冬棗果實(shí)成熟期含糖量變化特征與連陰雨裂果的關(guān)系

孫愛(ài)良　何璇　王佳真　孫萌萌　任妙春

摘要：通過(guò)冬棗成熟期連陰雨災(zāi)害試驗(yàn)，對(duì)冬棗成熟期含糖量的變化特征進(jìn)行研究，并對(duì)冬棗成熟期不同階段內(nèi)連陰雨災(zāi)害造成的裂果數(shù)量與含糖量的關(guān)系進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）冬棗進(jìn)入成熟期后，糖分合成與發(fā)育時(shí)間呈現(xiàn)穩(wěn)定的線性正相關(guān)關(guān)系，其趨勢(shì)線滿足回歸方程y=0.343 7x-14 886，在冬棗成熟期的3個(gè)階段內(nèi)，含糖量的變化規(guī)律是完熟期>脆熟期>白熟期。（2）在不考慮降水量和降水時(shí)間等氣象要素的影響下，連陰雨災(zāi)害造成的冬棗裂果率與含糖量的關(guān)系分為3個(gè)階段：含糖量11.9%

關(guān)鍵詞：冬棗;成熟期;含糖量;秋季連陰雨;裂果

中圖分類號(hào)：S665.101?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）19-0160-05

收稿日期：2019-12-09

基金項(xiàng)目：河北省滄州市棗氣象服務(wù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)科研資助項(xiàng)目（編號(hào)：CZ2018001）。

作者簡(jiǎn)介：孫愛(ài)良（1970—），男，河北泊頭人，高級(jí)工程師，主要從事果樹(shù)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、防御措施的研究。E-mail：sal8@sina.com。

冬棗是我國(guó)主要的鮮食棗品種之一，具有較高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值，其維生素C含量是蘋(píng)果的70倍、梨的100倍、金絲小棗的20倍，還含有K、Na、Fe、Cu等多種微量元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值居“百果之冠”，被譽(yù)為“天然維生素丸”[1]。河北省東部地區(qū)是我國(guó)冬棗的主要產(chǎn)區(qū)及發(fā)源地，近年來(lái)種植面積、產(chǎn)量、品質(zhì)均有較快增長(zhǎng)，成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的一個(gè)重要途徑。但隨著冬棗種植效益的增長(zhǎng)，一些對(duì)冬棗生產(chǎn)影響較大的連陰雨、低溫凍害等氣象災(zāi)害所造成的損失日益凸顯，有關(guān)研究顯示，在全球氣候變暖的大背景下，這些災(zāi)害的發(fā)生頻率有增加趨勢(shì)[2]，在個(gè)別年份會(huì)造成較大損失，甚至絕產(chǎn)。

