量比例的蚕沙可有效促进油茶壳腐解,调节堆肥初始C/N在20~25有利于油茶壳-蚕沙堆肥的腐熟。