產地差異對寧夏枸杞果實形態及糖分含量的影響

王亞軍，梁曉婕，張 波，尹 躍，李越鯤，郭素娟，安 巍

(1.北京林業大學省部共建森林培育與保護教育部重點實驗室，北京 100083；2.國家枸杞工程技術研究中心，寧夏 銀川 750002)

枸杞(LyciumchinenseMill.)系茄科(Solanaceae)枸杞屬(LyciumL.)落葉灌木[1]，是西北干旱區的主要經濟林木。枸杞子具有增強免疫力、防衰老、抗腫瘤、抗氧化等多方面的藥理作用，近代醫學研究發現枸杞子內含有的枸杞多糖、枸杞總糖、甜菜堿、類胡蘿卜素、黃酮、藥用氨基酸等主要功效成分[2-4]。國內主要栽培的枸杞品種是“寧杞1號”，屬于寧夏枸杞(LyciumbarbarumL.)種，是全國種植面積最大的枸杞品種，占到總種植面積的80%以上。寧夏回族自治區作為枸杞的道地產區，將枸杞作為當地的特色優勢戰略性主導產業。在寧夏的帶動下，逐步形成了以新疆、青海、內蒙、甘肅為產區的枸杞種植區。截止目前，全國枸杞面積已達到13.3萬hm2。枸杞產業在全國尤其是西北干旱區的發展，不僅保護了寧夏及西部地區脆弱的生態環境，有效地增加了農民的經濟效益，而且解決了剩余勞動力的就業問題，維護了社會穩定，其社會、經濟、生態效益顯著。

全國枸杞產區主要分布在西北地區。這些區域的生態環境和氣候條件差異較大，如海拔、干旱、鹽堿、日照時數、晝夜溫差、土壤養分狀況等立地質量的不同均影響著枸杞果實發育和內含功效成分的形成。董靜洲等(2009年)測定分析了5個枸杞產區的枸杞的總黃酮含量發現，總黃酮含量高低次序為：寧夏中寧> 內蒙沙海> 青海諾木洪> 新疆奇臺> 新疆精河> 河北巨鹿[4]；Zheng G Q等測試分析了寧夏、內蒙、新疆和河北四個省份的2個枸杞品種果實中的糖分含量，結果發現不同產地土壤中的鹽分、pH值、有機質和速效氮含量影響著果實中糖分含量的高低[5]；張磊等分析不同產地“寧杞1號”的干果百粒重發現，青海產枸杞果實百粒質量最高，河北最低，總體呈現青海>甘肅>新疆>寧夏>內蒙古>河北的變化趨勢[6]；林楠等調查分析了寧夏、甘肅和青海3地的3個枸杞品種干燥果實的性狀，發現不同產地的氣候影響著枸杞的外觀形態和內在品質的形成[7]；張波等調查了3個產地3個枸杞品種果實性狀及內在養分含量，結果表明青海諾木洪產區較寧夏同心和新疆烏蘇產區的“寧杞1號”、“寧杞7號”的百粒重大，果形指數較高，活性成分含量因產區不同而差異較大[8,9]；在寧夏的枸杞道地產區，土壤養分和鹽堿程度也影響著枸杞的內在品質，不同種植區域其內在成分差異較大[10-14]。

縱觀前人的研究成果，多集中在不同產地枸杞果實內在成分的調查，枸杞外觀品質調查較少。同時，取樣的樣點數較少，取樣方法交代不細致，對于典型生態產區枸杞特征特性的代表性不夠。本研究立足枸杞品質研究的現狀，通過對典型生態區多樣點取樣，綜合分析不同產地枸杞的果實性狀，旨在揭示影響枸杞外觀品質和內在品質的關鍵因子，為不同產區枸杞品質的綜合評價提供理論依據。

1 研究地區與研究方法

1.1 樣地概況

以寧夏、新疆、青海、內蒙、甘肅5個枸杞主產區為調查對象，調查樣地為內蒙烏拉特前旗和杭錦后旗、寧夏銀川市、寧夏中寧縣、甘肅靖遠縣、青海諾木洪農場和新疆精河縣7個枸杞生長的典型產地。各采樣點信息見表1。

為了綜合分析各樣地的典型性，對各地30年氣候數據進行了查詢。數據來自中國氣象數據網《中國地面累年值年值數據集(1981—2010年)》及《中國地面累年值月值數據集(1981—2010年)》，詳見表2。

