邢臺市富崗蘋果品質與氣象因子的關系

李艷榮 楊麗娜 賈桂梅

（1 內丘縣氣象局 河北 內丘 054200；2 邢臺市氣象局 河北 邢臺 054000；3 保定市氣象局 河北 保定 071000）

品質是決定蘋果口感、風味和營養的關鍵因素，直接影響著蘋果的質量等級和商品價值[1]。優質的品質是果品品牌最有力的市場競爭力，獨特的氣候資源對品質有著不可替代的影響[2]。國內對蘋果品質與氣象因子關系的定性研究比較多[3～6]，近些年來定量研究也陸續開始[7～10]，這些成果有效的揭示了蘋果品質與氣象條件的關系，但研究對象主要是全國或省級尺度，不能準確反映市縣級產區的情況，且分析時段也多以旬、月、季為主，忽視了不同生育期、不同時間段氣象條件對品質的影響，而這些正是“富崗蘋果”品質特征形成的關鍵因素。另外，研究區域大都集中在川藏高海拔地區和陜西省蘋果種植區，故有必要對“富崗蘋果”開展更有針對性的研究，以明確“富崗蘋果”的品質特征與氣象條件的關系。本文以邢臺“富崗蘋果”為研究對象，通過搜集和實際測定蘋果品質，分析其與各生育期不同氣象因子的關系，建立以蘋果品質為目標函數的回歸方程，并求出氣象因子最適值，以期為今后開展蘋果氣象服務及氣候產品認證提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料。蘋果物候期資料來自邢臺市富崗集團蘋果種植基地。試驗分別在2018 年和2019 年蘋果成熟期(10 月)進行。在內丘富崗集團選取定點果園3個，樹齡為8～10 年，每個果園選取樹齡基本一致的果樹3 棵，隨機采取樹冠外圍中部的東、西、南、北4 個方向的果實，共36 個，用來作為試驗樣本。

1.2 數據測定方法。果實單果重、果形指數、硬度、可溶性固形物測定及提取參照鮮蘋果測定標準。用電子秤測定單果質量；用游標卡尺測量果實縱橫徑，計算果形指數；用GY-1 型手持硬度計測定果實硬度；可溶性固形物含量用PAL-1 型數顯測糖儀測定。

1.3 數據分析。利用硬度壓力計和糖量計測定品質后，通過SPSS19.0 和EXCEL2007 統計分析軟件，進行灰色關聯度、相關分析、回歸分析、統計檢驗、求最優解等相關數據處理。

2 結果與分析

2.1 蘋果品質分析。通過試驗測定蘋果品質，結果如表1 所示。其中，2016～2017 年蘋果品質指標由富崗集團提供，2018～ 2019 年蘋果品質指標由省蘋果中心、河北農業大學聯合測定提供。通過Duncan 新復極差法進行方差分析，蘋果品質硬度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 年蘋果品質測定結果

表2 2016～2019 年蘋果品質分析

2.2 各生育期氣象條件統計分析。由于不同年份蘋果果樹物候期差異明顯，為了保證數據分析的科學性，以開花期、幼果期、膨大期、著色成熟期和全生長季5 個主要生育期為研究對象開展數據分析。以果農提供的歷年物候期資料(始花期、采摘期)為基礎，劉璐[9]等人對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，在這段時間研究不同生育期氣象條件對果實品質的影響。

表3 蘋果樹物候期推算結果 (月/日)

表4 歷年各生育期氣象條件

2.3 蘋果品質評價結果。參考《紅富士蘋果》標準，評價2016～2019 年富崗蘋果品質，如表5。按照《紅富士蘋果》行業標準(中華人民共和國農業部，2006)，特級和一級紅富士硬度應大于6.5 N/cm2，所選取的3個果園的果實硬度均超過了優果標準；《紅富士蘋果》行業標準對于特級果可溶性固形物含量均要求達到13%，可以看出，所選取的3 個果園的果實可溶性固形物均超過了優果標準；果形指數、單果重2018年均達到了一級標準；果形指數、單果重2019 年均達到了特級標準。整體而言，2019 年蘋果品質優于2018 年，為特級。

表5 《紅富士蘋果》行業標準(NYT 1075-2006)中品質評價指標

2.4 影響蘋果品質的氣象因子分析。基于搜集和實際測定的2016～2019 年蘋果品質(硬度、可溶性固形物)和對應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、日照及相對濕度)等基礎資料，通過灰色關聯度法，確定影響蘋果主要品質的氣象因子。

2.4.1 初步確定影響富崗蘋果硬度的主要氣象要素為開花期的相對濕度、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濕度及全生育期最高氣溫關系密切”相一致，與劉璐等人研究成果“與幼果期日較差關系密切”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氣象要素為膨大期的最高氣溫、全生育期的日較差、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、全生育期日較差關系密切”相一致，與劉璐等人的“與幼果期日較差關系密切”不一致。

2.4.3 初步確定影響富崗蘋果單果重的主要氣象要素為膨大期日較差、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、膨大期降水量關系密切”不太一致。

2.4.4 初步確定影響富崗蘋果果形指數的主要氣象要素為全生育期日較差、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“蘋果果形指數與全生育期平均氣溫關系密切”相一致。

2.5 利用逐步回歸法確定影響蘋果品質的最適因子。分別在2016～2018 年以果實品質(硬度、可溶性固形物)為目標，對歷年各生育期內平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、平均日較差、平均空氣相對濕度、降水量和日照時數進行逐步回歸分析，建立蘋果品質指標的氣候模型。果實的品質指標分別與開花后不同生育期各氣象要素有關，說明不同氣象指標影響著蘋果不同方面的品質(如表6)。利用2016～2019 年蘋果品質測定數據，對果實品質與氣象因子的回歸方程進行檢驗，結果顯示，硬度、可溶性固形物的計算值和實測值的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。參照富士蘋果品質的標準，利用1stopt 軟件及求解器solver 求出最優化解。即為：全生育期日較差≥8.4 ℃，開花期相對濕度≥46.5%，膨大期的最高氣溫≥29.1 ℃，全生育期最低氣溫≥13.0 ℃。

表6 果實品質與氣象因子的回歸方程

3 結論與討論

利用富崗蘋果品質資料和對應的氣象數據，先后基于灰色關聯度和逐步回歸模型，建立蘋果主要品質與氣象因子回歸方程，參考蘋果品質標準，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和蘋果氣候品質認證提供技術支撐。

在實際工作中，利用本論文的研究成果，及時將蘋果氣象服務產品迅速傳遞到相關部門和生產一線，使之更好地為蘋果生產服務，這正是我們今后的努力方向和發展目標。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據質量較差或無觀測數據，因此采用了離崗底氣候站最近的區域氣象站侯家莊鄉政府的氣象數據來代替，日照數據采用了內丘氣象站數據，因此氣象數據不能絕對準確的代表蘋果園內的狀況。針對蘋果品質及物候觀測資料年限短等問題，今后應逐步建立完善的蘋果品質、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數據，使氣象因子回歸模型的準確性和適用性能有所提高。目前的統計手段及各項因子的篩選依然不盡完美，隨著資料的不斷積累，預報模型可進一步完善。