不同架式栽培對臺農(nóng)1號百香果果實品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

袁啟鳳 陳楠 嚴佳文 李仕品 韓秀梅 馬玉華

摘要：【目的】探究不同架式栽培對臺農(nóng)1號百香果果實品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，為篩選適宜臺農(nóng)1號百香果的架式模式提供參考依據(jù)。【方法】采用酸堿滴定、2，6-二氯靛酚滴定和蒽酮比色等方法對7種不同架式下臺農(nóng)1號百香果的果實品質(zhì)進行對比研究，分析果實單果重、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、果皮厚度、可食率、種子數(shù)、果皮明度值（L*）、紅綠值（a*）和黃藍值（b*）等外觀指標，及可溶性總糖、可滴定酸、可溶性固形物、Vc、糖酸比和固酸比等內(nèi)在生理指標，產(chǎn)量取高、中、低小區(qū)平均值，并對指標進行方差分析和主成分分析。【結(jié)果】不同架式栽培下臺農(nóng)1號百香果的單果重、果實縱徑和橫徑、果形指數(shù)、可食率及果皮厚度均差異不顯著（P>0.05）;其中，果形指數(shù)在1.08～1.10，近圓形;Y形架栽培的果皮L*、a*和b*值較其他架式高，分別為30.36、17.65和5.89;V形架栽培的可食率最高，達47.03%，果皮最薄，為0.54 cm;A形架的種子數(shù)明顯低于其他架式;雙層架和籬壁架的產(chǎn)量顯著高于其他架式栽培（P<0.05，下同），不同架式產(chǎn)量排序為雙層架>籬壁架>T形架>V形架>Y形架>棚架>A形架。不同架式栽培的果實可溶性固形物、可溶性總糖、維生素C、糖酸比及固酸比等內(nèi)在品質(zhì)指標均表現(xiàn)出一定的差異性。其中，A形架的果實可滴定酸含量顯著高于其他架式;Y形架果實糖酸比和可溶性總糖含量顯著高于其他架式;棚架的固酸比和Vc含量顯著高于其他架式;籬壁架的果實可溶性固形物含量顯著高于其他架式。主成分分析將所檢測的17個指標綜合為5個特征根大于1的主成分，累計解釋方差為94.965%，能代表原17個指標性狀的絕大部分信息，不同架式因子得分排序為V形架>Y形架>籬壁架>A形架>雙層架>T型架>棚架。【結(jié)論】臺農(nóng)1號百香果適應(yīng)性強，籬壁架的栽培模式簡單易操作。根據(jù)貴州省地形、環(huán)境條件、架材和生產(chǎn)成本，因地制宜種植臺農(nóng)1號，并配套籬壁架栽培技術(shù)的管理，對推動貴州百香果產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞： 百香果;臺農(nóng)1號;果實品質(zhì);產(chǎn)量;主成分分析

中圖分類號： S667.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2020）07-1576-08

Abstract：【Objective】The effects of different cultivation frame modes on fruit quality and yield of passion fruit Tai-nong No.1 were studied and provide theoretical basis for screening suitablecultivation modes. 【Method】Appearance and physiological indicators of passion fruit Tainong No.1 samples， including single fruit weight， lengthwise diameter， broadwise diameter， fruit shape index， peel thickness， edible rate， number of seeds， color brightness value（L*）， red green value（a*）， yellow blue value（b*）， total soluble sugar， titratable acid， soluble solids，vitamin C， sugar acid ratio and solid acid ratio were determined by acid-base titration， 2，6-dichlorindophenol titration and anthrone colorimetric， and yield was calculated by average of plots with high， medium and low values， the data were analyzed by variance analysis and principal component analysis. 【Result】The results of variance analysis showed that there were no significant differen-ces in single fruit weight， lengthwise diameter， broadwise diameter， fruit shape index， edible rate and peel thickness（P>0.05）. Fruit shape index was from 1.08 to 1.10， which was nearly round. The L*，a* and b*of Y frame were higher than those in other frames， which were 30.36， 17.65 and 5.89， The edible rate of V frame was the highest（47.03%）， and the peel was the thinnest（0.54 cm）. The number of seeds of A frame was lower than that of other frame modes. The yield of double frame and hedge ledge frame was significantly higher than that of other frames（P<0.05， the same below）， and the order of yield of different frames was double frame>hedge ledge frame>T frame>V frame>Y frame>shed frame>A shape frame. The results showed that there were some differences in fruit intrinsic quality indexes， including soluble solids， soluble total sugar， vitamin C， sugar acid ratio and solid acid ratio. The titratable acid content was significantly higher than others. The sugar acid ratio and total soluble sugar content of Y frame were significantly higher than those of others. The solid acid ratio and vitamin C content of shed frame were significantly higher than those of other frames. The content of soluble solids in hedge ledge frame was significantly higher than that in other frames. The total of 17 quality indicators were integrated into 5 characteristic roots>1 by the principal component analysis， and the cumulative variance contribution rate reached 94.965%， which could represent the most information of the original quality traits. Beside，The scores of di-fferent? frames were in the order of V frame>Y frame>hedge ledge frame>A shape frame>double frame>T frame>shed frame. 【Conclusion】The adaptability of passion fruit Tainong No.1 is strong， and hedge ledge frame is easy to operate. According to the topography， environmental conditions， materials and production cost of Guizhou， planting passion fruit Tainong No.1 according to local conditions， and supporting the management of frame cultivation technology， it is of great significance to promote the leapfrog development of Guizhou passion fruit industry.

