微域氣候對莆田枇杷品質的影響分析*

盧冰冰 孫蔡亮 蘆文豪 孫朝鋒

(1.福建省莆田市涵江區(qū)氣象局，福建 莆田 351111；2.福建省莆田市氣象局，福建 莆田 351100；3.福建省氣象服務中心，福建 福州 350028)

1 概述

枇杷是莆田市四大名果之一，也是莆田市的地理標志產品，其果實在春末夏初成熟，風味甜酸適口，深受消費者喜愛。莆田枇杷種植歷史悠久，具有自然資源、品種資源、栽培技術等獨特優(yōu)勢，主產區(qū)常太鎮(zhèn)被譽為“中國枇杷第一鄉(xiāng)”[1]。枇杷是較典型的亞熱帶水果，生長發(fā)育過程的氣象條件對枇杷產量和質量影響很大。在枇杷果實發(fā)育期，若遇到-3℃以下低溫就會受凍，若降水過多，輕則果實著色差、成熟遲、風味變淡；重則裂果，尤以果皮薄、糖分高的品種更甚；成熟期若遇高溫，易發(fā)生日灼病等[2]，可見氣候條件對枇杷品質的影響明顯。莆田市地處閩中沿海山地、丘陵帶，且枇杷主要栽植在丘陵山地，種植區(qū)下墊面地形和氣候環(huán)境復雜。因此，研究微域氣候對枇杷品質的影響，對于提高枇杷的品質和價值，開發(fā)利用丘陵山地小氣候資源具有重要的參考意義。

國內學者已對枇杷開展了較多研究，主要集中在枇杷栽培技術、品種培育等方面，其中在枇杷氣候方面的研究，主要以枇杷生長發(fā)育氣候適宜性條件分析與災害風險分析為主。林燕金等[3]根據(jù)福建省各個枇杷產區(qū)不同緯度及小氣候的差異，以幼果發(fā)育期的極端最低氣溫作為福建省枇杷經濟栽培的主要限制因子，劃分福建省各個枇杷種植適宜區(qū)；楊凱等[4]根據(jù)莆田市冬季逐日氣候資料和枇杷相對氣象產量，對枇杷低溫害的致災因子和低溫害綜合氣候指標進行了研究；陳榮璋等[5]從云霄縣的地理位置及枇杷的特性等入手，對云霄縣種植枇杷的氣候適應性進行分析；陳家金等[6]通過辨識影響福建省枇杷生長發(fā)育和產量的主要致災因子，分析枇杷對氣象災害的致災危險性、敏感性和暴露性，評估枇杷氣象災害的綜合風險。

在枇杷品質研究方面，主要集中在針對不同品種、不同果袋套袋、不同土壤的枇杷品質要素測定與對比分析。林建成等[7]對福建省5個主栽品種枇杷果實的品質進行分析比較并探討，并以糖酸比和固酸比作為衡量枇杷果實品質的主要指標；王利芬等[8]采用單層雙色紙袋對3個白沙枇杷品種果實進行套袋試驗，提出單層雙色紙袋套袋可提高枇杷果實的品質；梁棟[9]以成都市龍泉驛區(qū)6年生“大五星”枇杷為試驗材料,測定并分析試驗園土壤本底值,研究了配方施肥對枇杷園土壤理化性質、葉片光合特性及果實品質的影響等；但未見氣候對枇杷品質影響的相關研究。因此，本文利用莆田市枇杷種植區(qū)26個基地枇杷(“解放鐘”品種)的品質檢測數(shù)據(jù)和區(qū)域氣象站氣象監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析微域氣候條件對枇杷品質理化成分的影響，確定影響枇杷品質的關鍵期和關鍵氣象因子，以期為莆田市枇杷合理布局和提質增效提供參考依據(jù)。

