楊永娥，張曉煜，3，李芳紅，4，馮 蕊

（1. 寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2. 中國氣象局 旱區(qū)特色農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750002；3. 寧夏氣象科學(xué)研究所，寧夏 銀川 750002；4. 寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院，寧夏 固原 756099）

蘋果Malus domestica屬薔薇科蘋果屬1 年生落葉喬木蘋果果實(shí)，廣泛分布在全世界。蘋果果實(shí)中富含糖類、維生素和微量元素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，是公認(rèn)的營養(yǎng)價(jià)值最高的水果之一。蘋果因其風(fēng)味和營養(yǎng)特性而廣受歡迎，經(jīng)常食用可以改善心臟健康并降低慢性疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[1]。我國是世界上蘋果種植面積最大、總產(chǎn)量最高的國家[2]。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，2019 年中國已擁有222.33 億hm2蘋果種植面積，占全球蘋果產(chǎn)量的一半[3]。此外，蘋果產(chǎn)業(yè)是寧夏回族自治區(qū)13 個(gè)農(nóng)業(yè)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一，生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域?yàn)橐S灌區(qū)[4]。目前，寧夏蘋果總產(chǎn)量已達(dá)60 萬t，但優(yōu)質(zhì)水果產(chǎn)量不足40%，表現(xiàn)為果品質(zhì)量差、水果生產(chǎn)后商業(yè)化處理落后、市場(chǎng)評(píng)級(jí)不到位等，成為果農(nóng)亟待解決的問題，也是果農(nóng)榨汁原料不足、收入增長緩慢的主要原因[5]。

果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)是良種選擇和果品選優(yōu)的重要依據(jù)[6]。光照強(qiáng)度對(duì)果實(shí)品質(zhì)有顯著影響，閆靜等[7]對(duì)果實(shí)進(jìn)行遮光處理發(fā)現(xiàn)，光照強(qiáng)度對(duì)果實(shí)大小和果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)有顯著影響，且遮陰顯著降低果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值。此外，果園溫濕度、土壤條件和果園管理措施都對(duì)蘋果品質(zhì)有顯著影響[8]。也有研究指出，同一果園中，樹木的栽培位置不同，甚至是果實(shí)的掛果高度不同也會(huì)影響果實(shí)品質(zhì)[9]。而蘋果果實(shí)品質(zhì)受多個(gè)指標(biāo)的影響，其中蔗糖、葡萄糖和果糖等可溶性糖是參與其生長、發(fā)育、防御和代謝的信號(hào)分子，通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)來影響果實(shí)的品質(zhì)[10]。可滴定酸是果實(shí)品質(zhì)的重要成分特征之一，特別是在果樹作物中，可滴定酸是影響果實(shí)風(fēng)味的重要因素[11-12]。因此對(duì)一個(gè)品種品質(zhì)優(yōu)劣的評(píng)價(jià)，通常需要多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合考慮。目前，有關(guān)果實(shí)評(píng)價(jià)的方法主要包括方差分析、主成分分析、相關(guān)性分析等。

本研究選取寧夏回族自治區(qū)引黃灌區(qū)4 個(gè)產(chǎn)區(qū)具有代表性的早熟、中熟、晚熟蘋果品種，利用方差分析、相關(guān)性分析和主成分分析綜合評(píng)價(jià)早熟品種‘紅嘎啦’、中熟品種‘黃元帥’和晚熟品種‘富士’蘋果品質(zhì)，旨在了解寧夏不同產(chǎn)地及品種主要營養(yǎng)成分含量的差異性，以期為各地不同熟性蘋果的品種選擇，優(yōu)化寧夏灌區(qū)蘋果布局提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究區(qū)屬溫帶大陸性干旱與半干旱氣候類型，干燥少雨，晝夜溫差大。2020 年年平均氣溫10.0 ～11.5 ℃，年降水量160 ～240 mm。土壤類型為灌淤土、灰鈣土等，土層深厚，可達(dá)3 m 以上；土壤質(zhì)地以沙壤土和沙土為主，每個(gè)小產(chǎn)區(qū)均有黃河水灌溉的便利條件。供試蘋果果實(shí)采自寧夏引黃灌區(qū)4 個(gè)具有代表性的蘋果產(chǎn)區(qū)，這4 個(gè)產(chǎn)區(qū)分別為銀川、青銅峽、吳忠、中衛(wèi)，采樣地信息如表1 所示。