Key words： passion fruit; Tainong No.1; fruit quality; yield; principal component analysis

Foundation item： Agriculture Project of Guizhou Department of? Science and Technology（QKHZC〔2016〕2527）;Young Scholar Project of Guizhou Academy of Agricultural Sciences（QNKYQNJJ〔2018〕09）;Guizhou Characteristic Fruit Tree Resources in Mountainous Area Evaluation and Application Innovation Platform Project（QKZYD〔2018〕4002）

0 引言

【研究意義】百香果學(xué)名西番蓮（Passiflora edulis Sims.），是西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora）多年生常綠藤本植物，其根、莖、葉和花均可入藥（Anesini and Perez，1993;Jamir et al.，1999;Dhawan et al.，2002），果實富含糖類、有機酸、礦物質(zhì)（王瑩等，2009）、纖維素（程明明和黃葦，2017）、氨基酸（袁啟鳳等，2019a）及多種維生素（袁啟鳳等，2019b）等。我國從20世紀90年代初開始引種西番蓮（李莉萍，2012），臺農(nóng)1號是臺灣鳳山熱帶園藝分所研究人員從紫、黃果雜交F1代中選育的雜交品種（魏定耀等，1997;劉曉明，2017），成熟時果皮呈現(xiàn)紫紅色，香氣濃郁，酸甜適口，在廣西和福建等地發(fā)展規(guī)模較大，目前也是貴州百香果主栽品種之一。但由于貴州省發(fā)展百香果產(chǎn)業(yè)起步較晚，栽培模式和栽培技術(shù)相對滯后，再加上立體氣候多變、又多以山地為主，土壤厚度與養(yǎng)分含量存在一定差異;而選擇不同架式栽培和施肥方式對百香果果實產(chǎn)量及品質(zhì)均有不同程度的影響（徐智和湯利，2012;李朝能，2018）。因此，針對貴州本地氣候環(huán)境條件開展百香果栽培模式和技術(shù)研究具有重要意義。【前人研究進展】近年來，國內(nèi)外學(xué)者對百香果的栽培技術(shù)及果實品質(zhì)已進行較多研究。栽培技術(shù)主要體現(xiàn)在不同架式對其產(chǎn)量和管理的影響，張文娟（2016）認為應(yīng)用單壁籬架式優(yōu)點較多，可使植株的有效綠葉層增厚、通風(fēng)受光合理，進而提高產(chǎn)量;黃春亮等（2018）從降低種植成本出發(fā)，建議選擇直立籬架或A形架種植百香果;李朝能（2018）運用門字架、人字架和籬架對紫香1號進行測產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)量差異顯著;彭思源（2019）認為只有采取有效的種植管理方法和病蟲害防治措施，才能獲得更好的產(chǎn)量和質(zhì)量。在果實品質(zhì)方面，Ramaiya等（2013）研究并證實7種西番蓮品種果汁中的糖、酸、總酚和抗氧化活性等物質(zhì)與品種和成熟程度有關(guān);Pongener等（2014）采摘不同成熟度西番蓮研究其后熟過程中重量、色澤、呼吸等的變化規(guī)律;徐雪瑩等（2015）在8和25 ℃下采用PO保鮮袋貯藏越南紫果西番蓮，并測定生理特性和營養(yǎng)品質(zhì)的變化規(guī)律;朱潔等（2017）對紫香1號和平塘1號進行營養(yǎng)成分比較，結(jié)果表明平塘1號的多個營養(yǎng)成分含量更顯著;郭艷峰等（2018）對常見的3個西番連品種（黃金果、臺農(nóng)和紫果1號）果汁的營養(yǎng)物質(zhì)進行分析測定;袁啟鳳等（2019b）測定了目前貴州發(fā)展面積較大的百香果品種紫香1號果實糖、酸、維生素和氨基酸的含量，發(fā)現(xiàn)藥用氨基酸含量較高。此外，有學(xué)者運用數(shù)理統(tǒng)計方法對百香果的果實品質(zhì)進行綜合評價，何潔等（2018）、馬文霞等（2019）和潘葳等（2019）運用主成分法分別分析紫果西番蓮中的游離氨基酸、百香果品質(zhì)指標及不同品種的營養(yǎng)成分和香味成分，并把信息值綜合為3個主成分和4個核心指標。【本研究切入點】目前，針對多種不同架式，研究同一品種在相同栽培環(huán)境下的果實品質(zhì)和產(chǎn)量的報道較少。【擬解決的關(guān)鍵問題】在前期架式的基礎(chǔ)上，探究7種不同架式栽培（雙層架、A形架、籬壁架、棚架、V形架、Y形架和T形架）對臺農(nóng)1號百香果果實品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，進一步篩選出適宜臺農(nóng)1號百香果的栽培架式，以期為該栽培模式在百香果種植中的推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗地概況