7個樣點的海拔分布范圍為290～2 780 m，年平均氣溫5.2～10.5℃，年降水量42.2～243.9 mm，年日照時數2 700～3 220 h，平均溫差11.8～15.2℃。寧夏中寧縣海拔高度居中，年均氣溫和年降雨量最高；海拔最高的青海諾木洪，年平均氣溫和年降雨量最低，平均溫差最大。由此可見，7個樣點的差異較大，能夠反映國內枸杞種植的分布情況。

1.2 試驗設計

根據不同枸杞產區的枸杞采摘時間，采摘能代表當地枸杞特性的枸杞鮮果樣品作為調查對象。青海產區年度采摘批次為3～4批，選擇第1批為調查批次；其它產區年度采摘批次為8～10批，選擇第3～4批為調查批次。分別對各樣地“寧杞1號”枸杞的成熟果實性狀進行調查。在調查樣地隨機選擇6～10年的“寧杞1號”枸杞生產園6～12家，在生產園內，選擇靠近園地中間連續種植的3棵正常植株，采集樹體不同部位帶果柄的枸杞鮮果，對樣品進行編號，并記錄樣點的海拔、經緯度數據，調查枝條上單個芽眼坐果數，隨機測量15粒鮮果的單果重、縱橫徑和果柄長。測量結束后，送至烘干房對枸杞樣品進行及時烘干，并將烘干樣品進行枸杞果實中總糖和枸杞多糖測試。

1.3 測定項目與方法

果形指標按照《枸杞種質資源描述規范和數據標準》[15]進行。調查指標包括成熟枸杞鮮果的單果重、縱徑、橫徑和果形指數(縱橫比)。糖分指標為總糖和枸杞多糖，測試方法依據GB/T 18672-2002執行[16]。

表1 調查樣地的基本情況

續 表

表2 不同枸杞產地的氣象資料數據

1.4 數據分析

采用Excel和SPSS 20.0軟件進行處理和繪圖。

2 結果與分析

2.1 各產地枸杞樣品對應的當季氣象資料

為了分析氣象因子對果實形態的影響，分階段對產地的氣象數據進行統計計算(表3)，所列數據均為對應樣點枸杞樣品的生長季節所對應的氣象數據，使枸杞樣品與氣象數據形成一一對應的關系。各產地的平均海拔高度為該產地各樣點實測數據的平均值，其它氣象數據來源于中國氣象局。

平均溫度、平均溫差和光照時數數據為當年1月份至枸杞采摘當月的數據。

表3的數值為影響當季枸杞樣品的氣象資料?？梢钥闯觯煌a區具體年份的氣象數據有所變化，與表2的數值有所不同，但總體差異較小。為了切實反映氣象數據對枸杞品質的影響，應以表3的數據來綜合分析氣象數據與枸杞品質之間的相關性。

2.2 各產地枸杞果實外觀形態分析

目前已測定了不同樣地42份枸杞樣品的單果重、縱徑、橫徑和果形指數(縱橫徑)。如表4所示。

表3 不同產地枸杞樣品對應的當季氣象數據

表4 不同產地枸杞果實外觀形態比較

注：采用S-N-K單因素方差分析法，同列數值小寫字母不同表示該指標差異顯著，P<0.05。以下同。

Note: The data in the same column with different lowercase letter are significantly different atP=0.05 according to S-N-K ANOVA.The same below.

表4調查結果表明，不同產地枸杞的單果重差別較大(F=13.119，P<0.05)，青海諾木洪枸杞的平均單果重最大，達0.912 g；甘肅靖遠縣和新疆精河縣枸杞次之，兩者之間差異不顯著，但顯著高于內蒙和寧夏四個產地；內蒙杭錦后旗、內蒙烏拉特前旗、寧夏中衛市中寧縣、寧夏銀川市西夏區之間差異不顯著，其中寧夏銀川市的平均單果重僅為0.597 g，是調查產區中最小的，僅占青海諾木洪農場的65.5%?？傮w來說，寧夏銀川和中寧產枸杞果實較小。

