新疆精河寧杞1 號(hào)的外觀品質(zhì)與氣象條件關(guān)系研究

孫 蕾，牟歡，張紅云

（1.精河縣氣象局，新疆 精河 833300；2.新疆氣象臺(tái)，新疆 烏魯木齊 830002）

精河縣是新疆主要枸杞種植區(qū)，精河枸杞具有果實(shí)粒大飽滿、皮薄肉厚、營養(yǎng)豐富和藥用價(jià)值高等特點(diǎn)。1998 年被農(nóng)業(yè)部命名為“枸杞之鄉(xiāng)”，2001 年精河枸杞被認(rèn)定為“新疆農(nóng)業(yè)名牌產(chǎn)品”。精河縣早在20 世紀(jì)80 年代從寧夏引種大麻葉枸杞，引種后在形態(tài)上與寧夏同品種存在一定的差距[1]。2002 年精河縣大面積引種寧杞1 號(hào)枸杞，該品種具有掛果多、抗病強(qiáng)、果實(shí)顆粒小等特點(diǎn)，但果實(shí)形態(tài)與原產(chǎn)地相比存在明顯的差異[2]。寧夏很多學(xué)者在寧杞1號(hào)枸杞適應(yīng)環(huán)境方面做了大量研究，如李劍萍等[3]研究得出寧杞1 號(hào)外觀品質(zhì)中縱徑與枸杞開花到成熟的降水量呈冪函數(shù)的關(guān)系，百粒重與采摘前40 d平均氣溫呈三次曲線關(guān)系，18～20 ℃是百粒重增加的最適區(qū)間的結(jié)論。劉靜等[4-5]對(duì)枸杞產(chǎn)量與氣象條件的關(guān)系及光照對(duì)品質(zhì)的影響進(jìn)行了研究，得出≥10 ℃期間的積溫和日照時(shí)數(shù)是評(píng)價(jià)枸杞熱量、光照條件的首選因子。蘇占勝等[6]利用該積溫和日照指標(biāo)開展了基于GIS 的枸杞產(chǎn)量氣候區(qū)劃，馬力文等[7]從產(chǎn)量和品質(zhì)兩方面對(duì)寧夏枸杞氣候適宜性進(jìn)行了區(qū)劃。枸杞適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，20 世紀(jì)60 年代引種到青海后，產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生了一系列變化，也存在一定的氣候風(fēng)險(xiǎn)[8-10]。目前寧杞1 號(hào)在精河縣種植已近20 a，其果實(shí)外觀品質(zhì)受精河縣哪些氣象因子影響，與寧夏主產(chǎn)地的影響因子有何異同？通過3 a 的試驗(yàn)，研究了精河寧杞1 號(hào)外觀品質(zhì)多項(xiàng)評(píng)價(jià)要素與氣象因子的關(guān)系，研究結(jié)果對(duì)精河縣枸杞品種的引種和選育有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 枸杞試驗(yàn)田及采樣方法

試驗(yàn)田選在精河縣托里鎮(zhèn)枸杞基地，面積2.67 hm2。地理位置為82°54′E，44°34′N，海拔335 m。試驗(yàn)區(qū)周邊均為枸杞種植區(qū)域，土壤為沙壤土，肥力中等，地下水位深度＞2 m。采樣時(shí)間為2018—2020 年6—10 月。其中每年6 月中旬—7 月下旬為夏果期，期間采摘的枸杞果實(shí)稱為夏果，一般采摘4 批次；8月上旬—9 月上旬為休眠期；9 月中旬—10 月下旬為秋果期，期間采摘的果實(shí)稱為秋果，一般采摘3 批次。本研究逐批次采摘寧杞1 號(hào)樹體不同部位的枸杞鮮果，按照當(dāng)?shù)氐墓麑?shí)制干方法進(jìn)行晾曬，通常采用1 000 g 純凈水兌100 g 食用純堿，配成10%堿水溶液噴灑在100 kg 枸杞鮮果上，然后均勻鋪在竹簾子上，放在通風(fēng)的陽光下晾曬、制干。

1.2 枸杞外觀品質(zhì)劃分標(biāo)準(zhǔn)

