甘肅古浪縣黃灌區(qū)枸杞引種栽培綜合分析

魏家鴻，于柱英，徐晶晶，何 靜，羅曉明，華小琴，焦旭東，張明華

（1. 武威市林業(yè)綜合服務(wù)中心，甘肅 武威 733300；2. 甘肅省林業(yè)科技推廣站，甘肅 蘭州 730000；3. 甘肅農(nóng)業(yè)大學，甘肅 蘭州 730000；4. 古浪縣特色林果中心，甘肅 古浪 733100）

枸杞Lycium chinense，茄科Solanaceae枸杞屬Lycium植物，屬多年生落葉灌木。枸杞果實可干食也可鮮食，既是中藥材，又是高檔的保健食品，具有極高的經(jīng)濟價值；枸杞也是防風固沙和改良鹽堿地的優(yōu)良樹種[1-2]，具有較高的生態(tài)效益。目前，我國枸杞栽培地區(qū)主要集中在新疆、青海、寧夏、甘肅等地[3]。甘肅省古浪縣黃灌區(qū)地處騰格里沙漠南緣、祁連山北麓、河西走廊東頭，海拔高、晝夜溫差大，對于枸杞的生長具有得天獨厚的優(yōu)勢[4]，枸杞的栽植面積逐年增大，已成為當?shù)匕l(fā)展最重要的經(jīng)濟林樹種。相關(guān)研究結(jié)果表明，枸杞含有豐富的類胡蘿卜素、黃酮、糖類和甜菜堿，具有較高的營養(yǎng)價值[5-6]，不同種源、不同品種的枸杞在樹體生長量、光能利用率、水分利用效果、抗逆性、果實產(chǎn)量、果實營養(yǎng)以及品質(zhì)等方面具有差異性，良好的枸杞品種具有優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的特性[7-8]。寧杞1號、寧杞5號、寧杞7號、寧杞9號和蒙杞1號在甘肅古浪黃灌區(qū)適生性良好，是種植面積最為廣泛的引進品種。

近年來，將主成分分析法應(yīng)用于經(jīng)濟林優(yōu)種選擇的相關(guān)研究已有較多報道[9-12]，但是目前采用該方法對甘肅古浪黃灌區(qū)這5個引種栽培品種的綜合分析和研究鮮見報道，成果多局限于栽培管理技術(shù)規(guī)程和生理特性等方面，未篩選出甘肅古浪黃灌區(qū)特有小氣候條件下的最適發(fā)展品種。本研究中選取果形、果色、果味、適應(yīng)性、果實產(chǎn)量、果實品質(zhì)、人工投入量等多指標，對甘肅古浪黃灌區(qū)引種栽培的5個枸杞品種進行多因素綜合評價，篩選該地區(qū)特有氣候和環(huán)境條件下綜合表現(xiàn)最優(yōu)的品種，以期為該地區(qū)枸杞的高效栽培和推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省古浪縣大靖鎮(zhèn)，境內(nèi)地勢較為平坦，大部分為山前平原，平川地貌，海拔1 800～2 330 m，屬溫帶干旱氣候，無霜期150 d左右，年均降水量120 mm左右，平均氣溫8.2 ℃。該地區(qū)屬大靖河流域和引黃提灌工程灌區(qū)，土壤類型以風沙土和灰鈣土為主，偏堿性，土壤中有機質(zhì)含量10.7 g/kg，全氮含量0.66 g/kg，有效磷含量23.22 mg/kg，速效鉀含量170.1 mg/kg，鹽含量1.75 g/kg。

1.2 供試品種

供試品種為古浪縣黃灌區(qū)大靖鎮(zhèn)大墩村枸杞栽培實驗示范基地5年生盛果期的寧杞1號、寧杞5號、寧杞7號、寧杞9號、蒙杞1號，其立地條件、栽培密度、經(jīng)營水平、水肥條件基本一致。

1.3 試驗設(shè)計

試驗區(qū)每品種以15株為1組，3個重復，共45株。4—10月為枸杞盛果期，枸杞多次開花結(jié)果，果實皮薄、肉厚、粒大、色澤鮮明，具備基本的評價條件和最大的評價價值[13]，因此選擇2021年的7月20日、7月25日、8月1日、8月5日、8月10日采摘枸杞果實。從各品種選定單株的上、中、下3個部位各采摘15粒果實，用8號袋封裝，在4 ℃低溫、50%空氣濕度條件下保存于恒溫箱（MGC-400H，上海一恒科學儀器有限公司）中。每次果實采摘后，按品種分開放置，測定其鮮果指標，然后使用廣東科信九風機隧道型閉環(huán)除濕烘干機（15P）進行烘干，至含水率30%左右，測定其干果指標。

