基于果實品質綜合評價的南疆駿棗優生區劃分實踐驗證

梁豐志，童盼盼，張亞若，金玉，王浩云，吳翠云，3，王江波，3

（1.塔里木大學植物科學學院/塔里木大學南疆特色果樹高效優質栽培與深加工技術國家地方聯合工程實驗室，新疆 阿拉爾 843300；2.南京農業大學信息科技學院，江蘇 南京 210000；3.新疆生產建設兵團塔里木盆地生物資源保護利用重點實驗室，新疆 阿拉爾 843300）

新疆紅棗獨特的風味及品質早已享譽國內外，紅棗產業作為新疆農業的支柱產業之一得到蓬勃發展。駿棗（Ziziphus jujubeMill.‘Junzao’）作為新疆紅棗主栽品種之一，種植面積隨新疆紅棗產業的發展持續增加。目前，新疆紅棗產業產能過剩，且駿棗果實品質在不同產區存在較大差異［1，2］，因此迫切需要對南疆駿棗主產區果實品質進行深入分析，明確駿棗優勢產區。

周麗［3］曾根據20年氣象資料對新疆紅棗進行過優生區劃分。但新疆為灌溉農業且土壤類型多樣，駿棗果實的綜合品質受多種因素共同影響，僅基于氣象因子劃分優生區有一定局限性。通過果實綜合品質評價對上述利用氣象資料劃分的優生區進行驗證，可以進一步明確優勢產區，對駿棗產區進行優中擇優。因此，本研究選取可代表當地一般栽培水平的駿棗園，采集駿棗完熟期果實進行品質測定及綜合評價，驗證基于氣象資料的優生區劃分結果，明確南疆駿棗優勢產區，為南疆駿棗資源多元化開發利用、重構優勢產區以及提質增效、科學健康發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

于2019年9月底，自塔里木盆地（76°06′～88°09′E、36°55′～41°50′N）周邊代表性駿棗產區中選擇管理水平中等、可代表產區一般水平的15個駿棗園，從每個駿棗園中隨機選取5棵8～10 a長勢一致、正常生長的駿棗樹，于每棵樹東、南、西、北四個方向共選擇60粒無機械損傷、無病蟲害的完熟期果實，每個棗園共采集300粒，帶回實驗室進行果實品質分析。采樣點詳細信息如表1所示。

表1 環塔里木盆地駿棗采樣點信息

1.2 測定指標及方法

供試果實采回后，從每棵棗樹樣品中隨機選取45粒棗果，用于品質指標測量；剩余15粒棗果烘干，計算制干率；每個果園5次重復。

品質指標及測定方法：單果質量，用分析天平（測量精度0.1 mg）稱量；果實縱橫徑，用游標卡尺（精度0.01 mm）測量；可溶性固形物含量，用手持數顯折射計測定；總黃酮含量，采用超聲輔助提取法［4］測定；蛋白質含量，用考馬斯亮藍G-250染色法［5］測定；果實糖酸含量，采用氣相色譜法［6］測定；糖酸比，總糖含量與總酸含量的比值；維生素C含量，用鉬藍比色法［7，8］測定。

1.3 數據處理與分析

采用Microsoft Excel對數據進行整理，采用統計軟件SPSS、DPS對數據進行相關性分析、方差分析和主成分分析，采用R語言及Origin對數據進行可視化。

2 結果與分析

2.1 不同產區駿棗果實品質指標比較分析

由表2可以看出，15個產區的駿棗總糖含量為87.93～261.12 mg/gFW，33團的最小，46團的最大；總酸含量為2.71～9.94 mg/gFW，33團的最小，3團的最大；糖酸比為20.16～38.91，50團的最小，46團的最大；VC含量為3.26～4.87 mg/gFW，47團的最小，洛浦的最大；蛋白質含量為1.13～2.74 mg/gFW，50團的最小，224團的最大；可溶性固形物含量為28.47%～38.30%，于田的最小，47T的最大；總黃酮含量為0.71～1.04 mg/gFW，沙雅的最小，3團的最大。通過變異系數對比發現，蛋白質含量變異系數最大，為27.96%；其次為總酸和總糖含量，分別為20.86%和20.05%；可溶性固形物含量變異系數最小，僅為9.06%。說明不同產區氣候、土壤等綜合因素對駿棗的蛋白質、總糖、總酸含量影響較大，而對可溶性固形物含量影響較小。

