气候因子对灰枣品质的影响

肖莲媛，黄玖君，刘长墉，昝永黎

（1.若羌气象局，新疆 若羌 841800；2.巴州气象局，新疆 巴州 841000）

灰枣因富含氨基酸、维生素C、类黄酮、三萜类化合物、矿物质等，被称为“维生素丸”和“矿物质元素库”，具有较高的药用价值、营养价值和经济价值。灰枣自20 世纪80 年代引入新疆以来，凭借其耐盐碱、抗干燥、抗虫害等特点，被大面积种植，并创造出世界最大的枣果基地。在新疆灰枣产业的蓬勃发展下，人们对新疆灰枣进行了大量研究［1-5］，然而受制于新疆气候条件、生态环境等因素的影响，灰枣品质也不完全相同。对此，针对灰枣品质问题，哈地尔·依沙克等［6］研究了在不同土壤条件下灰枣叶片与果实营养品质的相关性，得出灰枣叶片中的营养元素含量与果实营养品质指标间呈现一定相关性，根据以上相关性，提出在不同土壤类型条件下，应根据土壤肥力制定科学、合理的施肥方案；杨磊等［7］分析了环剥对灰枣果实中糖积累及蔗糖代谢相关酶活性的影响，得出环剥有利于果实果糖、葡萄糖和蔗糖的积累；林静等［8］从贮藏时间的角度对新疆干制灰枣品质进行研究，得出新疆干制灰枣的最佳商品期为入库贮存30～60 d。本研究认为，影响灰枣品质的因素很多，不仅包括植株种植水平，还与当地的气候因子有很大关系。因此，本研究以新疆若羌和河南新郑的灰枣种植地区为研究对象，通过对比两地气象因子对灰枣品质的影响，从而为新疆灰枣种植和产业发展提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

若羌县位于新疆巴音郭楞蒙古自治州，属典型的暖温带大陆性沙漠干旱气候，年平均气温11.8 ℃，年平均降水量28.5 mm，年平均相对湿度39%。若羌全年以东北风和正东风为主，全年平均日照时数3 103 h，年平均风速2.7 m/s。综上看出，若羌气候干燥、日照时间长、降水稀少的特点，适宜灰枣种植。

河南新郑为灰枣的原产地，该区域主要以季风气候为主，其中秋冬季主要为冬季风，春夏主要为夏季风。全面冷暖适中，四季分明，年平均气温14.5 ℃，最高温度42.3 ℃，最低温度在-17.8 ℃，年平均日照数2 114.2 h，年平均风速2.1 m/s，平均降水量676.1 mm。

1.2 试验材料

试验选用的灰枣树分别来自若羌和新郑的灰枣种植基地，均为在相同栽培技术和管理技术下的砧木嫁接苗。若羌灰枣树和新郑灰枣树的株行距分别为0.8 m×3.0 m 和0.5 m×2.5 m；浇水方式统一采用大田漫灌，每月浇1 次水；施肥方式相同，均为灌水前施腐熟羊粪，且以坑施方式施入20 kg/株。新叶旺盛时追3 次肥，以喷施速效氮方式施入磷酸二胺1.5 kg/株；开花坐果时每株施1 kg KH2PO4；果实膨大期每株施NH4NO3和KH2PO4混合肥1 kg。施肥时间略有差异，其中考虑到若羌气候原因，若羌灰枣园基肥施入在每年的10 月下旬至11 月上旬，追肥时间分别在 4 月中旬、6 月上旬和 7 月下旬至 8 月上旬；新郑枣园基肥施入在11 月中旬，追肥时间在4 月中旬、6 月中旬和8 月上旬。待灰枣全部变为深红，且枣果开始萎蔫，枣叶变黄掉落时采摘。在每株枣树上随机采摘10 颗灰枣，用冰冻箱带回实验室进行果品检测。

1.3 试验方法

1.3.1 试验思路 试验在采集调查期内基本气象特征和灰枣相关指标的前提下，运用SPSS 19.0 One-Way ANOVA 对若羌和新郑两地枣果品质指标的差异性进行比较。最后，建立品质指标与气象因子的回归模型，从而分析影响灰枣品质的主要气象因子，并确定各气象因子的临界值。