試驗地位于貴州省果樹科學(xué)研究所的貴州安順市鎮(zhèn)寧縣良田鎮(zhèn)壩草村基地，屬亞熱帶低熱河谷自然氣候，海拔470 m，年均氣溫19.1 ℃，年降水量1100 mm，全年無霜，土壤類型以回填的黃壤為主，平地。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 試驗設(shè)計 以臺農(nóng)1號百香果為試驗品種，2019年2月16日定植于7種架式（雙層架、A形架、籬壁架、棚架、V形架、Y形架和T形架）下（表1，圖1），搭架材料為熱鍍鋅鋼管和鋼絲，鋼管規(guī)格為DN 40 mm×6000 mm，壁厚2.5 mm，鋼絲直徑2.6 mm，種植管理水平一致。于2019年9月在果實成熟期從不同方位采集成熟度一致果實樣品;每種架式采摘果實10～15個，重復(fù)3次，樣品果帶回試驗室處理。

1. 2. 2 儀器設(shè)備及試劑 儀器設(shè)備：美能達CR-400全自動色差計（日本）、梅特勒ME204E電子天平（德國）、BT4171數(shù)顯游標卡尺（中國）、普析TU1901紫外可見分光光度計（中國）和TD-45數(shù)顯手持折光儀（中國）。試劑：草酸、抗壞血酸、碳酸氫鈉、2，6-二氯靛酚、氫氧化鈉、酚酞、濃硫酸和蒽酮等，均為國產(chǎn)分析純。

1. 2. 3 理化指標測定 （1）單果重：取10個果實，用1%電子天平稱量每個果實的重量（g），并計算平均值。（2）果形指數(shù)：取10個果實，使用數(shù)顯游標卡尺分別測量果實橫向最大處的橫徑和果實高度最高處縱徑，并計算果形指數(shù)，果形指數(shù)=縱徑/橫徑。（3）可溶性固形物含量：參照NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定》，采用有溫度自動補償功能的數(shù)顯折光儀進行測量。（4）可溶性總糖含量：參照曹建康等（2007）的方法，采用蒽酮比色法測定。（5）可滴定酸含量：參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，采用氫氧化鈉滴定法。（6）維生素C（Vc）含量：參照GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定 第三法》，采用2，6-二氯靛酚滴定法測定。（7）可食率（%）=（果實總重-皮重）/果實總重×100;糖酸比=可溶性糖含量/可滴定酸含量;固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。（8）果皮明度值（L*）、紅綠值（a*）、黃藍值（b*）：參照陳小利（2011）的研究方法，采用經(jīng)校正的全自動色差計圍繞果實中部測定，每個果實測定果皮色度2次。

