不同覆盖集雨措施对旱地玉露香梨品质的影响及综合评价

杨凯 刘艳武 窦彦鑫 石美娟 郭华

摘 要：研究旱作条件下不同覆盖集雨措施对玉露香梨品质的影响，探求幼龄玉露香梨树最适宜的覆盖集雨措施，为果园覆盖栽培技术提供理论依据。试验共设置4个覆盖处理：全年地布覆盖（T1）、4-9月份地布覆盖（T2）、10月-翌年3月份地布覆盖（T3）、秸秆覆盖（T4），并与对照组无覆盖（CK）进行对比。结果表明：旱作条件下，各覆盖集雨处理均比无覆盖对照组更有利于玉露香梨的生长发育，其中全年地布覆盖处理（T1）下玉露香梨的单果重、果肉硬度以及可溶性固形物含量值最大，而秸秆覆盖处理（T4）的果形指数值最大，酸度值最小。通过对各品质指标进行主成分分析，综合考虑得出，旱作条件下，本试验区3年生玉露香梨在秸秆覆盖条件下品质最优。

关键词：覆盖;玉露香梨;品质;主成分分析

文章编号：2096-8108（2020）06-0035-06  中图分类号：S661.2  文献标识码：A

Comprehensive Evaluation of Effects of Different Rain Covering

Measures on Quality of Yuluxiang Pear under Dry Farming

YANG Kai1，LIU Yanwu2，DOU Yanxin1，SHI Meijuan1，GUO Hua1

（1.Pomology Institute，Shanxi Agricultural University， Taigu 030815， China;

2.Taiyuan University of Technology， Taiyuan 030024，China）

Abstract：The effects of different rain cover measures on the quality of Yuluxiang pear under dry farming conditions were studied and the most suitable rain cover measures for young Yuluxiang pear trees were explored to provide a theoretical basis for the orchard cover cultivation technology. A total of four coverage treatments were set up in the experiment： year-round floor covering （T1）， April-September floor covering （T2）， October-March of the next year floor covering （T3）， straw covering （T4）， and the control group no coverage （CK） for comparison. The results showed that： under the conditions of dry farming， each covered rain-collecting treatment was more conducive to the growth and development of Yuluxiang pear than the uncovered control group. Among them， the annual single fruit weight， pulp hardness and soluble solid content of Yuluxiang pear were the largest under the ground cover treatment （T1）， while the straw cover treatment （T4） had the largest fruit shape index value and the smallest acidity value. Through the analysis of the main components of each quality index， a total of two main components were extracted. After comprehensive consideration， it was concluded that under the conditions of dry farming and rain collection， the most suitable covering measure for the three-year-old Yuluxiang pear in this test area was straw covering.

Keywords：covering; Yuluxiang pear; quality; principal component analysis

梨是繼苹果和柑橘之后的第三大水果，其所含的营养价值丰富，深受广大消费者的喜爱。中国是梨果生产大国，据有关资料显示，2018年我国梨果的种植面积、收获产量、出口量及品种数量均居世界首位[1]。近年来，果农及消费者对于梨的生产栽培，不单局限于高产，而是逐渐倾向于追求优质梨果。‘玉露香梨是山西省农业科学院果树研究所自主选育的优良品种，其对土壤环境适应性极强，具有口感香甜、果肉细嫩、汁多酥脆及可食率高等优点，荣获2008年北京奥运会指定供应水果称号。目前，山西省多地已将 ‘玉露香梨作为主要的品种，展开了大规模的推广种植。但山西自然降水量少和灌水资源短缺的问题成为了实现梨果高产及优质栽培的主要制约因素[2]。因此，为克服山西省以及其他干旱缺水地区的水资源短缺问题，推行有机旱作节水栽培，实现农业可持续发展便成为了必然选择[3-4]。

目前国内外干旱地区果园中所采用的有机旱作栽培技术主要是对果园进行覆盖处理，其中应用较广的包括地膜覆盖、秸秆覆盖、园艺地布覆盖以及生草覆盖等[5-7]。关于该技术在果园的应用方面，不少学者已经开展了大量研究，结果表明：对果园进行覆盖处理，不仅能够提高有限降水资源的利用率，解决了水资源不足等问题，还能够促进果树的生长发育，提高果树的产量，增加果实中的总糖含量，改善果实的果肉硬度、糖酸比以及果实形状等品质指标，实现增产提质的目的[8-14]。