表1 研究樣地基本概況Table 1 Basic characteristics of the sampling plots

1.2 試驗(yàn)材料

選用樹體健壯、生長狀況、園地管理水平基本一致且無病蟲害的8 ～12 a 生蘋果樹為研究對(duì)象。南北行向，株行距3.0 m × 4.0 m。在果實(shí)成熟 期（2020 年8 月20 日—2020 年10 月17 日）于寧夏回族自治區(qū)銀川、青銅峽、吳忠、中衛(wèi)4個(gè)產(chǎn)區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊進(jìn)行鮮果采樣。所選蘋果品種為該4 個(gè)區(qū)域的主栽品種。分別是：早熟品種‘紅嘎拉’（砧木：M9-T337）、中熟品種‘黃元帥’（砧木：M9-T337）和晚熟品種‘富士’（砧木：八棱海棠）。采用五點(diǎn)取樣法，每個(gè)品種在每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)摘取15 個(gè)果實(shí)，每個(gè)產(chǎn)區(qū)每個(gè)品種各有2 ～3 個(gè)采樣點(diǎn)，共采30 ～45 個(gè)果實(shí)，保存于取樣箱中帶回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)品質(zhì)。

1.3 試驗(yàn)方法

果實(shí)去皮硬度用果實(shí)硬度計(jì)（CY-1，Italy）測(cè)得，單位kg·cm-2；單果質(zhì)量用電子天平測(cè)定；橫、縱徑及果形指數(shù)，使用精度為0.02 mm 的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量；pH 值采用pH 計(jì)（KedidGT-6023）測(cè)定；可溶性固形物采用手持糖度儀測(cè)定；采用酸堿滴定法測(cè)定可滴定酸含量；采用斐林試劑滴定法測(cè)定果實(shí)可溶性糖含量，以葡萄糖計(jì)（GB/T 5009.7—2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測(cè)定）；固酸比是可溶性固形物與可滴定酸含量比值；糖酸比為可溶性糖含量與可滴定酸比值；用紫外可見分光光度計(jì)（N5000 PLUS）測(cè)定維生素C 含量[13]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用SPSS 26.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并進(jìn)行單因素方差分析；用Origin 2018 軟件制作主成分分析圖譜；用R×64 4.1.2 軟件做相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各產(chǎn)區(qū)不同品種蘋果品質(zhì)分析

蘋果品質(zhì)可歸納為外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和貯藏加工品質(zhì)。蘋果果實(shí)營養(yǎng)成分的種類和含量，不但受自身遺傳因素的影響，還受到果園位置、管理水平、土壤類型等[14]外界環(huán)境的影響。蘋果品種對(duì)其物理性狀和營養(yǎng)成分有顯著影響，如不同品種蘋果可溶性糖、可溶性固形物、維生素含量均有很大差異，而可溶性糖、維生素含量是評(píng)價(jià)蘋果感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)的重要參考指標(biāo)[15]。

‘紅嘎啦’‘黃元帥’‘富士’蘋果外觀品質(zhì)指標(biāo)見表2 ～3。不同產(chǎn)區(qū)蘋果內(nèi)在品質(zhì)均存在一定差異。不同產(chǎn)區(qū)‘紅嘎啦’蘋果去皮硬度、pH 值、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸均存在顯著性差異（P＜0.05）；青銅峽產(chǎn)區(qū)‘紅嘎啦’蘋果去皮硬度明顯高于其他產(chǎn)區(qū)；可溶性糖含量最高在青銅峽產(chǎn)區(qū)，高達(dá)95.21 g/L；可溶性固形物含量也存在顯著差異，銀川產(chǎn)區(qū)顯著低于其他產(chǎn)區(qū)，僅為12.10%；可滴定酸含量在3.95 ～5.71 g/L之間，且中衛(wèi)產(chǎn)區(qū)的含量最高，為5.71 g/L；4 個(gè)產(chǎn)區(qū)pH 值由高到低依次為銀川＞青銅峽＞吳忠＞中衛(wèi)；而Vc 含量4 產(chǎn)區(qū)無顯著差異。不同產(chǎn)區(qū)‘黃元帥’去皮硬度、pH 值、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸和Vc 含量均存在差異；青銅峽產(chǎn)區(qū)‘黃元帥’去皮硬度顯著低于其他產(chǎn)區(qū)；銀川和青銅峽產(chǎn)區(qū)的可溶性糖、可溶性固形物含量均顯著高于吳忠和中衛(wèi)產(chǎn)區(qū)；銀川產(chǎn)區(qū)可滴定酸含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)；中衛(wèi)產(chǎn)區(qū)Vc 含量為6.44 mg/100g，顯著低于其他產(chǎn)區(qū)；而各產(chǎn)區(qū)的pH 值，除吳忠和中衛(wèi)產(chǎn)區(qū)無明顯差異外，其他各產(chǎn)區(qū)之間均有明顯差異。不同產(chǎn)區(qū)‘富士’可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸和Vc 含量無明顯差異；吳忠產(chǎn)區(qū)的pH值為3.66，顯著高于其他產(chǎn)區(qū)。