在果實縱徑方面，不同產地枸杞的縱徑差異顯著(F=44.497，P<0.05)。其中青海諾木洪枸杞果實的縱徑(2.630 cm)最大，明顯長于其它產地，并達到顯著性水平；甘肅靖遠縣的枸杞果實縱徑次之，其次為內蒙烏拉特前旗和內蒙杭錦后旗，甘肅靖遠枸杞明顯長于內蒙烏拉特前旗和杭錦后旗；寧夏中寧縣、新疆精河縣和寧夏銀川市的枸杞果實縱徑較小，三者之間差異不顯著，其中寧夏銀川市的枸杞果實縱徑最小。該結果與平均單果重的結果相似。

在果實橫徑方面，內蒙杭錦后旗枸杞的橫徑(1.086 cm)最大，顯著高于其它6個產地；新疆精河縣的枸杞果實橫徑次之，但與內蒙杭錦后旗枸杞的平均橫徑差異不顯著；青海諾木洪、甘肅靖遠縣、內蒙烏拉特前旗和寧夏銀川市枸杞的平均橫徑分別為0.957、0.949、0.937 cm和0.892 cm，四者之間差異不顯著；寧夏中寧縣的枸杞果實平均橫徑最小，為0.832 cm，且與其它各產區之間達到顯著差異水平。分析各產區果實單果重和縱橫徑的數據，表明寧夏枸杞果實較小，而青海枸杞最大。

果實縱橫比是反映果形的重要指標。結果表明，青海諾木洪枸杞果實縱橫比(2.749)最大，與其它6個產區差異顯著，表明青海諾木洪的枸杞果實縱徑長、橫徑短，整個果形修長，屬長果形；甘肅靖遠縣、寧夏中寧縣及內蒙烏拉特前旗的枸杞縱橫比次之，果形較青海諾木洪枸杞的果形圓，長橢圓形果；寧夏銀川市、內蒙杭錦后旗和新疆精河縣的枸杞縱橫比較小，說明此三地的果實為橢圓形。其中，新疆精河縣的枸杞果實縱橫比最小，說明該地的枸杞果實相對較圓。

2.3 枸杞果實外觀形態與氣象條件的相關性分析

以上分析表明，不同樣地同一枸杞品種的果形指數差異較大，同時各地的氣象條件也不同。為探究枸杞果實外觀形態與氣象條件之間的關系，采用雙變量相關分析的方法，分析枸杞外觀形態與氣象條件之間的相關性，詳見表5。

表5 氣候條件與果實形態指標的相關性

表5的分析結果表明，枸杞果實平均單果重與海拔高度、生長季平均溫差和生長季日照時數呈正相關，其中與海拔高度相關系數R為0.649，相關性較大；生長季均溫、1月最低溫度、1月平均溫度、采摘當月最高溫度和采摘當月平均溫度均呈負相關，其中與生長季均溫和采摘當月平均溫度的相關性較大，且均達到顯著程度。

枸杞果實縱徑與海拔高度、生長季平均溫差、生長季日照時數呈正相關，其中與海拔高度呈極顯著正相關(P<0.01)，與生長季平均溫差和日照時數相關性不大；與生長季均溫、1月最低溫度、1月平均溫度、采摘當月最高溫度和采摘當月平均溫度呈負相關，其中與生長季均溫、采摘當月最高溫度、采摘當月平均溫度相關性較大，與采摘當月平均溫度達到了極顯著負相關。枸杞果實橫徑與生長季平均溫差、生長季日照時數、采摘當月最高溫度和采摘當月平均溫度呈正相關，但相關性均不顯著；與海拔高度、生長季均溫、1月最低溫度、1月平均溫度呈負相關，且與1月最低溫度的相關性達到顯著水平。

縱橫比與海拔高度、生長季平均溫差、生長季日照時數、1月最低溫度和1月平均溫度呈正相關，除與平均海拔高度呈極顯著正相關外，與其它幾個氣象指標相關性不大；縱橫比與生長季均溫、采摘當月最高溫度和采摘當月平均溫度之間呈負相關，且相關性較大，其中與采摘當月平均溫度的相關性最大，達到極顯著負相關。

綜上分析，說明海拔高度、生長季均溫、采摘當月最高溫度及采摘當月平均溫度對枸杞果實的外觀形態影響相對較大：海拔越高的產區枸杞果實平均單果重越重、縱徑越長、果形指數(縱橫比)越大；生長季均溫越低的產區平均單果重越重、果實縱徑越長、果形指數(縱橫比)越大；采摘當月最高溫度越高的產區果實橫徑越大、果形指數(縱橫比)越??；采摘當月平均溫度越高的產區平均單果重越小、果實縱徑越小、果形指數(縱橫比)越小。