1. 2. 4 產(chǎn)量測定 隨機選擇長勢一致，產(chǎn)量高、中、低的3個小區(qū)對百香果進行產(chǎn)量測定，用電子磅秤稱重，按百香果全年可集中上市的批次來計（全年共計2～3次，本次為第2批次）。

1. 3 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003進行整理和制表。采用SPASS 19.0進行主成分分析：首先使用描述統(tǒng)計對原始數(shù)據(jù)進行描述，再用描述后的數(shù)據(jù)進行降維因子分析，以特征大于1作為主成分的提取原則（公麗艷等，2014），計算各主成分得分。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同架式栽培下百香果果實外觀品質(zhì)和產(chǎn)量的比較

如表2所示，7種架式栽培下臺農(nóng)1百香果號果實外觀品質(zhì)和產(chǎn)量存在一定差異。果實單果重為55.31～64.55 g，不同架式栽培下的單果重排序為：棚架>籬壁架>Y形架>T形架>雙層架>V形架>A形架;果實縱徑62.29～64.08 mm、橫徑56.88～58.23 mm，不同架式栽培的果實形狀比較一致，多為近圓形，果形指數(shù)均在1.00以上;V形架果實的可食率（47.03%）最高，A形架的可食率（43.15%）最低;果皮厚度為0.54～0.62 cm，其中V形架和Y形架的果皮相對較薄，為0.54 cm。不同架式栽培下的單果重、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、可食率和果皮厚度均無顯著差異（P>0.05，下同）。種子數(shù)為120.56～169.89粒，A形架的種子數(shù)顯著低于棚架（P<0.05，下同），其余5種架式低于棚架，但差異不顯著。果皮的L*為28.01～30.36，a*為12.21～17.65，b*為4.14～5.89，均為正值，說明果實果皮顏色較統(tǒng)一，呈紫紅色，其中，Y形架栽培果皮的L*、a*和b*均最高，即亮度、紅色和黃色的成分相對較多，綠色成分較低。不同架式栽培下百香果產(chǎn)量為3734.26～8167.38 kg/ha，雙層架和籬壁架的產(chǎn)量顯著高于其他架式栽培，而棚架、V形架、Y形架和A形架間差異不顯著，不同架式產(chǎn)量排序為雙層架>籬壁架>T形架>V形架>Y形架>棚架>A形架。

2. 2 不同架式栽培下百香果果實內(nèi)在品質(zhì)的比較

如表3所示，比較7種架式栽培下臺農(nóng)1號百香果的內(nèi)在品質(zhì)相關(guān)指標可發(fā)現(xiàn)，不同架式栽培下果實可溶性總糖、可滴定酸、可溶性固形物和Vc含量及糖酸比和固酸比均存在明顯差異。可溶性總糖含量為11.25%～13.96%，其中，Y形架的可溶性總糖含量最高，其與雙層架、A形架、籬壁架和棚架的可溶性總糖含量存在顯著差異，棚架的含量最低。可滴定酸含量為1.74%～2.22%，其中，A形架顯著高于其他架式，而T形架、V形架和籬壁架間差異不顯著。可溶性固形物含量為16.07%～17.07%，以籬壁架最高，顯著高于其余架式。Vc含量為14.42～18.28 mg/100 g，以棚架最高，顯著高于其他架式栽培。糖酸比是果實風(fēng)味的直接體現(xiàn)，7種架式栽培下的糖酸比表現(xiàn)為5.43～7.26，以Y形架栽培最高，顯著高于其他架式栽培，雙層架、籬壁架、棚架、V形架和T形架間差異不顯著。固酸比為7.32～9.23，其中棚架固酸比顯著高于其他架式。

2. 3 主成分分析與綜合評價

如表4所示，以特征值大于1為標準，所檢測的17個指標（X1～X17）共提取了5個主成分（PC1～PC5），前5個主成分對綜合品質(zhì)的累積貢獻率已達94.965%，主成分特征值分布范圍為1.269～7.017，同時計算得出前5個主成分的因子載荷矩陣和得分，PC1的解釋方差為41.279%，具有較大載荷值的性狀是果皮的L*（0.860）、b*（0.880）、可滴定酸含量（0.833），主要反映果皮的外觀和果實風(fēng)味情況;PC2的解釋方差為23.473%，具有較大載荷值的性狀為糖酸比（0.941）和可溶性糖含量（0.771），主要反映果實口感;PC3的解釋方差為13.521%，所攜帶的信息主要是產(chǎn)量（0.809）和可溶性固形物（0.697），主要反映果實產(chǎn)量和果實成熟指標;PC4的解釋方差為9.237%，所攜帶的信息主要是可溶性固形物含量（0.592）和Vc含量（0.575），主要反映果實營養(yǎng)成分占比;PC5的解釋方差為7.464%，所攜帶的信息主要是縱徑（0.568）和可食率（0.433），主要反映果實大小和可食用部分。

