新疆精河宁杞1 号的外观品质与气象条件关系研究

孙 蕾，牟欢，张红云

（1.精河县气象局，新疆 精河 833300；2.新疆气象台，新疆 乌鲁木齐 830002）

精河县是新疆主要枸杞种植区，精河枸杞具有果实粒大饱满、皮薄肉厚、营养丰富和药用价值高等特点。1998 年被农业部命名为“枸杞之乡”，2001 年精河枸杞被认定为“新疆农业名牌产品”。精河县早在20 世纪80 年代从宁夏引种大麻叶枸杞，引种后在形态上与宁夏同品种存在一定的差距[1]。2002 年精河县大面积引种宁杞1 号枸杞，该品种具有挂果多、抗病强、果实颗粒小等特点，但果实形态与原产地相比存在明显的差异[2]。宁夏很多学者在宁杞1号枸杞适应环境方面做了大量研究，如李剑萍等[3]研究得出宁杞1 号外观品质中纵径与枸杞开花到成熟的降水量呈幂函数的关系，百粒重与采摘前40 d平均气温呈三次曲线关系，18～20 ℃是百粒重增加的最适区间的结论。刘静等[4-5]对枸杞产量与气象条件的关系及光照对品质的影响进行了研究，得出≥10 ℃期间的积温和日照时数是评价枸杞热量、光照条件的首选因子。苏占胜等[6]利用该积温和日照指标开展了基于GIS 的枸杞产量气候区划，马力文等[7]从产量和品质两方面对宁夏枸杞气候适宜性进行了区划。枸杞适应环境能力强，20 世纪60 年代引种到青海后，产量、品质产生了一系列变化，也存在一定的气候风险[8-10]。目前宁杞1 号在精河县种植已近20 a，其果实外观品质受精河县哪些气象因子影响，与宁夏主产地的影响因子有何异同？通过3 a 的试验，研究了精河宁杞1 号外观品质多项评价要素与气象因子的关系，研究结果对精河县枸杞品种的引种和选育有一定的指导意义。

1 材料与方法

1.1 枸杞试验田及采样方法

试验田选在精河县托里镇枸杞基地，面积2.67 hm2。地理位置为82°54′E，44°34′N，海拔335 m。试验区周边均为枸杞种植区域，土壤为沙壤土，肥力中等，地下水位深度＞2 m。采样时间为2018—2020 年6—10 月。其中每年6 月中旬—7 月下旬为夏果期，期间采摘的枸杞果实称为夏果，一般采摘4 批次；8月上旬—9 月上旬为休眠期；9 月中旬—10 月下旬为秋果期，期间采摘的果实称为秋果，一般采摘3 批次。本研究逐批次采摘宁杞1 号树体不同部位的枸杞鲜果，按照当地的果实制干方法进行晾晒，通常采用1 000 g 纯净水兑100 g 食用纯碱，配成10%碱水溶液喷洒在100 kg 枸杞鲜果上，然后均匀铺在竹帘子上，放在通风的阳光下晾晒、制干。

1.2 枸杞外观品质划分标准

枸杞外观品质一般涉及果实大小、重量、色泽等，枸杞干果的平均纵径、平均横径、百粒重、色泽这4 个因子可以较全面地反映枸杞的外观品质特征[11]。枸杞平均纵径体现了枸杞子的“身高”即果实长度，测量方法为50 粒枸杞纵轴长度的累计值。枸杞平均横径体现了枸杞的“腰围”，即果实粗度，测量方法为50 粒枸杞子横轴宽度的累计值。枸杞百粒重是一百粒枸杞的平均重量，它体现了枸杞的大小和饱满程度，是枸杞外观品质的重要指标。色泽也是影响枸杞品质的重要因素，其中色泽级别参照标准比色板分为5 级，级别越大表明品质越高：5 级特优（鲜红R：191～220）；4 级优（枣红色R：161～190）；3级良（紫红色R：131～160）；2 级中（微暗红R：101～130）；1 级差（暗红R：＜100）。测定方法参照枸杞农业气象观测规范[12]。

1.3 气象资料收集及处理

利用2018—2020 年距离试验地5 km 的区域气象站观测数据，统计每个批次枸杞采摘前70 d 逐日气象资料，并将该时段分为14 个生长时段，每个生长时段间隔5 d，分析各生长时段内≥10 ℃积温、平均气温、累积降水量、平均降水量、累积日照时数、平均日照时数等气象要素，分别与相应批次采摘的枸杞百粒重、平均横径、平均纵径、色泽相对应，构建样本序列开展气象因子对外观品质影响的研究。