有关覆盖技术在果园应用方面，前人虽然已经进行了大量的研究并取得了丰富成果，但研究主要集中于苹果园，对于梨园进行覆盖栽培的研究比较少见，鲜见关于本文提出的覆盖栽培技术“地布覆盖+小沟集雨”的研究。此外，山西省作为有机旱作的典型示范区，且‘玉露香梨作为该地区重点推广种植的优质水果，针对该地区土壤环境以及气候的特殊性，进行旱作条件下不同覆盖集雨措施对玉露香梨品质的影响研究也亟待开展。因此，本文以3年生玉露香梨为试验对象，研究旱作条件下不同覆盖集雨措施对玉露香梨品质的影响，并综合主成分分析得出了该地区适宜的覆盖栽培措施，以期为山西省果园旱作栽培技术提供理论支持和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

本试验于山西省农业科学院果树研究所的旱作节水试验示范园进行，该果园地处山西省晋中市太谷区（东经112°32′，北纬37°23′）。该地区年均降雨量442.64 mm，降雨主要集中于6-8月份，年均气温9.8 ℃，属典型的大陆性半干旱气候。试验区土壤主要为砂壤土，土壤体积质量为1.47 g/cm3，饱和含水率为0.492 cm3/cm3，田间持水量为0.30 cm3/cm3[16]。试验对象为3年生‘玉露香梨树，南北向种植，栽植密度为株行距1.5 m×4 m。

1.2 试验方法

为研究旱作条件下不同覆盖集雨措施对玉露香梨品质的影响，本试验共设置了4个覆盖处理：全年地布覆盖（T1）、4-9月份地布覆盖（T2）、10月-翌年3月份地布覆盖（T3）、秸秆覆盖（T4），并与对照组无覆盖处理（CK）进行对比，每个处理3组重复。各处理覆盖宽度均为2 m，树盘左右各1 m，中间重叠部分用地钉固定。另外，地布覆盖外围边缘设有与树行平行的水平沟（宽30 cm、深60 cm），作为施肥沟和集雨沟，且沟上覆草;而秸秆覆盖在覆盖外围边缘起垄，垄高约20 cm。

所有处理均以自然降水为唯一水源，整个生育期内不进行灌水处理。各处理的基肥由农家肥与有机物料混合制成（比例为11），于上年果实采收后按40 kg/株的标准施用。其中，地布覆盖基肥施于集雨沟内，并压埋填土5 cm;秸秆覆盖基肥施于秸秆底部的50 cm处;对照基肥于定植行两侧开沟50 cm施入。追肥采用叶面喷施，全年共6次：生长前期2次，以氮肥为主;后期3次，以磷钾肥为主;果实采收后再追1次氮肥以达到保叶的目的。各肥料使用浓度为：尿素0.2%～0.3%、磷酸二氢钾0.3%～0.5%、硼砂0.1%～0.3%。

1.3 试验测定项目

果实采收后，从每颗树的果实中各选取5颗长势基本一致的梨果用于品质的测定，结果取平均值。测定项目包括单果重、果形指数、果肉硬度、可溶性固形物含量和酸度。单果重用电子天平进行称量、果形指数用游标卡尺进行测定、果肉硬度采用英国产TA-XTPLUS物性测试仪测定、可溶性固形物用日本产PAL-1糖度计测定、酸度用韩国产835N酸度计测定。

1.4 数据处理

通过Excle2013进行数据处理，用Origin2019进行作图，用 SPSS22.0进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 不同覆盖集雨措施对玉露香梨品质的影响

2.1.1 不同覆盖集雨措施对玉露香梨单果重的影响

单果重是商品果实的外观品质指标之一，旱作条件下不同覆盖处理玉露香梨平均单果重的对比情况如图1所示。

从图中可以看出，5个处理平均单果重大小表现为T1（235.25 g）>T4（230.20 g）>T2（216.80 g）>T3（210.00 g）>CK（208.67 g），其中T1处理玉露香梨的平均单果重最大，较T4、T2、T3、CK处理分别提高了2.19%、8.51%、12.02%、12.74%。在覆盖时间相同的情况下，全年地布覆盖处理（T1）和秸秆覆盖处理（T4）均比对照组无覆盖处理（CK）明显提高了果实的平均单果重，其中，全年地布覆盖较无覆盖平均单果重提高12.74%，秸秆覆盖较无覆盖平均单果重提高10.32%;覆盖材料相同的情况下，全年地布覆盖（T1）可明显提高果实的平均单果重，与4-9月地布覆盖（T2）和10月-翌年3月地布覆盖（T3）相比，平均单果重分别提高了8.51%和12.02%。由此可知，覆盖处理能够提高果实的平均单果重，其中全年地布覆盖处理最有利于果实的生长发育，提高果实的平均单果重。