枸杞外觀品質(zhì)一般涉及果實(shí)大小、重量、色澤等，枸杞干果的平均縱徑、平均橫徑、百粒重、色澤這4 個(gè)因子可以較全面地反映枸杞的外觀品質(zhì)特征[11]。枸杞平均縱徑體現(xiàn)了枸杞子的“身高”即果實(shí)長度，測(cè)量方法為50 粒枸杞縱軸長度的累計(jì)值。枸杞平均橫徑體現(xiàn)了枸杞的“腰圍”，即果實(shí)粗度，測(cè)量方法為50 粒枸杞子橫軸寬度的累計(jì)值。枸杞百粒重是一百粒枸杞的平均重量，它體現(xiàn)了枸杞的大小和飽滿程度，是枸杞外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)。色澤也是影響枸杞品質(zhì)的重要因素，其中色澤級(jí)別參照標(biāo)準(zhǔn)比色板分為5 級(jí)，級(jí)別越大表明品質(zhì)越高：5 級(jí)特優(yōu)（鮮紅R：191～220）；4 級(jí)優(yōu)（棗紅色R：161～190）；3級(jí)良（紫紅色R：131～160）；2 級(jí)中（微暗紅R：101～130）；1 級(jí)差（暗紅R：＜100）。測(cè)定方法參照枸杞農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)規(guī)范[12]。

1.3 氣象資料收集及處理

利用2018—2020 年距離試驗(yàn)地5 km 的區(qū)域氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)批次枸杞采摘前70 d 逐日氣象資料，并將該時(shí)段分為14 個(gè)生長時(shí)段，每個(gè)生長時(shí)段間隔5 d，分析各生長時(shí)段內(nèi)≥10 ℃積溫、平均氣溫、累積降水量、平均降水量、累積日照時(shí)數(shù)、平均日照時(shí)數(shù)等氣象要素，分別與相應(yīng)批次采摘的枸杞百粒重、平均橫徑、平均縱徑、色澤相對(duì)應(yīng)，構(gòu)建樣本序列開展氣象因子對(duì)外觀品質(zhì)影響的研究。

1.4 研究方法

為了確定氣象因子對(duì)枸杞外觀品質(zhì)的影響，首先進(jìn)行枸杞外觀品質(zhì)指標(biāo)與采摘前70 d 細(xì)分的14個(gè)不同生長發(fā)育時(shí)段，多個(gè)氣象要素進(jìn)行Pearson、Kendal 和Spearman 相關(guān)普查，同時(shí)繪制點(diǎn)聚圖排除偽相關(guān)，篩選出通過0.05 及0.01 顯著性檢驗(yàn)的相關(guān)因子?？紤]正態(tài)分布和偏正態(tài)分布假設(shè)，進(jìn)行偏相關(guān)分析，將互相相關(guān)并且與枸杞外觀品質(zhì)相關(guān)的因子逐一作為控制因子，研究其他因子與枸杞外觀品質(zhì)的關(guān)系，分析其生物物理意義后，選擇最優(yōu)因子，建立單氣象因子與枸杞外觀品質(zhì)的定量關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，建立枸杞外觀品質(zhì)與氣象條件的最優(yōu)回歸方程。設(shè)影響枸杞外觀品質(zhì)的因子有m個(gè)，n為樣本量，那么，枸杞某一外觀品質(zhì)P可以用以下公式[13]表示：

其中，xr，j為因子，aj為偏回歸系數(shù)，c0為常數(shù)項(xiàng)。

根據(jù)公式（1）建立枸杞外觀品質(zhì)與氣象條件的定量關(guān)系。最后通過對(duì)模擬關(guān)系進(jìn)行F檢驗(yàn)，評(píng)價(jià)模式優(yōu)劣。

2 結(jié)果與分析

2.1 平均縱徑與氣象條件的關(guān)系

寧杞1 號(hào)品種果實(shí)的主要特征是果粒呈長圓形，頂端有白尖，果實(shí)越長品種的特性越明顯。氣象條件對(duì)果實(shí)外形起到很大作用，干旱、缺水往往造成果?？s短，傾向圓形。本研究發(fā)現(xiàn)與平均縱徑Y(jié)相關(guān)，通過0.01 的顯著性檢驗(yàn)及偏相關(guān)也顯著的因子分別為枸杞果實(shí)采摘前10 d 平均氣溫T10（圖1a）、采摘前55 d 日照時(shí)數(shù)S55（圖1b）。平均縱徑Y(jié)與這2 個(gè)因子間的最優(yōu)回歸方程為：

平均縱徑與上述2 個(gè)氣象因子的多元回歸擬合方程為：

此回歸方程的R2=0.833，F(xiàn)=25.852，通過了0.05 的顯著性檢驗(yàn)。對(duì)回歸方程進(jìn)行共線性診斷時(shí)，一般認(rèn)為方差膨脹因子VIF＜10，容忍度Tolerance＞0.2，表明各自變量之間不存在共線性問題。用此方法對(duì)方程（4）進(jìn)行共線性檢驗(yàn)，得到方差膨脹因子VIF=1＜10，容忍度Tolerance=1＞0.2，通過了因子共線性檢驗(yàn)，說明兩因子之間不存在多重共線性問題。

