邢台市富岗苹果品质与气象因子的关系

李艳荣 杨丽娜 贾桂梅

（1 内丘县气象局 河北 内丘 054200；2 邢台市气象局 河北 邢台 054000；3 保定市气象局 河北 保定 071000）

品质是决定苹果口感、风味和营养的关键因素，直接影响着苹果的质量等级和商品价值[1]。优质的品质是果品品牌最有力的市场竞争力，独特的气候资源对品质有着不可替代的影响[2]。国内对苹果品质与气象因子关系的定性研究比较多[3～6]，近些年来定量研究也陆续开始[7～10]，这些成果有效的揭示了苹果品质与气象条件的关系，但研究对象主要是全国或省级尺度，不能准确反映市县级产区的情况，且分析时段也多以旬、月、季为主，忽视了不同生育期、不同时间段气象条件对品质的影响，而这些正是“富岗苹果”品质特征形成的关键因素。另外，研究区域大都集中在川藏高海拔地区和陕西省苹果种植区，故有必要对“富岗苹果”开展更有针对性的研究，以明确“富岗苹果”的品质特征与气象条件的关系。本文以邢台“富岗苹果”为研究对象，通过搜集和实际测定苹果品质，分析其与各生育期不同气象因子的关系，建立以苹果品质为目标函数的回归方程，并求出气象因子最适值，以期为今后开展苹果气象服务及气候产品认证提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料。苹果物候期资料来自邢台市富岗集团苹果种植基地。试验分别在2018 年和2019 年苹果成熟期(10 月)进行。在内丘富岗集团选取定点果园3个，树龄为8～10 年，每个果园选取树龄基本一致的果树3 棵，随机采取树冠外围中部的东、西、南、北4 个方向的果实，共36 个，用来作为试验样本。

1.2 数据测定方法。果实单果重、果形指数、硬度、可溶性固形物测定及提取参照鲜苹果测定标准。用电子秤测定单果质量；用游标卡尺测量果实纵横径，计算果形指数；用GY-1 型手持硬度计测定果实硬度；可溶性固形物含量用PAL-1 型数显测糖仪测定。

1.3 数据分析。利用硬度压力计和糖量计测定品质后，通过SPSS19.0 和EXCEL2007 统计分析软件，进行灰色关联度、相关分析、回归分析、统计检验、求最优解等相关数据处理。

2 结果与分析

2.1 苹果品质分析。通过试验测定苹果品质，结果如表1 所示。其中，2016～2017 年苹果品质指标由富岗集团提供，2018～ 2019 年苹果品质指标由省苹果中心、河北农业大学联合测定提供。通过Duncan 新复极差法进行方差分析，苹果品质硬度2016 年、2019年和2017 年、2018 年差异显著，可溶性固形物2016年和2017 年、2018 年和2019 年差异显著(如表2)。

表1 2016～2019 年苹果品质测定结果

表2 2016～2019 年苹果品质分析

2.2 各生育期气象条件统计分析。由于不同年份苹果果树物候期差异明显，为了保证数据分析的科学性，以开花期、幼果期、膨大期、着色成熟期和全生长季5 个主要生育期为研究对象开展数据分析。以果农提供的历年物候期资料(始花期、采摘期)为基础，刘璐[9]等人对苹果果树其它生育期的推算方法为：开花期为始花期到始花第10 d，幼果期为始花第11～35 d，膨大期为始花第91～140 d，着色成熟期为采收前30 d到采收期，全生长季为始花期到采收期，在这段时间研究不同生育期气象条件对果实品质的影响。

表3 苹果树物候期推算结果 (月/日)

表4 历年各生育期气象条件

2.3 苹果品质评价结果。参考《红富士苹果》标准，评价2016～2019 年富岗苹果品质，如表5。按照《红富士苹果》行业标准(中华人民共和国农业部，2006)，特级和一级红富士硬度应大于6.5 N/cm2，所选取的3个果园的果实硬度均超过了优果标准；《红富士苹果》行业标准对于特级果可溶性固形物含量均要求达到13%，可以看出，所选取的3 个果园的果实可溶性固形物均超过了优果标准；果形指数、单果重2018年均达到了一级标准；果形指数、单果重2019 年均达到了特级标准。整体而言，2019 年苹果品质优于2018 年，为特级。