5個表達式中，Y1～Y5分別代表各主成分的得分，X1～X17分別代表7種架式果實品質(zhì)性狀經(jīng)過標準化處理后的值。以各主成分對應(yīng)的方差貢獻率為權(quán)重，可構(gòu)建綜合評價模型為：Y=41.279Y1+23.473Y2+13.512Y3+9.237Y4+7.464Y5。由各主成分因子向量載荷系數(shù)及各主成分特征值可計算得到不同架式果實品質(zhì)相關(guān)矩陣的特征向量;根據(jù)上述表達式計算出7個架式果實品質(zhì)和產(chǎn)量的綜合得分（表5），其排序為V形架>Y形架>籬壁架>A形架>雙層架>T形架>棚架。

3 討論

近年來，數(shù)理統(tǒng)計方法應(yīng)用在果實品質(zhì)評價上的研究越來越多，其中主成分分析已成為果實品質(zhì)綜合評價的主要方法（Hossain et al.，2011;Patras et al.，2011）。本研究對7種架式栽培下的臺農(nóng)1號果實品質(zhì)和產(chǎn)量進行主成分分析，得到特征值大于1的前5個主成分累積方差貢獻率達94.965%，能代表原品質(zhì)性狀的絕大部分信息，將17個指標綜合為5個相互獨立的因子，其反映出的重要指標為色澤、可滴定酸含量、糖酸比和可溶性糖含量，與馬文霞等（2019）從鮮食百香果18個果實品質(zhì)指標篩選出的糖酸比、單果重、可食率、總黃酮指標相同，最后通過主成分綜合得分發(fā)現(xiàn)V形架、T形架和Y形架種植下的臺農(nóng)1號果實品質(zhì)和產(chǎn)量綜合得分最高。

果實品質(zhì)與產(chǎn)量受栽培技術(shù)和環(huán)境因素的影響較大（徐智和湯利，2012;張文娟，2016;李朝能，2018;黃春亮等，2018;彭思源，2019）。本研究在7種架式下栽培臺農(nóng)1號，結(jié)果表明，在相同的栽培環(huán)境條件下，通過相同的修剪、肥水管理和病蟲害打藥等措施，不同架式栽培的臺農(nóng)1號百香果品質(zhì)和產(chǎn)量有所不同，果實外觀品質(zhì)指標的單果重、縱徑、橫徑、果形指數(shù)、可食率和果皮厚度變化差異不明顯，可能與該品種自身遺傳性狀比較穩(wěn)定有關(guān);果皮的L*、a*、b*和可溶性總糖、可滴定酸、Vc、可溶性固形物含量，以及糖酸比、固酸比和產(chǎn)量均存在明顯差異，可能是由于不同架式下，其植株生長所接受的光合作用強度不一致，光合產(chǎn)物積累有所不同而造成果實品質(zhì)差異。不同架式測產(chǎn)還發(fā)現(xiàn)，雙層架和籬壁架的產(chǎn)量與其他架式存在明顯差異，其原因可能是不同架式種植修剪方法存在一定差異。此外，雙層架的果實產(chǎn)量雖高，但其果實品質(zhì)排在后面，而籬壁架產(chǎn)量和品質(zhì)排在中間位置。因此，在種植臺農(nóng)1號時，為達到理想的產(chǎn)量和品質(zhì)，除考慮環(huán)境因素外，還要結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦卧O(shè)置不同的架式進行栽培。

4 結(jié)論

臺農(nóng)1號百香果適應(yīng)性強，籬壁架的栽培模式簡單易操作。根據(jù)貴州省地形、環(huán)境條件、架材和生產(chǎn)成本，因地制宜種植臺農(nóng)1號，并配套籬壁架栽培技術(shù)的管理，對推動貴州百香果產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展具有重要意義。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）