2.1.2 不同覆盖集雨措施对玉露香梨果形指数的影响

果形指数是指果实纵径与横径的比值，是一些商品果实外观品质的重要指标之一。图2为旱作条件下不同覆盖处理玉露香梨果形指数的对比情況。从图中可以看出，5个处理的果形指数值均大于0.9，均属于优形果，并且处理间的差值极小，说明覆盖集雨措施对果形指数指标的影响较小。

具体对比5个处理，果形指数值具体的大小关系表现为T4（0.920）>T1（0.917）>T2（0.915）>T3（0.912）>CK（0.907），其中T4处理的果形指数值最大，较T1、T2、T3、CK处理分别提高了0.34%、0.55%、0.97%、1.52%。在覆盖时间相同的情况下，全年地布覆盖处理（T1）和秸秆覆盖处理（T4）与对照组无覆盖处理（CK）相比，均稍微提高了玉露香梨的果形指数，其中全年地布覆盖处理的果形指数比无覆盖提高了1.18%，秸秆覆盖处理的果形指数比无覆盖提高了1.52%;覆盖材料相同的情况下，全年地布覆盖处理（T1）玉露香梨的果形指数相对较大，与4-9月地布覆盖（T2）和10月-翌年3月地布覆盖（T3）相比，果形指数分别提高了0.22%和0.63%。由此可知，覆盖处理对于玉露香梨的果实形状影响作用较小，相比较而言，秸秆覆盖处理的果形指数最大，果实形状最佳。

2.1.3 不同覆盖集雨措施对玉露香梨果肉硬度的影响

果肉硬度是指果实的抗压能力，是用来评价果实口感和存放性能的重要品质指标之一[15]。图3为旱作条件下不同覆盖处理玉露香梨果肉硬度的对比情况。从图中可以看出，5个处理的果肉硬度值大小关系表现为T1（6.27N）>T4（6.16N）>T2（6.10N）>T3（5.88）>CK（5.80），其中T1处理的果肉硬度值最大，较T4、T2、T3、CK处理分别提高了1.86%、2.79%、6.63%、8.10%。在覆盖时间相同的情况下，全年地布覆盖处理（T1）和秸秆覆盖处理（T4）均比对照组无覆盖处理（CK）明显提高了玉露香梨的果肉硬度，其中全年地布覆盖果肉硬度值比无覆盖提高了8.10%，秸秆覆盖果肉硬度值比无覆盖提高了5.17%;覆盖材料相同的情况下，全年地布覆盖（T1）可明显提高玉露香梨的果肉硬度，与4-9月地布覆盖（T2）和10月-翌年3月地布覆盖（T3）相比，果肉硬度分别提高了2.79%和6.63%。由此可知，覆盖处理能够促进果实的生长发育，提高果实的果肉硬度，改善玉露香梨的品质，其中全年地布覆盖处理作用最明显。

2.1.4 不同覆盖集雨措施对玉露香梨可溶性固形物含量的影响

果实的可溶性固形物含量主要是指果实中的总糖含量，可溶性固形物含量越高，果实的甜度越大，因此可溶性固形物含量是用来评价果实口感品质的重要指标之一[16]。图4为旱作条件下不同覆盖处理玉露香梨可溶性固形物含量的对比情况。从图中可以看出，5个处理的可溶性固形物含量的大小关系表现为T1（14.7%）>T4（14.4%）>T3（13.8%）>T2（13.7%）>CK（13.36%），其中T1处理的可溶性固形物含量最高，较T4、T3、T2、CK处理分别提高了2.08%、6.52%、7.30%、10.03%。在覆盖时间相同的情况下，全年地布覆盖处理（T1）和秸秆覆盖处理（T4）均比对照组无覆盖处理（CK）明显提高了玉露香梨的可溶性固形物含量，其中全年地布覆盖比无覆盖可溶性固形物含量提高了10.03%，秸秆覆盖比无覆盖可溶性固形物含量提高了7.78%;覆盖材料相同的情况下，全年地布覆盖（T1）可明显提高玉露香梨的可溶性固形物含量，与4-9月地布覆盖（T2）和10月-翌年3月地布覆盖（T3）相比，可溶性固形物含量分别提高了7.30%和6.52%。由此可知，覆盖处理能够促进果实的生长发育，提高果实的可溶性固形物含量，改善玉露香梨的品质，其中全年地布覆盖处理作用最明显。