表2 不同產(chǎn)區(qū)蘋果果實(shí)外觀品質(zhì)差異性分析Table 2 Analysis of the variability of apple fruit appearance quality in different production areas

表3 不同產(chǎn)區(qū)蘋果果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)差異性分析Table 3 Analysis of the variability of apple fruit intrinsic quality in different production area

由表2 ～3 可知，11 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)中，果實(shí)偏斜度變異程度最大，變異系數(shù)高達(dá)35.66%；其次是Vc，變異系數(shù)為19.00%；pH 值變異程度最低，變異系數(shù)僅為4.35%；可溶性固形物變異系數(shù)僅有5.20%。說明果實(shí)偏斜度和Vc 含量受氣候、地形、果園位置及土壤類型等產(chǎn)地因素影響最大，pH 值和可溶性固形物受產(chǎn)地影響較小；其余7 項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)在9.38%～16.44%之間。

2.2 不同產(chǎn)區(qū)蘋果品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

蘋果品質(zhì)指標(biāo)的Pearson 相關(guān)性分析反應(yīng)了變量之間的相關(guān)程度，從不同產(chǎn)區(qū)蘋果品種主要品質(zhì)性狀相關(guān)性分析可得（表4）：可滴定酸含量與固酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)（R=-0.91），與糖酸比呈顯著負(fù)相關(guān)（R=-0.71）；維生素C 含量與單果質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)（R=-0.73）；固酸比與糖酸比呈極顯著正相關(guān)（R=0.92）；可溶性固形物與可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)（R=0.89）；其他各指標(biāo)間相關(guān)程度不顯著。說明蘋果果實(shí)各品質(zhì)指標(biāo)間既存在相關(guān)性又存在獨(dú)立性。

表4 蘋果果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)?Table 4 Correlation coefficients for apple fruit quality indicators

2.3 不同產(chǎn)區(qū)蘋果品質(zhì)性狀的主成分分析

為了提取能反映蘋果果實(shí)品質(zhì)的主要品質(zhì)指標(biāo)，對(duì)不同產(chǎn)區(qū)不同品種蘋果果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行主成分分析，如表5 所示。從11 項(xiàng)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)中共提取出3 個(gè)主成分，第一主成分主要包括果實(shí)偏斜度、可滴定酸、固酸比、糖酸比、維生素C；第二主成分主要包括可溶性固形物和可溶性糖；第三主成分包括單果質(zhì)量和果實(shí)去皮硬度。前3 個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)74.927%（特征值＞1），說明3 個(gè)主成分可以反映總信息的74.927%，包含蘋果果實(shí)品質(zhì)的所有信息。因此，將前3 個(gè)主成分作為評(píng)價(jià)蘋果果實(shí)品質(zhì)的依據(jù)。主成分1、主成分2、主成分3 對(duì)方差貢獻(xiàn)率分別為31.969%、28.060%、14.897。

表5 蘋果果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)主成分分析結(jié)果Table 5 Principal component analysis of fruit quality index of apples

