环塔里木盆地骏枣质地品质及其与气象因子的关系

禄彩丽，何秉宇，马 珊，张 梅，魏喜喜，宋 健，刘伟锋，李建贵

(1新疆大学 资源与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830046；2 新疆农业大学 a 林业研究所，b 新疆红枣工程技术研究中心，新疆 乌鲁木齐 830052；3 新疆维吾尔自治区科技项目服务中心，新疆 乌鲁木齐 830001)

骏枣(Ziziphusjujubacv. Junzao)主要分为山西骏枣和新疆骏枣。骏枣树势强健，生长快，结果早，抗旱、抗寒、抗盐碱、抗病虫力均强，适于平川、旱地、边山丘陵、河滩山地栽培[1]。新疆是世界水果优生区，也适合枣类等果树的生长。新疆因其优越的地理位置和得天独厚的自然环境条件，也成就了质地品质优良的骏枣，相对于国内其他区域的同类产品，新疆骏枣果形大、皮薄、肉厚、致密、松脆、味甜、汁液多[2]，被誉为“中华第一枣”[3]。现今环塔里木盆地已逐渐成为我国重要的骏枣生产基地。但由于塔里木盆地地域辽阔，不同种植区气候和生态环境差异较大，导致骏枣质地品质在不同区域的表现存在差异。

国内外研究表明，果实品质是决定果品市场竞争力的主要因素，它主要包括感官品质、营养品质、质地品质等[4]。其中质地品质是评价枣果六大品质中非常重要的一类品质，通常被用作果蔬分级、加工、运输和包装的依据，也直接决定枣果的市场价值[5]。目前对枣果质地品质的评价主要运用酥脆、致密、坚硬等经验性的感官定性表述，但这些指标较难量化且受个体主观因素影响较大。影响枣果生长发育及枣果质地品质的因素很多，主要包括栽培管理措施、土壤环境、气象因子[6]、枣果动态发育[7]及基因型[8-9]等。气象因子在果实质地品质形成中起着关键作用，它是果树生态区划、种植基地选择及栽培措施制定的重要依据[9]。目前，针对骏枣的研究主要集中于品质与评价[10-12]、病虫害防治[13]、施肥[14-15]、制干[16-17]及品质[18-21]等方面。在气象条件与果实品质关系的研究方面，张任等[3]证明气象因子对骏枣品质关键指标有较大影响。但目前关于不同生态区骏枣质地品质差异和评价及气象条件对骏枣质地品质影响的研究鲜有报道。

本研究采用质地剖面分析(texture profile analysis，TPA)，以枣果的硬度、咀嚼度、黏度、内聚性、黏附性、弹性和回复性共7项参数作为质地品质的量化指标，通过测定新疆环塔里木盆地不同生态区骏枣果实的质地品质特征，以及2000-2015年试验区的温度、日照量、降雨量、相对湿度和风速等13项气象数据，比较骏枣质地品质特征及其与气象因子的关联，综合分析二者的关系，明确影响骏枣质地品质的关键气象因子，旨在揭示新疆环塔里木盆地不同生态区骏枣质地品质的差异，为骏枣种植生态区划、种植基地选择提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

选取环塔里木盆地周边4个骏枣种植点，即阿克苏地区(沙雅县)、喀什地区(疏勒县)、和田地区(策勒县)及巴音郭楞蒙古自治州(博湖县)，作为研究试验点。其中，沙雅县位于塔里木盆地西北偏西，地理坐标为东经81°45′-84°47′，北纬39°31′-41°25′，属暖温带干旱型气候。疏勒县位于塔里木盆地西南偏西，地理坐标为东经75°47′-76°47′，北纬38°50′-39°28′，属暖温带大陆性干旱气候带。策勒县位于塔里木盆地南部，地理坐标为东经80°03′-82°10′，北纬35°18′-39°30′，属典型的干旱荒漠性气候。博湖县位于塔里木盆地北部，地处东经86°19′-87°26′，北纬41°33′-42°14′，属中温带和暖温带大陆性气候。

