氣象因子對(duì)山西省鮮食葡萄品質(zhì)的影響

靳彥君，左小瑞，蔣文

（1.太原市小店區(qū)氣象局，山西 太原 030032；2.山西省氣候中心，山西 太原 030032）

葡萄是多年生落葉藤本科植物葡萄植株的果實(shí)，在世界范圍內(nèi)廣泛種植，我國具有悠久的葡萄種植歷史，在世界葡萄產(chǎn)業(yè)中占有重要的地位。但由于在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品上動(dòng)力不足，葡萄產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展受到阻滯。未來增強(qiáng)葡萄生產(chǎn)行業(yè)發(fā)展實(shí)力和競爭力的重要措施在于地區(qū)總體氣候下對(duì)于不同產(chǎn)區(qū)小氣候類型的識(shí)別以及對(duì)不同地塊鮮食葡萄種類的鑒定和分配[1]。山西省地處大陸內(nèi)部，離海岸較遠(yuǎn)，為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候類型。近年來,葡萄產(chǎn)量穩(wěn)步增長，是山西省重要的水果之一。目前，山西當(dāng)?shù)氐奶厣咸哑贩N有龍眼、早黑寶、巨峰等。

我國葡萄產(chǎn)業(yè)中鮮食葡萄占有較大的比例，提高鮮食葡萄品質(zhì)可為農(nóng)民增收提供重要經(jīng)濟(jì)來源。目前，學(xué)界認(rèn)為對(duì)鮮食葡萄品質(zhì)影響較大的氣象因素有三類：光照、溫度和水分[2-12]。氣象條件對(duì)葡萄產(chǎn)量的影響研究較多，多側(cè)重于氣象災(zāi)害對(duì)葡萄生產(chǎn)的影響，而氣象因子對(duì)葡萄品質(zhì)的研究也多局限于釀酒葡萄糖酸度和氣象條件的關(guān)系[13-15]。果實(shí)綜合品質(zhì)方面的評(píng)價(jià)研究現(xiàn)已有很多，所涉及到的方法主要有主成分分析法[16]、層次分析法[17-19]、聚類分析法[20-21]、模糊數(shù)學(xué)法[22]。目前品質(zhì)評(píng)價(jià)研究較多的果實(shí)有蘋果、龍眼、柑橘等，而對(duì)鮮食葡萄研究較少，對(duì)山西省鮮食葡萄的研究更是缺乏。

山西省鮮有研究鮮食葡萄的氣象指標(biāo)集。本試驗(yàn)通過研究氣象要素在葡萄各個(gè)生長期的變化對(duì)成熟果實(shí)品質(zhì)的影響關(guān)系，得出對(duì)葡萄品質(zhì)影響較大的氣象因子、關(guān)鍵影響時(shí)段，通過測定分析山西省中南部不同品種鮮食葡萄品質(zhì)與氣象因子間的關(guān)系，篩選出影響鮮食葡萄品質(zhì)的定量化氣象指標(biāo)，進(jìn)一步界定適宜鮮食葡萄生長發(fā)育的光照、溫度和水分條件，并建立鮮食葡萄品質(zhì)評(píng)價(jià)模型，旨在更具有針對(duì)性地指導(dǎo)果農(nóng)選擇栽培方式、做好田間管理[23]，并將早、中、晚熟型葡萄品種搭配種植，豐富鮮食葡萄市場，實(shí)現(xiàn)鮮食葡萄的周年供應(yīng)[24-25]。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試鮮食葡萄品種為早黑寶、巨峰、龍眼，其具體品種特性如表1所示。

表1 供試鮮食葡萄品種特性Tab.1 Characteristics of table grape varieties tested

1.2 試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)5個(gè)鮮食葡萄栽培點(diǎn)選自山西省中南部的（西）馬峪、清徐縣、太谷縣區(qū)、太原市小店區(qū)、文水縣；且巨峰葡萄的栽培模式有避雨棚和露地栽培2種，早黑寶葡萄有避雨棚、溫室大棚和露地3種栽培方式，龍眼葡萄有避雨棚和露地2種栽培方式。從葡萄開始萌芽直至葡萄成熟，逐日對(duì)葡萄萌發(fā)狀態(tài)進(jìn)行人工觀察并記錄每個(gè)栽培點(diǎn)各葡萄品種的物候期。對(duì)供試栽培點(diǎn)成熟的葡萄果實(shí)進(jìn)行含糖量、可溶性固形物含量、總酸量、糖酸比、固酸比、著色均勻度、香氣、風(fēng)味測定。其中，感官品質(zhì)的賦值標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 鮮食葡萄感官品質(zhì)指標(biāo)賦值標(biāo)準(zhǔn)Tab.2 Evaluation criteria for sensory quality indexes of table grapes