不同產(chǎn)區(qū)蘋果果實(shí)品質(zhì)性狀主成分分析中，特征向量和載荷值如表6 所示。每個(gè)主成分均反映了一定的原始變量信息，特征值代表主成分反映原始變量信息的數(shù)量[16]。由表6 可知，與主成分1 有較高正相關(guān)性的品質(zhì)指標(biāo)為果實(shí)偏斜度、固酸比和糖酸比，而有較高負(fù)相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)為可滴定酸和Vc 含量，即主成分1 的方差貢獻(xiàn)率大時(shí)，蘋果漿果果實(shí)偏斜度、固酸比和糖酸比含量均增加，而其可滴定酸和Vc 含量均減少；與主成分2有較高正相關(guān)性品質(zhì)指標(biāo)為可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸，而有較高負(fù)相關(guān)性的品質(zhì)指標(biāo)為pH、固酸比和Vc 含量，即主成分2 的貢獻(xiàn)率大時(shí)，蘋果漿果中可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸濃度均提高，但其pH、固酸比和Vc 含量均降低。主成分3 貢獻(xiàn)率大時(shí)，正相關(guān)的指標(biāo)為果形指數(shù)、固酸比、糖酸比和Vc 含量，較高負(fù)相關(guān)的指標(biāo)為單果質(zhì)量、偏斜度和可滴定酸含量，說明對(duì)主成分3的貢獻(xiàn)較大時(shí)，蘋果果實(shí)果形指數(shù)、固酸比和Vc 含量都提高，但單果質(zhì)量、偏斜度和可滴定酸含量均降低。綜合以上3 個(gè)主成分表明，在蘋果果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)中，營養(yǎng)品質(zhì)起主要因素，功能品質(zhì)和外觀品質(zhì)次之。

表6 蘋果品質(zhì)主成分分析的特征向量與載荷值Table 6 Characteristic vectors and load values of principal component analysis of apple quality

2.4 不同產(chǎn)區(qū)蘋果品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià)

為了更清晰、直觀地表示各主成分與蘋果果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系，選取各主成分之間相關(guān)性較高的品質(zhì)指標(biāo)，得到標(biāo)準(zhǔn)化變量表達(dá)式：

上述各式中：Y1、Y2、Y3分別表示主成分1、主成分2、主成分3 的函數(shù)表達(dá)式；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11分 別 表 示 標(biāo) 準(zhǔn)化后的果形指數(shù)、單果質(zhì)量、偏斜度、去皮硬度、pH 值、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、固酸比、糖酸比和Vc 含量。

利用主成分1、主成分2、主成分3 方差貢獻(xiàn)率與Y1、Y2、Y3函數(shù)表達(dá)式構(gòu)建各產(chǎn)區(qū)蘋果果實(shí)品質(zhì)的預(yù)測(cè)模型Y=0.320Y1+0.281Y2+0.149Y3，Y是關(guān)于Y1、Y2、Y3的線性函數(shù)，Y值越高代表蘋果果實(shí)品質(zhì)越好。據(jù)此模型可計(jì)算寧夏不同產(chǎn)區(qū)‘紅嘎啦’、‘黃元帥’和‘富士’蘋果品質(zhì)的綜合評(píng)分，見表7。由表7 可知，吳忠產(chǎn)區(qū)‘富士’蘋果綜合得分最高，為1.44；青銅峽產(chǎn)區(qū)‘富士’次之，為0.79；銀川產(chǎn)區(qū)‘富士’位列第3；‘紅嘎啦’和‘黃元帥’蘋果在青銅峽產(chǎn)區(qū)表現(xiàn)最佳，其綜合排名為第5 和第6 名。

表7 寧夏不同產(chǎn)區(qū)蘋果品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 7 Comprehensive evaluation results of apple quality in different producing areas of Ningxia

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

果實(shí)品質(zhì)已成為影響水果市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的最主要原因，直接影響到水果的經(jīng)營價(jià)格。但是，由于影響其質(zhì)量的因子較多，而且各個(gè)因子間又具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和相對(duì)的獨(dú)立性，因此也給果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)估工作帶來了很大的困難[17]。有研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)同一品質(zhì)指標(biāo)在不同產(chǎn)區(qū)存在顯著差異，品質(zhì)指標(biāo)之間又存在著復(fù)雜的相關(guān)性，而造成其果實(shí)品質(zhì)差異的主導(dǎo)因素是生長環(huán)境的不同[18]。齊成等[19]認(rèn)為，蘋果幼苗移植后，其自身的遺傳因素、當(dāng)?shù)貧夂驐l件和果園管理措施等改變了幼苗性狀，導(dǎo)致蘋果果實(shí)品質(zhì)性狀的差異。

