不同覆蓋集雨措施對旱地玉露香梨品質的影響及綜合評價

楊凱 劉艷武 竇彥鑫 石美娟 郭華

摘?要：研究旱作條件下不同覆蓋集雨措施對玉露香梨品質的影響，探求幼齡玉露香梨樹最適宜的覆蓋集雨措施，為果園覆蓋栽培技術提供理論依據(jù)。試驗共設置4個覆蓋處理：全年地布覆蓋（T1）、4-9月份地布覆蓋（T2）、10月-翌年3月份地布覆蓋（T3）、秸稈覆蓋（T4），并與對照組無覆蓋（CK）進行對比。結果表明：旱作條件下，各覆蓋集雨處理均比無覆蓋對照組更有利于玉露香梨的生長發(fā)育，其中全年地布覆蓋處理（T1）下玉露香梨的單果重、果肉硬度以及可溶性固形物含量值最大，而秸稈覆蓋處理（T4）的果形指數(shù)值最大，酸度值最小。通過對各品質指標進行主成分分析，綜合考慮得出，旱作條件下，本試驗區(qū)3年生玉露香梨在秸稈覆蓋條件下品質最優(yōu)。

關鍵詞：覆蓋;玉露香梨;品質;主成分分析

文章編號：2096-8108（2020）06-0035-06??中圖分類號：S661.2??文獻標識碼：A

Comprehensive Evaluation of Effects of Different Rain Covering

Measures on Quality of Yuluxiang Pear under Dry Farming

YANG Kai1，LIU Yanwu2，DOU Yanxin1，SHI Meijuan1，GUO Hua1

（1.Pomology Institute，Shanxi Agricultural University， Taigu 030815， China;

2.Taiyuan University of Technology， Taiyuan 030024，China）

Abstract：The effects of different rain cover measures on the quality of Yuluxiang pear under dry farming conditions were studied and the most suitable rain cover measures for young Yuluxiang pear trees were explored to provide a theoretical basis for the orchard cover cultivation technology. A total of four coverage treatments were set up in the experiment： year-round floor covering （T1）， April-September floor covering （T2）， October-March of the next year floor covering （T3）， straw covering （T4）， and the control group no coverage （CK） for comparison. The results showed that： under the conditions of dry farming， each covered rain-collecting treatment was more conducive to the growth and development of Yuluxiang pear than the uncovered control group. Among them， the annual single fruit weight， pulp hardness and soluble solid content of Yuluxiang pear were the largest under the ground cover treatment （T1）， while the straw cover treatment （T4） had the largest fruit shape index value and the smallest acidity value. Through the analysis of the main components of each quality index， a total of two main components were extracted. After comprehensive consideration， it was concluded that under the conditions of dry farming and rain collection， the most suitable covering measure for the three-year-old Yuluxiang pear in this test area was straw covering.

Keywords：covering; Yuluxiang pear; quality; principal component analysis

梨是繼蘋果和柑橘之后的第三大水果，其所含的營養(yǎng)價值豐富，深受廣大消費者的喜愛。中國是梨果生產(chǎn)大國，據(jù)有關資料顯示，2018年我國梨果的種植面積、收獲產(chǎn)量、出口量及品種數(shù)量均居世界首位[1]。近年來，果農(nóng)及消費者對于梨的生產(chǎn)栽培，不單局限于高產(chǎn)，而是逐漸傾向于追求優(yōu)質梨果。‘玉露香梨是山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所自主選育的優(yōu)良品種，其對土壤環(huán)境適應性極強，具有口感香甜、果肉細嫩、汁多酥脆及可食率高等優(yōu)點，榮獲2008年北京奧運會指定供應水果稱號。目前，山西省多地已將 ‘玉露香梨作為主要的品種，展開了大規(guī)模的推廣種植。但山西自然降水量少和灌水資源短缺的問題成為了實現(xiàn)梨果高產(chǎn)及優(yōu)質栽培的主要制約因素[2]。因此，為克服山西省以及其他干旱缺水地區(qū)的水資源短缺問題，推行有機旱作節(jié)水栽培，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展便成為了必然選擇[3-4]。