冬棗生長(zhǎng)在進(jìn)入成熟期后，果實(shí)總糖含量增加迅速，原來(lái)不溶于水的原果膠與纖維素不斷分離，分解成能溶于水的果膠，果肉細(xì)胞間結(jié)合開(kāi)始變得松散，遇連陰雨天氣時(shí)，果肉過(guò)量吸收水分、迅速膨脹，擠破果皮，造成裂果，形成災(zāi)害。在河北東部地區(qū)，冬棗一般在9月后進(jìn)入成熟期，此時(shí)正是秋季連陰雨災(zāi)害發(fā)生頻繁的季節(jié)，因此，連陰雨災(zāi)害也是這個(gè)時(shí)期對(duì)冬棗影響較大的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一。近年來(lái)，很多農(nóng)業(yè)及氣象科研人員對(duì)此開(kāi)展了大量研究，孫愛(ài)良等依據(jù)冬棗周年生育期內(nèi)的水分需求特點(diǎn)，對(duì)由于降水特征變化造成冀東地區(qū)冬棗生產(chǎn)管理措施的改變情況進(jìn)行了研究，并對(duì)當(dāng)?shù)厍锛具B陰雨災(zāi)害的變化趨勢(shì)和規(guī)律進(jìn)行分析[3];張凌云根據(jù)秋季連陰雨對(duì)紅棗裂果的影響進(jìn)行了研究，提出了在相同氣象條件下，紅棗成熟期的不同階段連陰雨造成的裂果程度存在差異[4];陳紅萍等通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)，對(duì)造成裂果的外在因素即降水、日照、氣溫等進(jìn)行了深入研究[5]。以上研究均指出在紅棗或冬棗成熟期的不同生長(zhǎng)階段，連陰雨災(zāi)害所造成的裂果程度存在差異。冬棗在進(jìn)入成熟期后，糖分合成增加迅速，各個(gè)階段內(nèi)的糖含量差異明顯，相關(guān)研究顯示，含糖量多少與棗裂果之間存在相關(guān)性[6]，但是，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于冬棗含糖量與連陰雨造成的裂果之間的關(guān)系缺乏深入研究，本課題擬通過(guò)試驗(yàn)研究冬棗成熟期含糖量變化特征及其與連陰雨裂果之間的關(guān)系，可以為進(jìn)一步制定冬棗連陰雨災(zāi)害造成的裂果、落果等防御措施，提供理論和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年秋季，冬棗進(jìn)入成熟期后，在河北省東部冬棗主產(chǎn)區(qū)的黃驊市羊三木鄉(xiāng)辛莊村的冬棗園內(nèi)，選擇5～6年生盛果期冬棗樹(shù)18株。自9月1日起至10月10日止，每5 d為1組試驗(yàn)，選擇其中的3株冬棗樹(shù)作為3個(gè)試驗(yàn)重復(fù)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），分別搭建遮陰棚，棚頂安裝噴淋裝置，按照設(shè)定的時(shí)間段自動(dòng)進(jìn)行噴淋，連續(xù)進(jìn)行5 d，模擬連陰雨天氣狀態(tài)，觀測(cè)記錄冬棗含糖量及裂果情況。一組試驗(yàn)進(jìn)行完畢，間隔2 d，再更換3株樹(shù)木進(jìn)行下一組，以此類推，共進(jìn)行6組試驗(yàn)（P1～P6）。同時(shí)在棗園內(nèi)選擇一株有代表性的盛果期冬棗樹(shù)作為對(duì)照樹(shù)（CK），觀測(cè)其正常天氣狀況下的含糖量和裂果率。

1.2 觀測(cè)方法與儀器

觀測(cè)方法：每日15：00—16：00，對(duì)3個(gè)重復(fù)內(nèi)的冬棗裂果情況進(jìn)行觀測(cè)：先在每個(gè)重復(fù)內(nèi)選擇有代表性的枝條，選定成熟度較好的冬棗果實(shí)約50枚作為基礎(chǔ)樣本數(shù)并做好標(biāo)記，每日記錄其中的裂果數(shù)。同時(shí)，分別于每個(gè)重復(fù)內(nèi)及對(duì)照樹(shù)（CK）上，選取有代表性的果實(shí)3枚，裝入樣品袋內(nèi)帶回，分別測(cè)量其含糖量，計(jì)算其平均值，作為裂果的含糖量。

試驗(yàn)所使用的糖度計(jì)采用日本ATAGO愛(ài)拓公司生產(chǎn)的手持式PAL-1型數(shù)顯水果測(cè)糖儀，測(cè)量范圍0～53%，測(cè)量精度為±0.2%。

1.3 原始數(shù)據(jù)整理

整個(gè)試驗(yàn)共進(jìn)行40 d，經(jīng)過(guò)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)初步整理，剔除人為影響或其他原因造成的異常數(shù)據(jù)，共取得30組數(shù)據(jù)（表1）。

由于冬棗含糖量的變化是一個(gè)緩慢的過(guò)程，相鄰2 d間變化不明顯，且樣本的選取存在一定的人為影響因素，所測(cè)數(shù)值存在反復(fù)的現(xiàn)象，因此，對(duì)原始數(shù)據(jù)按照試驗(yàn)分組分別計(jì)算各組內(nèi)每個(gè)重復(fù)連續(xù)5 d平均含糖量及平均裂果率，進(jìn)行整理（表2）。