1.4 研究方法

为了确定气象因子对枸杞外观品质的影响，首先进行枸杞外观品质指标与采摘前70 d 细分的14个不同生长发育时段，多个气象要素进行Pearson、Kendal 和Spearman 相关普查，同时绘制点聚图排除伪相关，筛选出通过0.05 及0.01 显著性检验的相关因子。考虑正态分布和偏正态分布假设，进行偏相关分析，将互相相关并且与枸杞外观品质相关的因子逐一作为控制因子，研究其他因子与枸杞外观品质的关系，分析其生物物理意义后，选择最优因子，建立单气象因子与枸杞外观品质的定量关系。在此基础上，建立枸杞外观品质与气象条件的最优回归方程。设影响枸杞外观品质的因子有m个，n为样本量，那么，枸杞某一外观品质P可以用以下公式[13]表示：

其中，xr，j为因子，aj为偏回归系数，c0为常数项。

根据公式（1）建立枸杞外观品质与气象条件的定量关系。最后通过对模拟关系进行F检验，评价模式优劣。

2 结果与分析

2.1 平均纵径与气象条件的关系

宁杞1 号品种果实的主要特征是果粒呈长圆形，顶端有白尖，果实越长品种的特性越明显。气象条件对果实外形起到很大作用，干旱、缺水往往造成果粒缩短，倾向圆形。本研究发现与平均纵径Y相关，通过0.01 的显著性检验及偏相关也显著的因子分别为枸杞果实采摘前10 d 平均气温T10（图1a）、采摘前55 d 日照时数S55（图1b）。平均纵径Y与这2 个因子间的最优回归方程为：

平均纵径与上述2 个气象因子的多元回归拟合方程为：

此回归方程的R2=0.833，F=25.852，通过了0.05 的显著性检验。对回归方程进行共线性诊断时，一般认为方差膨胀因子VIF＜10，容忍度Tolerance＞0.2，表明各自变量之间不存在共线性问题。用此方法对方程（4）进行共线性检验，得到方差膨胀因子VIF=1＜10，容忍度Tolerance=1＞0.2，通过了因子共线性检验，说明两因子之间不存在多重共线性问题。

由图1a 可以看出，精河地区宁杞1 号采摘前10 d 平均气温在23～26 ℃，平均纵径随平均气温升高而增大，当平均气温＞26 ℃，气温升高不利于纵径增大。精河地区夏季干燥少雨、气温较高，果熟期平均气温≥26 ℃的日数较多，在高温逼熟的作用下，果实尚没有伸长到该品种在原产地应有的长度，就已经膨大成熟、变圆，这就是精河种植的宁杞1 号与原产地相比果实偏圆形，变异较大的主要气候原因。由图1b 可以看出，平均纵径与采摘前55 d 累积日照时数呈线性正相关，枸杞喜光照，随日照时数的增大，干物质积累增多，平均纵径增大。

图1 精河宁杞1 号干果平均纵径与气象因子的关系

2.2 平均横径与气象条件的关系

果实横径反映了果肉的厚实程度，果肉多、成熟度好，品相就越好。另外横径也能反映出宁杞1 号果皮的外观纹理特征。经过相关分析，精河地区种植的宁杞1 号枸杞平均横径与采摘前25 d≥10 ℃积温A25（图2a）、采摘前25 d 的日照时数S25（图2b）相关最显著。

平均横径Y与各因子间的最优回归方程为：

平均横径与上述2 因子的多元回归拟合方程见为：

此回归方程的R2=0.675，F=11.387，通过0.05 显著性检验。方差膨胀因子VIF=1.183＜10，容忍度Tolerance=0.845＞0.2，通过了因子共线性检验，两因子之间不存在多重共线性问题。

由图2a 可知，精河地区种植的宁杞1 号，随着采摘前25 d≥10 ℃积温的增多，横径增大，≥10 ℃积温在＜650 d·℃时，果实横径随积温的增多增长较快，超过此界限，果实横径增长缓慢。表明成熟前25 d 的积温需要达到650 d·℃，才能长到果实应有的横径，热量不足时会造成果实内含物不充实或籽种成熟度不良，但是高温过高又抑制果实生长，果实来不及长到应有的横径就成熟了，会停止内含物填充。由图2b 可知，平均横径与采摘前25 d 的累积日照时数呈正相关极显著，日照越充足，光合作用输送到果实中的干物质越多，果实膨大越快，果肉填充越好，横径就越大。