相關(guān)氣象資料取自所在縣區(qū)的國家觀測站氣象觀測資料、溫室大棚配套農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站的小氣候站觀測資料[23]、供試站點(diǎn)鄰近的區(qū)域氣象自動(dòng)觀測站氣象觀測資料。其中，降水?dāng)?shù)據(jù)僅針對(duì)露地種植鮮食葡萄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。溫室大棚內(nèi)對(duì)于日照相關(guān)的觀測值是棚內(nèi)有效輻射。通過利用統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)日照時(shí)數(shù)和棚內(nèi)有效輻射進(jìn)行回歸分析并建立回歸方程，將棚內(nèi)有效輻射轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的日照時(shí)數(shù)進(jìn)行后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析。

本研究從氣象因子光、溫、水作為切入點(diǎn)，對(duì)2020年山西省中南部多個(gè)供試鮮食葡萄栽培地進(jìn)行逐日物候觀測，并記錄鮮食葡萄物候期。結(jié)合不同關(guān)鍵期葡萄生長狀況，對(duì)選定研究區(qū)域內(nèi)種植的葡萄成熟后的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測定。對(duì)于風(fēng)味、香氣等非定量化指標(biāo)實(shí)行專家測評(píng)打分法。收集整理對(duì)應(yīng)鮮食葡萄生長期內(nèi)的氣象資料。

分生長階段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，而后對(duì)氣象因子和鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，建立鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)與氣象因子之間的關(guān)系，得出當(dāng)?shù)仵r食葡萄栽培的關(guān)鍵氣象因子，并構(gòu)建鮮食葡萄品質(zhì)因子與氣象因子的最優(yōu)回歸方程。運(yùn)用主成分分析方法（Principal Component Analysis，PCA）對(duì)供試葡萄品質(zhì)因子分析，進(jìn)一步對(duì)葡萄品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，提取出能代表鮮食葡萄品質(zhì)的主要因子。并對(duì)供試葡萄樣本進(jìn)行綜合評(píng)分，探究最適宜于當(dāng)?shù)仵r食葡萄種植的栽培模式和栽培品種，為實(shí)際鮮食葡萄生產(chǎn)的選種、選育提供指導(dǎo)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行主成分分析以及果實(shí)的綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮食葡萄物候期與品質(zhì)指標(biāo)分析

從表3可以看出，早黑寶萌芽最早且日期接近，早黑寶從萌芽到成熟日數(shù)為114～131 d。同一栽培模式下的巨峰葡萄從萌芽到成熟日數(shù)為114～136 d。龍眼葡萄從萌芽至成熟所需日數(shù)最長，為164 d。

表3 供試鮮食葡萄的物候期記錄Tab.3 Phenological records of table grape

葡萄的品質(zhì)指標(biāo)數(shù)值在一定程度上綜合起來可以反映出來葡萄品質(zhì)的優(yōu)劣程度。收集整理本試驗(yàn)中供試樣本的品質(zhì)指標(biāo)如表4所示。

表4 供試鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)Tab.4 Fruit quality index of table grape

從表4可以看出，巨峰葡萄在太谷縣露地栽培模式下風(fēng)味及著色評(píng)分較高。早黑寶在西馬峪溫室大棚栽培模式下含糖量最高；在太谷縣露地栽培模式下可溶性固形物含量最高；在小店區(qū)避雨大棚栽培模式下平均果粒最大，溫室大棚栽培模式下總酸量最低。龍眼葡萄在避雨棚栽培模式下著色更為均勻，風(fēng)味更佳，平均穗質(zhì)量、平均粒質(zhì)量、含糖量、固酸比和糖酸比等指標(biāo)在避雨棚栽培模式下都要優(yōu)于露地栽培模式。

