馬玉平，吾米提·居馬太，叢桂芝，馮岷華，祖農(nóng)·阿比提

（1.伊犁州氣象局，新疆 伊寧 835000；2.伊犁州林業(yè)科學(xué)研究院，新疆 伊寧 835000）

蜜脆“HONEYCRISP”是美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)園藝系選育，以“Macoun”與“Honeygold”雜交培育而成的中熟蘋果品種。 2011 年伊犁州林業(yè)科學(xué)研究院從西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院引進(jìn)，該品種品質(zhì)優(yōu)良、耐貯運(yùn)、售價(jià)高，栽培效益十分顯著； 2014 年通過(guò)新疆維吾爾自治區(qū)林木良種委員會(huì)認(rèn)定[1-8]，種植面積推廣很快，在伊犁河谷達(dá)2 000 hm2以上。

同一片果園、同一品種的蘋果，在同等地力、同等管理水平下， 蘋果品質(zhì)的好壞主要受氣象條件的影響。 蘋果品質(zhì)構(gòu)成要素包括果實(shí)大小、硬度、果形指數(shù)、色澤、可溶性固形物、糖、酸等，國(guó)內(nèi)外有些學(xué)者已經(jīng)就氣象因子與蘋果品質(zhì)的關(guān)系做了一些研究[8-13]，余優(yōu)森等[14]對(duì)天水等地的元帥系蘋果的品質(zhì)與氣象條件之間的關(guān)系進(jìn)行了研究， 認(rèn)為7 月上中旬、8 月中旬和9 月上中旬的氣象條件對(duì)蘋果的含糖量、含酸量和硬度有著重要影響。 王菱等[15]認(rèn)為，6—8 月的氣溫、氣溫日較差，4—9 月的降水量、相對(duì)濕度、最低氣溫、日照時(shí)數(shù)等氣象因子對(duì)元帥系蘋果綜合品質(zhì)（可溶性固形物、可滴定酸、硬度、果形、色澤、風(fēng)味等）有著重要影響。 果實(shí)大小是果實(shí)品質(zhì)的重要性狀，魏欽平等[16]認(rèn)為,果實(shí)大小主要受8 月降水量、5、7 月相對(duì)濕度、9 月日照時(shí)數(shù)及≥10 ℃積溫的影響。 國(guó)內(nèi)外在氣象條件對(duì)蘋果品質(zhì)的影響研究工作多見(jiàn)于元帥、富士、秦冠及高酸蘋果等品種，有關(guān)氣象因子對(duì)蜜脆蘋果品質(zhì)的影響方面尚未開展研究。

本文著重研究蜜脆蘋果品質(zhì)構(gòu)成要素（果實(shí)大小、果實(shí)硬度、可溶性固形物、酸度等）與氣象因子的關(guān)系，找出對(duì)蜜脆蘋果品質(zhì)形成有利的氣象因子，建立伊犁蜜脆蘋果品質(zhì)形成要素的氣象因子影響方程，為蜜脆蘋果農(nóng)業(yè)氣象指標(biāo)的建立、伊犁蜜脆蘋果產(chǎn)業(yè)區(qū)劃布局提供技術(shù)支撐。