目前國內外干旱地區(qū)果園中所采用的有機旱作栽培技術主要是對果園進行覆蓋處理，其中應用較廣的包括地膜覆蓋、秸稈覆蓋、園藝地布覆蓋以及生草覆蓋等[5-7]。關于該技術在果園的應用方面，不少學者已經(jīng)開展了大量研究，結果表明：對果園進行覆蓋處理，不僅能夠提高有限降水資源的利用率，解決了水資源不足等問題，還能夠促進果樹的生長發(fā)育，提高果樹的產(chǎn)量，增加果實中的總糖含量，改善果實的果肉硬度、糖酸比以及果實形狀等品質指標，實現(xiàn)增產(chǎn)提質的目的[8-14]。

有關覆蓋技術在果園應用方面，前人雖然已經(jīng)進行了大量的研究并取得了豐富成果，但研究主要集中于蘋果園，對于梨園進行覆蓋栽培的研究比較少見，鮮見關于本文提出的覆蓋栽培技術“地布覆蓋+小溝集雨”的研究。此外，山西省作為有機旱作的典型示范區(qū)，且‘玉露香梨作為該地區(qū)重點推廣種植的優(yōu)質水果，針對該地區(qū)土壤環(huán)境以及氣候的特殊性，進行旱作條件下不同覆蓋集雨措施對玉露香梨品質的影響研究也亟待開展。因此，本文以3年生玉露香梨為試驗對象，研究旱作條件下不同覆蓋集雨措施對玉露香梨品質的影響，并綜合主成分分析得出了該地區(qū)適宜的覆蓋栽培措施，以期為山西省果園旱作栽培技術提供理論支持和技術指導。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況及試驗材料

本試驗于山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所的旱作節(jié)水試驗示范園進行，該果園地處山西省晉中市太谷區(qū)（東經(jīng)112°32′，北緯37°23′）。該地區(qū)年均降雨量442.64 mm，降雨主要集中于6-8月份，年均氣溫9.8 ℃，屬典型的大陸性半干旱氣候。試驗區(qū)土壤主要為砂壤土，土壤體積質量為1.47 g/cm3，飽和含水率為0.492 cm3/cm3，田間持水量為0.30 cm3/cm3[16]。試驗對象為3年生‘玉露香梨樹，南北向種植，栽植密度為株行距1.5 m×4 m。

1.2?試驗方法

為研究旱作條件下不同覆蓋集雨措施對玉露香梨品質的影響，本試驗共設置了4個覆蓋處理：全年地布覆蓋（T1）、4-9月份地布覆蓋（T2）、10月-翌年3月份地布覆蓋（T3）、秸稈覆蓋（T4），并與對照組無覆蓋處理（CK）進行對比，每個處理3組重復。各處理覆蓋寬度均為2 m，樹盤左右各1 m，中間重疊部分用地釘固定。另外，地布覆蓋外圍邊緣設有與樹行平行的水平溝（寬30 cm、深60 cm），作為施肥溝和集雨溝，且溝上覆草;而秸稈覆蓋在覆蓋外圍邊緣起壟，壟高約20 cm。

所有處理均以自然降水為唯一水源，整個生育期內不進行灌水處理。各處理的基肥由農(nóng)家肥與有機物料混合制成（比例為11），于上年果實采收后按40 kg/株的標準施用。其中，地布覆蓋基肥施于集雨溝內，并壓埋填土5 cm;秸稈覆蓋基肥施于秸稈底部的50 cm處;對照基肥于定植行兩側開溝50 cm施入。追肥采用葉面噴施，全年共6次：生長前期2次，以氮肥為主;后期3次，以磷鉀肥為主;果實采收后再追1次氮肥以達到保葉的目的。各肥料使用濃度為：尿素0.2%～0.3%、磷酸二氫鉀0.3%～0.5%、硼砂0.1%～0.3%。