對(duì)本研究中選定的供試鮮食葡萄分品種進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算、變異性分析，得出定量化品質(zhì)因子中，平均粒質(zhì)量的變異系數(shù)最大，為28.94%，其次為固酸比，變異系數(shù)為20.08%。平均穗質(zhì)量、可溶性固形物含量、含糖量等3個(gè)指標(biāo)變異系數(shù)均小于10%，總酸量與糖酸比變異系數(shù)分別為18.62%與14.43%。由于著色均勻度、風(fēng)味、香氣為定性化的葡萄果實(shí)品質(zhì)因子，導(dǎo)致變異系數(shù)較高?？梢缘贸?，不同鮮食葡萄品種的遺傳特性差異較大，平均粒質(zhì)量受多重因素影響明顯，導(dǎo)致其變異系數(shù)最大；可溶性固形物含量、含糖量等指標(biāo)變化幅度相對(duì)較小，是比較穩(wěn)定的品質(zhì)指標(biāo)。

2.2 影響鮮食葡萄品質(zhì)的氣象因子分析

決定葡萄品質(zhì)的主要因素是不同葡萄品種所蘊(yùn)含的遺傳學(xué)特征以及葡萄在發(fā)育成長過程中所受到的外界環(huán)境影響，品質(zhì)優(yōu)良的葡萄只有在生態(tài)條件適宜其成長的環(huán)境中才能夠發(fā)揮出自身的優(yōu)良品質(zhì)。目前學(xué)界普遍認(rèn)為，影響葡萄品質(zhì)的氣象因子為熱量、降雨、光照、溫差等[26]。

日光作為植株生長、進(jìn)行光合作用的直接能量來源，具有其特殊的地位，對(duì)葡萄植株、漿果發(fā)育、果實(shí)品質(zhì)的影響十分顯著。研究在露地栽培及日光溫室大棚設(shè)施栽培中，光環(huán)境與葡萄果實(shí)品質(zhì)之間的關(guān)系，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。光照在氣象上的定量化指標(biāo)有日照時(shí)數(shù)、光輻射量。在溫室大棚栽培中，棚膜在一定程度上影響光質(zhì)，削弱光照強(qiáng)度，在晴朗天氣下，棚內(nèi)光照強(qiáng)度仍能滿足葡萄生長對(duì)光照強(qiáng)度的需求。鄭曉翠等[4]對(duì)設(shè)施栽培的京蜜和早黑寶進(jìn)行人工補(bǔ)光處理，結(jié)果表明，利用植物生長燈對(duì)葡萄植株進(jìn)行定時(shí)補(bǔ)光，可以增加葉片干物質(zhì)的積累，顯著提高葡萄果實(shí)品質(zhì)。

葡萄在全生育期的各階段對(duì)水分的需求量是不斷變化的。在萌芽期、新梢生長期、果實(shí)膨大期對(duì)根系供水需求量較大，開花期需水量降低，但根系供水量過低會(huì)導(dǎo)致開花坐果率顯著降低，漿果著色期及成熟期對(duì)水分需求較低。成熟期適宜的水熱條件有利于葡萄糖分的積累，提高葡萄品質(zhì)。呂愛麗等[6]通過研究釀酒葡萄的氣候適宜性，得出葡萄成熟期水分因子與葡萄糖分呈負(fù)相關(guān)，成熟期濕度也會(huì)顯著影響葡萄果實(shí)糖度。

將13個(gè)供試鮮食葡萄樣本整個(gè)生長期內(nèi)8個(gè)氣象因子的總值或者平均值與鮮食葡萄品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行皮爾遜相關(guān)性分析，除平均穗質(zhì)量、含糖量外，其他品質(zhì)指標(biāo)與氣象因子之間均可建立顯著性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)較高、殘差低，滿足正態(tài)分布的條件，能夠開展進(jìn)一步的逐步回歸分析。鮮食葡萄果實(shí)的品質(zhì)受到平均氣溫、平均氣溫日較差、平均最高氣溫、平均最低氣溫、日照時(shí)數(shù)、平均濕度、累計(jì)降水量等多個(gè)指標(biāo)的影響。