1 資料來(lái)源與統(tǒng)計(jì)分析方法

1.1 資料來(lái)源

2013—2019 年蜜脆蘋果品質(zhì)構(gòu)成要素（果實(shí)大小、果實(shí)硬度、果形指數(shù)、可溶性固形物、酸度等）數(shù)據(jù)均來(lái)源于伊犁州林業(yè)科學(xué)研究院， 蘋果的品質(zhì)檢測(cè)由伊犁州林科院實(shí)驗(yàn)室完成, 用天平測(cè)量果實(shí)大小；用游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)縱橫徑；用CY-1 果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度；用TD-45 數(shù)字折光儀測(cè)量果實(shí)可溶性固性物含量；用PHS-3C 酸度計(jì)測(cè)量酸度；選取地點(diǎn)： 察布查爾縣（海努克鄉(xiāng)果園經(jīng)緯度為81°25′30″E，43°45′43″N; 林科所察布查爾縣苗圃為81°10′38″E，43°43′16″N）、伊寧縣（巴依托海鄉(xiāng)果園經(jīng)緯度為81°46′18″E，43°42′26″N; 英塔木鎮(zhèn)果園為81°31′49″E，43°48′01″N; 青年農(nóng)場(chǎng)果園為81°43′46″E，43°52′28″N）、鞏留縣（果園經(jīng)緯度為82°14′32″E，43°26′55″N）、新源縣（果園經(jīng)緯度為83°14′29″E，43°21′45″N）、霍城（果園經(jīng)緯度為80°46′42″E，44°14′10″N）等不同果園蜜脆蘋果的品質(zhì)采樣數(shù)據(jù)（表1）。 采樣時(shí)取選樹齡（6～7 a）接近、樹勢(shì)良好的果園。 開花期到果實(shí)成熟期是蘋果品質(zhì)形成的關(guān)鍵時(shí)期，伊犁河谷種植的蜜脆蘋果開花期一般在4 月中旬，果實(shí)成熟期一般在9 月初至9 月中旬，本文選取4 月1 日—9 月30 日的氣溫、降水、日照、相對(duì)濕度等氣象要素，氣象數(shù)據(jù)來(lái)源于距離采樣點(diǎn)最近的國(guó)家氣象觀測(cè)站。

1.2 統(tǒng)計(jì)分析方法

選取2013—2019 年4 月1 日—9 月30 日的氣溫、降水、日照、相對(duì)濕度等氣象要素，分別統(tǒng)計(jì)各氣象要素候、旬、月值，采用逐步回歸方法與PLS 回歸分析蜜脆蘋果品質(zhì)主要構(gòu)成要素（果實(shí)大小、可溶性固形物、酸度、果實(shí)硬度）與氣象因子的關(guān)系，初步篩選出與果實(shí)大小、可溶性固形物、酸度、果實(shí)硬度關(guān)系密切的氣象因子，剔除引起多重共線性的因子，分別建立模型。 再根據(jù)相關(guān)性、顯著性、具有明顯生物學(xué)意義3 個(gè)原則進(jìn)一步優(yōu)化因子， 最后建立具有生物學(xué)意義的回歸方程。

2 計(jì)算結(jié)果

2.1 果實(shí)大?。╕1）與氣象因子的相關(guān)關(guān)系

采用逐步回歸與PLS 回歸的方法， 從98 個(gè)氣象因子中初步篩選出5 個(gè)因子與蜜脆蘋果果實(shí)大小密切相關(guān)，根據(jù)相關(guān)性、顯著性、具有明顯生物學(xué)意義3 個(gè)原則進(jìn)一步優(yōu)化選出的氣象因子，建立穩(wěn)定、實(shí)用的關(guān)系方程，按照上述原則優(yōu)化后，選出3 個(gè)氣象因子，進(jìn)行多元回歸分析，得到：

式中，Y1代表果實(shí)大小、X1為5 月下旬的日照時(shí)數(shù)、X2為6 月下旬的降水量、X3為7 月下旬的降水量。X1所占權(quán)重最大， 為0.505，X2所占權(quán)重為0.198，X3所占權(quán)重為0.263，合計(jì)0.966。

從表2 可看出，條件指數(shù)值均＜10，說(shuō)明方程各因子之間不存在多重共線性的情況，3 個(gè)自變量都是相互獨(dú)立的。

表2 果實(shí)大小共線性診斷

通過(guò)（1）式可以看出，蜜脆蘋果果實(shí)大小與5 月下旬的日照時(shí)數(shù)、6 月下旬的降水量、7 月下旬的降水量等氣象因子關(guān)系密切。 果實(shí)大小與這3 個(gè)因子均為正相關(guān)。

2.2 可溶性固形物含量（Y2）與氣象因子的相關(guān)關(guān)系

蘋果中可溶性固形物是所有溶解于水的化合物的總稱，包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等，是衡量果實(shí)營(yíng)養(yǎng)的重要指標(biāo)之一， 其含量影響著蘋果的口感和風(fēng)味。 在伊犁種植的蜜脆蘋果可溶性固形物的含量為10.68%～16.64%，均值為14.18%（表1）。通過(guò)PLS回歸法挑選出影響蜜脆蘋果可溶性固形物含量的氣象因子，得到（2）式：