1.3.2 灰枣相关指标的测定

1）基础指标测定。采用MP2001 型电子天平（0.01 g）对灰枣称重，得到单果重、百粒重、百粒果核重、百粒果肉重，计算得平均值［9］。

用游标卡尺测量灰枣的纵径和横径，然后计算出灰枣果形指数。

2）营养元素含量的测定。营养指标主要选取蛋白质、维生素C、总酸、可溶性总糖和还原糖。用去离子水清洗灰枣，擦干表面的水分，去除灰枣内核后，将灰枣打成匀浆，然后根据GB/T5009.5—2010对灰枣的蛋白质进行测定，根据GB/T5009.86—2003对维生素C 含量进行测定，用NaOH 滴定法对灰枣的总酸含量进行测定，用直接滴定法测定灰枣中的可溶性总糖和还原糖含量。

3）矿物元素含量的测定。矿物元素的测定采用原子吸收光谱法，具体测量步骤为：首先将灰枣去核切片，然后置于60 ℃的烘箱中烘干，烘干后粉碎，并用60 目筛网过滤，过滤后精确称取5.000 g 枣粉放入消化管中，然后加入5 mL 的HNO3溶液后轻摇，最后经过170 ℃的高温消煮，得无固形物后，加3 mL 高氯酸，继续煮至无色，最后冷却至室温，并用去离子水定容至50 mL，取出进行测定［10-12］。

4）葡萄糖和果糖的测定。将灰枣洗净切片，打成果浆，精确称取0.500 g放入离心管中，加入去离子水，然后在80 ℃下加热10 min，超声提取1 h，待可溶性总糖能充分浸出，冷却后5 500 r/min 离心20 min，滤取上清，然后定容到50 mL 待测。其中，葡萄糖的测定采用邻甲苯二酚比色法，果糖测定采用间苯二酚比色法。

1.3.3 气象因子的选取 关于气象因子对果实品质的影响，学者们进行了大量的研究，主要集中在温度、光照度、土壤养分、水分、风速、蒸腾耗水等方面。借鉴以往的研究成果，试验通过气象台官网获取2019 年3—10 月若羌和新郑的气象数据，具体观察气象因子见表1。

表1 主要观察气象因子

2 结果与分析

2.1 若羌、新郑气象因子差异

2.1.1 温度 若羌、新郑的温度差异如图1 所示。从图1 可以看出，若羌、新郑的平均最高气温之间并无显著差异，而其他3 项温度指标均存在显著差异。首先，若羌、新郑的平均气温分别为（18.04±0.55）、（20.87±0.65）℃，后者显著高于前者；若羌、新郑的平 均 最 高 气 温 分 别 为（29.14±0.46）、（24.64±0.32）℃，若羌略高于新郑；若羌、新郑的平均最低气温分别为（10.14±1.16）、（16.79±1.95）℃，前者显著低于后者；正是由于若羌的高温更高而低温更低，这才导致其平均温差显著高于新郑的平均温差。

图1 若羌和新郑温度差异

2.1.2 大气压强 图2 为若羌和新郑的大气压强。因为若羌的海拔高度大于新郑，因此若羌的大气压强低于新郑。若羌、新郑的平均大气压分别为（910.38±2.46）、（999.79±3.22）hPa，二者之间差异显著，此外，两地的日最高气压和日最低气压之间也存在显著差异。

图2 若羌、新郑大气压强差异

2.1.3 总降水量、相对湿度 图3 为若羌和新郑的总降水量、相对湿度。从图3 可以看出，若羌、新郑的平均总降水量分别为（45.03±0.26）、（385.87±3.03）mm，新郑的降水量显著高于若羌。在此降水条件下，若羌、新郑的平均相对湿度存在显著差异，前者为（40.17±6.19）%，后者为（62.3±5.84）%。

图3 若羌、新郑降水和湿度差异

2.1.4 风速 风速过大会造成枣果脱落而影响产量。从图4 的统计结果可以看出，若羌、新郑的平均风速分别为（2.70±0.18）、（1.87±0.17）m/s，可见，若羌、新郑的风速并无显著差异，风速指标都未超过10 m/s。