2 研究區(qū)域與研究方法

2.1 研究區(qū)域概況

莆田市地處福建省中部沿海(24°59′N～25°46′N，118°27′E～119°56′E)，屬典型的亞熱帶海洋性季風氣候，境內地勢西北高、東南低，橫剖面呈馬鞍狀，背倚戴云山脈，面對臺灣海峽；年平均氣溫20.7℃，最冷月(1月)平均氣溫12.2℃，最熱月(7月)平均氣溫28.7℃，氣溫平均日較差16.7℃，年平均日照時數(shù)1852.7h，年平均降雨量1476.8mm。莆田市氣候條件有利于枇杷的種植和生長，2019年莆田市枇杷產量達6.0萬t，占福建省枇杷總產量19.2%，主要種植在木蘭溪、泗華溪、萩蘆溪三大流域，以及東圳水庫沿岸平坦開闊地和丘陵山地[10]。

2.2 數(shù)據(jù)來源

氣象數(shù)據(jù)來源于福建省氣象信息中心，包括莆田市及其臨近縣市的國家站和區(qū)域自動站觀測數(shù)據(jù)；枇杷(“解放鐘”品種)的品質檢測數(shù)據(jù)來源于福建省產品質量檢驗研究院對位于不同地理位置的26個采樣點的枇杷理化成分檢測數(shù)據(jù)。

圖1 莆田市枇杷種植區(qū)采樣點分布圖

2.3 研究方法

2.3.1 枇杷理化成分測定

選擇莆田市枇杷主栽品種“解放鐘”，于2021年4月上旬枇杷成熟期，選擇地理差異大、位于不同海拔高度的26個采樣點進行采樣，共采摘樣本26個，每個采樣點隨機選取生長良好、果型適中的成熟枇杷20顆。采摘樣本做好標記、包裝完好后立即送至福建省產品質量檢驗研究院進行品質理化成分測定，測定內容包括枇杷單果重、可食率、可溶性固形物、總糖、總酸、氨基酸、維生素C共7項品質數(shù)據(jù)。

2.3.2 品質與氣候相關性分析

考慮影響枇杷品質的時段主要集中在果實發(fā)育至成熟期，結合莆田市“解放鐘”品種枇杷的物候期，采用相關分析的方法，分析采摘日至前90d氣候條件對枇杷品質的影響。通過分析各個采樣點采摘日至前10d、20d、30d、……、90d每個周期內的氣溫日較差，≥10.0℃有效積溫，日降水量≥0.1mm的陰雨日數(shù)，平均相對濕度以及日照時數(shù)5個氣象因子與枇杷可溶性固形物、總糖、總酸、氨基酸、維生素C、單果重、可食率、糖酸比、固酸比之間的關系，確定影響各品質理化成分的關鍵期和關鍵氣象因子。

3 結果分析

3.1 影響枇杷品質的氣象因子

3.1.1 可溶性固形物

可溶性固形物是指液體或流體食品中所有溶解于水的化合物的總稱，包括糖、酸、維生素、礦物質等，其含量是影響果實品質的一個重要因素,也是衡量枇杷果實性狀優(yōu)劣的重要指標之一[11]。從表1可以看出，枇杷可溶性固形物含量與果實發(fā)育期≥10.0℃有效積溫呈弱正相關關系，與日照時數(shù)、平均相對濕度呈負相關關系，與果實發(fā)育期氣溫日較差、陰雨日數(shù)關系不明顯?？扇苄怨绦挝锱c采摘日前60d的日照時數(shù)和前20d的平均相對濕度負相關最大，可見，采摘日前60d相對較少的日照，前20d內較小的空氣濕度，有利于枇杷可溶性固形物含量的增加。

