宁玉草莓的丰产性研究

蔡伟建，赵密珍，王壮伟，于红梅

（江苏省农业科学院园艺研究所，南京 210014）

宁玉草莓的丰产性研究

蔡伟建，赵密珍，王壮伟，于红梅

（江苏省农业科学院园艺研究所，南京 210014）

以草莓新品种宁玉为试验材料，利用多项式模型拟合其产量变化规律。结果表明，宁玉在138 d采果期内，产量达到27 336.0 kg·hm-2，呈双“S”型增长；利用六次多项式拟合其产量变化，拟合精度达到0.998，效果显著；单位时间产量呈典型的双峰型，平均日产量为198.0 kg·hm-2，最高日产量为295.5 kg·hm-2；果实收获呈现出明显的两个批次，其中第一批果实产量比例高。

宁玉草莓；多项式模型；产量分析

草莓（Fragaria×ananassaDuch.）是蔷薇科草莓属多年生常绿草本植物，具有很高的营养和食疗价值[1]。我国草莓产业自20世纪80年代开始加速发展，至2003年中国草莓种植面积和产量已跃居世界第一。据中国园艺学会草莓分会统计，2010年全国草莓总面积超过11万hm2，产量超过200万t[2]。但是，截至2010年，我国草莓设施栽培品种依然是以丰香、甜查理和红颜为主的国外引进品种，国内自育品种所占比例极低[3]，对我国草莓育种研究提出严峻挑战。

宁玉是江苏省农业科学院园艺研究所2006年育成的草莓新品种，属早熟品种，2010年通过江苏省鉴定，适宜全国草莓促成栽培区域种植[4]。本文采用连续调查方法，分析宁玉草莓整个果实采收期的产量变化和日变化规律，揭示其产量分布及丰产特性，并为该品种的推广和生产管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在江苏省农业科学院溧水植物基地温室大棚，面积200 m2。2011年9月1日至2012年4月30日期间，日平均气温10.2℃，最高气温35.0℃，最低气温-7.3℃，总降水量413.4 mm，平均相对湿度77.6%[5]。土壤为黄棕壤，pH 6.92，有机质含量46.3 g·kg-1，速效氮、磷、钾含量分别为234.1、642.5、532.4 mg·kg-1。

1.2 试验材料

供试草莓品种为江苏省农业科学院育成的“宁玉”和日本引进品种“红颜”。2011年4～9月在江苏省农业科学院溧水植物基地露地繁殖两品种生产苗，选择新茎粗1.0 cm以上的优质壮苗定植于塑料大棚。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

试验对象为宁玉草莓，以红颜草莓为对照，每品种定植60株，重复3次，重复间采用交替排列，以减少土壤差异可能导致的试验误差。2011年9月13日起垄定植，垄（含沟）距1 m，垄高40 cm，垄面宽30 cm，每垄种植2行，株行距20 cm× 20 cm；10月30日覆棚，试验期间维持日平均气温15℃以上，最低气温5℃以上。田间正常管理。

1.3.2 观测方法

定植后定期调查植株的生长状态，进入果实始熟期后[6]，每隔4～13 d采收果实1次，每次将成熟果全部采收，立即称量并换算成单位面积（hm2）鲜果重（Wf）。由于2012年4月下旬试验地区温度骤升，草莓产量和品质显著下降，基本不具销售价值，故至4月20日调查截止。现规定果实始熟期时为第0天（0 d），此后每次采果日期减去始熟期日期，称为第χ天（χ d），从而可以分析果实产量的时间动态，也为建立数字化模型进行分析提供可能。

1.3.3 建立分析模型

采用SPSS18.0统计模块[7]和Excel2007进行数据处理和分析、制图。

由Weierstrass定理[8]可知，对于一些比较复杂或规律不明显的试验数据，可采用具有通用性的多项式逼近拟合。若将本试验中草莓至第χ天时累积产量y作为因变量，则可以建立多项式如下：

（1）式中，a0……an为多项式待定系数，通过最小二乘法获得；n为多项式阶数，根据曲线趋势合理性和拟合精度确定。对（1）式求一阶导数，则可得到单位时间产量y'（χ），两者关系表达式为：