本研究對(duì)寧夏4 個(gè)產(chǎn)區(qū)蘋果品質(zhì)指標(biāo)顯著性分析表明，蘋果果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)在4.35%～35.55%之間，在11 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)中有8 個(gè)性狀變異系數(shù)均大于10%，變異系數(shù)越大說明種質(zhì)資源間性狀變異的范圍越大[20]。青銅峽產(chǎn)區(qū)‘紅嘎啦’蘋果可溶性糖含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)、銀川和青銅峽產(chǎn)區(qū)‘黃元帥’蘋果可溶性糖含量顯著高于吳忠和中衛(wèi)產(chǎn)區(qū)；銀川產(chǎn)區(qū)‘黃元帥’蘋果可滴定酸含量顯著高于吳忠產(chǎn)區(qū)，其他產(chǎn)區(qū)不同品種蘋果可滴定酸含量無明顯差異，這可能是因?yàn)楣庹諚l件和土壤養(yǎng)分的不同，有學(xué)者認(rèn)為，果實(shí)品質(zhì)可能是由成熟期的較高溫度引起的，水果中酸濃度和糖代謝的降低明顯受到溫度的很大影響[21-22]。張馳等[23]研究光照對(duì)葡萄品質(zhì)形成特性時(shí)認(rèn)為，果實(shí)在發(fā)育過程中品質(zhì)的形成與光照強(qiáng)度關(guān)系密切，光照強(qiáng)度較低時(shí)果實(shí)糖及一些重要的次生代謝物含量顯著降低，而酸含量升高，果實(shí)品質(zhì)降低。因此，適宜的光照強(qiáng)度是葡萄果實(shí)品質(zhì)形成和提高的關(guān)鍵環(huán)境因子。銀川產(chǎn)區(qū)‘黃元帥’蘋果Vc 含量顯著高于其他產(chǎn)區(qū)‘黃元帥’；其他產(chǎn)區(qū)間不同品種蘋果Vc 含量無明顯差異，據(jù)田間實(shí)踐可能是果園水肥處理不同所致。研究表明[24]，在不同水肥處理?xiàng)l件下‘木棗’果實(shí)中Vc含量、黃酮含量及出汁率均有所差異。

‘紅嘎啦’‘黃元帥’‘富士’蘋果在寧夏銀川周邊4 個(gè)產(chǎn)區(qū)的綜合品質(zhì)顯示，銀川產(chǎn)區(qū)最適宜栽培‘黃元帥’蘋果品種，青銅峽產(chǎn)區(qū)更適宜栽培‘黃元帥’和‘富士’蘋果，相比較其他三個(gè)產(chǎn)區(qū)，‘紅嘎啦’蘋果較適宜在青銅峽產(chǎn)區(qū)種植。這與張強(qiáng)所研究的，氣象因子對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響的正效應(yīng)權(quán)重遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于土壤養(yǎng)分所占的權(quán)重，表明選擇適宜的區(qū)域種植更加重要[25]。本研究中，通過方差分析和相關(guān)性分析表明，各指標(biāo)間既存在獨(dú)立性又存在相關(guān)性，說明產(chǎn)地因素在蘋果栽培中至關(guān)重要。

3.2 結(jié) 論

綜上所述，pH 值、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、固酸比和Vc 含量可以作為評(píng)價(jià)優(yōu)質(zhì)蘋果品種的重要指標(biāo)。寧夏引黃灌區(qū)4 個(gè)小產(chǎn)區(qū)中，富士蘋果品質(zhì)最好；銀川產(chǎn)區(qū)‘富士’品質(zhì)表現(xiàn)最好，青銅峽產(chǎn)區(qū)‘富士’品種表現(xiàn)最好，吳忠產(chǎn)區(qū)‘富士’表現(xiàn)最佳，中衛(wèi)的‘富士’表現(xiàn)最佳。所有產(chǎn)區(qū)中青銅峽的各種蘋果綜合表現(xiàn)最優(yōu)。建議寧夏灌區(qū)以青銅峽作為主要產(chǎn)區(qū)，發(fā)展以‘富士’為主的蘋果產(chǎn)業(yè)。本研究對(duì)寧夏引黃灌區(qū)4 個(gè)小產(chǎn)區(qū)3 種成熟期不同的果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，限于試驗(yàn)條件，只采集1 年的品質(zhì)數(shù)據(jù)，樣本量較少，并且品質(zhì)評(píng)價(jià)的指標(biāo)因子偏少，在以后的研究中將其作為重點(diǎn)改進(jìn)部分，豐富評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)量，以期為寧夏蘋果的栽培生產(chǎn)提供指導(dǎo)意義。