表1 枇杷可溶性固形物與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.2 總糖

糖是果實內在品質的重要表征指標之一，光照、溫度、水分、激素以及栽培措施對果實中糖分的積累均有重要影響[12]。從表2可以看出，枇杷總糖含量與果實發(fā)育期≥10.0℃有效積溫呈負相關，與果實發(fā)育期陰雨日數(shù)、平均相對濕度呈正相關，與果實發(fā)育期氣溫日較差、日照時數(shù)關系不明顯?？偺呛颗c采摘日前20～30d的有效積溫負相關最大，可見采摘日前30d之內溫度升高，有效積溫增大，呼吸加強，不利于果實體內的糖分積累；與采摘日前90d的陰雨日數(shù)和相對濕度正相關最大，可以看出，從枇杷幼果開始發(fā)育至果實成熟期間，較多的降水日數(shù)和較大的濕度，有利于枇杷果實總糖的積累。綜合來看，采摘日前1個月之內適當偏低的溫度，有效積溫越小，整個果實發(fā)育期適當較多的雨日和較大的濕度，越有利于枇杷果實中糖分的積累。

表2 枇杷總糖與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.3 總酸

枇杷果實中的有機酸對枇杷品質來說意義重大，果實酸的代謝受溫度等氣象因子的影響很大[13]。從表3可以看出，枇杷總酸含量與果實發(fā)育期氣溫日較差、日照時數(shù)呈負相關，與≥10.0℃有效積溫、陰雨日數(shù)、相對濕度的關系不明顯。總酸含量與采摘日前20d的氣溫日較差、前40d的日照時數(shù)負相關最好，可見在枇杷果實發(fā)育后期日照越充足，日較差越大，總酸含量越小。綜上所述，采摘日前20～30d的氣溫日較差越大、前40d的日照時數(shù)越多，越有利于枇杷總酸含量的下降。

表3 枇杷總酸與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.4 氨基酸總量

枇杷果實中氨基酸種類齊全，營養(yǎng)價值較高，包括苯丙氨酸、蘇氨酸和賴氨酸等7種人體必需氨基酸，組氨酸和精氨酸等2種半必需氨基酸及8種其他氨基酸[14]。從表4可知，枇杷氨基酸含量與果實發(fā)育期的氣溫日較差和相對濕度呈正相關，與果實發(fā)育期≥10.0℃有效積溫和日照時數(shù)呈負相關，與陰雨日數(shù)的相關不明顯。氨基酸含量與采摘日前30d的氣溫日較差相關性最好，可見采摘前1個月內溫差越大，越有利于氨基酸總量的積累；與采摘日前40d的日照時數(shù)、前90d的≥10.0℃有效積溫負相關最大，則枇杷采摘日前40d的日照越充足，果實發(fā)育期溫度越高，有效積溫越大，反而不利于氨基酸總量的積累；此外枇杷氨基酸總量還與采摘日前40d的相對濕度呈現(xiàn)正相關。綜合來看，采摘日前30d內氣溫日較差越大，采摘日前40d較少的日照和果實發(fā)育期較小的有效積溫，采摘日前40d較大的濕度，更有利于枇杷果實中氨基酸總量的積累。

表4 枇杷氨基酸總量與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.5 維生素C含量

維生素C含量是評價枇杷營養(yǎng)價值的重要指標之一。從表5可以看出，枇杷維生素C含量與果實發(fā)育期氣溫日較差、陰雨日數(shù)和相對濕度呈正相關，與果實發(fā)育期≥10.0℃有效積溫、日照時數(shù)呈負相關。枇杷維生素C含量與果實發(fā)育期的陰雨日數(shù)、相對濕度相關最好，說明從枇杷幼果開始發(fā)育至果實成熟期間降水日數(shù)越多，濕度越大，越有利于維生素C含量的積累；還與采摘日前40d的氣溫日較差相關最好，可見果實膨大期溫差越大，越有利于提高維生素C含量；與采摘日前60d的日照時數(shù)，前20d的≥10.0℃有效積溫負相關最大，可見采摘日前60d的日照越充足，前20d的溫度越高，反而不利于維生素C含量的積累。綜合來看，采摘日前40d的氣溫日較差越大，前20d的有效積溫越小，整個果實發(fā)育期適當較多的陰雨日數(shù)和較大的濕度，前60d相對較少的日照，越有利于枇杷果實中維生素C含量的增加。