式中，Y2代表可溶性固形物含量、X4為7 月上旬的日照時(shí)數(shù)、X5為8 月下旬的日照時(shí)數(shù)、X6為6 月下旬的日照時(shí)數(shù)、X7為7 月中旬的日照時(shí)數(shù)、X8為8月中旬的平均氣溫。 其中，X4所占權(quán)重最大，為0.652，X5所占權(quán)重為0.124，X6所占權(quán)重為0.104，X7所占權(quán)重為0.046，X8所占權(quán)重為0.051， 合計(jì)0.977。

由（2）式可以看出，蜜脆蘋果的可溶性固形物含量與日照時(shí)數(shù)、氣溫關(guān)系密切，與8 月中旬的平均氣溫呈正相關(guān)；與6 月下旬、7 月上中旬、8 月下旬的日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)。

2.3 酸度（Y3）與氣象因子的相關(guān)關(guān)系

蘋果果實(shí)中的酸度是決定果實(shí)品質(zhì)的一個(gè)重要因子，它取決于果實(shí)中有機(jī)酸（主要是蘋果酸）的含量。它是糖的不完全氧化產(chǎn)物，同時(shí)又是各種各樣化合物——醣、氨基酸及脂肪的原始材料[7]。 果實(shí)含酸量對(duì)果實(shí)風(fēng)味影響較大，對(duì)于鮮食蘋果來(lái)說(shuō)，可滴定酸含量0.2%～0.5%（或pH 3.4～4.0）的果實(shí)較符合要求。蘋果糖酸含量雖然是相互獨(dú)立的性狀，但兩者對(duì)果實(shí)風(fēng)味的影響卻是互相制約的， 蘋果的風(fēng)味除取決于糖、酸含量的絕對(duì)值外，還取決于糖、酸的比例，即糖酸比。糖酸比越大味感越甜，糖酸比越小則味感越酸。 伊犁種植的蜜脆蘋果的糖酸比在14.33～43.92，均值25.78；酸度較高，在0.37%～0.96%，均值0.55%。 蜜脆蘋果果實(shí)的酸度與氣象因子關(guān)系密切：

式中，Y3表示果實(shí)的酸度，X9為8 月中旬的相對(duì)濕度，X10為9 月上旬的日照時(shí)數(shù)，X11為9 月中旬的日照時(shí)數(shù)，X12為6 月中旬的相對(duì)濕度，X13為5 月上旬的日照時(shí)數(shù)。 其中，X9所占權(quán)重最大， 為0.420，X10所占權(quán)重為0.179，X11所占權(quán)重為0.169，X12所占權(quán)重為0.076，X13所占權(quán)重為0.096，合計(jì)0.939。

由（3）式可以看出，蜜脆蘋果果實(shí)的酸度與相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)等氣象因子關(guān)系密切，與8 月中旬的相對(duì)濕度和9 上旬的日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)； 與9 月中旬的日照時(shí)數(shù)、6 月中旬的相對(duì)濕度、5 月上旬的日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

2.4 果實(shí)硬度（Y4）與氣象因子的相關(guān)關(guān)系

果實(shí)硬度不僅影響到鮮食蘋果的口感， 還與蘋果的貯藏性有關(guān)， 是鮮食蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)的主要因子之一， 在伊犁種植的蜜脆蘋果果實(shí)硬度（表1）在4.86～11.17 kg/cm2，平均7.70 kg/cm2，果實(shí)硬度適中，口感酥脆，達(dá)到優(yōu)質(zhì)指標(biāo)。果實(shí)硬度也與氣象因子關(guān)系密切：

式中，Y4表示果實(shí)硬度，X14為9 月下旬平均氣溫、X8為8 月中旬的平均氣溫、X15為4 月1 日—9 月30日≥15 ℃的積溫、X16為8 月中旬的日照時(shí)數(shù)、X13為5 月上旬的日照時(shí)數(shù)。其中，X14所占權(quán)重最大，為0.356，X8所占權(quán)重為0.160，X15所占權(quán)重為0.290，X16所占權(quán)重為0.073，X13所占權(quán)重為0.072， 合計(jì)0.951。

