邢臺(tái)市富崗蘋果品質(zhì)與氣象因子的關(guān)系

李艷榮 楊麗娜 賈桂梅

（1 內(nèi)丘縣氣象局 河北 內(nèi)丘 054200；2 邢臺(tái)市氣象局 河北 邢臺(tái) 054000；3 保定市氣象局 河北 保定 071000）

品質(zhì)是決定蘋果口感、風(fēng)味和營養(yǎng)的關(guān)鍵因素，直接影響著蘋果的質(zhì)量等級(jí)和商品價(jià)值[1]。優(yōu)質(zhì)的品質(zhì)是果品品牌最有力的市場競爭力，獨(dú)特的氣候資源對(duì)品質(zhì)有著不可替代的影響[2]。國內(nèi)對(duì)蘋果品質(zhì)與氣象因子關(guān)系的定性研究比較多[3～6]，近些年來定量研究也陸續(xù)開始[7～10]，這些成果有效的揭示了蘋果品質(zhì)與氣象條件的關(guān)系，但研究對(duì)象主要是全國或省級(jí)尺度，不能準(zhǔn)確反映市縣級(jí)產(chǎn)區(qū)的情況，且分析時(shí)段也多以旬、月、季為主，忽視了不同生育期、不同時(shí)間段氣象條件對(duì)品質(zhì)的影響，而這些正是“富崗蘋果”品質(zhì)特征形成的關(guān)鍵因素。另外，研究區(qū)域大都集中在川藏高海拔地區(qū)和陜西省蘋果種植區(qū)，故有必要對(duì)“富崗蘋果”開展更有針對(duì)性的研究，以明確“富崗蘋果”的品質(zhì)特征與氣象條件的關(guān)系。本文以邢臺(tái)“富崗蘋果”為研究對(duì)象，通過搜集和實(shí)際測定蘋果品質(zhì)，分析其與各生育期不同氣象因子的關(guān)系，建立以蘋果品質(zhì)為目標(biāo)函數(shù)的回歸方程，并求出氣象因子最適值，以期為今后開展蘋果氣象服務(wù)及氣候產(chǎn)品認(rèn)證提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料。蘋果物候期資料來自邢臺(tái)市富崗集團(tuán)蘋果種植基地。試驗(yàn)分別在2018 年和2019 年蘋果成熟期(10 月)進(jìn)行。在內(nèi)丘富崗集團(tuán)選取定點(diǎn)果園3個(gè)，樹齡為8～10 年，每個(gè)果園選取樹齡基本一致的果樹3 棵，隨機(jī)采取樹冠外圍中部的東、西、南、北4 個(gè)方向的果實(shí)，共36 個(gè)，用來作為試驗(yàn)樣本。

1.2 數(shù)據(jù)測定方法。果實(shí)單果重、果形指數(shù)、硬度、可溶性固形物測定及提取參照鮮蘋果測定標(biāo)準(zhǔn)。用電子秤測定單果質(zhì)量；用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)縱橫徑，計(jì)算果形指數(shù)；用GY-1 型手持硬度計(jì)測定果實(shí)硬度；可溶性固形物含量用PAL-1 型數(shù)顯測糖儀測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析。利用硬度壓力計(jì)和糖量計(jì)測定品質(zhì)后，通過SPSS19.0 和EXCEL2007 統(tǒng)計(jì)分析軟件，進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度、相關(guān)分析、回歸分析、統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)、求最優(yōu)解等相關(guān)數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘋果品質(zhì)分析。通過試驗(yàn)測定蘋果品質(zhì)，結(jié)果如表1 所示。其中，2016～2017 年蘋果品質(zhì)指標(biāo)由富崗集團(tuán)提供，2018～ 2019 年蘋果品質(zhì)指標(biāo)由省蘋果中心、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合測定提供。通過Duncan 新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析，蘋果品質(zhì)硬度2016 年、2019年和2017 年、2018 年差異顯著，可溶性固形物2016年和2017 年、2018 年和2019 年差異顯著(如表2)。

表1 2016～2019 年蘋果品質(zhì)測定結(jié)果

表2 2016～2019 年蘋果品質(zhì)分析

2.2 各生育期氣象條件統(tǒng)計(jì)分析。由于不同年份蘋果果樹物候期差異明顯，為了保證數(shù)據(jù)分析的科學(xué)性，以開花期、幼果期、膨大期、著色成熟期和全生長季5 個(gè)主要生育期為研究對(duì)象開展數(shù)據(jù)分析。以果農(nóng)提供的歷年物候期資料(始花期、采摘期)為基礎(chǔ)，劉璐[9]等人對(duì)蘋果果樹其它生育期的推算方法為：開花期為始花期到始花第10 d，幼果期為始花第11～35 d，膨大期為始花第91～140 d，著色成熟期為采收前30 d到采收期，全生長季為始花期到采收期，在這段時(shí)間研究不同生育期氣象條件對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響。

表3 蘋果樹物候期推算結(jié)果 (月/日)

表4 歷年各生育期氣象條件

2.3 蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果。參考《紅富士蘋果》標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)2016～2019 年富崗蘋果品質(zhì)，如表5。按照《紅富士蘋果》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，2006)，特級(jí)和一級(jí)紅富士硬度應(yīng)大于6.5 N/cm2，所選取的3個(gè)果園的果實(shí)硬度均超過了優(yōu)果標(biāo)準(zhǔn)；《紅富士蘋果》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于特級(jí)果可溶性固形物含量均要求達(dá)到13%，可以看出，所選取的3 個(gè)果園的果實(shí)可溶性固形物均超過了優(yōu)果標(biāo)準(zhǔn)；果形指數(shù)、單果重2018年均達(dá)到了一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；果形指數(shù)、單果重2019 年均達(dá)到了特級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。整體而言，2019 年蘋果品質(zhì)優(yōu)于2018 年，為特級(jí)。