選取相關(guān)性達(dá)到極顯著的氣象因子，初步篩選影響葡萄果實(shí)品質(zhì)的氣象因子，并進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，繪制擬合曲線。受到溫度因子影響明顯的品質(zhì)因子有總酸量、平均粒質(zhì)量、可溶性固形物含量、香氣。

從圖1可以看出，果實(shí)成熟階段的平均溫度和果實(shí)總酸量之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01），經(jīng)測定相關(guān)系數(shù)為-0.732，二者之間的關(guān)系可擬合成二次曲線，當(dāng)平均溫度小于23.8℃時(shí)，總酸含量隨平均溫度的增加迅速下降；當(dāng)平均溫度大于23.8℃時(shí)，總酸含量變化幅度減少。當(dāng)熱量條件達(dá)到一定程度之后，果實(shí)中酸類物質(zhì)的產(chǎn)生和積累趨緩。

圖1 總酸量與漿果成熟期平均溫度線性相關(guān)分析Fig.1 Linear correlation analysis between total acid content and average temperature at berry maturation period

由圖2可知，果實(shí)從膨大期直至完全成熟這一階段的有效積溫對(duì)果實(shí)平均粒質(zhì)量和可溶性固形物含量有極顯著性影響。果實(shí)膨大時(shí)段的有效積溫以及每顆果實(shí)的質(zhì)量之間呈顯著正相關(guān)（P＜0.01），經(jīng)測定相關(guān)系數(shù)為0.776。二者之間的關(guān)系可擬合為二次曲線，當(dāng)果實(shí)膨大期累積有效積溫低于100℃時(shí)，果實(shí)的平均粒質(zhì)量隨有效積溫的增加而減小，當(dāng)該值大于100℃時(shí)，果實(shí)的平均粒質(zhì)量隨有效積溫的增加而迅速增加。

圖2 平均粒質(zhì)量與果實(shí)膨大期的有效積溫線性相關(guān)分析Fig.2 Linear correlation analysis between average grain weight and effective accumulated temperature during fruit expansion period

由圖3可知，果實(shí)膨大期的有效積溫和可溶性固形物含量也呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.816，二者之間的關(guān)系可以擬合為指數(shù)曲線，在本研究所選樣本中，果實(shí)可溶性固形物含量隨有效積溫的增加而增加。

圖3 可溶性固形物含量與果實(shí)膨大期的有效積溫線性相關(guān)分析Fig.3 Linear correlation analysis between soluble solid content and effective accumulated temperature during fruit expansion period

溫度是影響葡萄生長狀態(tài)的關(guān)鍵因子。在葡萄的全發(fā)育期內(nèi)，溫度對(duì)其發(fā)育的影響是多方面的，包括生產(chǎn)季有效積溫、最暖月平均氣溫、漿果成熟期的溫度變化及日較差，與溫度有關(guān)的早霜及晚霜出現(xiàn)時(shí)間、冬季持續(xù)低溫、年極端最低氣溫、溫度升降的快慢、極限溫度持續(xù)的時(shí)間等，都是對(duì)葡萄生命活動(dòng)及漿果品質(zhì)影響最大的溫度因素。

受日照時(shí)長影響明顯的品質(zhì)因子為可溶性固形物含量。葡萄從萌芽期到成熟期，光強(qiáng)降低，坐果率減少，果實(shí)品質(zhì)也會(huì)隨之降低，光強(qiáng)影響葡萄同化作用和生長發(fā)育，進(jìn)而影響果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。

由圖4、5可知，在本研究所選樣本中，果實(shí)平均粒質(zhì)量隨有效積溫的增加呈指數(shù)形式增加。果實(shí)膨大期日照累計(jì)時(shí)數(shù)與鮮食葡萄果實(shí)可溶性固形物含量呈極顯著性正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.688，二者之間的關(guān)系可以擬合為二次曲線。成熟果實(shí)中可溶性固形物含量會(huì)隨日照累計(jì)時(shí)數(shù)的增長而增加。果實(shí)膨大期是鮮食葡萄果實(shí)進(jìn)行有機(jī)物累積的關(guān)鍵生長階段，在這一生長階段日照的及時(shí)有效補(bǔ)充，有利于葡萄中糖分和有機(jī)物的積累。

圖4 平均粒質(zhì)量與漿果成熟期的有效積溫線性相關(guān)分析Fig.4 Linear correlation analysis between average grain weight and effective accumulated temperature during berry maturation period