由（4）式以看出，蜜脆蘋果果實(shí)硬度與氣溫、日照時(shí)數(shù)、積溫關(guān)系密切，與9 月下旬的平均氣溫呈負(fù)相關(guān)，與8 月中旬的平均氣溫和日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)，還與4 月1 日—9 月30 日≥15 ℃的積溫和5 月上旬的日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)。

3 結(jié)論

（1）蘋果果實(shí)大小的變化源于果實(shí)細(xì)胞的分裂與膨大，在開花后與果實(shí)幼果期，果實(shí)增大的主要原因在于果實(shí)細(xì)胞的分裂速度與時(shí)間，分裂越快、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，果實(shí)細(xì)胞也越多，果實(shí)就大；在果實(shí)的兩次快速膨大期期間， 果實(shí)的大小取決于果實(shí)細(xì)胞膨大速度的快慢。 在這2 個(gè)階段如果氣象條件適合果實(shí)細(xì)胞分裂與膨大，果實(shí)就大，反之，則小。

蜜脆蘋果果實(shí)大小與5 月下旬的日照時(shí)數(shù)、6月下旬的降水量、7 月下旬的降水量呈正相關(guān)，5 月下旬日照時(shí)數(shù)越長(zhǎng)，果實(shí)細(xì)胞分裂越快，6 月下旬和7 月下旬（果實(shí)第一次膨大期處于其中）的降水量越大，水分充足，果實(shí)細(xì)胞膨大速度快，果實(shí)就大。

（2）蜜脆蘋果果實(shí)可溶性固形物含量與日照時(shí)數(shù)關(guān)系密切， 日照時(shí)間越長(zhǎng)越有利于果實(shí)糖分的積累，可溶性固形物含量也越高；如果氣象條件適宜，果實(shí)可溶性固形物含量就高。 可溶性固形物含量與8 月中旬（果實(shí)第二次膨大期） 的平均氣溫呈正相關(guān)，還與日照時(shí)數(shù)關(guān)系密切，分別與6 月下旬、7 月上中旬、8 月下旬的日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)，日照時(shí)數(shù)越長(zhǎng)果實(shí)糖分積累也越多。

（3）蜜脆蘋果果實(shí)酸度與8 月中旬的相對(duì)濕度呈正相關(guān)，與9 月上旬的日照時(shí)數(shù)也呈正相關(guān)，而與9 月中旬、5 月上旬的日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)； 與6 月中旬的相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)。此期間日照時(shí)數(shù)越長(zhǎng)、濕度越大，果實(shí)有機(jī)酸占比也越小，果實(shí)酸度就小。

（4）蜜脆蘋果果實(shí)的硬度與9 月下旬的平均氣溫呈負(fù)相關(guān)，9 月下旬的平均氣溫越高，果實(shí)成熟度也越高，果實(shí)硬度就??；與5 月上旬、8 月中旬的日照時(shí)數(shù)、8 月中旬的平均氣溫、4—9 月≥15 ℃的積溫呈正相關(guān)。 此期間日照時(shí)間越長(zhǎng)、氣溫越高、積溫越多，越有利于干物質(zhì)的積累，果實(shí)硬度也越高。

4 討論

（1）用逐步回歸與PLS 回歸法分析蜜脆蘋果品質(zhì)各主要構(gòu)成要素（果實(shí)大小、可溶性固形物、酸度、果實(shí)硬度）與氣象因子的關(guān)系，篩選出與蜜脆蘋果品質(zhì)構(gòu)成要素關(guān)系密切的氣象因子，并建立模型。但是基于純數(shù)學(xué)方法選出的因子， 而且實(shí)驗(yàn)資料的序列比較短， 所選出的因子只是符合這一時(shí)間段果實(shí)大小變化的情況，方程穩(wěn)定性會(huì)比較差，還有些因子沒(méi)有明顯的生物學(xué)意義，因子數(shù)也比較多。 所以，根據(jù)相關(guān)性、顯著性、具有明顯生物學(xué)意義3 個(gè)原則進(jìn)一步精減優(yōu)化選出的氣象因子，最后建立穩(wěn)定、實(shí)用的關(guān)系方程。