图4 若羌和新郑风速差异

2.1.5 其他气象因子 图5 为新郑和若羌的日照时数、蒸发量和平均水汽压的统计。可以看出，其日照时数小于新郑，前者为（3 103.00±3.08）h，后者为（2 211.33±11.05）h。若羌、新郑的蒸发量分别为（872.17±11.48）、（1 242.63±22.73）mm，这主要是因为若羌存在极端高温。若羌、新郑的平均水汽压分别为（8.77±1.65）、（16.21±1.28）hPa，两地的平均水汽压存在显著差异，这是两地湿度、降水、大气压等多种气象因素共同作用的结果。

图5 新郑和若羌的光照时数、蒸发量和平均水汽压

2.2 若羌和新郑灰枣品质差异

2.2.1 若羌和新郑灰枣单果重、果核重、可食率、含水率 从图6 可以看出，若羌、新郑的枣果单果重均值分别为（6.77±0.06）、（5.55±0.04）g，二者之间存在显著差异，且若羌枣果单果重的标准误差最小，说明若羌枣果不仅单果更重，而且单果重相对均匀。另外，若羌、新郑的枣果果核重均值分别为（0.29±0.01）、（0.39±0.02）g，若羌枣果的果核重明显小于新郑，而且其标准误差更小。由于若羌枣果的单果重更大而果核重更小，因此若羌枣果的可食率高于新郑，若羌、新郑的枣果可食率分别为（96±0.01）%、（90±0.02）%，两地的枣果可食率均超过了90%，两地之间并不存在显著差异。本次试验所用样果均为成熟果实，枣果存在少许萎蔫的现象，其含水率相较于市场上出售的鲜果更低。若羌、新郑的枣果含水率均值分别为（34±0.01）%、（25±0.01）%，两地的枣果含水率存在显著差异。

图6 若羌和新郑灰枣单果重、果核重、可食率、含水率

2.2.2 果实外形指数 图7 为若羌、新郑枣果的果实外形指数。果形指数反映枣果的扁圆程度，该值越大意味着枣果较长，该值越小意味着枣果偏圆。其中若羌和新郑枣果的纵径均值分别为（36.14±0.48）、（34.28±0.41）mm，横径均值分别为（23.22±0.03）、（22.33±0.32）mm，若羌枣果纵、横径均值显著大于新郑。若羌枣果果形指数大于新郑，若羌枣果偏向于长卵圆形，新郑枣果偏向于卵圆形。

图7 果形外形指数

2.2.3 糖组分及含量 糖组分及含量是评价枣果品质的重要指标。图8 为若羌、新郑灰枣果实中的糖组分及含量，其排序为：可溶性总糖＞还原糖＞蔗糖＞葡萄糖＞果糖。其中，可溶性总糖包括了还原性糖和非还原性糖；还原糖是由全部单糖和部分双糖构成的；蔗糖是非还原性的双糖，其含量略低于还原糖。若羌、新郑枣果中的可溶性总糖含量分别为（52.51±0.61）、（44.18±0.78）mg/g，二者之间的差异不显著，若羌枣果中的蔗糖含量亦大于新郑，但二者的差异性较小，而若羌枣果中的还原糖含量高于新郑枣果中的还原糖含量。此外，若羌、新郑枣果中葡萄糖、果糖含量均较低。人们在评价灰枣果实口感时总是会提及“酸味”，总酸含量直接影响枣果的糖酸比。若羌灰枣的可溶性总糖含量较高，而总酸含量较低，因此若羌灰枣果实的糖酸比高于新郑，其口感更佳。

图8 糖组分及含量对比

2.2.4 矿物元素 灰枣之所以受消费者的青睐，一个重要原因是灰枣中包含丰富的矿物元素。如Zn直接参与基因表达、蛋白质合成、生物膜维护等生理过程；Fe 是人体合成血红蛋白的补血成分，对于血氧含量、细胞代谢等具有重要作用，若是人体中的Fe 含量不足，将会阻碍正常的生命活动；Mn 参与多种酶的合成过程，对于蛋白质、维生素C 的合成以及脂肪氧化具有促进作用。从图9 可以看出，若羌、新郑两地灰枣中的矿物元素含量排序均为：Ca＞Mg＞Cu＞Zn＞Fe＞Mn。若羌枣果中的 Ca、Mg、Cu 含量均高于新郑，但两地之间的差异并不显著；此外，若羌、新郑枣果中的Fe 含量分别为0.197 3、0.195 0 mg/kg，Mn 含量分别为 0.007 5、0.007 6 mg/kg，Zn 含量分别为0.30、0.35 mg/kg，两地之间均无显著差异。

