避雨栽培對冬棗果實品質的影響

紀 晴，包昌艷，周 軍，2a，2b，許玉蘭，王大瑋，王連春，楊華署，白明雄，謝正萬，田家碩，仇 陳

（1.西南林業大學a.西南山地森林保育與利用省部共建教育部重點試驗室；b.林學院，云南 昆明 650224；2.北方民族大學a.生物科學與工程學院；b.中德天然產物聯合試驗室，寧夏 銀川 750021）

冬棗Ziziphus jujubacv.Dongzao 又名蘋果棗、雁來紅，為鼠李科棗屬植物[1]。冬棗發源于山東濱州沾化區下洼鎮趙山村，是無刺棗樹的一個晚熟鮮食品種，是公認的優良鮮食棗品種[2]。冬棗樹為落葉小喬木，稀灌木；樹皮褐色或灰褐色；有長枝、短枝和無芽小枝；花黃綠色，兩性；核果，矩圓形或長卵圓形[3-4]。冬棗中富含維生素A、E、C 和鐵等種微量元素，相關研究結果表明，成年人每天僅需攝入45～75 mg 的VC就可以清除體內的各種毒素，促進人體新陳代謝，增強人體抵抗疾病的能力，因此，適量多吃冬棗可有效提高人體健康水平。除此之外，冬棗還具有個大、皮薄，果實多汁，味道甘甜清香、酸甜可口的特點，因此頗受人們的喜愛。

目前我國冬棗園大多采用露地栽培的方式，因為受到氣候條件和生物學因素的限制，南北方冬棗成熟時期并不相同。北方一般于10月末或 11月初上市，而南方由于高溫其上市時間則集中在7—9月。在南方，溫度較高且降雨量多，空氣濕度大，致使棗果病害、真菌感染嚴重，進而防治成本提高，更影響了果實品質，這就限制了優質冬棗在南方地區的大量發展[5]。加之冬棗在結果期對雨水需求量大幅度下降，降雨量的增加會導致大量裂果及爛果的出現，而此時的南方正是多雨時節，嚴重影響了果實的品質和產量，降低了果實的經濟價值[6-8]，因此，避雨栽培在南方就顯得尤為重要了。避雨栽培具有預防病蟲害、減少裂果率、增加果實著色等作用，是比較適用于冬棗栽培的技術措施，這種栽培技術在梨[9]、葡萄[10]、桃[11]等果樹的栽培研究中有較多報道，但關于這種技術對棗果影響方面的研究報道卻較少，且相關研究多只針對棗果的某一時期的品質進行。為給我國冬棗產量及品質的提高奠定理論基礎，本研究對避雨栽培與露地栽培所產出的各個發育階段的棗果品質進行了檢測分析及產量測定，研究了避雨栽培方式對其果實品質的影響情況，現將研究結果分析報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在宜良雪峰生態園。宜良距昆明約70 km，海拔為1 500～1 900 m，年平均氣溫為16.3 ℃，平均日照時數為2 177.3 h，年平均降水量為912.2 mm，年≥10 ℃的有效積溫5 226.4 ℃。年平均相對濕度75%，非常適合動植物的生存和生長。土壤土質較肥沃，植被環境條件良好，排灌條件中等。

1.2 試驗材料

試材為雪峰生態園內發育良好的12年生冬棗樹，共10 株，避雨栽培和露地栽培的冬棗樹各5 株。避雨棚為單棟拱棚，用聚乙烯膜材料覆蓋，以水泥柱和鋼架制作框架，棚間距0.2 m，棚長46.0 m、寬6.0 m、高3.0 m，棚側裙1.2 m，棚側裙距離地面30～50 cm。本試驗除栽培方式不同外，其他管理條件一致。

1.3 試驗設計與方法

試驗共設2 個處理，分別為避雨栽培與露地栽培。采用完全隨機區組設計，單株小區，5 個重復，試驗樹共計10 株。每處理各在樹冠東、南、西、北、內膛這5 個方位分別采取幼果期、果實膨大期、白熟期、半紅期、全紅期的冬棗果實，每個發育階段每棵樹采果25 個進行測定，每個處理共采果125 個，采后立即裝袋放入干冰內低溫下帶回。所有樣品在24 h 內完成單果縱橫徑、單果質量、果實硬度、可溶性固形物、還原糖、可滴定酸、VC、黃酮、多酚的測定。