1.3?試驗測定項目

果實采收后，從每顆樹的果實中各選取5顆長勢基本一致的梨果用于品質的測定，結果取平均值。測定項目包括單果重、果形指數(shù)、果肉硬度、可溶性固形物含量和酸度。單果重用電子天平進行稱量、果形指數(shù)用游標卡尺進行測定、果肉硬度采用英國產(chǎn)TA-XTPLUS物性測試儀測定、可溶性固形物用日本產(chǎn)PAL-1糖度計測定、酸度用韓國產(chǎn)835N酸度計測定。

1.4?數(shù)據(jù)處理

通過Excle2013進行數(shù)據(jù)處理，用Origin2019進行作圖，用 SPSS22.0進行主成分分析。

2?結果與分析

2.1?不同覆蓋集雨措施對玉露香梨品質的影響

2.1.1?不同覆蓋集雨措施對玉露香梨單果重的影響

單果重是商品果實的外觀品質指標之一，旱作條件下不同覆蓋處理玉露香梨平均單果重的對比情況如圖1所示。

從圖中可以看出，5個處理平均單果重大小表現(xiàn)為T1（235.25 g）>T4（230.20 g）>T2（216.80 g）>T3（210.00 g）>CK（208.67 g），其中T1處理玉露香梨的平均單果重最大，較T4、T2、T3、CK處理分別提高了2.19%、8.51%、12.02%、12.74%。在覆蓋時間相同的情況下，全年地布覆蓋處理（T1）和秸稈覆蓋處理（T4）均比對照組無覆蓋處理（CK）明顯提高了果實的平均單果重，其中，全年地布覆蓋較無覆蓋平均單果重提高12.74%，秸稈覆蓋較無覆蓋平均單果重提高10.32%;覆蓋材料相同的情況下，全年地布覆蓋（T1）可明顯提高果實的平均單果重，與4-9月地布覆蓋（T2）和10月-翌年3月地布覆蓋（T3）相比，平均單果重分別提高了8.51%和12.02%。由此可知，覆蓋處理能夠提高果實的平均單果重，其中全年地布覆蓋處理最有利于果實的生長發(fā)育，提高果實的平均單果重。

2.1.2?不同覆蓋集雨措施對玉露香梨果形指數(shù)的影響

果形指數(shù)是指果實縱徑與橫徑的比值，是一些商品果實外觀品質的重要指標之一。圖2為旱作條件下不同覆蓋處理玉露香梨果形指數(shù)的對比情況。從圖中可以看出，5個處理的果形指數(shù)值均大于0.9，均屬于優(yōu)形果，并且處理間的差值極小，說明覆蓋集雨措施對果形指數(shù)指標的影響較小。

具體對比5個處理，果形指數(shù)值具體的大小關系表現(xiàn)為T4（0.920）>T1（0.917）>T2（0.915）>T3（0.912）>CK（0.907），其中T4處理的果形指數(shù)值最大，較T1、T2、T3、CK處理分別提高了0.34%、0.55%、0.97%、1.52%。在覆蓋時間相同的情況下，全年地布覆蓋處理（T1）和秸稈覆蓋處理（T4）與對照組無覆蓋處理（CK）相比，均稍微提高了玉露香梨的果形指數(shù)，其中全年地布覆蓋處理的果形指數(shù)比無覆蓋提高了1.18%，秸稈覆蓋處理的果形指數(shù)比無覆蓋提高了1.52%;覆蓋材料相同的情況下，全年地布覆蓋處理（T1）玉露香梨的果形指數(shù)相對較大，與4-9月地布覆蓋（T2）和10月-翌年3月地布覆蓋（T3）相比，果形指數(shù)分別提高了0.22%和0.63%。由此可知，覆蓋處理對于玉露香梨的果實形狀影響作用較小，相比較而言，秸稈覆蓋處理的果形指數(shù)最大，果實形狀最佳。