对（1）式求二阶导数，得：

令y''（χ）=0，则可以得到单位时间产量y'（χ）的变化拐点，获得拐点处的采果时间χ，并根据拐点划分草莓果实产量变化的不同阶段。

2 结果与分析

2.1 宁玉草莓不同日期果实采收量

本次试验的宁玉和红颜为同时间定植，但是果实始熟期和产量情况却存在显著差异（见表1）。

表1 不同日期宁玉与红颜草莓果实采收量Table 1 Fruit weight of strawberry Ningyu and Benihoppe on different picking date

宁玉定植81 d后即2011年12月3日果实开始成熟，而红颜定植107 d后即2011年12月29日开始成熟，比宁玉晚26 d成熟。宁玉和红颜的果实采收期分别为138和112 d。整个收获期宁玉果实产量比红颜高29.9%。

2.2 宁玉草莓产量分析模型建立

以采收天数x为横坐标、x d时累积产量y为纵坐标作散点图，可以得到累积产量随采收时间的变化趋势（见图1）。

由图1可以看出，两个草莓品种的累积产量总体上都表现出双“S”型曲线增长，即按照“慢-快-慢-快-慢”的趋势变化。

利用SPSS软件的Nonlinear回归方法，选定初始值后进行迭代分析，当（1）式多项式系数n=6时，曲线趋势合理且拟合精度高，因而采用之，则可求出（1）式中的未知参数a0……a6，从而可以建立累积产量随时间的增长模型如表2所示，两个草莓品种的累积产量增长模型拟合精度都达到0.998以上，说明利用多项式回归拟合本试验两个草莓品种的产量变化可行。同时，可拟合出采收期间任意采收时间的累积产量，如图1中曲线段所示。

图1 宁玉与红颜草莓累积产量与采收时间关系Fig.1 Relationship of cumulative yield and fruit picking time of Ningyu and Benihoppe strawberry

表2 宁玉和红颜果实产量的多项式模型拟合精度Table 2 Polynomial model of Ningyu and Benihoppe strawberry yield

2.3 宁玉草莓产量变化规律

利用试验方法中（2）式可以得到宁玉和红颜单位时间产量随采果时间的变化曲线，如图2所示。两个草莓品种的日产量变化为明显的双峰曲线，符合上文“慢-快-慢-快-慢”的变化节律。宁玉平均日产量198.0 kg·hm-2，其最高峰值出现在采果期前期，达到295.5 kg·hm-2；最高峰至次高峰（258.0 kg·hm-2）期间，日产量最大变幅为31.5%。红颜平均日产量为187.5 kg·hm-2，最高峰出现在采果期后期，为367.5 kg·hm-2；次高峰（231.0 kg·hm-2）至最高峰期间，日产量最大变幅为78.0%。说明相比于红颜，宁玉果实不仅具有较高的平均日产量，而且进入盛果期后日产量波动较小，即能始终保持较高的日产量，不会出现明显的断果现象。

从图2也可看出，两个草莓品种果实产量生长都可以划分为两个阶段，即从果实始熟开始，日产量由低-高-低为第一批果，日产量再次由低-高-低为第二批果。利用试验方法中（3）式可以计算出第一和第二批果过渡的拐点，并能得到两批果的峰值点及持续时间，同时利用（1）式可计算出两批次果的产量，如表3所示。宁玉第一、第二批果持续时间和产量占整个采收期比例分别为44.2%和48.7%、55.8%和51.3%，故第一批果持续时间短、总产量较低，但平均日产量高，第二批果则反之；红颜分别为53.6%和49.2%、46.4%和 50.8%，第一批果持续时间长、总产量相对较低，故平均日产量也低，第二批果则反之。宁玉和红颜第一批果持续时间几乎相同，但宁玉产量比红颜高28.7%；第二批果宁玉持续时间明显长于红颜，产量也高31.1%。因此，草莓种植者应根据宁玉和红颜的产量变化特性，采取有针对性的生产措施。

图2 宁玉和红颜草莓单位时间产量变化曲线Fig.2 Change of yield per unit time of Ningyu and Benihoppe strawberry