1.4 調查方法

1.4.1 坐果率及裂果率的統計

坐果率的統計：分別從每棵試驗樹上選出長勢相同的10 個棗吊進行掛牌標記，調查果實的坐果率，坐果率的計算公式[12]如下：

坐果率(%)＝(坐果數/調查總花數)×100%。

裂果率的統計：統計每棵試驗樹的結果量和裂果總量，按如下公式計算裂果率：

裂果率(%)＝(裂果數/坐果數)×100%。

1.4.2 果實品質指標的觀測

冬棗全紅期時，從每棵試驗樹的東、南、西、北、中5 個方向各采果5 個，共采摘25 個棗果，目測每個棗果實的著色是否均勻和有無果銹產生等情況。

使用AT 21 型電子分析天平測定果實單果質量；使用游標卡尺測量棗果實的縱、橫徑；采用手握式果實硬度計測定果實硬度；以手持式糖量折射計VR-113 測定棗果中可溶性固形物的含量，采用酸堿滴定法[13]測定棗果中可滴定酸的含量，以3,5-二硝基水楊酸比色法測定其還原糖的含量。

按照GB5009.86-2016 中規定的方法（2,6-二氯靛酚滴定法）測定其維生素C 含量。按照GB/T 20574-2006 中規定的方法測定其總黃酮的含量，回歸方程如下：

Y＝2.462 8X＋0.007 1，R2＝0.997 6。

按照GB/T 8313-1987 中規定的方法測定其總酚的含量，回歸方程如下：

Y＝10.746 0X－0.015 1，R2＝0.999 2。

1.5 數據分析

分別采用Excel 2007 和SPSS21.0 系統軟件進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1 避雨栽培對冬棗果實坐果率與裂果率的影響

避雨栽培對冬棗果實坐果率與裂果率的影響情況如表1所示。由表1可知，采用兩種方式栽培的冬棗其坐果率和裂果率都存在顯著差異。露地栽培下冬棗的坐果率僅為0.55%，而避雨栽培下其坐果率可達到1.53%，避雨栽培的坐果率約為露地栽培的3 倍。露地栽培下冬棗的裂果率高達46.04%，而避雨栽培的裂果率僅有5.1%，露地栽培下冬棗的裂果率為避雨栽培的9 倍。因此，避雨栽培可有效提高冬棗的坐果率且能降低冬棗的裂果率。

表1 避雨栽培對冬棗果實坐果率與裂果率的影響?Table 1 Effects of rain shelter cultivation on fruit setting rate and fruit cracking rate of Dongzao %

2.2 避雨栽培對冬棗產量、果實著色及果銹產生等方面的影響

避雨栽培對冬棗產量與果實著色的影響情況見表2。由表2可知，避雨栽培和露地栽培的冬棗其單株產量差異明顯，避雨栽培的單株產量高達7 637.55 g，是露地栽培的1.7 倍。而且，避雨栽培使得冬棗果實表皮著色更加均勻，還能減少冬棗表皮果銹的形成。

表2 避雨栽培對冬棗產量與果實著色的影響Table 2 Effects of rain shelter cultivation on fruit yield and fruit coloring of Dongzao

2.3 避雨栽培對冬棗果實縱橫徑及果形指數的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實縱橫徑的影響情況分別如表3和圖1所示。由表3和圖1可知，兩種栽培方式下，果實縱、橫徑在幼果期、膨大期、白熟期的增長速度均較快，但在半紅期和全紅期其增長速度緩慢或者近乎不增長。由表3還可知，進入膨大期后，避雨栽培下棗果的縱、橫徑明顯大于露地栽培的。避雨栽培對冬棗不同發育階段果形指數的影響如表3和圖2所示。冬棗在幼果期和膨大期時，果形為長形，隨著果實的成熟而接近于圓形。栽培模式在后期對果形指數的影響不顯著。

2.4 避雨栽培對冬棗果實中可溶性固形物的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中可溶性固形物的影響情況分別如表4和圖3所示。從表4和圖3中可以看出，兩種栽培條件下，果實中的可溶性固形物隨著果實的成熟均有增加，且在幼果期到膨大期間其增長均緩慢，膨大期后均迅速增長。避雨栽培條件下，棗果中的可溶性固形物在白熟期、半紅期、全紅期均高于露地栽培的，而在幼果期、膨大期則均低于露地栽培的。

表3 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實縱橫徑與果形指數的影響Table 3 Effects of rain shelter cultivation on longitudinal diameter,transverse diameters and shape index of Dongzao fruits at different developmen stages