冬棗在進(jìn)入成熟期后，共經(jīng)歷白熟、脆熟、完熟3個(gè)階段，根據(jù)實(shí)際物候觀測(cè)，在6組試驗(yàn)中，P1、P2處于白熟階段，P3、P4處于脆熟階段，P5組試驗(yàn)之后，進(jìn)入到完熟階段。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用SPSS 19.0和Excel 2010軟件對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 冬棗成熟期含糖量變化特征

果樹(shù)果實(shí)生長(zhǎng)進(jìn)入成熟期后，各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加速合成、分解和轉(zhuǎn)化，淀粉、果酸等儲(chǔ)藏物質(zhì)逐漸水解成蔗糖、葡萄糖和果糖等可溶性糖，使得果實(shí)總糖含量增加，果實(shí)變甜[7]，但不同果實(shí)的糖轉(zhuǎn)化速度和程度存在差異，將本試驗(yàn)中自然狀態(tài)下生長(zhǎng)的冬棗對(duì)照樹(shù)（CK）和3個(gè)重復(fù)內(nèi)所測(cè)得的平均含糖量的30組試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，點(diǎn)繪成冬棗成熟期含糖量變化散點(diǎn)圖（圖1）。

由圖1可以看出，無(wú)論是試驗(yàn)重復(fù)內(nèi)的平均含糖量數(shù)值還是CK樹(shù)測(cè)量的含糖量數(shù)值，在散點(diǎn)圖上都集中在一個(gè)狹窄的區(qū)域內(nèi)，其趨勢(shì)線高度重合，分別滿足回歸方程y1=0.343 7x-14 886和y2=0.369 2x-15 989，決定系數(shù)分別為r2=0.871 7、r2=0.934 7，方程均極顯著。進(jìn)一步將依據(jù)試驗(yàn)分組（P1～P6）計(jì)算出的平均含糖量數(shù)據(jù)（表2），繪成直方圖（圖2），其含糖量變化趨勢(shì)滿足方程y=2.55x+10.21，決定系數(shù)r2=0.990 0，方程極顯著。

2種分析方法均說(shuō)明，冬棗在進(jìn)入成熟期后，在正常氣象條件下，冬棗糖分轉(zhuǎn)化速度與發(fā)育時(shí)間呈現(xiàn)穩(wěn)定的線性正相關(guān)關(guān)系。

結(jié)合成熟期的白熟、脆熟、完熟3個(gè)階段物候期，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析整理，發(fā)現(xiàn)在3個(gè)階段內(nèi)，含糖量變化存在一定范圍，具體見(jiàn)表3。

由表3可以看出，含糖量的變化規(guī)律是完熟期> 脆熟期>白熟期，平均值分別為24.2、19.4、13.9。

2.2 冬棗裂果與含糖量的相關(guān)關(guān)系

計(jì)算表2中6組試驗(yàn)（P1～P6）的平均含糖量與裂果率之間的簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)得0.753 4，滿足α=0.1的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明冬棗裂果與含糖量存在相關(guān)關(guān)系。

將表2中6組試驗(yàn)（P1～P6）的平均含糖量與裂果率點(diǎn)繪成圖（圖3），對(duì)比圖中裂果率變化曲線可以看出，裂果率與含糖量有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在白熟階段（P1、P2）內(nèi)，裂果率隨含糖量的增加變化不明顯，進(jìn)入脆熟階段（P3、P4）后，裂果率隨著含糖量的增加而明顯增加，在進(jìn)入完熟階段（P5、P6）后，含糖量繼續(xù)增加，由連陰雨造成的裂果率反而略有下降，對(duì)連陰雨災(zāi)害的敏感程度有所降低。

結(jié)合冬棗成熟期果實(shí)生理變化特點(diǎn)綜合分析可知，冬棗進(jìn)入成熟期后，含糖量穩(wěn)步增加，原來(lái)不溶于水的原果膠與纖維素不斷分離[8]， 分解成能溶