表3 宁玉和红颜草莓产量阶段划分Table 3 Yield stages of Ningyu and Benihoppe strawberry

3 讨论与结论

3.1 草莓产量分析及拟合模型

保护地栽培的草莓收获期可以从12月延续到翌年5月[9]。对草莓产量变化规律的研究，以往多集中于单果变化或是单株变化，而对草莓群体的产量变化规律研究涉及甚少[10-15]。本文利用多项式模型拟合草莓产量的变化，效果显著，拟合精度都在0.998以上，可为草莓研究，尤其是产量变化研究提供新思路和方法。另外，利用模型推导的函数曲线（图2）可更直观地了解植物生长过程，对于揭示规律性变化具有重要意义。

3.2 宁玉草莓产量及变化规律

本试验，宁玉产量达到27 336.0 kg·hm-2，显著高于红颜，也高于广泛种植的丰香，甚至其母本幸香和父本章姬[16]。采收期内，宁玉累积产量变化呈“慢-快-慢-快-慢”趋势，表现为双“S”型增长，与苹果果实生长数学模型相似[17]，体现在日产量变化为典型的双峰曲线，与红颜不同的是，宁玉产量在盛果期始终能维持较高的日产量，变幅小，能避免产量大起大落、甚至断果现象。另外，利用产量模型可以较易将产量划分为2个批次，与红颜不同的是，宁玉第一批次果产量比例高，意味前期可以获得更多经济收益。可见，宁玉具有较高的推广价值。

3.3 宁玉草莓产量分析的意义

宁玉产量及其变化规律的理论研究也具有极大的实践意义。宁玉果实始熟于12月初，属于早熟品种，要求生产措施应该提前；采果期长，超过138 d，必须确保土壤肥力能够持久，定植前整地基肥用量要高，可以添加一定比例缓释肥；宁玉果实始熟期后28 d进入日产量高峰，应提前做好水肥及环境调控，如增施速效磷钾肥等措施，确保高日产量维持长久、果实品质优良。同理，在第一批果结束前，应做好相应水肥调控，确保第二批果高产优质，从而提高整个生产期果实产量。

4 结论

a.从群体角度研究草莓的产量变化，不仅能克服个体研究时的取样不全问题，还更贴近于生产实际。同时结合数学模型推演规律，能更准确、更直观地了解草莓产量变化过程，推动草莓产业发展。

b.宁玉草莓具有优良的特性和较高的推广价值，不仅表现在总产量高、前期产量比例大、无断果、效益高等方面，而且果实品质优良，消费者认可度高。

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Study on high yield of Ningyu strawberry

CAI Weijian,ZHAO Mizhen,WANG Zhuangwei,YU Hongmei
(Institute of Horticulture,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China)

Ningyu,a new strawberry cultivar,was used as the experimental material to analyse its yield variation fitted by polynomial model.The results showed that the yield increase followed double 'S'-shaped curve and the total yield reached 27 336.0 kg·hm-2during 138 d of fruit picking season of Ningyu.It was significant to use six polynomial fitting yield of Ningyu,which got fitting precision of 0.998. Yield per unit time of Ningyu showed a typical bimodal curve.Ningyu strawberry had the average daily yield of 198.0 kg·hm-2and the maximum daily yield of 295.5 kg·hm-2.There were two obvious batches of fruit ripening during fruit picking season of Ningyu,and the first batch had a higher ratio of yield.

Ningyu strawberry;polynomial model;yield analysis

S663.9

A

1005-9369（2014）01-0113-05

2012-07-12

江苏省农业科技自主创新基金项目（CX（12）3012）；科技部农业科技成果转化资金项目（2012GB2C100159）

蔡伟建（1984-），男，助理研究员，博士，研究方向为草莓生理及栽培技术。E-mail:w.j.cai@hotmail.com

时间2014-1-10 6:24:29[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140110.0624.003.html

蔡伟建,赵密珍,王壮伟,等.宁玉草莓的丰产性研究[J].东北农业大学学报,2014,45(1):113-117.

Cai Weijian,Zhao Mizhen,Wang Zhuangwei,et al.Study on high yield of Ningyu strawberry[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(1):10-14.(in Chinese with English abstract)