2.1.5 不同覆盖集雨措施对玉露香梨酸度的影响

果实的酸度是指果实中各类酸性物质的总和，酸度值越低，果实的糖酸比越高，果实的口感越好，因此果实酸度是重要的口感品质指标之一[16]。图5为旱作条件下不同覆盖处理玉露香梨酸度的对比情况。从图中可以看出，5个处理的酸度值大小关系表现为T4（0.36%）

2.2 综合评价

根据前文的分析可知，各品质指标所对应的最佳覆盖措施不同，因此需对几个指标进行综合评价，从而确定旱作条件下最适宜本试验区玉露香梨的覆盖措施。主成分分析法即是一种应用较广的综合评价方法，它是通过降维的思想，在保留了大部分原信息量的基础上，将多个评价指标简化为少数综合指标的统计方法，能够更简洁、直观的说明实际问题[17-18]。根据本试验条件，建立的评价指标体系包括：单果重（X1）、果形指数（X2）、果肉硬度（X3）、可溶性固形物含量（X4）和酸度（X5）5个指标。

利用SPSS22.0软件对5个处理标准化以后的指标数据进行主成分分析，结果见表1。由表1可知，主成分因子F1和F2的特征值均大于1（λ1=2.132，λ2=1.083），且二者累积方差贡献率达到84.733%，包含了大部分的原始指标信息，信息损失量仅为15.267%，因此可用这两个主成分综合概括整个品质评价指標体系。由表2可知，

第一主成分F1主要包括了可溶性固形物含量（X4）和酸度（X5）2个品质指标，可表征为口感品质主成分，且可溶性固形物含量在第一主成分上呈正向分布，酸度在第一主成分上呈负向分布;第二主成分F2反映了玉露香梨单果重品质指标，可表征为外观品质主成分，在第二主成分上呈正向分布。

用表2中各主成分因子对应指标的因子载荷值除以表1中对应特征值的平方根，计算得到各主成分得分模型表达式如式（1）和式（2）所示。然后以两个主成分各自的方差贡献率（F1：0.603;F1：0.245）作为权重，可计算得到综合主成分F得分模型如式（3）所示。

F1=0.375X1+0.328X2+0.357X3+0.632X4-0.586X5（1）

F2=0.859X1+0.455X2+0.386X3+0.200X4-0.190X5（2）

F=（0.603F1+0.245F2）/0.847（3）

利用式（1）、式（2）和式（3）将5个处理各主成分的得分进行计算，并对各主成分得分结果进行排名，所得结果如表3所列。从表3中可以得出，第一主成分F1得分排名为：T4>T1>T2>T3>CK，说明秸秆覆盖处理（T4）的玉露香梨口感品质最佳。第二主成分F2得分排名为：T1>T4>T2>T3>CK，说明全年地布覆盖处理（T1）的玉露香梨外观品质最佳。综合主成分F得分排名为：T4>T1>T2>T3>CK。因此说明，旱作覆盖集雨条件下，综合考虑玉露香梨的外观以及口感品质，最适宜于本试验区3年生玉露香梨的覆盖措施为秸秆覆盖。

3 结论与讨论

本文主要研究了旱作条件下不同覆盖集雨措施对玉露香梨各品质指标的影响，并对研究结果进行了综合评价。结果表明：旱作条件下，各覆盖集雨处理均比无覆盖对照组更有利于玉露香梨的生长发育，其中全年地布覆盖处理（T1）下玉露香梨的单果重、果肉硬度以及可溶性固形物含量值最大，而秸秆覆盖处理（T4）的果形指数值最大，酸度均最小。通过对各品质指标进行主成分分析，共提取了2个主成分，综合考虑得出，旱作集雨条件下，最适宜于本试验区3年生玉露香梨的覆盖措施为秸秆覆盖。

本试验中供试的玉露香梨树均为3年生，处于初果期，其果实品质较已进入丰产期的成龄树有不小的差距，主要表现在酸度较高。这是否与不同树龄的玉露香梨树生理代谢差异有关，还需进一步开展相关试验进行研究和验证。另一方面，实际生产中，在晋中、晋西北广大地区，利用秸秆覆盖时秸秆来源不足是一个较大的问题，即使满足全园覆盖的要求，由此带来的果园失火隐患急剧增加。因此，使用易购买到的地布进行覆盖更为可行，在此基础上结合两侧小沟集雨、施肥，应是未来梨树省力化生产的趋势。

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