1.2 试验地生态分区

依据4个研究靶区的气象差异，以其平均风速、平均温度、降水量、蒸发量、蒸发量/降水量5项数据进行聚类分析，结果将其分为4个生态区。其中，沙雅县为干旱中温微风区(Ⅰ区)，主要气象特征为降水量、蒸发量较小，风速较小，气温值在4个生态区中处于中等水平；疏勒县为偏干旱高温大风区(Ⅱ区)，相较其他3个生态区，其气象特征为降水量偏多，蒸发量中等，气温高，风速大；策勒县为极干旱高温微风区(Ⅲ区)，与其他3个生态区相比，该区降水量少，蒸发量大，气温高，风速中等；博湖县为偏干旱中温疾风区(Ⅳ区)，区内气象特征为风速极大，降水量、蒸发量和气温中等。

1.3 试验材料

试验所用骏枣采自新疆环塔里木盆地4个不同生态区，在骏枣密植产区各选取2个立地条件基本相同的枣园，每个枣园选择生长状况(树龄、树高、树冠、胸径等)相似的5株枣树。试验地立地条件和管理水平一致[22]，试验树均为健康生长的成龄结果树。于2018-2019年完熟期选取果形端正、大小和成熟度一致、无病虫害、无伤痕和坏点的果实进行采样，每株枣树按5个方位(东西南北中)随机采10个果，每个生态区共计100个枣果，带回实验室后进行果实质地品质测定。

仪器及工具：TA-XT plus 质地分析仪(Stable Micro Systems Ltd.，UK)；蔬果剪、塑封袋、标签纸、记号笔。

1.4 试验方法

1.4.1 质地剖面分析(TPA) 从每个平行样品的10个枣果中，选择大小均匀且完好的3个枣果样品，用切片刀对其做前期处理，然后采用质地分析仪对处理后的样品进行TPA测定。具体参照禄彩丽等[7]的枣果处理方法，以及赵爱玲等[23]、马庆华等[24-25]的TPA试验方法，测定枣果硬度、黏附性、弹性、内聚性、咀嚼度、胶着度和回复性等7项质地品质指标。

1.4.2 气象数据获取 气象数据来源于《阿克苏地区统计年鉴(2000-2015)》《和田地区统计年鉴(2000-2015)》《喀什地区统计年鉴(2000-2015)》《巴音郭楞蒙古自治州统计年鉴(2000-2015)》，以及中国气象科学数据共享服务网( http://data.cma.gov.cn) 上提供的逐日气象资料。

对 2000-2015 年多年的平均气压、最高气温、最低气温、平均气温、最大气温日较差、平均气温日较差、平均相对湿度、降水量、蒸发量、最大风速、平均风速、日照时数和海拔共计 13 项气象数据进行整理、归纳、统计、对比。

1.5 数据处理

采用Origin Pro 9.1和Excel 2010软件进行4个生态区气象和枣果质地品质指标数据的统计分析，在SPSS 19.0 软件中完成相关性分析、主成分分析和回归分析，运用1st Opt v15.0软件求最优解。

2 结果与分析

2.1 环塔里木盆地4个骏枣生态区气象因子差异

收集新疆环塔里木盆地4个骏枣生态区2000-2015年的主要气象资料并汇总平均，得到环塔里木盆地4个骏枣生态区的主要气象数据(表1)。

由表1可知，4个骏枣生态区的平均气压、平均相对湿度、海拔均存在显著差异。各生态区相比，平均气压为Ⅳ区>Ⅰ区>Ⅱ区>Ⅲ区；海拔则为Ⅲ区>Ⅱ区>Ⅰ区>Ⅳ区，与平均气压的变化趋势相反；平均相对湿度为Ⅰ区>Ⅱ区>Ⅳ区>Ⅲ区。Ⅱ区的最高气温极显著低于Ⅰ区和Ⅳ区，且为4个生态区中最低。Ⅰ区和Ⅳ区最低气温显著低于其他区，Ⅲ区居中，与其他区均无显著差异。最大气温日较差以Ⅲ区最高，Ⅱ区次之。平均气温日较差表现为Ⅰ区极显著高于其他3个生态区，而其他3个生态区间无显著差异。最大风速以Ⅰ区最低，显著低于其他3个生态区，而其他3个生态区间无显著差异。降水量以Ⅱ区最高，Ⅲ区最低，均与Ⅰ区和Ⅳ区有显著性差异，但Ⅰ区与Ⅳ区差异不显著。Ⅲ区、Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅳ区的蒸发量呈递减趋势，且Ⅲ区与其他各区差异显著。平均风速为Ⅳ区>Ⅱ区>Ⅲ区>Ⅰ区，其中Ⅰ区与Ⅲ区无显著差异。日照时数Ⅰ区与Ⅱ区差异不显著；Ⅲ区与Ⅳ区差异不显著，但均显著低于Ⅰ区与Ⅱ区。