表2 南疆15個產區駿棗果實內在品質指標含量差異

由表3可以看出，外在品質指標中單果重的變異系數最大，為20.14%，其變化范圍為15.12～31.55 g，50團的最低，于田的最高；可食率的變異系數最小，僅為0.41%，其變化范圍為95.99%～97.73%，50團的最低，沙雅的最高。其余指標的變異系數均在6.6%～8.7%之間，變異較小，其中，縱徑變化范圍為40.62～50.59 mm，3團的最小，沙雅的最大；橫徑變化范圍為27.27～37.08 mm，50團的最小，于田的最大；制干率為38.86%～51.83%，沙雅的最低，29團的最高。

表3 南疆15個產區駿棗果實外在品質指標差異

綜合來看，不同產區的駿棗果實品質存在明顯差異，蛋白質含量、總酸含量、單果重、總糖含量受不同產區氣候、土壤等綜合因素影響較大，可食率受影響最小，縱橫徑、制干率和可溶性固形物含量受影響也較小。

2.2 不同產區駿棗果實品質指標相關性分析

如圖1所示，總酸含量與總糖、總黃酮含量在0.05水平呈顯著正相關，與糖酸比在0.05水平呈顯著負相關；蛋白質含量與制干率在0.05水平呈顯著負相關；縱徑、橫徑均與單果重在0.001水平顯著正相關，與可食率在0.05水平顯著正相關；可食率與單果重在0.01水平顯著正相關，與總黃酮在0.05水平顯著負相關。其余指標間相關不顯著?？梢园l現，駿棗果實的果形指標間存在著顯著相關性，但與風味品質指標無顯著相關性，說明駿棗果形與產量密切相關，但與風味品質關系不大，駿棗并非果形越大，風味越好，同時也說明高產并不意味著經濟效益高。

圖1 駿棗品質指標相關性分析

2.3 不同產區駿棗果實品質的主成分分析

由于上述品質指標間存在不同程度相關性，信息存在一定的重疊，不能直接應用于駿棗果實品質的綜合評價，因此選用主成分分析法對數據進行進一步處理和分析。結果（圖2）顯示，不同產區的駿棗果實品質存在著明顯的差異性。

圖2 不同產區駿棗果實品質的主成分分析結果

基于公因子特征值大于1的原則，提取出4個公因子，累計貢獻率為82.778%。第1公因子F1由單果重、縱徑、橫徑、可食率4個因子組成，方差貢獻率為31.457%，定義為駿棗果實外在因子；第2公因子F2由蛋白質、糖酸比、總黃酮3個因子組成，方差貢獻率為17.827%，定義為駿棗果實營養因子；第3公因子F3方差貢獻率為17.006%，主要由總糖、總酸2個因子組成，定義為駿棗果實風味因子；第4公因子F4方差貢獻率為16.488%，主要由VC、可溶性固形物、制干率3個因子組成，定義為駿棗果實加工因子。

各產區駿棗4個公因子得分結果如圖3A、B、C、D所示。于田、沙雅、民豐、29團、224團、33團在外在因子上評分較高；果實營養因子評分較高的產區有224團、澤普、47團、沙雅、41團；3團、于田、皮山、46團、洛浦在風味因子上評分較高；29團、47團、50團、224團、46團在加工因子上評分較高。結合地理位置信息可以發現：塔里木盆地東部和南部產區的駿棗在F1上的指標性狀優于西部和北部；西部和南部產區駿棗蛋白質及總黃酮含量優于東部和北部，而糖酸比低于東部和北部；南部產區駿棗總糖及總酸含量優于其他產區。

圖3 不同產區駿棗各公因子得分排名（A、B、C、D）及果實品質綜合評分排名（E）

以各公因子的貢獻率為權重，對15個產區駿棗果實品質進行綜合評價，得分如圖3E所示，結果顯示，駿棗果實品質綜合評價得分最高的3個產區分別為于田、224團、47團，均位于塔里木盆地南部，說明塔里木盆地南部產區駿棗果實綜合品質高于其他產區。

2.4 不同產區駿棗果實綜合品質聚類分析

采用K-means算法，依據15個產區駿棗果實品質綜合分值Fz進行聚類分析，結果（表4）顯示，于田、224團、47團、29團4個產區的駿棗果實綜合評價為優質，具體表現為果形較大，單果重、可食率、可溶性固形物含量及制干率較高，果實適宜制干。綜合評價為良好的產區有民豐、沙雅、41團、澤普、3團、皮山、洛浦、46團，集中表現為果形大小及單果重適中，總糖、總酸含量及糖酸比適中，VC含量較高，果實適宜深加工。50團、12團、33團果實綜合評價為一般，表現為果形較小，單果重和可食率較低，總糖、總酸、蛋白質、總黃酮含量較少，糖酸比較高，鮮食口感風味較好，較適宜鮮食。