2.4 枸杞果實外觀形態的綜合評價

以X1～X4依次代表單果重、縱徑、橫徑和縱橫比，采用SPSS 20.0主成分分析法對7個產地枸杞果實的4個指標進行計算。結果表明，第1主成分(PC1)和第2主成分(PC2)特征值都>1，并且累積方差貢獻率達到94.426%；前2個主成分反映了原始變量的絕大部分信息。因此提取前2個主成分代替原4個指標評價枸杞外觀形態，由初始的4個指標降為2個彼此不相關的主成分，達到了降維的目的。主成分特征向量絕對值越大，其對該變量代表性越大。

表6 2個主成分的特征向量、特征值、貢獻率和累計貢獻率

第1主成分特征值為2.605，方差貢獻率為65.116%。在PC1中，單果重、縱徑、縱橫比特征向量較大，分別為0.893、0.974和0.927，它們共同構成PC1方差變異主要因素，均與PC1呈正相關。PC1較大時，說明寧夏枸杞單果重、縱徑和縱橫比較大；在PC2中，橫徑特征向量較大，為0.992，構成了PC2方差變異主要因素，與PC2呈正相關，PC2較大時，說明枸杞橫徑較大。

利用SPSS 20.0數據處理系統得到主成分因子得分情況(表7)。根據得分情況對其進行排序，能夠較為直觀地揭示不同產地寧夏枸杞果實外觀形態的優劣情況。由表7可知，以第1主成分排序果實外觀品質：青海諾木洪>甘肅靖遠縣>內蒙烏拉特前旗>新疆精河縣>寧夏中寧縣>內蒙杭錦后旗>寧夏銀川市。以第2主成分排序果實外觀品質：內蒙杭錦后旗>新疆精河縣>甘肅靖遠縣>青海諾木洪>內蒙烏拉特前旗>寧夏銀川市>寧夏中寧縣。由于兩個主成分的方差貢獻率不同，所以對其評價時，以各個主成分的貢獻率為權重，由主成分得分和對應的權重相乘求和構建綜合評價函數：F=0.6512F1+0.2931F2。因此，在枸杞果實外觀品質進行綜合排名時，4種果實外形指標所占權重由大到小分別是：縱徑>縱橫比>單果重>橫徑。

表7 不同產地枸杞外觀形態的綜合排名

在綜合評價函數表達式中：F為不同產地寧杞1號枸杞果實外觀形態綜合評價得分，根據綜合評價模型，計算出不同產地枸杞綜合得分和排序結果，七個枸杞產地的寧杞1號枸杞果實外觀形態排名為：青海諾木洪>甘肅靖遠縣>內蒙杭錦后旗>新疆精河縣>內蒙烏拉特前旗>寧夏銀川市>寧夏中寧縣。

綜上所述，寧夏銀川和中寧產的枸杞，果實要小于其它產地，而青海諾木洪產的枸杞果實較大。此次調查就不同產地枸杞鮮果的形態進行了分析和排名，僅反映了不同產區鮮果的大小情況，可為枸杞鮮果市場開發提供原料選擇的參考。

圖1 主成分載荷圖Fig.1 Principal component load chart

2.5 不同產地枸杞果實中枸杞多糖和總糖含量的差異

枸杞果實外觀形態是決定其商品性的直觀指標，但作為藥食同源的枸杞，更應注重其內在功效成分的含量。本研究以各樣點枸杞干果為試材，測定了枸杞果實中的多糖和總糖含量，詳見表8。