图2 精河宁杞1 号干果平均横径与气象因子的关系

2.3 平均百粒重（干）与气象条件的关系

精河地区种植的宁杞1 号果实平均百粒重Y与采摘前25 d 平均气温T25（图3a）、采摘前55 d 累积日照时数S55（图3b）显著相关。平均百粒重Y与各因子间的最优回归方程如下：

平均百粒重与上述2 因子的多元回归拟合方程为：

此回归方程的R2=0.685，F=11.869，通过0.05 的显著性检验。方差膨胀因子VIF=1.018＜10，容忍度Tolerance=0.982＞0.2，通过了因子共线性检验，两因子之间不存在多重共线性问题。

由图3a 可以看出，宁杞1 号果熟期百粒重在平均气温为24～28 ℃时，随气温升高，百粒重增大，当平均气温达到28 ℃时，百粒重最大。但气温过高增重的速率趋于平缓，表明此期间的温度不宜太高。发生高温热害时，果实过早膨大成熟，干物质积累时间有限，反而不利于百粒重的增大。由图3b 可以看出，百粒重与采摘前55 d 累积日照时数呈线性正相关，果实膨大期的光照充足干物质积累多，膨大期越长、果实维持生长的时间越长，粒重就越大。

图3 精河宁杞1 号百粒重与气象因子的关系

2.4 色泽与气象条件的关系

色泽是衡量果品优劣的直观指标，色泽越深表明坏果越多。精河地区种植的宁杞1 号色泽指数Y与采摘前10 d 累计降水R10（图4a）、采摘前25 d 累计日照时数S25（图4b）显著相关。色泽指数Y与各因子间的最优回归方程如下：

色泽指数Y与上述两因子的二元回归拟合方程为：

此回归方程的R2=0.667，F=11.02，通过0.05 的显著性F检验。方差膨胀因子VIF=1.184＜10，容忍度Tolerance=0.845＞0.2，通过了因子共线性检验，两因子之间不存在多重共线性问题。

由图4a 可以看出，果实的色泽受采摘期的降水影响较大，采摘前10 d 降水较多，会造成枸杞裂果、烂果，易被炭疽菌等病菌侵染，导致坏果、油果、黑果较多，色泽加深。同时降水较多也干扰采摘、制干过程，使采摘延迟，晾晒时间延长，这些均影响色泽，降低枸杞品质级别，影响销售价格。宁杞1 号色泽与采摘前25 d 累积日照时数呈线性正相关（图4b），日照越多色泽越好，晴天少雨有利于形成色泽鲜红的优质枸杞。

图4 精河宁杞1 号干果的色泽与气象因子的关系

3 结论与讨论

（1）精河地区引种的宁杞1 号枸杞，其外观品质与气象条件的关系十分密切。采摘前10 d 的平均气温＜26 ℃时，有利于纵径增加，≥26 ℃则不利于纵径增加，当采摘前25 d≥10 ℃累积积温在600～680 d·℃利于横径增大，即当平均气温达到27～28 ℃时，横径仍可以继续增大，百粒重也在继续增重，≥28 ℃百粒重会减小。与原产地（宁夏）相比，精河县夏季较宁夏地区温度高，果实开花至成熟经历的时间短，在高温逼熟的作用下，果实尚没有伸长到品种在原产地的长度就成熟。此外，在精河气温相对较高的条件下，枸杞果实纵径趋于停止生长后，横径和粒重在该温度条件下仍可继续增长，导致精河地区宁杞1 号果实偏圆。

（2）精河引种的宁杞1 号枸杞果实外观品质中平均纵径、横径、百粒重都与降水量相关不显著，唯有色泽与采摘期降水量呈显著负相关。精河地区年均降水量105 mm，枸杞种植采用灌溉模式，降水量对枸杞生长发育影响不明显。

（3）精河引种的宁杞1 号果实外观品质评价四项指标均与日照时数呈正相关，充分证明枸杞是喜阳作物，这也与积温和气温都偏高的年份如果日照不充足，同样会造成枸杞减产的事实相吻合。青海柴达木盆地处于高海拔地区，温度偏低，但纬度偏南，光照充足强度大，枸杞果实也较大。与原产地相比，这是精河枸杞的优势所在。