圖5 可溶性固形物含量與果實(shí)膨大期日照時(shí)數(shù)線性相關(guān)分析Fig.5 Linear correlation analysis between soluble solid content and sunshine hours during fruit expansion period

由以上分析可以得出，山西省中南部地區(qū)，氣象因子對(duì)鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)有顯著影響，而且對(duì)應(yīng)葡萄各生長期階段的氣象因子對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響程度不同，通過對(duì)各氣象因子之間進(jìn)行線性相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)：葡萄的品質(zhì)指標(biāo)與氣象因子之間相關(guān)性顯著，且各因子之間關(guān)系較為復(fù)雜，簡單線性分析不能體現(xiàn)出氣象因子對(duì)鮮食葡萄品質(zhì)指標(biāo)的多重綜合影響。因此，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀笥^測資料，通過進(jìn)行普查與多元回歸分析，挑選出相關(guān)性顯著，并通過0.01顯著性檢驗(yàn)的若干個(gè)因子，利用SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)所選取的影響因子進(jìn)行多元線性逐步回歸分析，并建立回歸方程，如表5所示。

表5 品質(zhì)指標(biāo)與氣象因子的多元線性回歸方程Tab.5 Multiple linear regression equation between quality indexes and meteorological factors

從表5可以看出，萌芽期平均溫度越高，漿果成熟期日照時(shí)長越長，對(duì)應(yīng)平均穗質(zhì)量越大，而漿果著色期平均濕度越低平均穗質(zhì)量越大。回歸方程中所選取的3個(gè)氣象要素與平均穗質(zhì)量相關(guān)性均未達(dá)到0.05顯著性水平。究其原因，果實(shí)穗質(zhì)量主要取決于葡萄品種的遺傳特性、葡萄果實(shí)細(xì)胞的大小與數(shù)量。漿果著色期是葡萄內(nèi)細(xì)胞分裂旺盛、有機(jī)物積累的重要時(shí)期，濕度較高在一定程度上影響了葡萄植株的光合作用和呼吸作用，抑制了有機(jī)物的積累和葡萄細(xì)胞的分裂。而在萌芽期較高的平均溫度有利于促進(jìn)葡萄萌芽，漿果成熟期較長的日照時(shí)數(shù)促進(jìn)了葡萄果實(shí)糖分、有機(jī)物的積累。

葡萄果實(shí)平均粒質(zhì)量與果實(shí)膨大期和漿果成熟期有效積溫呈正相關(guān)。而漿果著色期有效積溫的增加不利于平均粒質(zhì)量的增長。特別是果實(shí)膨大期和漿果成熟期的累積有效積溫與平均粒質(zhì)量的相關(guān)性呈極顯著。究其原因，應(yīng)該是漿果膨大期和漿果成熟期，這2個(gè)時(shí)期葡萄果實(shí)細(xì)胞分裂生長速度要大于漿果著色期，因此，這2個(gè)時(shí)期內(nèi)溫度增高、熱量積累會(huì)更有利于果粒的增長。

葡萄果實(shí)可溶性固形物含量與膨大期的有效積溫、漿果著色期平均濕度呈正相關(guān)。果實(shí)膨大期有效積溫與可溶性固形物含量之間呈極顯著相關(guān)。膨大期的有效積溫和漿果著色期的濕度條件是限制果實(shí)內(nèi)可溶性固形物積累的重要因素。

葡萄果實(shí)含糖量與萌芽期平均溫度、果實(shí)膨大期有效積溫、漿果著色期平均濕度呈正相關(guān)。

葡萄果實(shí)總酸量與漿果成熟期平均溫度之間呈顯著負(fù)相關(guān)，成熟期平均溫度越低總酸含量越高。而李記明等[26]、蘇鵬飛等[27]研究證實(shí)，葡萄果實(shí)總酸量受栽培地域影響較小，酸的含量可能是由葡萄本身的遺傳特性所決定。

葡萄果實(shí)著色均勻度與全生育期降水量呈顯著負(fù)相關(guān)。降水量的增加意味著光照天數(shù)的減少，也會(huì)導(dǎo)致作物本身吸收的熱量以及接受的光照強(qiáng)度有所減少。