2.1.3?不同覆蓋集雨措施對玉露香梨果肉硬度的影響

果肉硬度是指果實的抗壓能力，是用來評價果實口感和存放性能的重要品質指標之一[15]。圖3為旱作條件下不同覆蓋處理玉露香梨果肉硬度的對比情況。從圖中可以看出，5個處理的果肉硬度值大小關系表現(xiàn)為T1（6.27N）>T4（6.16N）>T2（6.10N）>T3（5.88）>CK（5.80），其中T1處理的果肉硬度值最大，較T4、T2、T3、CK處理分別提高了1.86%、2.79%、6.63%、8.10%。在覆蓋時間相同的情況下，全年地布覆蓋處理（T1）和秸稈覆蓋處理（T4）均比對照組無覆蓋處理（CK）明顯提高了玉露香梨的果肉硬度，其中全年地布覆蓋果肉硬度值比無覆蓋提高了8.10%，秸稈覆蓋果肉硬度值比無覆蓋提高了5.17%;覆蓋材料相同的情況下，全年地布覆蓋（T1）可明顯提高玉露香梨的果肉硬度，與4-9月地布覆蓋（T2）和10月-翌年3月地布覆蓋（T3）相比，果肉硬度分別提高了2.79%和6.63%。由此可知，覆蓋處理能夠促進果實的生長發(fā)育，提高果實的果肉硬度，改善玉露香梨的品質，其中全年地布覆蓋處理作用最明顯。

2.1.4?不同覆蓋集雨措施對玉露香梨可溶性固形物含量的影響

果實的可溶性固形物含量主要是指果實中的總糖含量，可溶性固形物含量越高，果實的甜度越大，因此可溶性固形物含量是用來評價果實口感品質的重要指標之一[16]。圖4為旱作條件下不同覆蓋處理玉露香梨可溶性固形物含量的對比情況。從圖中可以看出，5個處理的可溶性固形物含量的大小關系表現(xiàn)為T1（14.7%）>T4（14.4%）>T3（13.8%）>T2（13.7%）>CK（13.36%），其中T1處理的可溶性固形物含量最高，較T4、T3、T2、CK處理分別提高了2.08%、6.52%、7.30%、10.03%。在覆蓋時間相同的情況下，全年地布覆蓋處理（T1）和秸稈覆蓋處理（T4）均比對照組無覆蓋處理（CK）明顯提高了玉露香梨的可溶性固形物含量，其中全年地布覆蓋比無覆蓋可溶性固形物含量提高了10.03%，秸稈覆蓋比無覆蓋可溶性固形物含量提高了7.78%;覆蓋材料相同的情況下，全年地布覆蓋（T1）可明顯提高玉露香梨的可溶性固形物含量，與4-9月地布覆蓋（T2）和10月-翌年3月地布覆蓋（T3）相比，可溶性固形物含量分別提高了7.30%和6.52%。由此可知，覆蓋處理能夠促進果實的生長發(fā)育，提高果實的可溶性固形物含量，改善玉露香梨的品質，其中全年地布覆蓋處理作用最明顯。

2.1.5?不同覆蓋集雨措施對玉露香梨酸度的影響

果實的酸度是指果實中各類酸性物質的總和，酸度值越低，果實的糖酸比越高，果實的口感越好，因此果實酸度是重要的口感品質指標之一[16]。圖5為旱作條件下不同覆蓋處理玉露香梨酸度的對比情況。從圖中可以看出，5個處理的酸度值大小關系表現(xiàn)為T4（0.36%）

2.2?綜合評價

根據(jù)前文的分析可知，各品質指標所對應的最佳覆蓋措施不同，因此需對幾個指標進行綜合評價，從而確定旱作條件下最適宜本試驗區(qū)玉露香梨的覆蓋措施。主成分分析法即是一種應用較廣的綜合評價方法，它是通過降維的思想，在保留了大部分原信息量的基礎上，將多個評價指標簡化為少數(shù)綜合指標的統(tǒng)計方法，能夠更簡潔、直觀的說明實際問題[17-18]。根據(jù)本試驗條件，建立的評價指標體系包括：單果重（X1）、果形指數(shù)（X2）、果肉硬度（X3）、可溶性固形物含量（X4）和酸度（X5）5個指標。

