基于枣果体积的南疆灰枣单果重简易估算方法研究

游 磊，马英杰，洪 明，赵经华

(新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052)

枣(Zizyphus jujuba Mill)为鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Zizyphus Mill)植物，其营养丰富的维生素B、C、P及多种氨基酸，是药食兼用果品，素有“木本粮食，滋补佳品”的美誉。同时也是一种重要的经济林树种，在我国具有悠久的发展历史［1－5］。自2000年以来我国红枣产业呈持续增长的趋势，红枣产业总体效益呈逐步提高趋势，红枣效益增加得益于红枣种植面积的增加，但是红枣单产经营纯收益不高，其原因主要由于枣果品质低价格难以得到提升，所以提高枣果品质就成为了加速红枣产业发展的重要途径［6－8］。此外，在红枣节水灌溉研究过程中往往通过分析比较不同灌水处理红枣的果实品质来评价某种灌水处理对红枣品质的影响，进而评价灌水方法或者灌水技术的优劣。红枣果实品质通常由营养成分及果形、单果重等指标来衡量［9］。这些指标中，枣果营养成分主要包括维生素C(Vc)的含量，可溶性总糖、可溶性总酸的含量，需要通过特殊的测定方法获得，用于红枣销售时品质评价指标具有很大的局限性。在实际的生产当中更多的采用果型和单果重作为其品质的评价指标，进而对红枣果实进行分级。根据王娟、谢美玲［10－11］近年研究实践表明，对枣果的品质分析时需测定果形指数和单果重指标，二者的测定过程相对独立。果形指数是逐个测定灰枣纵横径然后计算果形指数;单果重通常采用称重法，称量一千克灰枣总重，数其个数，用一千克灰枣总重除以其个数得单果重;但为了获得不同灌水处理条件下枣果中某个质量范围的枣果所占的比例，从而从果实品质角度来评价灌水质量的好坏，就需要对枣果进行单独称重，当处理较多时，样本量较大，耗时较长。针对该问题本文旨在研究南疆灰枣果实体积与单果重之间的关系，提出一种枣果单果重的简易估算方法，实现在测定灰枣纵横径的同时，完成灰枣果实的单果重估算，从而提高红枣果实品质测定的工作效率。

1 实验材料与方法

1.1 供试材料

2013年4月到2013年11月在新疆阿克苏市农业科技示范园内进行灰枣灌溉试验，供试枣树为灰枣，树龄9年，株行距2 m×3 m，树高3 m～3.5 m。采用一行两管的滴灌灌水方式，即在树行两侧50 cm各布置一根滴灌管，滴头流量3.75 L/h。枣园0～100 cm土壤平均田间持水量(体积含水率)为34.5%，平均干密度为 1.49 g/cm3，0 ～60 cm 的土壤为粉壤土，60 cm～100 cm的土壤为粘壤土。基肥(有机肥)采用穴施，生育期追肥均随水滴施，其他管理均与当地农户管理措施相同枣树生长正常，树势均匀。

1.2 方法

在灰枣成熟收获后自然风干红枣。随机选取50颗风干后的灰枣果实，其中30颗灰枣用于建立模型，剩余20颗用于验证模型。采用游标卡尺分别测灰枣单个果实纵、横径。在室内采用排水法测量果实体积，用感量为0.01 g的电子天秤对枣果的单果重逐个进行称量。在建立灰枣枣果体积估算模型后，通过统计软件的回归分析得到枣果体积和单果重之间的回归模型，并对其进行差异性分析，最终提出基于纵横径的灰枣枣果单果重的简易估算方法。

2 结果与分析

2.1 灰枣体积估算模型的建立

对于枣体积的估算，崔宁博［12］提出通过圆柱体积计算公式来估算枣的体积，此估算方法是将梨枣纵径及其前部横径R1、中部横径R2、后部横径R3平均值R=(R1+R2+R3)/3(具体测定位置如图1(a)所示)，带入圆柱体积公式进而得到梨枣估算体积，此法能够获得较高的测量精度，但需测量三个部位的横径较为耗时。通过对灰枣中部横径R2与前、中、后部横径均值R的回归分析后，发现二者的相关系数达到0.96，表明二者具有较好的相关性(如图1(b)所示)。故在建立模型过程中采用灰枣中部横径进行红枣体积估算。