表8 不同產地枸杞果實中枸杞多糖和總糖的含量

由表8可以看出，寧夏中寧縣所產的枸杞果實中枸杞多糖的含量最高，為7.525 g·100g-1，并顯著高于其它6個產地，達顯著性水平；其它6個產區的枸杞多糖含量由大到小依次為：甘肅靖遠縣>青海諾木洪>內蒙烏拉特前旗>內蒙杭錦后旗>寧夏銀川市>新疆精河縣，但各產區差異不顯著。不同產地的枸杞果實中總糖的含量由高到低依次為：內蒙杭錦后旗>青海諾木洪>內蒙烏拉特前旗>新疆精河縣>寧夏銀川市>甘肅靖遠縣>寧夏中寧縣，產地間顯著差異(F=9.408，P<0.05)；內蒙杭錦后旗的枸杞果實中總糖的含量最高，為61.933 g·100g-1，明顯高于其它各產地，其差異達顯著水平；青海諾木洪和內蒙烏拉特前旗的枸杞果實中的總糖含量次之，分別為56.887 g·100g-1和55.583 g·100g-1；新疆精河縣、寧夏銀川市、甘肅靖遠縣和寧夏中寧縣的枸杞果實中的總糖含量再次之；其中寧夏中寧縣的枸杞果實中總糖的含量最低，為47.545 g·100g-1，占內蒙杭錦后旗枸杞果實總糖含量的76.8%；寧夏中寧縣枸杞果實中的總糖含量與內蒙杭錦后旗、青海諾木洪、內蒙烏拉特前旗的差異達顯著水平。由此可見，枸杞道地產區寧夏中寧縣的枸杞表現為高多糖、低總糖含量的特點。

3 結論與討論

在國內，枸杞主要分布在西北干旱地區，是當地農民增加經濟收入、實現脫貧致富的主要經濟林木。在前期開展枸杞資源調查等科研實踐中，發現不同產地枸杞的果實性狀、口味和產量差異較大，但何種因子起了關鍵作用，一直未見定論。從2014年開始，選定五大產區開展系統的枸杞產地調研，結果發現青海諾木洪枸杞的果實最大、最長、長果形；甘肅靖遠縣、新疆精河縣、內蒙杭錦后旗、內蒙烏拉特前旗果實居中；新疆精河縣枸杞果實縱橫徑比最小，為各樣地中枸杞果實最圓的樣地；寧夏銀川和中寧產枸杞果實較小、縱橫徑較短，屬于橢圓果形。

枸杞產地主要集中在西北地區，不同產地的立地條件差異較大，海拔分布范圍為290～2 780 m，年平均氣溫5.2～10.5℃，年降水量42.2～243.9 mm，年日照時數2 700～3 220 h，平均溫差11.8～15.2℃。這些不同的生態因子影響著枸杞果實形態和果實內糖分含量。調查發現，海拔高度、平均溫度、采摘當月最高溫度和采摘當月平均溫度對枸杞果實外觀形態影響較大。其中，海拔和平均溫度為主導氣象因子。海拔越高的產區枸杞果實平均單果質量越重、縱徑越長、果形指數(縱橫比)越大；平均溫度越低的產區單果質量越大、果實縱徑越長、果形指數(縱橫比)越大。以果形指標對7個枸杞主產地進行排名，說明寧夏銀川和中寧產的枸杞，果實要小于其它產地，而青海諾木洪產的枸杞果實較大。

枸杞多糖是公認的枸杞主要功效成分，調查發現寧夏中寧縣所產的枸杞果實中枸杞多糖的含量最高(7.525 g·100g-1)，并顯著高于其它6個產地；枸杞果實中總糖的含量以內蒙杭錦后旗、青海諾木洪、內蒙烏拉特前旗較高(>55.58 g·100g-1)，新疆精河縣、寧夏銀川市、甘肅靖遠縣居中，而寧夏中寧縣總糖含量最低(47.545 g·100g-1)。

該結果與實際中，內蒙、青海枸杞較甜的結果相吻合。由此可見，枸杞道地產區寧夏中寧縣的枸杞表現為果實顆粒小、高多糖、低總糖含量的特點。

以上分析僅對枸杞果實的關鍵形態指標進行了調查，該調查結果僅反映了不同產地的枸杞鮮果形態的分析和排名。雖然青海產地的枸杞確實表現為果實大、產量高等生產優勢，但也具有枸杞干果粘性大、易結塊等缺點；雖然枸杞道地產區寧夏中寧縣的枸杞表現為果實顆粒小，但卻表現為高多糖、低總糖含量的特點。

枸杞果實中主要功效成分較多，除了枸杞多糖和總糖之外，還有甜菜堿、類胡蘿卜素、黃酮、藥用氨基酸等功效成分。在今后的研究中，還需要對不同產地枸杞的主要功效成分進行全面測試和分析，來綜合評價各產區枸杞的特性，為枸杞生產和枸杞果實的應用提供理論依據。