圖1 栽培方式對冬棗不同發育階段果實縱橫徑的影響Fig.1 Effects of cultivation patterns on longitudinal and transverse diameters of Dongzao fruits at different development stages

圖2 栽培方式對冬棗果實不同發育階段果形指數的影響Fig.2 Effects of cultivation patterns on fruit shape index of Dongzao at different development stages

表4 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中可溶性固形物的影響Table 4 Effects of rain shelter cultivation on soluble solids in Dongzao fruits at different development stages %

圖3 栽培方式對冬棗不同發育階段果實中可溶性固形物的影響Fig.3 Effects of rain shelter cultivation on soluble solids in Dongzao fruits at different development stages

2.5 避雨栽培對冬棗果實硬度的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實硬度的影響情況分別如表5和圖4所示。由表5和圖4可知，避雨和露地栽培下，棗果硬度隨果實的生長成熟均有所降低，進入白熟期后，其降低均緩慢。由表5還可知，露地栽培下，全紅期的果實硬度是同期避雨栽培的1.2 倍，避雨栽培的果實硬度在其進入白熟期后顯著低于露地栽培的，說明避雨栽培可顯著影響棗果硬度，露地栽培的果實其口感較硬。

表5 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實硬度的影響Table 5 Effects of rain shelter cultivation on fruit hardness of Dongzao at different development stages kg·cm-2

圖4 栽培方式對冬棗不同發育階段果實硬度的影響Fig.4 Effects of rain shelter cultivation on fruit hardness of Dongzao at different development stages

2.6 避雨栽培對冬棗果實可滴定酸含量的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中可滴定酸含量的影響情況分別如表6和圖5所示。由表6及圖5可知，冬棗果實內的可滴定酸含量隨著果實的生長成熟而逐步增加，避雨栽培可使不同生長階段棗果中的可滴定酸含量顯著降低。

表6 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中可滴定酸含量的影響Table 6 Effects of rain shelter cultivation on titratable acid contents in Dongzao fruits at different development stages %

圖5 栽培方式對冬棗不同發育階段果實中可滴定酸的影響Fig.5 Effects of rain shelter cultivation on titratable acid contents in Dongzao fruits at different development stages

2.7 避雨栽培對冬棗果實中還原糖含量的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中還原糖含量的影響情況分別如表7和圖6所示。由表7和圖6可知，冬棗果實中的還原糖含量隨著棗果的生長成熟均有所升高，自幼果期進入膨大期其增加均不明顯，而到白熟期其開始快速提高；而在棗果各個生長成熟時期，避雨栽培的棗果其還原糖含量都顯著大于露地栽培的。

2.8 避雨栽培對冬棗果實中VC 含量的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中VC含量的影響情況分別如表8和圖7所示。由表8和圖7可知，兩種栽培方式下，冬棗果實內的VC含量從幼果期到全紅期均逐漸升高，且從幼果期到膨大期其增長均較緩慢，從膨大期到全紅期其增長均迅速，全紅期其含量達到最高；但是，避雨栽培的冬棗在不同發育階段其果實內的VC含量提高顯著。

表7 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中還原糖含量的影響Table 7 Effects of rain shelter cultivation on reducing sugar contents in Dongzao fruits at different development stages %

圖6 栽培方式對冬棗不同發育階段果實中還原糖含量的影響Fig.6 Effects of rain shelter cultivation on reducing sugar contents in Dongzao fruits at different development stages

表8 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實中VC含量的影響Table 8 Effects of rain shelter cultivation on VC contents in Dongzao fruits at different development stages mg·g-1

2.9 避雨栽培對冬棗果實中黃酮含量的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實內黃酮含量的影響情況分別如表9和圖8所示。由表9和圖8可知，兩種栽培方式下，冬棗果實內黃酮含量從幼果期到全紅期都在持續降低，自幼果期到膨大期棗果黃酮含量的降低速度均緩慢，從白熟期到全紅期其均快速降低。而避雨栽培的冬棗在各個發育階段果實內的黃酮含量均顯著低于露地栽培的；在幼果期與膨大期，露地栽培的冬棗果實內的黃酮含量是避雨栽培的1.1 倍，白熟期為1.2 倍，半紅期時為1.4 倍，全紅期高達2 倍。

圖7 栽培方式對冬棗不同發育階段果實中VC 含量的影響Fig.7 Effects of rain shelter cultivation on VC contents in Dongzao fruits at different development stages