图1 灰枣横径测定位置及中部横径与其前中后部横径均值的相关关系

运用排水法实测红枣体积，用精度为0.01 mm的电子游标卡尺对随机抽取的30颗灰枣果实进行测量，测量内容为灰枣纵径H、前部横径R1、中部横径R2、后部横径R3。由于灰枣果实外型近似于椭球体，梨枣的近似于圆柱体，外形有较大差异(如图2所示)，故分别采用圆柱和椭球体积公式［13］进行灰枣体积估算，并根据排水法的测定结果进行比选，选取误差小的作为灰枣体积估算模型。

图2 梨枣与灰枣的果实外形特征

将红枣纵横径带入理论公式得理论体积，两体积公式为:椭球体积公式圆柱体积公式实测值与理论值的相对误差结果如表1所示。

表1 两种体积公式估算的红枣果实体积及其与实测值的相对误差

由表1得知，用椭球体积公式估算灰枣体积与实测值的平均相对误差为3.81%，圆柱体积公式估算灰枣体积与实测值的平均相对误差为33.37%;用椭球体积公式计算所得灰枣体积与真实值的相对误差较用圆柱体积公式计算所得灰枣体积与真实值的相对误差小很多，故可用椭球体积公式进行灰枣体积估算。

2.2 灰枣单果重的简易估算模型

灰枣的体积与质量存在相关性。在建立好的灰枣体积估算模型的基础上建立灰枣体积与灰枣单果重的回归关系，从而建立灰枣单果重的估算公式。

把灰枣果实近似的看成椭球体，用椭球体的体积计算公式计算出灰枣体积，用灰枣体积与灰枣单果重进行回归分析，得到相关系数较高的估算公式。

灰枣体积估算及单果重测定结果如表2所示。

表2 灰枣体积估算及单果重测定结果

用回归分析软件SPASS对用椭球体积计算公式所得30颗灰枣体积与所测得的相应灰枣单果重进行回归分析，得到用灰枣果实纵横径所计算的体积来估算单果重的回归方程［14］(见表3)。

表3 灰枣单果重与体积回归分析结果

由表3回归结果可以看出用椭球体积公式所估算的灰枣体积与灰枣单果重的相关性是:一元线性方程回归的相关系数最高，说明用该一元线性方程所估算的灰枣单果重更接近真实值。

2.3 公式计算值与测定值之间的差异显著性检验

用剩余20颗灰枣验证回归方程适用性:实测值所测得的灰枣单果重与用回归方程计算值进行t检验［15］，评价回归方程的适用程度。

由t检验结果如表4所示，二者均值非常接近，且二者的相关系数很高，达到了0.978，t统计量的值是 0.856，95% 的 置信区间 (－0.05341，0.02241)，99%的置信区间(－0.06773，0.03663)，临界置信水平都为0.403，远大于5%。说明实际称重法测得灰枣单果重与回归公式计算的灰枣单果重之间没有显著差异，表明用回归分析所得的质量估算的一元线性方程能够较好地估算灰枣的单果重。

表4 灰枣实测质量与估算质量的差异显著性检验结果

3 结论

(1)南疆灰枣的枣果体积可用椭圆体积公式来估算，该体积公式可以表示如下。

式中:V为灰枣果实体积(cm3);H为灰枣果实纵径(cm);R为灰枣果实中部横径(cm)。

(2)基于果实体积的南疆灰枣枣果单果重的估算公式可以表示如下。

式中:M为灰枣单果重(g);α，β分别为经验参数，其他参数意义同前，与试验条件相似时，可采用表3的参数。

4 讨论

本文所提出的基于枣果体积的灰枣单果重的估算方法将枣果果型指数和单果重两个相对独立的测定过程简化为一个过程，即通过测定枣果的果实纵横径，计算得到果实体积，进而估算枣果单果重。该方法简单、实用，非常适用于大样本的测定，具有一定的实用价值。由于灰枣单果重受含水率的影响较大，研究中的枣果选取滴灌条件下的灰枣树成熟收获后自然风干红枣，因此该方法的推广应用具有一定的局限性。本文提出的方法适用于滴灌条件下自然风干的灰枣，在具体应用时要注意对枣果含水量率定，其他枣树品种及灌溉条件下该方法的适用性还需要进一步研究。

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