表5 枇杷維生素C含量與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.6 單果重

枇杷單果重是評價枇杷品質的一項重要指標。從表6可以看出，枇杷單果重與果實發(fā)育期≥10.0℃有效積溫、日照時數(shù)呈現(xiàn)正相關，與果實發(fā)育期的陰雨日數(shù)、平均相對濕度、氣溫日較差呈現(xiàn)負相關。單果重與采摘日前70d的有效積溫、前60d的日照時數(shù)正相關最好，可見采摘日前60～70d內溫度越高、日照充足，越有利果實增重；與采摘日前90d的陰雨日數(shù)和平均相對濕度負相關最大，可見從枇杷幼果開始發(fā)育至果實成熟期間，降水日數(shù)越多、濕度越大，越不利于果實膨大增重；此外，單果重還與采摘日前40d的氣溫日較差呈現(xiàn)明顯負相關。綜合來看，采摘日前60～70d內溫度越高、日照越足，采摘日前90d的陰雨日數(shù)越少、濕度越小，越有利于枇杷果實發(fā)育和提高單果重。

表6 枇杷單果重與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.7 可食率

果實可食率是表征枇杷品質性狀之一。從表7可知，枇杷可食率與果實發(fā)育期≥10.0℃有效積溫、日照時數(shù)呈現(xiàn)正相關，與果實發(fā)育期的陰雨日數(shù)、平均相對濕度、氣溫日較差呈現(xiàn)負相關?？墒陈逝c采摘日前50d的日照時數(shù)相關性最好，可見采摘前50d內日照越充足，枇杷可食率越高；與采摘日前90d的陰雨日數(shù)和平均相對濕度負相關最好，可見從枇杷幼果開始發(fā)育至果實成熟期間，降水日數(shù)越多、濕度越大，果實可食率越低；此外，可食率還與采摘日前30～40d的氣溫日較差呈現(xiàn)明顯負相關。綜合來看，采摘日前50d內日照時數(shù)越充足，采摘日前90d的陰雨日數(shù)越少、空氣濕度越小，越有利于提高枇杷果實可食率。

表7 枇杷可食率與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.8 糖酸比

糖酸比(總糖含量/總酸含量)是影響果實口感的最主要因子，也是目前國際上直接評價枇杷果實適口性的主要指標之一[15]。從表8可見，枇杷糖酸比與果實發(fā)育期氣溫日較差、日照時數(shù)呈正相關，與果實發(fā)育期≥10.0℃有效積溫、陰雨日數(shù)和相對濕度關系不大。糖酸比與采摘日前30d的日照時數(shù)、前20d的氣溫日較差相關最好，可見枇杷生長后期的光照越充足，氣溫日較差越大，糖酸比越大?？傮w來看，采摘日前30d的日照時數(shù)越長、前20d氣溫日較差越大，枇杷糖酸比越大，品質越好。

表8 枇杷糖酸比與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.1.9 固酸比

固酸比(可溶性固形物含量/總酸含量)也是衡量枇杷果實風味和成熟程度的重要指標。從表9可見，枇杷固酸比與果實發(fā)育期氣溫日較差、日照時數(shù)、≥10.0℃有效積溫呈正相關，與果實發(fā)育期相對濕度和陰雨日數(shù)關系不明顯。固酸比與采摘日前40d的日照時數(shù)、前20d的氣溫日較差相關最好，可見枇杷果實發(fā)育后期的光照越充足，氣溫日較差越大，固酸比越大?？偟膩砜?，采摘日前40d的日照時數(shù)越長、前20d的氣溫日較差越大，枇杷固酸比越大，品質越好。

表9 枇杷固酸比與采摘前不同時段氣象因子相關系數(shù)