于水的果膠，在白熟期階段，冬棗剛剛進(jìn)入糖化階段，生長(zhǎng)緩慢，總體含糖量不高，果皮果肉生長(zhǎng)均衡，內(nèi)部組織中的原果膠與纖維素緊密結(jié)合，直接吸水性弱，不會(huì)裂果;而在進(jìn)入脆熟期后，隨著含糖量的增加，果肉細(xì)胞間結(jié)合也開(kāi)始變得松散，遇連陰雨天氣時(shí)，冬棗果肉過(guò)量吸收水分、迅速膨脹，脆弱薄嫩的果皮被撐壓擠破，造成裂果。由此可見(jiàn)，含糖量也是影響冬棗連陰雨裂果的一個(gè)重要影響因素，可以作為分析冬棗成熟期連陰雨裂果的一種指標(biāo)。

2.3 裂果與含糖量指標(biāo)的確定

由上述分析可知，由連陰雨天氣造成的冬棗裂果率的變化，與含糖量的增加存在明顯的正相關(guān)關(guān)系，為進(jìn)一步做定量化研究，繼續(xù)對(duì)含糖量及裂果率數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，將觀測(cè)到的含糖量數(shù)據(jù)從最低數(shù)值11.0%開(kāi)始至最大值30.0%為止，以步長(zhǎng)為2.0%，將含糖量數(shù)值離散成不連續(xù)的9個(gè)區(qū)間，并將各個(gè)區(qū)間內(nèi)的裂果數(shù)量進(jìn)行對(duì)應(yīng)，整理成表4，依照其中數(shù)據(jù)點(diǎn)繪成折線圖（圖4）。

仔細(xì)觀察分析圖4，可以看出，連陰雨造成的裂果數(shù)量（N）與含糖量（K）的變化，基本可以分為如表5所示的3個(gè)階段，可以得到反映冬棗成熟期含糖量與裂果關(guān)系的3個(gè)重要指標(biāo)，即11.9%、19.1%、25.1%，作為指導(dǎo)實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象指標(biāo)，即當(dāng)冬棗含糖量11.9%

2.3.2 檢驗(yàn)

為了確保以上得出的11.9%、19.1%、25.1%這3個(gè)指標(biāo)具有實(shí)際的生產(chǎn)指導(dǎo)意義，將表4中的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的整理，分為11.9%

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

冬棗在進(jìn)入成熟期后，各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加速合成、分解和轉(zhuǎn)化，果實(shí)總糖含量的增加與發(fā)育時(shí)間和階段呈現(xiàn)穩(wěn)定的線性相關(guān)關(guān)系，至完熟末期，基本穩(wěn)定下來(lái)，含糖量達(dá)到最高[9]。但是，在成熟期的3個(gè)階段內(nèi)，隨著含糖量的增加，由連陰雨災(zāi)害造成的裂果程度發(fā)生變化，即對(duì)連陰雨災(zāi)害的敏感程度發(fā)生變化：在白熟階段，裂果率隨含糖量的增加變化不明顯，進(jìn)入脆熟階段后，裂果率隨著含糖量的增加而明顯增加，在進(jìn)入完熟階段后，含糖量繼續(xù)增加，由連陰雨造成的裂果率反而有所下降，即對(duì)連陰雨災(zāi)害的敏感程度有所降低。

通過(guò)分析，可以得到反映冬棗成熟期含糖量與裂果關(guān)系的3個(gè)重要指標(biāo)，即11.9%、19.1%、25.1%，作為指導(dǎo)實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)，當(dāng)冬棗含糖量11.9%

3.2 研究的改進(jìn)方向

實(shí)際生產(chǎn)中，冬棗成熟期連陰雨災(zāi)害造成的裂果，是一個(gè)復(fù)雜的生理過(guò)程[9]，除了與冬棗含糖量有關(guān)外，還與果皮結(jié)構(gòu)、果肉狀況、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況等內(nèi)在因素相關(guān)[10-12]，同時(shí)也與降水日數(shù)、降水量、日照時(shí)數(shù)、降水時(shí)的溫度條件等外在因素存在一定關(guān)系[13]。本研究旨在分析含糖量的變化特點(diǎn)及其對(duì)連陰雨災(zāi)害在不同的含糖量階段對(duì)冬棗裂果造成的影響，因此沒(méi)有充分考慮這些現(xiàn)實(shí)的影響因素，需要在今后的研究中做進(jìn)一步的探索。

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