葡萄果實(shí)漿果膨大期和漿果成熟期這2個(gè)時(shí)期葡萄果實(shí)細(xì)胞分裂生長速度要大于漿果著色期，因此，這2個(gè)時(shí)期內(nèi)溫度增高、熱量積累會(huì)更有利于果粒的增長，成熟果實(shí)的果粒越大。

漿果著色期是葡萄內(nèi)細(xì)胞分裂旺盛、有機(jī)物積累的重要時(shí)期，濕度較高在一定程度上影響了葡萄植株的光合作用和呼吸作用，抑制了有機(jī)物的積累和葡萄細(xì)胞的分裂。而在萌芽期較高的平均溫度有利于促進(jìn)葡萄萌芽，漿果成熟期較長的日照時(shí)數(shù)促進(jìn)了葡萄果實(shí)糖分、有機(jī)物的積累。

2.3 鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)

利用SPSS 23.0軟件對(duì)鮮食葡萄品質(zhì)因子進(jìn)行簡單雙變量相關(guān)性分析，可知各品質(zhì)因子之間存在一定的相關(guān)性。不同園區(qū)不同栽培模式下的鮮食葡萄品種果實(shí)品質(zhì)難以簡單地進(jìn)行描述，需要對(duì)其品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)?，F(xiàn)運(yùn)用主成分分析方法對(duì)供試葡萄品質(zhì)因子分析。

對(duì)供試葡萄的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再進(jìn)行主成分分析方法，提取出來的前3個(gè)主成分，其中，第1主成分解釋了原始變量總方差的37.529%，第2主成分解釋了原始變量總方差的33.035%，第3主成分解釋了總方差的12.2%。前3個(gè)主成分所包含的信息占總體信息的82.756%，可以較為完整地體現(xiàn)出品質(zhì)因子的綜合評(píng)價(jià)程度，符合分析需求。從特征向量矩陣中可以看出，第1主成分中所包含的主要信息有固酸比、糖酸比、總酸量、平均粒質(zhì)量，說明總酸量相關(guān)指標(biāo)在鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)的評(píng)價(jià)中有非常重要的作用，將該項(xiàng)主成分歸納為內(nèi)在口感品質(zhì)；第2主成分所包含的主要信息有著色均勻度、風(fēng)味、香氣、可溶性固形物含量，將該項(xiàng)主成分歸納為外觀風(fēng)味品質(zhì)；第3主成分包含的主要信息有平均穗質(zhì)量、含糖量。

計(jì)算因子得分矩陣，構(gòu)建因子得分函數(shù)如公式（1）、（2）、（3）所示。

第1主成分中，糖酸比、固酸比、平均粒質(zhì)量占比較高，是鮮食葡萄的關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)。優(yōu)質(zhì)的鮮食葡萄具有較高的糖酸比、固酸比，飽滿的果粒。將第1主成分定義為品嘗指標(biāo)。第2主成分中，著色均勻度、風(fēng)味、香氣占比較大，將其定義為感官指標(biāo)。第3主成分中，占據(jù)比例較大的分別是平均穗質(zhì)量、含糖量，因此，將其定義為營養(yǎng)指標(biāo)。

借助SPSS 23.0將權(quán)重設(shè)置為不同品種主成分的方差貢獻(xiàn)率，結(jié)合主成分?jǐn)?shù)據(jù)，按照表6中的加 權(quán)公式可構(gòu)建出主成分綜合得分F的數(shù)學(xué)模型。

表6 主成分綜合評(píng)分Tab.6 Principal component comprehensive score

根據(jù)各品質(zhì)指標(biāo)因子得分系數(shù)的矩陣，構(gòu)建出 3個(gè)主成分的綜合得分函數(shù)表達(dá)式如公式（4）所示。

以公式（4）對(duì)供試鮮食葡萄樣本進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，太谷縣露地栽培的巨峰葡萄得分最高，西馬峪溫室大棚栽培的早黑寶次之，而后是太谷縣露地栽培的早黑寶。