图9 不同区域灰枣果实矿物元素含量

2.2.5 其他营养指标 若羌和新郑灰枣的蛋白质含量均值分别为（4.44±0.06）、（4.24±0.09）mg/g；维生素 C 含 量 分 别 为（344.33±10.27）、（346.67±12.35）mg/100 g，说明该指标在两个区域内也无明显地域差异。

2.3 气象因子与灰枣果实品质指标的相关关系

表2 为气象因子与灰枣果实品质指标的相关性分析结果，表3 为灰枣果实品质与营养物质的相关性分析。

表2 气象因子与灰枣果实品质的相关性分析

表3 灰枣果实品质与营养物质的相关性分析

2.3.1 外观指标 单果重与日照时数、平均温差、蒸发量呈显著正相关，并与最小相对湿度、总降水量具有负相关性。果核重与平均相对湿度、最小相对湿度、总降水量、平均气温呈显著正相关，并与平均温差、平均最高气温、日照时数呈显著负相关。含水率与平均温差、日照时数、蒸发量呈显著正相关，并与日照时数、总降水量、最小相对湿度呈显著负相关。可食率与平均温差、蒸发量、日照时数具有正相关性，并与总降水量、平均相对湿度、最小相对湿度呈显著负相关。

2.3.2 枣果糖组分 气象因子对于灰枣果实中的糖含量起到关键影响，并且气象因子对于灰枣果实中不同种类糖含量的影响程度存在差异。其中，可溶性总糖含量与日照时数、平均温差、蒸发量呈显著正相关，并与总降水量、最小相对湿度、平均相对湿度呈显著负相关；还原糖含量与平均温差、蒸发量呈显著正相关，与总降水量呈显著负相关；蔗糖含量主要受到平均最高气温、平均温差、蒸发量等气象因子的显著性影响；灰枣中果糖、葡萄糖含量较低，主要受到蒸发量的显著性正向作用；甜度值与蒸发量、平均温差具有正相关性。

2.3.3 矿物元素 枣果中的总酸与Zn 的含量显著相关。Ca 与还原糖、葡萄糖、果糖的含量显著相关；蛋白质含量与单果重、还原糖等显著相关。

2.4 气象因子与灰枣品质指标的回归分析

基于气象因子与灰枣果实品质的回归模型进行分析，结果见表4。根据上述结果看出，若羌、新郑两地的风速差异较小，所以对灰枣果实品质的影响是一致的。在灰枣果实品质指标中，维生素C 和5种矿物元素（Ca、Mg、Fe、Mn、Cu）的含量与气象因子的相关性并不显著（P＞0.05），其余灰枣果实品质指标均与气象因子存在显著相关（P＜0.05），其中对灰枣果实品质产生主要影响的气象因子包括：总降水量、最小相对湿度、平均温度、日照时数、平均温差、蒸发量、平均最高温度、平均相对湿度。

表4 中的判定系数都大于68%，各项指标的F值都超过了F（0.05），证实了各项灰枣果实品质指标都受到气象因子的显著影响。如94%的单果重与平均温差具有显著正相关性，71.7%的蔗糖积累受到平均温差的影响，同时甜度值、还原糖也受到平均温差的重要影响。降水量对于甜度值、蔗糖产生了显著的负向作用，93.8%的蛋白质和90.4%的可溶性总糖也受到降水量的负向影响。延长日照时数会显著抑制果核生长，但却不利于枣果中Zn 的积累。