表9 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實內黃酮含量的影響Table 9 Effects of rain shelter cultivation on flavonoid contents in Dongzao fruits at different development stages mg·g-1

圖8 栽培方式對冬棗不同發育階段果實內黃酮含量的影響Fig.8 Effects of rain shelter cultivation on flavonoid contents in Dongzao fruits at different development stages

2.10 避雨栽培對冬棗果實多酚含量的影響

避雨栽培對冬棗不同發育階段果實內多酚含量的影響情況分別如表10和圖9所示。由表10和圖9可知，兩種栽培方式下冬棗果實內的多酚含量隨著果實的生長成熟均逐步降低，而避雨栽培的冬棗在其不同發育階段果實內的多酚含量均顯著低于露地栽培的。這一結果說明，避雨栽培可顯著減少冬棗各個發育階段果實內的多酚含量。

表10 避雨栽培對冬棗不同發育階段果實內多酚含量的影響Table 10 Effects of rain shelter cultivation on polyphenol contents in Dongzao fruits at different development stages mg·g-1

圖9 栽培方式對冬棗不同發育階段果實內多酚含量的影響Fig.9 Effects of rain shelter cultivation on polyphenol contents in Donogzao fruits at different development stages

2.11 避雨栽培對冬棗果實品質影響的綜合分析

2.11.1 冬棗果實品質特性指標間的相關性分析

將所測的9 個冬棗果實品質特性指標即單果質量、果形指數、可溶性固形物、果實硬度、VC、還原糖、可滴定酸、多酚、黃酮分別用X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9來表示（下同），對這9 個指標間的相關性進行了分析，結果見表11。由表11可知，單果質量與可溶性固形物、硬度、VC含量、還原糖含量、多酚含量、黃酮含量間在0.01 水平上均表現出顯著性相關，其相關系數分別為0.837、-0.968、0.891、0.840、-0.864、-0.823；冬棗果實中的可溶性固形物含量與其硬度、VC、還原糖、可滴定酸、多酚、黃酮含量間均呈現出極顯著的相關性，其相關系數分別為-0.888、0.973、0.920、0.918、-0.954、-0.914； 果實硬度與VC、還原糖、可滴定酸、多酚、黃酮含量之間，VC含量與還原糖、可滴定酸、多酚、黃酮含量之間，還原糖含量與可滴定酸、多酚、黃酮含量之間，可滴定酸含量與多酚、黃酮含量之間，多酚含量與黃酮含量之間都表現出較高的相關性，說明這些指標之間都存在著密切聯系。

2.11.2 冬棗果實各品質指標間的主成分分析

冬棗果實不同品質指標對冬棗果實綜合品質的貢獻率不同，為了將兩種栽培方式對棗果營養成分所起主要作用的綜合因子充分反映出來，進一步對冬棗的單果質量、果形指數、可溶性固形物、果實硬度、VC、還原糖、可滴定酸、多酚、黃酮這9 個指標進行了主成分分析，結果如表12。

表11 冬棗果實各品質特性指標間的相關性分析結果?Table 11 Correlation analysis result between quality and shape indexes of Dongzao fruit

表12 冬棗果實各品質指標的標準化數據Table 12 Standardized data on fruit quality indexes of Dongzao

根據累積貢獻率≥85%、特征值＞1 的標準，共提取了如表13所示的2 個主成分。第1 主成分的特征值為7.196，方差貢獻率為79.959%；第2 主成分的特征值為1.187，方差貢獻率為13.190%；說明這2 個主成分已能代表冬棗果實9 個品質特性指標，因此，可選取這2 個指標來進行棗果品質的綜合評價，并依據主成分分析原理進行冬棗果實品質成分綜合評價模型F的構建。

各品質特性的主成分分析結果見表14。以特征向量為權重，結合剛開始標準化的數據可獲得兩個主成分得分的函數表達式：

F1＝0.127X1－ 0.015X2＋0.136X3－ 0.132X4＋0.138X5＋0.131X6＋0.131X7－0.135X8－0.124X9；

F1＝0.180X1＋0.821X2＋0.006X3－0.040X4＋0.003X5－0.187X6－0.216X7－0.060X8－0.221X9；

F＝F1×0.799 6 ＋F2×0.131 9。

依據主成分得分的函數表達式計算出不同栽培方式下冬棗果實各個品質特性指標的綜合得分，結果見表15。由表15可知兩種栽培條件對冬棗品質特性的顯著影響的綜合得分情況：避雨栽培的冬棗在其不同發育階段棗果品質特性的綜合得分都要高于露地栽培的，避雨栽培的冬棗在半紅期的得分最高，達到2.872，最低是幼果期的得分（-1.179）；露地栽培的在半紅期的得分最高為0.177，最低為幼果期的得分（-1.747）。這一評價結果說明：避雨栽培可明顯提高各個發育階段棗果的綜合品質。因此，云南冬棗種植可通過選擇避雨栽培的方式，以提高棗果的綜合品質。