（2）蘋果果實(shí)酸度的增加有2 個(gè)層面，一是在糖與酸的總量變化不大時(shí)，降水多、濕度大，不利于可溶性固形物的形成，有利于有機(jī)酸的生成。雖然糖與酸總量增加不多，果實(shí)中有機(jī)酸的占比卻增加了，果實(shí)酸度就高，例如，8 月中旬的相對(duì)濕度與果實(shí)的酸度呈正相關(guān)，此期間降水量越多、濕度越大，影響果實(shí)的糖分積累，卻有利于果實(shí)有機(jī)酸含量的增加，果實(shí)有機(jī)酸占比高，果實(shí)酸度就大；9 月上旬日照時(shí)間長(zhǎng)， 有機(jī)酸含量增加的速度高于可溶性固形物含量的速度，酸度相應(yīng)也就大了；與之相反，9 月中旬日照時(shí)間長(zhǎng)可溶性固形物含量增加的速度高于有機(jī)酸含量增加的速度，糖酸比變高，酸度下降。

（3）蜜脆蘋果果實(shí)硬度的變化包含2 個(gè)階段，前期蘋果果實(shí)生長(zhǎng)越快，果實(shí)干物質(zhì)積累也越多，果實(shí)硬度就越高，后期接近成熟時(shí)，果實(shí)硬度與成熟度關(guān)系密切，成熟度越高，果實(shí)硬度也越小。 果實(shí)硬度與8 月中旬的平均氣溫和日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)， 因?yàn)?月中旬正處于蜜脆果實(shí)的第二次膨大期， 此時(shí)果實(shí)快速生長(zhǎng)，平均氣溫越高、日照時(shí)間越長(zhǎng)，果實(shí)細(xì)胞膨大速度也越快，干物質(zhì)積累也越多，果實(shí)硬度就越高；果實(shí)的硬度還與4 月1 日—9 月30 日≥15 ℃的積溫呈正相關(guān)，積溫越高，也越有利于果實(shí)干物質(zhì)積累， 果實(shí)硬度越大， 與9 月下旬的平均氣溫呈負(fù)相關(guān)，此時(shí)果實(shí)基本成熟，氣溫越高，果實(shí)成熟度也越高，果實(shí)硬度就越小。

（4）果實(shí)二次膨大期間的氣象因子對(duì)果實(shí)的大小、硬度、酸度的影響是不同的，比如8 月中旬的相對(duì)濕度與果實(shí)的酸度呈正相關(guān)， 而與果實(shí)的硬度呈負(fù)相關(guān)； 而8 月的降水量對(duì)果實(shí)的大小和硬度的影響也是相反的， 降水量越大， 果實(shí)細(xì)胞膨大速度越小，果實(shí)越小，果實(shí)細(xì)胞膨大速度慢，細(xì)胞排列會(huì)緊密一些，果實(shí)硬度反而越高。

（5）綜上所述，蜜脆蘋果的品質(zhì)構(gòu)成因子與氣象因子之間關(guān)系密切， 影響蜜脆蘋果品質(zhì)的氣象要素主要包括日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度、平均氣溫、降水量等，影響時(shí)段主要集中在5—9 月，這期間正是蘋果果實(shí)的形成期，在果實(shí)的兩次膨大期及前后幾旬，氣象因子變化對(duì)蘋果品質(zhì)的形成影響最明顯。 氣溫和日照時(shí)數(shù)對(duì)蜜脆蘋果品質(zhì)構(gòu)成要素的影響較為顯著；6—7 月的降水量對(duì)果實(shí)的大小有較大影響；6 月、8月的相對(duì)濕度對(duì)果實(shí)酸度有影響；≥15 ℃的積溫影響果實(shí)的硬度。

蜜脆蘋果品質(zhì)形成的要素值來(lái)源于伊犁州林科所2013—2019 年從5 個(gè)縣的果園采樣的數(shù)據(jù)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)不是為了分析品質(zhì)與氣象條件的關(guān)系而設(shè)計(jì)的，每年的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)側(cè)重點(diǎn)都不同，取樣時(shí)間也不固定， 蘋果成熟度存在一定的差異， 樣本序列相對(duì)較短，都會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生影響。 因此，本文中挑選出的對(duì)蜜脆蘋果品質(zhì)的影響氣象因子還需今后進(jìn)一步驗(yàn)證。