表4 气象因子与灰枣果实品质的模型分析

3 小结与讨论

灰枣因营养丰富、可补气血而受到消费市场的青睐，但灰枣品质受到栽培地域环境条件的重要影响。为此，本研究选定了地域环境条件迥然不同的若羌、新郑进行比较，以揭示气象因子与灰枣果实品质之间的关系。新郑地处温带季风性气候区，夏热冬冷，日照稀薄，季风显著，降雨充沛；若羌地处温带大陆性气候区，夏短冬长，四季分明，日照充足，降水稀少。虽然若羌、新郑的地理间距并不算远，但两地灰枣的营养品质却存在明显差异。

3.1 温度

灰枣树喜好温热气候，灰枣果实品质受到环境温度的重要影响，灰枣树的生长过程和灰枣果实的品质形成受到温度条件的关键影响。若羌、新郑两地的平均温差存在显著差异，而平均温差对于单果重、甜度值以及还原糖、蔗糖含量具有显著的正向作用。甜度是评价灰枣果实品质的重要指标，而灰枣的甜度取决于枣果中糖分的种类及含量。新郑的平均温度较高，有利于Zn 的积累以及果核的生长，同时对于44.5%的总酸含量起到抑制作用。甜酸比例直接影响灰枣果实的口感，由于可溶性总糖的含量相对稳定，因此总酸含量成为影响枣果甜酸比例和口感品质的关键因子。由于枣果中总酸的形成受到平均温度的显著性影响，并且新郑的平均温度高于若羌，因此新郑灰枣果实的总酸含量更低。46%的维生素C 与平均最高温度具有负相关性，而新郑的平均最高温度略低于若羌，因此新郑灰枣果实中维生素C 含量更高。

3.2 降水量、湿度

若羌和新郑两地的气候条件存在明显差异，尤其若羌降水稀少，相对湿度较低，而新郑降水丰富，其平均相对湿度是若羌的1.5 倍。灰枣果实的甜度值以及可溶性总糖、蛋白质、蔗糖的含量与总降水量负相关，而可食率受到最小相对湿度的负向作用。新郑的总降水量、平均相对湿度较高，灰枣树的生长环境更加湿润，能够获得更加充足的水分来供养树木生长，但由于蒸腾耗水相对减少，蒸腾拉力有所降低，从而导致营养物质积累减少。可见，若羌县降水稀少，本地产出的灰枣果实中却包含了相对丰富的可溶性总糖、蛋白质及蔗糖，并且枣果的可食率、甜度值等更高，因此若羌灰枣果实的整体品质更优。

3.3 风速

新郑地处温带季风性气候带，虽然季风吹拂但却风速较小，且季风持续时间较短，不会对枣树、枣果生长造成影响。若羌靠近于塔克拉玛干沙漠，春季频发沙尘暴，可是，果园栽植区域栽种了大片防护林，能够有效阻隔沙尘，而且成林枣树能够有效抵御3 级以下的大风，从而消除了风速对于灰枣品质的影响。基于以上原因，若羌、新郑两地的风速并无显著差异，风速对于灰枣果实品质的影响较小。

3.4 日照时数

若羌的纬度大于新郑，其日照时数也更多，若羌的平均日照时数超过3 100 h，而新郑不到1 300 h。枣树喜好光亮，尤其在生长期内至少要保证1 200 h以上的日照时数，若羌、新郑两地均能满足这一要求。另外，若是能够在生长期内保持日均光照时间大于10 h，将会为枣果生长提供有利条件，若羌能够满足这一需求，因而若羌灰枣的单果重以及可溶性总糖、蛋白质含量均较高，整体品质较高。此外，日照时数与其他多个气象因子（蒸发量、平均水汽压、大气压、相对湿度等）之间存在相关性，提高日照时数能够带动其他气象因子而对于Zn 的积累和果核生长起到综合作用。

3.5 蒸发量

枣树蒸发量同时受到多项气象因子的共同影响，比如，日照时数和平均温差对于枣树蒸发量起到正向作用，总降水量和相对湿度对于枣树蒸发量起到负向作用。蒸发量与平均温差的相关性极为显著，平均温差越大，越能够加快枣树的水分散失，表现为枣树蒸发量升高，这加速了枣树的新陈代谢过程，驱动着枣树内部物质转换过程，最终提高了灰枣果实的单果重、含水率以及可溶性总糖、蔗糖、还原糖、蛋白质的含量，尤其灰枣果实的含水率受到蒸发量的关键影响。