供試樣本中共有3個(gè)巨峰葡萄樣本，露地栽培下的果實(shí)品質(zhì)明顯優(yōu)于避雨棚栽培，究其原因是太谷露地栽培地平均溫度高于另外兩地，全生育期縮短也并未影響其果實(shí)中糖分、營養(yǎng)物質(zhì)的積累；太谷縣露地栽培的巨峰葡萄粒質(zhì)量適中、含糖量較高、總酸量低，有更高的糖酸比和固酸比，風(fēng)味佳。

供試樣本中共有8個(gè)早黑寶樣本，溫室大棚栽培、露地栽培下的果實(shí)品質(zhì)均較高，避雨棚栽培綜合評(píng)價(jià)得分較低。綜合評(píng)價(jià)得分高的樣本，都有較高的含糖量、可溶性固形物含量，較低的總酸量，粒質(zhì)量適中偏小，著色均勻等特點(diǎn)。

供試樣本中共有2個(gè)龍眼葡萄樣本，其綜合評(píng)價(jià)得分均較低，說明龍眼葡萄遺傳特性決定其品質(zhì)較早黑寶、巨峰略差；避雨棚栽培下的樣本含糖高、總酸量低，果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于露地栽培，該品種更適合于避雨棚栽培。

3 結(jié)論與討論

影響鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)的因素諸多，本研究從光、溫、水等氣象因子條件作為切入點(diǎn)，對(duì)鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)受氣象因子影響程度進(jìn)行研究，所選取的10個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)中有5個(gè)受到氣象因子的顯著影響。

本研究結(jié)果表明，鮮食葡萄關(guān)鍵生長期：果實(shí)膨大期、漿果著色期、漿果成熟期，這3個(gè)生長階段對(duì)應(yīng)的氣象因子有累積有效積溫、累計(jì)日照時(shí)數(shù)和平均濕度、平均溫度，均對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)有極顯著影響，全生育期累計(jì)降水量與葡萄果實(shí)總酸量呈顯著負(fù)相關(guān)。鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)受到多個(gè)氣象因子共同交互影響。

平均粒質(zhì)量受各生長階段的有效積溫影響明顯，漿果膨大期和漿果成熟期內(nèi)溫度增高、熱量積累會(huì)更有利于果粒的增長，成熟果實(shí)的果粒越大。而果實(shí)膨大期有效積溫若低于100℃時(shí)，會(huì)較明顯地抑制葡萄植株生命活動(dòng)，可溶性固形物含量、總酸量都會(huì)明顯處于較低水平。

漿果著色期濕度較大程度影響了葡萄植株的光合作用和呼吸作用，該階段濕度大會(huì)抑制有機(jī)物的積累和葡萄細(xì)胞的分裂。而在萌芽期較高的平均溫度有利于促進(jìn)葡萄萌芽，漿果成熟期較長的日照時(shí)數(shù)促進(jìn)了葡萄果實(shí)糖分、有機(jī)物的積累。

萌芽期平均溫度、果實(shí)膨大期有效積溫、漿果著色期平均濕度與果實(shí)含糖量呈顯著正相關(guān)。漿果成熟期平均溫度與總酸量之間極顯著負(fù)相關(guān)，成熟期平均溫度高于23.8℃時(shí)，總酸量會(huì)隨該階段平均溫度的上升而明顯增加。

全生育期降水量越多，著色均勻度越差。降水量的增加意味著光照天數(shù)的減少，也會(huì)導(dǎo)致作物本身吸收的熱量以及接受的光照強(qiáng)度有所減少。

通過本研究可以發(fā)現(xiàn)，山西省中南部地區(qū)鮮食葡萄具有果穗大、果粒飽滿、香氣十足、風(fēng)味優(yōu)良等諸多特點(diǎn)。進(jìn)行避雨栽培或溫室大棚栽培可以在一定程度上減少果實(shí)中酸類物質(zhì)的積累，提高固酸比和糖酸比，進(jìn)一步提升果實(shí)品質(zhì)。本研究確定的氣象因子可以為山西省中南部地區(qū)鮮食葡萄區(qū)劃、選定栽培方式提供有效的技術(shù)指導(dǎo)。

適宜的氣象條件會(huì)促進(jìn)葡萄果實(shí)中各種有機(jī)物質(zhì)的積累，含糖量、總酸量都會(huì)上升。然而，綜合評(píng)價(jià)得分高的供試樣本鮮食葡萄并非具有最高的含糖量和總酸量，而是糖酸比較高時(shí)，風(fēng)味更佳。