表13 不同栽培方式下冬棗果實品質指標解釋的總方差值Table 13 Total variance values of fruit quality index interpretation of Dongzao under different cultivation patterns

表15 冬棗不同發育階段果實各個品質特性指標的綜合得分?Table 15 Comprehensive scores of quality and shape indexes of Dongzao fruit at different development stages

3 結論與討論

本研究結果表明，避雨栽培可顯著提高冬棗果實的坐果率，其坐果率為露地栽培的3 倍，且能顯著降低果實的裂果率，其裂果率僅為露地栽培的1/9。造成這種結果的原因是，冬棗授粉坐果時極易受雨水、土壤濕度、溫度、風等外界因素的影響，而避雨棚使得棚內形成了一個易于人為控制的小氣候環境，遮擋了果實不需要的外界雨水，增加了土壤濕度和溫度，擋住了大風，從而使冬棗果實坐果率得以顯著提高；郝慶等人[14]的研究結果表明，冬棗裂果的主要原因是，成熟期連遭陰雨致使土壤田間持水量急劇增加，但這時棗果皮已基本停止生長，而棗果肉細胞因吸水又迅速膨大，從而導致了棗果皮的破裂。云南昆明6—8月的降雨量較多，而避雨棚起到了避雨效果，避免了棗果實生長發育時誘導果實開裂的因子的不利影響，因而顯著降低了裂果率。

避雨栽培提高了棗果縱橫徑、單果質量，使得棗果表皮著色均勻且無棗銹生成，但是避雨栽培對冬棗果實果形指數的影響不大。張兆斌等人[15]的研究結果表明，棗果正常生長發育需有較高溫度和濕度的環境條件，但在果實成熟期則需要較低的降水，這有益于提高棗果的品質。因此，避雨棚為冬棗快速生長提供了適宜條件，使棚內冬棗的單果質量有了顯著的提高，從而增加了其產量。

避雨栽培降低了冬棗果實硬度，增加了棗果中可溶性固形物的含量，可溶性固形物的增加可以改善果實口感，使果實更具商品價值。李敏[16]的研究結果表明，果實硬度與果內PG 酶活性有關，PG 酶活性高時果實硬度則顯著下降。避雨大棚增加了棚內溫度，使避雨栽培的棗果內PG 酶活性高于露地栽培的，從而降低了棗果硬度，這與本研究結果相符合。相對于露地栽培的冬棗而言，避雨栽培的棗果其可滴定酸、黃酮和多酚含量都顯著下降，而其還原糖及VC含量均顯著提升，棗果品質的綜合評價得分也顯著高于露地栽培的。這一試驗結果與馬艷兒等人[17]的研究結果“降水量的增加不利于含酸量的降低及含糖量的增加”相符合。試驗結果還表明，避雨栽培使棗果內VC含量增加，這與張曉芬等人[18]的研究結果“隨著果實生長發育，果實中VC含量呈遞增趨勢，完熟時略有下降”也相符；避雨栽培降低了冬棗果內黃酮、多酚含量的研究結果與劉杰超等人[19]的研究結果“總黃酮、總酚的含量在幼果期時最高，幼果期之后逐步降低，綠熟期后變化趨于緩慢，全紅期時含量比幼果期可降低60%以上”相符，還與欒文文[20]的研究結果“累年月平均溫度對棗果VC、黃酮、多酚含量有促進作用，溫度增加，棗果VC、黃酮、多酚含量增加”相符合。避雨栽培主要是通過影響避雨棚內的小氣候環境而使棚內的風速和光照強度降低，并使棚內的溫度增加，避免了降雨量對果實品質的不利影響。

本試驗結果表明，避雨栽培可提高冬棗樹的產量，同時能提高果實的外觀品質和內在營養品質。因此，冬棗避雨栽培技術，可以進行推廣試驗，但至于不同規格、類型的避雨棚對冬棗的影響情況還有待于進一步的研究。