2.2 环塔里木盆地4个生态区骏枣质地特征及评价

2.2.1 果实质地品质的量化 表2为采用 TPA 分析法获得的4个生态区骏枣枣果样品质地品质结果。由表2可知，环塔里木盆地4个生态区骏枣果肉质地品质存在一定差异。枣果硬度以Ⅱ区最高，达 9.77 N，极显著高于其他3个生态区；黏附性以Ⅰ区最低，显著低于其他 3个生态区；弹性则以Ⅳ区最高，显著高于其他 3个生态区，达到3.80；内聚性、胶着度、咀嚼度、回复性则表现为Ⅱ区和Ⅳ区显著高于Ⅰ区和Ⅲ区(P<0.05)，其中回复性以Ⅳ区最高，极显著高于Ⅲ区。

2.2.2 果实质地品质的主成分分析 由表3可知，4个骏枣生态区的前2项主成分的特征值均大于1，且累积贡献率分别是85.698%，87.600%，83.209%和87.327%，均大于80%，这表明前2个主成分可以代表原质地品质指标的绝大多数信息，故可将枣果的7个质地指标综合为2个主成分。

表3 环塔里木盆地4个生态区骏枣果实质地品质的主成分分析Table 3 PCA of Junzao texture and quality in four ecological regions in the Tarim Basin

表4反映了2个主成分中各个变量的重要程度。由表4可知，4个骏枣生态区的第1主成分与硬度、弹性、内聚性、胶着度、咀嚼度有较大正相关，第2主成分与黏附性、回复性有较大正相关。

表4 环塔里木盆地4个生态区骏枣果实质地品质的主成分载荷矩阵Table 4 Component matrix of PCA of Junzao quality in four ecological regions the Tarim Basin

综上所述，经主成分分析，可将骏枣的7个质地指标简化为2个主成分，筛选出的2个主成分包含了枣果的主要质地品质指标，达到了保留重要信息、剔除重叠区域且降维的效果[7]。

2.2.3 果实质地评价 将各主成分对应的方差贡献率作为权重，线性加权各主成分得分，构建枣果质地品质得分评定的综合模型，Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区分别为:H1=0.573 55F1+0.283 43F2，H2=0.607 84F1+0.268 16F2，H3=0.550 02F1+0.282 07F2，H4=0.606 31F1+0.266 96F2。其中，H为生态区骏枣质地品质得分，F1、F2分别代表第1和第2主成分。最终得出4个生态区骏枣果实质地得分排序为，Ⅳ区(1.761)>Ⅱ区(1.339)>Ⅰ区(-1.489)>Ⅲ区(-1.611)。

2.3 环塔里木盆地骏枣质地品质与主要气象因子的关系

2.3.1 气象因子与骏枣质地品质的相关性分析 对环塔里木盆地骏枣质地品质与气象因子的相关性分析结果(表5)表明，枣果硬度与降水量呈极显著正相关，与蒸发量呈极显著负相关；黏附性与最高气温呈极显著负相关，与最低气温和平均风速呈极显著正相关；枣果弹性与降水量呈极显著正相关，但与蒸发量呈极显著负相关；内聚性与最低气温、降水量和平均风速呈极显著正相关，但与最高气温呈极显著负相关；胶着度和咀嚼度均与蒸发量呈显著负相关，与降水量呈极显著正相关，与平均风速呈显著或极显著正相关；回复性与蒸发量呈极显著负相关，而与降水量呈极显著正相关，与年日照时数呈显著正相关。

表5 环塔里木盆地4个生态区骏枣果实质地品质与气象因子的相关性分析Table 5 Correlation analysis between meteorological factors and texture of Junzao in four ecological regions in the Tarim Basin

由此可知，主要有6项气象因子对骏枣质地品质有显著影响，分别为最高气温、最低气温、降水量、蒸发量、平均风速和日照时数，其中降水量和蒸发量是最主要的影响因子。

2.3.2 影响骏枣质地品质的主要气象因子综合分析 为探讨气象因子对骏枣质地品质的影响机制，更全面地分析气象因子对骏枣质地品质的影响，将相关性分析达显著水平的气象因子与骏枣质地品质指标进行多元非线性回归分析，得到影响环塔里木盆地不同生态区骏枣质地品质的主要气象因子及非线性回归方程(表6)。