1.4 指標測定

使用數(shù)顯游標卡尺測定果實（干果和鮮果）的橫徑和縱徑，每品種測定300粒，精度為0.01 mm；使用分析天平（FA2104S，上海菁海儀器有限公司）稱量果實（干果和鮮果）的百粒質(zhì)量，每組100粒，做6個重復，精度為0.01 g；使用手持電子測糖儀（FNV-32，深圳源恒通科技有限公司）進行樣果可溶性固形物含量測定。觀察恒溫箱內(nèi)各品種鮮果枸杞采摘后第7天時無黑斑和無腐爛的果實數(shù)量，計算各品種平均鮮果的耐貯藏性。對其他枸杞性狀采用賦分制進行評價[14]。

人工投入量：對各品種的全年果實采摘和修剪疏枝的人工投入成本分別進行統(tǒng)計調(diào)查，以1～5分為基準。

抗病蟲害能力：通過觀測各品種全年病蟲害發(fā)生程度進行賦分評價，以1～5分為基準。

成熟期：以各品種結(jié)果盛期植株總數(shù)量90%以上的果實達到可采摘程度作為該品種的成熟期，以1～5分為基準，以成熟期最早或最晚為最低分進行評分。

果實風味：邀請專家和普通消費者在品嘗鮮果和干果后進行評價，以1～5分為基準。

果形指數(shù)為果實縱徑和橫徑的比值，干鮮比為全年鮮果產(chǎn)量與全年干果產(chǎn)量的比值；鮮果耐貯藏性為可食果實數(shù)量與果實總數(shù)量的比值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel和SPSS 21.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種枸杞各評價指標的變異

表1中為枸杞各指標的統(tǒng)計值，從表1可以看出，不同品種枸杞的各性狀指標均存在差異，變異系數(shù)為4.25%～45.40%，變異系數(shù)大于15%的指標為鮮果縱徑、鮮果果形指數(shù)、干果縱徑、干果果形指數(shù)、鮮果百粒質(zhì)量、干果百粒質(zhì)量、鮮果產(chǎn)量、干果產(chǎn)量、可溶性固形物含量、人工投入量、抗病蟲害能力、成熟期和果實風味，共計13項指標，占總指標數(shù)量的76.47%。由此可見，甘肅古浪黃灌區(qū)引種栽培的不同品種枸杞具有較大的差異，篩選出優(yōu)良品種后進行推廣種植具有非常重要的意義。

表1 不同品種枸杞各評價指標的統(tǒng)計值Table 1 Statistics of evaluation indexes of different varieties of L. barbarum

2.2 不同品種枸杞各評價指標間的相關(guān)性

表2中為不同品種枸杞各評價指標的相關(guān)系數(shù)，從表2可以看出，不同品種枸杞的各項指標間存在較為復雜的關(guān)系。鮮果百粒質(zhì)量與鮮果橫徑、鮮果縱徑、鮮果果形指數(shù)呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系；干果百粒質(zhì)量與干果縱徑、干果果形指數(shù)、可溶性固形物含量、果實風味呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系；鮮果產(chǎn)量與干果產(chǎn)量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系；干鮮比與其他指標的相關(guān)性均不顯著；可溶性固形物含量與鮮果縱徑、干果縱徑、干果果形指數(shù)、干果百粒質(zhì)量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系，與鮮果耐貯藏性呈現(xiàn)顯著負相關(guān)關(guān)系；果實風味與干果百粒質(zhì)量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系。由此可見，不同品種枸杞果實的品質(zhì)和干鮮產(chǎn)量受多種因素影響。因此，對甘肅古浪黃灌區(qū)的枸杞進行優(yōu)良性評價時，需要考慮多個觀測指標進行綜合評價。

表2 不同品種枸杞各評價指標的相關(guān)系數(shù)?Table 2 Correlationcoefficient of evaluation indexes of different varieties of L. barbarum

2.3 不同品種枸杞評價指標的主成分分析

2.3.1 評價指標的數(shù)據(jù)標準化

為使不同品種枸杞各項指標的變異信息損失減少，從而得出有效的分析結(jié)果，采用主成分分析法做進一步分析。首先將不同品種枸杞各項指標數(shù)據(jù)進行標準化處理，結(jié)果見表3。

表3 不同品種枸杞各評價指標的標準化處理結(jié)果Table 3 Standardization character of indexes of different varieties of L. barbarum