表5 《红富士苹果》行业标准(NYT 1075-2006)中品质评价指标

2.4 影响苹果品质的气象因子分析。基于搜集和实际测定的2016～2019 年苹果品质(硬度、可溶性固形物)和对应生育期及全部生长季的气象要素(平均气温、最高气温、最低气温、日较差、降水、日照及相对湿度)等基础资料，通过灰色关联度法，确定影响苹果主要品质的气象因子。

2.4.1 初步确定影响富岗苹果硬度的主要气象要素为开花期的相对湿度、全生育期的日较差、膨大期的最低温度、全生育期的最高及最低气温，该研究成果同屈振江研究成果“苹果硬度同开花期相对湿度及全生育期最高气温关系密切”相一致，与刘璐等人研究成果“与幼果期日较差关系密切”不一致。

2.4.2 初步确定影响富岗苹果可溶性固形物的主要气象要素为膨大期的最高气温、全生育期的日较差、最高气温、平均气温及最低气温，该研究成果同屈振江研究成果“苹果可溶性固形物同膨大期最高气温、全生育期日较差关系密切”相一致，与刘璐等人的“与幼果期日较差关系密切”不一致。

2.4.3 初步确定影响富岗苹果单果重的主要气象要素为膨大期日较差、开花期最高气温、幼果期日较差、全生育期平均气温和日较差，同屈振江研究成果“苹果单果重与膨大期平均气温、幼果期平均气温、花期最低气温、膨大期降水量关系密切”不太一致。

2.4.4 初步确定影响富岗苹果果形指数的主要气象要素为全生育期日较差、平均气温、最高温度和幼果期日较差、全生育期最低气温，与屈振江、刘璐等人研究成果“苹果果形指数与全生育期平均气温关系密切”相一致。

2.5 利用逐步回归法确定影响苹果品质的最适因子。分别在2016～2018 年以果实品质(硬度、可溶性固形物)为目标，对历年各生育期内平均气温、平均最高气温、平均最低气温、平均日较差、平均空气相对湿度、降水量和日照时数进行逐步回归分析，建立苹果品质指标的气候模型。果实的品质指标分别与开花后不同生育期各气象要素有关，说明不同气象指标影响着苹果不同方面的品质(如表6)。利用2016～2019 年苹果品质测定数据，对果实品质与气象因子的回归方程进行检验，结果显示，硬度、可溶性固形物的计算值和实测值的RMSE 分别为0.261、0.023(0.214、0.353 与刘璐等人的研究比较吻合)，回归模型拟合度较好。参照富士苹果品质的标准，利用1stopt 软件及求解器solver 求出最优化解。即为：全生育期日较差≥8.4 ℃，开花期相对湿度≥46.5%，膨大期的最高气温≥29.1 ℃，全生育期最低气温≥13.0 ℃。

表6 果实品质与气象因子的回归方程

3 结论与讨论

利用富岗苹果品质资料和对应的气象数据，先后基于灰色关联度和逐步回归模型，建立苹果主要品质与气象因子回归方程，参考苹果品质标准，确定影响富岗苹果的最适值，以期为今后开展苹果气象服务和苹果气候品质认证提供技术支撑。

在实际工作中，利用本论文的研究成果，及时将苹果气象服务产品迅速传递到相关部门和生产一线，使之更好地为苹果生产服务，这正是我们今后的努力方向和发展目标。由于富岗基地岗底小气候站的降水、日照等部分要素气象数据质量较差或无观测数据，因此采用了离岗底气候站最近的区域气象站侯家庄乡政府的气象数据来代替，日照数据采用了内丘气象站数据，因此气象数据不能绝对准确的代表苹果园内的状况。针对苹果品质及物候观测资料年限短等问题，今后应逐步建立完善的苹果品质、物候观测体系，以利用更有代表性的气象资料、更完善的物候及苹果品质数据，使气象因子回归模型的准确性和适用性能有所提高。目前的统计手段及各项因子的筛选依然不尽完美，随着资料的不断积累，预报模型可进一步完善。