表5 《紅富士蘋果》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NYT 1075-2006)中品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.4 影響蘋果品質(zhì)的氣象因子分析?；谒鸭蛯?shí)際測定的2016～2019 年蘋果品質(zhì)(硬度、可溶性固形物)和對(duì)應(yīng)生育期及全部生長季的氣象要素(平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、日較差、降水、日照及相對(duì)濕度)等基礎(chǔ)資料，通過灰色關(guān)聯(lián)度法，確定影響蘋果主要品質(zhì)的氣象因子。

2.4.1 初步確定影響富崗蘋果硬度的主要?dú)庀笠貫殚_花期的相對(duì)濕度、全生育期的日較差、膨大期的最低溫度、全生育期的最高及最低氣溫，該研究成果同屈振江研究成果“蘋果硬度同開花期相對(duì)濕度及全生育期最高氣溫關(guān)系密切”相一致，與劉璐等人研究成果“與幼果期日較差關(guān)系密切”不一致。

2.4.2 初步確定影響富崗蘋果可溶性固形物的主要?dú)庀笠貫榕虼笃诘淖罡邭鉁亍⑷诘娜蛰^差、最高氣溫、平均氣溫及最低氣溫，該研究成果同屈振江研究成果“蘋果可溶性固形物同膨大期最高氣溫、全生育期日較差關(guān)系密切”相一致，與劉璐等人的“與幼果期日較差關(guān)系密切”不一致。

2.4.3 初步確定影響富崗蘋果單果重的主要?dú)庀笠貫榕虼笃谌蛰^差、開花期最高氣溫、幼果期日較差、全生育期平均氣溫和日較差，同屈振江研究成果“蘋果單果重與膨大期平均氣溫、幼果期平均氣溫、花期最低氣溫、膨大期降水量關(guān)系密切”不太一致。

2.4.4 初步確定影響富崗蘋果果形指數(shù)的主要?dú)庀笠貫槿谌蛰^差、平均氣溫、最高溫度和幼果期日較差、全生育期最低氣溫，與屈振江、劉璐等人研究成果“蘋果果形指數(shù)與全生育期平均氣溫關(guān)系密切”相一致。

2.5 利用逐步回歸法確定影響蘋果品質(zhì)的最適因子。分別在2016～2018 年以果實(shí)品質(zhì)(硬度、可溶性固形物)為目標(biāo)，對(duì)歷年各生育期內(nèi)平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、平均日較差、平均空氣相對(duì)濕度、降水量和日照時(shí)數(shù)進(jìn)行逐步回歸分析，建立蘋果品質(zhì)指標(biāo)的氣候模型。果實(shí)的品質(zhì)指標(biāo)分別與開花后不同生育期各氣象要素有關(guān)，說明不同氣象指標(biāo)影響著蘋果不同方面的品質(zhì)(如表6)。利用2016～2019 年蘋果品質(zhì)測定數(shù)據(jù)，對(duì)果實(shí)品質(zhì)與氣象因子的回歸方程進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，硬度、可溶性固形物的計(jì)算值和實(shí)測值的RMSE 分別為0.261、0.023(0.214、0.353 與劉璐等人的研究比較吻合)，回歸模型擬合度較好。參照富士蘋果品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，利用1stopt 軟件及求解器solver 求出最優(yōu)化解。即為：全生育期日較差≥8.4 ℃，開花期相對(duì)濕度≥46.5%，膨大期的最高氣溫≥29.1 ℃，全生育期最低氣溫≥13.0 ℃。

表6 果實(shí)品質(zhì)與氣象因子的回歸方程

3 結(jié)論與討論

利用富崗蘋果品質(zhì)資料和對(duì)應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)，先后基于灰色關(guān)聯(lián)度和逐步回歸模型，建立蘋果主要品質(zhì)與氣象因子回歸方程，參考蘋果品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，確定影響富崗蘋果的最適值，以期為今后開展蘋果氣象服務(wù)和蘋果氣候品質(zhì)認(rèn)證提供技術(shù)支撐。

在實(shí)際工作中，利用本論文的研究成果，及時(shí)將蘋果氣象服務(wù)產(chǎn)品迅速傳遞到相關(guān)部門和生產(chǎn)一線，使之更好地為蘋果生產(chǎn)服務(wù)，這正是我們今后的努力方向和發(fā)展目標(biāo)。由于富崗基地崗底小氣候站的降水、日照等部分要素氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量較差或無觀測數(shù)據(jù)，因此采用了離崗底氣候站最近的區(qū)域氣象站侯家莊鄉(xiāng)政府的氣象數(shù)據(jù)來代替，日照數(shù)據(jù)采用了內(nèi)丘氣象站數(shù)據(jù)，因此氣象數(shù)據(jù)不能絕對(duì)準(zhǔn)確的代表蘋果園內(nèi)的狀況。針對(duì)蘋果品質(zhì)及物候觀測資料年限短等問題，今后應(yīng)逐步建立完善的蘋果品質(zhì)、物候觀測體系，以利用更有代表性的氣象資料、更完善的物候及蘋果品質(zhì)數(shù)據(jù)，使氣象因子回歸模型的準(zhǔn)確性和適用性能有所提高。目前的統(tǒng)計(jì)手段及各項(xiàng)因子的篩選依然不盡完美，隨著資料的不斷積累，預(yù)報(bào)模型可進(jìn)一步完善。