2.3.2 評價指標的主成分提取

根據(jù)不同品種枸杞各評價指標的標準化數(shù)據(jù)進行主成分分析，結(jié)果見表4。通過采用主成分分析法可以用量化的綜合指標來替換數(shù)量眾多的性狀指標，從而用簡化的綜合系數(shù)來替代各性狀的系數(shù)[15-16]。由表4可以看出，前3個主成分的特征值均大于1，第1主成分的方差貢獻率為58.61%，第2主成分的方差貢獻率為22.52%，第3主成分的方差貢獻率為13.31%，前3個主成分的累計方差貢獻率為94.43%（≥85%），累計方差貢獻率高且增長明顯。結(jié)果表明前3個主成分可包含5個品種枸杞的絕大部分信息，采用主成分分析法研究不同品種枸杞的優(yōu)良性較為有效，因此選擇前3個主成分作為5個品種枸杞的綜合評價指標。

表4 不同品種枸杞各評價指標的主成分提取結(jié)果Table 4 Principal component extraction results of evaluation indexes of different varieties of L. barbarum

由表4中不同指標的前3個主成分的載荷值可以看出：第1主成分中鮮果橫徑、鮮果縱徑、鮮果果形指數(shù)、干果縱徑、干果果形指數(shù)、鮮果百粒質(zhì)量、干果百粒質(zhì)量、鮮果產(chǎn)量、干果產(chǎn)量、可溶性固形物含量、鮮果耐貯藏性、果實風味的載荷值較高，能夠較好地反映這12項指標的信息；第2主成分中干果橫徑、人工投入量、抗病蟲害能力、成熟期的載荷值較高，能夠較好地反映這4項指標的信息；第3主成分中干鮮比的載荷值較高，能夠較好地反映該指標的信息。

2.3.3 評價模型的構(gòu)建

分別用Y1、Y2、Y3代表第 1、第 2、第 3主成分的得分，用Z1～Z17代表各指標的標準化值（表3），根據(jù)表4中各指標的載荷向量和各評價指標特征值，求得前3個主成分的特征向量，即可得出線性方程：

Y1=0.259Z1+0.300Z2+0.280Z3-0.121Z4+0.311Z5+0.304Z6+0.284Z7+0.304Z8-0.226Z9-0.223Z10-0.053Z11+0.297Z12-0.285Z13+0.073Z14+0.216Z15+0.005Z16+0.250Z17；

Y2=0.215Z1-0.060Z2-0.164Z3+0.436Z4-0.037Z5-0.094Z6+0.055Z7+0.022Z8-0.351Z9-0.351Z10+0.028Z11-0.139Z12+0.119Z13+0.370Z14-0.369Z15+0.358Z16+0.194Z17；

Y3=0.172Z1+0.198Z2+0.221Z3+0.072Z4-0.102Z5-0.119Z6+0.274Z7-0.117Z8-0.066Z9-0.107Z10+0.654Z11-0.081Z12+0.140Z13+0.106Z14-0.059Z15-0.464Z16-0.254Z17。

通過上述線性方程，可求出不同品種枸杞評價指標在前3個主成分中的因子得分。根據(jù)因子得分，經(jīng)加權(quán)平均，得到5個品種枸杞的評價指標在第1、2、3主成分中的得分和綜合得分（F）模型：

F=1.96Y1+0.47Y2+0.21Y3。

2.3.4 品種優(yōu)良性的綜合評價

不同品種枸杞評價指標的得分及排名見表5。由表5可以看出，5個品種枸杞的綜合得分由高到低依次為蒙杞1號、寧杞9號、寧杞5號、寧杞7號、寧杞1號，蒙杞1號和寧杞9號得分為正值，寧杞1號、寧杞5號、寧杞9號得分為負值，第1名的得分與第5名的得分差異較大，說明不同品種枸杞的差異較大。

排名第1位的蒙杞1號，其綜合得分明顯高于其他品種，鮮果產(chǎn)量和干鮮比一般，鮮果耐貯藏性較差，但其具有果粒大、果形好、果實品質(zhì)佳、果實風味好、成熟期短、人工投入量低、果實可溶性固形物含量最高和植株抗病害能力最強的特點，因此在甘肅古浪黃灌區(qū)可作為最優(yōu)品種進行輻射推廣。排名第2位的寧杞9號，其綜合指標得分較好，與其他品種枸杞相比，鮮果產(chǎn)量、鮮果耐貯藏性、人工投入量、果實風味、成熟期、抗病蟲害能力均居中位，但其具有果粒較大、果形較好、果實品質(zhì)較優(yōu)、可溶性固形物含量較高、干鮮比最高的特點，因此可作為次優(yōu)品種進行輻射推廣。寧杞5號與寧杞7號的第1主成分得分和綜合得分接近，說明其綜合表現(xiàn)相近，可作為同一類型品種進行考量。寧杞5號果實橫徑大、實心、皮薄，因此果實風味較優(yōu)，與寧杞7號均有干鮮比較高的特點，但在甘肅古浪黃灌區(qū)，寧杞5號根腐病發(fā)生頻率較高，可控性低，已經(jīng)影響了樹體的正常生長，寧杞7號的耐藥性較差，花期連陰雨天氣坐果率差，易感黑果病，其他觀測指標也相對較差，因此在輻射推廣時應(yīng)謹慎考慮使用寧杞5號和寧杞7號。寧杞1號的綜合得分最低，與其他品種枸杞相比，其具有高產(chǎn)、干鮮比較高、鮮果耐貯藏性較好、在極端天氣環(huán)境下坐果穩(wěn)定的特點，但其果徑小，果形、果實品質(zhì)和果實風味較差，可溶性固形物含量低，抗病蟲害能力差，人工投入量最高，導致成本高、收益小，因此在甘肅古浪黃灌區(qū)枸杞發(fā)展過程中，可考慮將寧杞1號作為不良品種逐步進行更換。