由圖1a 可以看出，精河地區(qū)寧杞1 號(hào)采摘前10 d 平均氣溫在23～26 ℃，平均縱徑隨平均氣溫升高而增大，當(dāng)平均氣溫＞26 ℃，氣溫升高不利于縱徑增大。精河地區(qū)夏季干燥少雨、氣溫較高，果熟期平均氣溫≥26 ℃的日數(shù)較多，在高溫逼熟的作用下，果實(shí)尚沒有伸長到該品種在原產(chǎn)地應(yīng)有的長度，就已經(jīng)膨大成熟、變圓，這就是精河種植的寧杞1 號(hào)與原產(chǎn)地相比果實(shí)偏圓形，變異較大的主要?dú)夂蛟?。由圖1b 可以看出，平均縱徑與采摘前55 d 累積日照時(shí)數(shù)呈線性正相關(guān)，枸杞喜光照，隨日照時(shí)數(shù)的增大，干物質(zhì)積累增多，平均縱徑增大。

圖1 精河寧杞1 號(hào)干果平均縱徑與氣象因子的關(guān)系

2.2 平均橫徑與氣象條件的關(guān)系

果實(shí)橫徑反映了果肉的厚實(shí)程度，果肉多、成熟度好，品相就越好。另外橫徑也能反映出寧杞1 號(hào)果皮的外觀紋理特征。經(jīng)過相關(guān)分析，精河地區(qū)種植的寧杞1 號(hào)枸杞平均橫徑與采摘前25 d≥10 ℃積溫A25（圖2a）、采摘前25 d 的日照時(shí)數(shù)S25（圖2b）相關(guān)最顯著。

平均橫徑Y(jié)與各因子間的最優(yōu)回歸方程為：

平均橫徑與上述2 因子的多元回歸擬合方程見為：

此回歸方程的R2=0.675，F(xiàn)=11.387，通過0.05 顯著性檢驗(yàn)。方差膨脹因子VIF=1.183＜10，容忍度Tolerance=0.845＞0.2，通過了因子共線性檢驗(yàn)，兩因子之間不存在多重共線性問題。

由圖2a 可知，精河地區(qū)種植的寧杞1 號(hào)，隨著采摘前25 d≥10 ℃積溫的增多，橫徑增大，≥10 ℃積溫在＜650 d·℃時(shí)，果實(shí)橫徑隨積溫的增多增長較快，超過此界限，果實(shí)橫徑增長緩慢。表明成熟前25 d 的積溫需要達(dá)到650 d·℃，才能長到果實(shí)應(yīng)有的橫徑，熱量不足時(shí)會(huì)造成果實(shí)內(nèi)含物不充實(shí)或籽種成熟度不良，但是高溫過高又抑制果實(shí)生長，果實(shí)來不及長到應(yīng)有的橫徑就成熟了，會(huì)停止內(nèi)含物填充。由圖2b 可知，平均橫徑與采摘前25 d 的累積日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)極顯著，日照越充足，光合作用輸送到果實(shí)中的干物質(zhì)越多，果實(shí)膨大越快，果肉填充越好，橫徑就越大。

圖2 精河寧杞1 號(hào)干果平均橫徑與氣象因子的關(guān)系

2.3 平均百粒重（干）與氣象條件的關(guān)系

精河地區(qū)種植的寧杞1 號(hào)果實(shí)平均百粒重Y與采摘前25 d 平均氣溫T25（圖3a）、采摘前55 d 累積日照時(shí)數(shù)S55（圖3b）顯著相關(guān)。平均百粒重Y與各因子間的最優(yōu)回歸方程如下：

平均百粒重與上述2 因子的多元回歸擬合方程為：

此回歸方程的R2=0.685，F(xiàn)=11.869，通過0.05 的顯著性檢驗(yàn)。方差膨脹因子VIF=1.018＜10，容忍度Tolerance=0.982＞0.2，通過了因子共線性檢驗(yàn)，兩因子之間不存在多重共線性問題。