利用SPSS22.0軟件對5個處理標準化以后的指標數(shù)據(jù)進行主成分分析，結果見表1。由表1可知，主成分因子F1和F2的特征值均大于1（λ1=2.132，λ2=1.083），且二者累積方差貢獻率達到84.733%，包含了大部分的原始指標信息，信息損失量僅為15.267%，因此可用這兩個主成分綜合概括整個品質評價指標體系。由表2可知，

第一主成分F1主要包括了可溶性固形物含量（X4）和酸度（X5）2個品質指標，可表征為口感品質主成分，且可溶性固形物含量在第一主成分上呈正向分布，酸度在第一主成分上呈負向分布;第二主成分F2反映了玉露香梨單果重品質指標，可表征為外觀品質主成分，在第二主成分上呈正向分布。

用表2中各主成分因子對應指標的因子載荷值除以表1中對應特征值的平方根，計算得到各主成分得分模型表達式如式（1）和式（2）所示。然后以兩個主成分各自的方差貢獻率（F1：0.603;F1：0.245）作為權重，可計算得到綜合主成分F得分模型如式（3）所示。

F1=0.375X1+0.328X2+0.357X3+0.632X4-0.586X5（1）

F2=0.859X1+0.455X2+0.386X3+0.200X4-0.190X5（2）

F=（0.603F1+0.245F2）/0.847（3）

利用式（1）、式（2）和式（3）將5個處理各主成分的得分進行計算，并對各主成分得分結果進行排名，所得結果如表3所列。從表3中可以得出，第一主成分F1得分排名為：T4>T1>T2>T3>CK，說明秸稈覆蓋處理（T4）的玉露香梨口感品質最佳。第二主成分F2得分排名為：T1>T4>T2>T3>CK，說明全年地布覆蓋處理（T1）的玉露香梨外觀品質最佳。綜合主成分F得分排名為：T4>T1>T2>T3>CK。因此說明，旱作覆蓋集雨條件下，綜合考慮玉露香梨的外觀以及口感品質，最適宜于本試驗區(qū)3年生玉露香梨的覆蓋措施為秸稈覆蓋。

3?結論與討論

本文主要研究了旱作條件下不同覆蓋集雨措施對玉露香梨各品質指標的影響，并對研究結果進行了綜合評價。結果表明：旱作條件下，各覆蓋集雨處理均比無覆蓋對照組更有利于玉露香梨的生長發(fā)育，其中全年地布覆蓋處理（T1）下玉露香梨的單果重、果肉硬度以及可溶性固形物含量值最大，而秸稈覆蓋處理（T4）的果形指數(shù)值最大，酸度均最小。通過對各品質指標進行主成分分析，共提取了2個主成分，綜合考慮得出，旱作集雨條件下，最適宜于本試驗區(qū)3年生玉露香梨的覆蓋措施為秸稈覆蓋。

本試驗中供試的玉露香梨樹均為3年生，處于初果期，其果實品質較已進入豐產(chǎn)期的成齡樹有不小的差距，主要表現(xiàn)在酸度較高。這是否與不同樹齡的玉露香梨樹生理代謝差異有關，還需進一步開展相關試驗進行研究和驗證。另一方面，實際生產(chǎn)中，在晉中、晉西北廣大地區(qū)，利用秸稈覆蓋時秸稈來源不足是一個較大的問題，即使?jié)M足全園覆蓋的要求，由此帶來的果園失火隱患急劇增加。因此，使用易購買到的地布進行覆蓋更為可行，在此基礎上結合兩側小溝集雨、施肥，應是未來梨樹省力化生產(chǎn)的趨勢。

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