表415 個產區駿棗果實品質綜合得分聚類分析結果

2.5 南疆駿棗優生區驗證分析

周麗［3］通過對新疆氣象資料調查和分析，將年平均溫度、無霜期、生長季≥10℃積溫、極端最低溫度、≤-20℃出現的天數和生長季干燥度作為判別指標，將新疆紅棗產區劃分為4個級別，選擇其劃分出的環塔里木盆地周邊最佳優生區（和田地區、若羌、且末、麥蓋提、莎車、沙雅等縣）和優生區（喀什、巴楚、岳普湖、伽師、疏勒、溫宿、庫車等縣），結合本研究的駿棗果實品質綜合評價聚類結果進行交叉分析，結果（圖4）發現，果實綜合品質評價為優質的4個產區中有3個產區與周麗所劃分的最佳優生區重合，分別為于田、224團、47團，1個產區與優生區重合，為29團；果實綜合評價為良好的8個產區中有4個產區與最佳優生區重合，分別為民豐、皮山、洛浦、46團，3個產區與優生區重合，分別為沙雅、41團、3團；果實綜合評價為一般的3個產區與最佳優生區無交集，僅33團與優生區重合。表明，于田、224團、47團不僅氣象環境極適合駿棗栽培生長，而且果實綜合品質優。

圖4 基于氣象資料劃分的駿棗最佳優生區、優生區［3］ 與基于果實品質綜合評價劃分結果的交叉分析

3 討論與結論

新疆地域遼闊，氣候多樣。前人研究發現，新疆不同產區駿棗果實的品質性狀間存在明顯差異［1，9］。平均氣溫、平均最高溫度、日照時數和降水量對駿棗的蛋白質含量影響最大［10］。欒文文［11］研究發現，灰棗果實中蛋白質含量受氣候因子影響最大，其次為可溶性糖含量及棗果大小，可食率受氣候影響最小。本研究也發現，南疆駿棗果實同一品質指標在15個主產區存在明顯差異，其中蛋白質含量、總酸含量、單果重、總糖含量變異較大，可食率變異很小，果實縱橫徑、制干率和可溶性固形物含量變異也較小。

將根據氣象資料劃分的優生區與根據果實品質綜合評價得到的優質產區進行交叉驗證分析，結果表明，于田、224團、47團不僅處于駿棗生態最佳優生區，而且果實綜合品質為優質；民豐、皮山、洛浦、46團雖然處于駿棗最佳優生區范圍內，但果實的綜合評價未達到優質；29團雖然處于生態優生區，但果實綜合品質卻為優質?？梢?，駿棗果實的綜合品質受多種因素共同作用，而非僅受氣象條件影響。有研究發現，駿棗品質指標不僅受氣象因子影響［10］，還受到灌溉方式和次數、水溫、灌溉量［12-14］、土壤［15，16］、海拔等因素影響。

南疆塔里木盆地三面環山，氣候差異較大，降水量較低，土壤存在一定的鹽堿化，而適度的鹽堿條件可提高棗果實中可溶性總糖含量，降低有機酸含量，提升果實風味品質［17，18］；其較大的海拔落差及經緯度差異，也會導致不同產區光熱條件的差異，從而影響駿棗的光合產物積累［19］；其土壤類型的多樣化則顯著影響土壤中的礦質元素分布［20］。這些因素之間存在著復雜的相互作用，其對駿棗的綜合影響最終都會通過果實品質的優劣得以表現，因此對果實品質進行綜合評價以找出優質產區更符合南疆駿棗的實際現狀。本研究結果也證實了這一點：基于駿棗果實品質綜合評價所得的優質區于田、224團、47團與周麗［3］劃分的氣象最佳優生區一致，而民豐、皮山、洛浦、46團等理論氣象優生區的駿棗果實品質綜合評價僅為良好或一般。

綜合上述結果，在篩選新疆南疆駿棗的優生區時，應以基于果實品質綜合評價的劃分結果為主，并結合基于環境條件的劃分結果，才能更準確地找到最適合駿棗生長且果實品質最優的生產區。本研究結果可為優化南疆產業布局提供參考。