表5 不同品種枸杞評價指標的得分及排名Table 5 Comprehensive score and ranking of different varieties of L. barbarum

3 結(jié)論與討論

本研究中5個品種枸杞17項評價指標的變異系數(shù)為4.25%～45.40%，因此對甘肅古浪黃灌區(qū)主栽品種枸杞進行綜合評價、篩選優(yōu)良品種并進行輻射推廣具有十分重要的意義。通過主成分分析，提取了3個主成分：第1主成分特征值為9.96，貢獻率58.61%；第2主成分特征值為3.83，貢獻率22.52%；第3主成分特征值為2.26，貢獻率13.31%。前3個主成分的累計貢獻率為94.43%，采用這3個主成分可有效構(gòu)建出綜合評價模型，得出5個品種枸杞的綜合得分，各品種的綜合表現(xiàn)由優(yōu)到劣依次為蒙杞1號、寧杞9號、寧杞5號、寧杞7號、寧杞1號，其綜合得分分別為3.02、0.87、-0.69、-0.94、-2.27。根據(jù)各主成分得分和綜合得分特性，可將5個枸杞品種劃分為Ⅳ類，Ⅰ類為蒙杞1號，Ⅱ類為寧杞9號，Ⅲ類為寧杞5號和寧杞7號，Ⅳ類為寧杞1號，在甘肅古浪黃灌區(qū)枸杞的輻射推廣和更新?lián)Q代過程中，可優(yōu)先考慮使用第Ⅰ類和第Ⅱ類品種。

枸杞作為良好的特色養(yǎng)生果品，傳統(tǒng)以干食為主要的食用方式，目前鮮食產(chǎn)品也逐步得到開發(fā)，市場需求量逐年升高，對枸杞果形、色澤和風味等的綜合要求也越來越高，甘肅古浪黃灌區(qū)南北分別沿川沿沙，氣候、土壤和溫度等環(huán)境因素特殊，引種栽培后枸杞果實的品質(zhì)優(yōu)良、營養(yǎng)豐富，形成了特色地理品牌，兼具經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，是當?shù)亓洲r(nóng)最喜歡栽植的特色經(jīng)濟林樹種，也是其主要收入來源。同一品種在不同地區(qū)引種栽培后其各項指標均有差異，只有對引進品種在本地的表現(xiàn)進行長時間種植觀測和綜合評價，才能篩選出優(yōu)良品種[17]。但是多年來，在引種栽培枸杞優(yōu)良品種后，未對其在甘肅古浪黃灌區(qū)的綜合效益開展系統(tǒng)的分析研究。本研究中通過對引種栽培多年的5個枸杞品種進行觀測，選出蒙杞1號、寧杞9號作為甘肅古浪黃灌區(qū)主要輻射推廣和更新品種，其果形好、果實營養(yǎng)豐富，干食和鮮食均具有市場競爭力，可以同步拓展市場，逐步提升本地品牌價值。對枸杞進行綜合評價的同時，也應(yīng)考量氣候和經(jīng)濟效益的因素，寧杞7號在氣候環(huán)境條件特別穩(wěn)定的前提下，可多產(chǎn)2茬果實，經(jīng)濟效益較為突出，因此可選擇作為良種進行潛力挖掘，適當混交栽培，在提升本地枸杞綜合效益的同時，降低區(qū)域病蟲害發(fā)生率、農(nóng)藥使用率及殘留量。本研究是在立地條件（土壤類型為風沙土）一致的基礎(chǔ)上開展的，因此各項指標因子存在一定的局限性，同時由于水肥管理粗放，枸杞的豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性仍有較大潛力可挖。為了提高甘肅古浪縣黃灌區(qū)枸杞的綜合效益，在后續(xù)推廣栽培中，將對其他立地條件下不同品種枸杞的表現(xiàn)進行觀測，進一步開展測土配方施肥試驗和優(yōu)良單株的篩選工作。