3.2 不同海拔高度對枇杷果實品質的影響

莆田市枇杷多栽培于海拔100～600m的山坡地,種植地因氣候環(huán)境條件不同,所生產的枇杷果形及品質略有差異[16]。從表10可以看出，在海拔500m以下的枇杷種植區(qū)域，枇杷單果重和可食率隨著海拔高度的增加而下降，并以100～200m種植區(qū)域為最大，可見低海拔區(qū)域熱量和光照條件良好，更有利于枇杷果實膨大增重和提高果實可食率；總糖含量、糖酸比、維生素C含量總體上隨著海拔高度的增加而增加，并在海拔高度400～500m區(qū)域達最大；總酸含量隨著海拔高度增加而下降；可見種植在400～500m海拔高度的枇杷最有利于枇杷果實總糖的積累和總酸的降低，從而提高糖酸比的數(shù)值。而可溶性固形物和固酸比隨海拔呈現(xiàn)不規(guī)則變化，海拔超過400m的區(qū)域，可溶性固形物含量和固酸比開始下降；氨基酸總量在海拔400m以下區(qū)域隨著海拔高度的增加而增加，400m以上區(qū)域氨基酸含量開始下降。綜合來看，海拔500m以下的枇杷種植區(qū)域范圍內，隨著海拔高度的增加，枇杷總糖含量、糖酸比、維生素C含量增加，單果重、可食率和總酸含量下降，可溶性固形物、固酸比和氨基酸含量在海拔高度超過400m以上開始下降。

表10 不同海拔高度對枇杷果實品質的影響

4 結果與討論

①影響枇杷單果重和可食率的關鍵期和關鍵氣象因子為枇杷采摘日前70d的有效積溫、前50～70d的日照時數(shù)、采摘日前90d的陰雨日數(shù)和濕度。枇杷果實膨大期溫度越高、日照時數(shù)越長、陰雨日數(shù)越少，越有利于枇杷果實發(fā)育和單果重的增加。這與陳青英等[13]的研究結論一致。

②影響枇杷氨基酸含量的關鍵期和關鍵氣象因子為采摘日前30d的氣溫日較差、前40d的日照時數(shù)、相對濕度和有效積溫；枇杷果實膨大后期氣溫日較差越大、平均相對濕度越大，越有利于果實中氨基酸含量的增加，這與李國和等[17]的研究結論一致。

③影響枇杷維生素C含量的關鍵期和關鍵氣象因子為采摘日前40d的氣溫日較差、前20d的有效積溫，整個果實發(fā)育期的陰雨日數(shù)和平均相對濕度以及采摘前60d的日照。枇杷果實在發(fā)育過程中較大的相對濕度、果實發(fā)育后期較大的溫差、適宜溫度范圍內處于偏低水平的氣溫，均有利于維生素C含量的提高，這與欒文文[18]、聶繼云等[19]的研究結論一致。

④影響枇杷糖酸比和固酸比這2個風味品質物理量的關鍵期和關鍵氣象因子主要是枇杷采摘日前30～40d的日照時數(shù)、前20d的氣溫日較差?？梢钥闯?枇杷果實發(fā)育后期的微域氣候對枇杷風味品質的影響尤為重要，枇杷采摘前30d左右日照時數(shù)越長、氣溫日較差越大，越有利于枇杷糖酸比和固酸比的提高，這與馬力文等[20]、張智勇等[21]的研究結論一致。

⑤在海拔500m以下的枇杷種植區(qū)域，枇杷單果重和可食率隨著海拔高度的增加而下降；總糖含量、糖酸比、維生素C含量總體上隨著海拔高度的增加而增加；可溶性固形物和固酸比隨海拔呈現(xiàn)不規(guī)則變化，海拔超過400m的區(qū)域，可溶性固形物含量和固酸比開始下降；氨基酸總量在海拔400m以下區(qū)域隨著海拔高度的增加而增加，400m以上區(qū)域氨基酸含量開始下降。但由于目前枇杷采樣園區(qū)集中在海拔500m以下，缺少500m以上區(qū)域樣本，今后可繼續(xù)增加高海拔枇杷園區(qū)果實采樣，以進一步摸清枇杷品質理化成分隨高度變化的空間規(guī)律。