本研究中構(gòu)建鮮食葡萄供試樣本的綜合評(píng)價(jià)得分函數(shù)，進(jìn)一步評(píng)價(jià)本研究中所選樣本品質(zhì)的優(yōu)劣，明確了山西省中南部鮮食葡萄優(yōu)良品質(zhì)排序前5的依次是太谷露地栽培巨峰、西馬峪溫室大棚栽培早黑寶、太谷露地栽培早黑寶、清徐溫室大棚栽培早黑寶、馬峪露地栽培早黑寶。綜合3個(gè)鮮食葡萄品種來看，早黑寶品質(zhì)最優(yōu)，巨峰次之，龍眼最差。

根據(jù)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可知，本研究中采樣的5個(gè)縣區(qū)，文水更適合避雨棚栽培早黑寶；清徐縣、（西）馬峪、小店區(qū)適合溫室大棚種植早黑寶；太谷縣露地栽培早黑寶、巨峰均有較高品質(zhì)。巨峰葡萄最適宜栽培模式為露地栽培，早黑寶為溫室大棚，龍眼為避雨棚。

本研究采用主成分分析法，對(duì)山西省中南部5個(gè)縣區(qū)三類鮮食葡萄品種一共13個(gè)鮮食葡萄供試樣本的10類果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，主成分?jǐn)?shù)量為3個(gè)，3個(gè)成分能夠提供有關(guān)葡萄品質(zhì)的82.761%信息量。綜合分析得出，糖酸比、固酸比、風(fēng)味、著色均勻度是鮮食葡萄果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)的核心指標(biāo)。

從分析結(jié)果也可知，山西省中南部鮮食葡萄主要產(chǎn)區(qū)的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)均較高，但不同栽培模式下不同品種的鮮食葡萄品質(zhì)也有較明顯的差異。栽培模式的差異導(dǎo)致葡萄生長的氣候微環(huán)境存在較大差異，進(jìn)一步影響了葡萄果實(shí)品質(zhì)。造成不同品種品質(zhì)的顯著差別最大的原因來自葡萄的遺傳特征。

已有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)膨大期、漿果著色期溫度過高或過低均對(duì)果實(shí)品質(zhì)不利，這一階段溫度過高會(huì)導(dǎo)致葡萄著色不良，香氣、風(fēng)味變差。在本研究所采取的樣本平均粒質(zhì)量與果實(shí)膨大期、漿果成熟期的有效積溫呈極顯著正相關(guān)。說明在葡萄漿果成熟期階段，山西省中南部的溫度條件變化范圍基本處于葡萄生態(tài)適宜區(qū)間。在葡萄果實(shí)生長中后期，提高有效積溫會(huì)使平均粒質(zhì)量有明顯增加。本研究發(fā)現(xiàn)，提高漿果成熟期平均溫度，果實(shí)總酸量會(huì)顯著降低、風(fēng)味也會(huì)顯著提升。這與于飛等[10]的研究結(jié)論一致。漿果成熟期日照時(shí)數(shù)的增加也會(huì)促進(jìn)可溶性固形物含量的提升，這與劉俊等[7]的研究結(jié)論一致。漿果成熟期平均溫度、有效積溫與葡萄香氣呈正相關(guān)，這與溫可睿等[28]的結(jié)論“涼冷環(huán)境有利于香氣物質(zhì)的產(chǎn)生”矛盾。經(jīng)分析，葡萄香氣物質(zhì)形成除與溫度因子有關(guān)外，還受到多種外界因素的共同作用，本研究中影響葡萄香氣的限制因子應(yīng)為漿果成熟期的平均最高溫度，而非漿果成熟期平均溫度、有效積溫。

葡萄在作物類別上屬于多年生藤本植物，僅進(jìn)行1 a的作物觀測，無論從取樣的資料還是試驗(yàn)的穩(wěn)定性來看，影響因素都比較多，試驗(yàn)結(jié)果的全面性和穩(wěn)定性不是非常理想。本研究對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定指導(dǎo)意義，今后可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行單因子控制，將田間水肥管理、土壤養(yǎng)分監(jiān)測因素考慮進(jìn)來，進(jìn)一步完善研究結(jié)果。