由圖3a 可以看出，寧杞1 號(hào)果熟期百粒重在平均氣溫為24～28 ℃時(shí)，隨氣溫升高，百粒重增大，當(dāng)平均氣溫達(dá)到28 ℃時(shí)，百粒重最大。但氣溫過高增重的速率趨于平緩，表明此期間的溫度不宜太高。發(fā)生高溫?zé)岷r(shí)，果實(shí)過早膨大成熟，干物質(zhì)積累時(shí)間有限，反而不利于百粒重的增大。由圖3b 可以看出，百粒重與采摘前55 d 累積日照時(shí)數(shù)呈線性正相關(guān)，果實(shí)膨大期的光照充足干物質(zhì)積累多，膨大期越長、果實(shí)維持生長的時(shí)間越長，粒重就越大。

圖3 精河寧杞1 號(hào)百粒重與氣象因子的關(guān)系

2.4 色澤與氣象條件的關(guān)系

色澤是衡量果品優(yōu)劣的直觀指標(biāo)，色澤越深表明壞果越多。精河地區(qū)種植的寧杞1 號(hào)色澤指數(shù)Y與采摘前10 d 累計(jì)降水R10（圖4a）、采摘前25 d 累計(jì)日照時(shí)數(shù)S25（圖4b）顯著相關(guān)。色澤指數(shù)Y與各因子間的最優(yōu)回歸方程如下：

色澤指數(shù)Y與上述兩因子的二元回歸擬合方程為：

此回歸方程的R2=0.667，F(xiàn)=11.02，通過0.05 的顯著性F檢驗(yàn)。方差膨脹因子VIF=1.184＜10，容忍度Tolerance=0.845＞0.2，通過了因子共線性檢驗(yàn)，兩因子之間不存在多重共線性問題。

由圖4a 可以看出，果實(shí)的色澤受采摘期的降水影響較大，采摘前10 d 降水較多，會(huì)造成枸杞裂果、爛果，易被炭疽菌等病菌侵染，導(dǎo)致壞果、油果、黑果較多，色澤加深。同時(shí)降水較多也干擾采摘、制干過程，使采摘延遲，晾曬時(shí)間延長，這些均影響色澤，降低枸杞品質(zhì)級(jí)別，影響銷售價(jià)格。寧杞1 號(hào)色澤與采摘前25 d 累積日照時(shí)數(shù)呈線性正相關(guān)（圖4b），日照越多色澤越好，晴天少雨有利于形成色澤鮮紅的優(yōu)質(zhì)枸杞。

圖4 精河寧杞1 號(hào)干果的色澤與氣象因子的關(guān)系

3 結(jié)論與討論

（1）精河地區(qū)引種的寧杞1 號(hào)枸杞，其外觀品質(zhì)與氣象條件的關(guān)系十分密切。采摘前10 d 的平均氣溫＜26 ℃時(shí)，有利于縱徑增加，≥26 ℃則不利于縱徑增加，當(dāng)采摘前25 d≥10 ℃累積積溫在600～680 d·℃利于橫徑增大，即當(dāng)平均氣溫達(dá)到27～28 ℃時(shí)，橫徑仍可以繼續(xù)增大，百粒重也在繼續(xù)增重，≥28 ℃百粒重會(huì)減小。與原產(chǎn)地（寧夏）相比，精河縣夏季較寧夏地區(qū)溫度高，果實(shí)開花至成熟經(jīng)歷的時(shí)間短，在高溫逼熟的作用下，果實(shí)尚沒有伸長到品種在原產(chǎn)地的長度就成熟。此外，在精河氣溫相對(duì)較高的條件下，枸杞果實(shí)縱徑趨于停止生長后，橫徑和粒重在該溫度條件下仍可繼續(xù)增長，導(dǎo)致精河地區(qū)寧杞1 號(hào)果實(shí)偏圓。

（2）精河引種的寧杞1 號(hào)枸杞果實(shí)外觀品質(zhì)中平均縱徑、橫徑、百粒重都與降水量相關(guān)不顯著，唯有色澤與采摘期降水量呈顯著負(fù)相關(guān)。精河地區(qū)年均降水量105 mm，枸杞種植采用灌溉模式，降水量對(duì)枸杞生長發(fā)育影響不明顯。

（3）精河引種的寧杞1 號(hào)果實(shí)外觀品質(zhì)評(píng)價(jià)四項(xiàng)指標(biāo)均與日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)，充分證明枸杞是喜陽作物，這也與積溫和氣溫都偏高的年份如果日照不充足，同樣會(huì)造成枸杞減產(chǎn)的事實(shí)相吻合。青海柴達(dá)木盆地處于高海拔地區(qū)，溫度偏低，但緯度偏南，光照充足強(qiáng)度大，枸杞果實(shí)也較大。與原產(chǎn)地相比，這是精河枸杞的優(yōu)勢(shì)所在。