由表6可知，在环塔里木盆地不同骏枣生态区，降水量单独作用对骏枣果实硬度有显著正效应，而蒸发量单独作用对骏枣果实硬度有极显著负效应；黏附性主要受最高气温、最低气温及平均风速的影响，最低气温及平均风速分别单独作用对其有极显著正效应，而最高气温单独作用和两两因子交互作用对其均有显著负效应；降水量对骏枣果实弹性有极显著正效应，蒸发量对其有极显著负效应，而两者交互作用对其有显著负效应；内聚性主要受最高气温、最低气温、降水量及平均风速的影响，其中最高气温单独作用对其有极显著负效应，其他3项因子分别单独作用对其有显著正效应，而最高气温与降水量交互作用对其有显著负效应；胶着度和咀嚼度的主要影响因子及效应一致，即降水量单独作用对其有极显著正效应，而蒸发量、平均风速单独作用及降水量、蒸发量分别与平均风速交互作用对其均有显著负效应；降水量单独作用对回复性有极显著正效应，蒸发量及其与日照时数交互作用对回复性有显著负效应。综上可知，骏枣质地品质不同指标的影响因子和机制均不同，所以考量气象因子对骏枣枣果质地品质的影响时，不能片面地分析某一因子的影响。

表6 环塔里木盆地4个生态区骏枣质地品质与主要影响气象因子的回归方程Table 6 Regression equations of texture and quality of Junzao in four ecological regions in the Tarim Basin

2.3.3 骏枣质地品质指标与主要气象因子的优化值 根据逐步回归方程，可得影响环塔里木盆地骏枣果实质地品质指标的关键气象因子的最适值和指标优化值(表7)。由表7可知，当最高气温为38.48 ℃、最低气温为-17.59 ℃、年降水量为82.20 mm、年蒸发量为1 511.30 mm、平均风速为1.29 m/s、年日照时数为 2 952.22 h 时，新疆骏枣果实质地品质表现最佳，指标优化值分别为：硬度7.73 N、黏附性-2.49、弹性3.54、内聚性0.85、胶着度6.54 N、咀嚼度6.19 N、回复性0.79。

表7 环塔里木盆地4个生态区骏枣质地品质指标与主要气象因子的优化值Table 7 Texture quality index and optimized values of main meteorological factors of Junzao in four ecological regions in the Tarim Basin

3 讨 论

新疆环塔里木盆地不同生态区气象条件差异较大[26]，枣果实品质受各产地生态因子影响较大，不同的气象因子对枣果实品质影响有异。周莉蓉等[27]研究表明，塔里木盆地中部为枣生长的气候适宜区，该区具有生产优质红枣的潜力，是规划优质果品基地的首选区域。本研究认为，环塔里木盆地4个不同生态区骏枣质地品质差异显著，其中，偏干旱中温疾风区综合表现最好，该区为研究靶区中的博湖县，位于环塔里木盆地北部。这与周丽等[28]对新疆红枣优生区的研究结果一致，即优生区包括喀什地区的疏勒县、巴州地区库尔勒西南部等，上述区域适宜骏枣、壶瓶枣等早、中熟品种栽培；但与周莉蓉等[27]的研究结论有一定差异，可能是本研究选取考察的枣果品质与之不同，不同枣果品质对气象条件的实际需求有别。

李新岗等[29]研究指出，温度、灌溉供水、大风是限制新疆枣产区枣果优质丰产的因子，并提出了我国制干枣优生区的划分标准。本研究认为，新疆环塔里木盆地生态区的最高气温、最低气温、降水量、蒸发量、平均风速和日照时数对骏枣质地品质的形成均有不同程度的影响，其中受降水量和蒸发量的影响较为显著。

本研究发现，种植区降水量、蒸发量对骏枣果实硬度有显著正效应，但硬度大，并非枣果质地品质就好，如在4个生态区中，果实硬度最大的是偏干旱高温大风区，但枣果质地品质综合表现最优的却是偏干旱中温疾风区。这也从另一层面说明，硬度适中的枣果质地品质更好。黏附性主要受最高气温、最低气温及平均风速的影响，其中最低气温及平均风速分别单独作用对其具有极显著正效应，而两两因子交互作用对其有显著负效应；降水量对骏枣果实弹性有极显著正效应，蒸发量有极显著负效应，而两者交互作用有显著负效应。可见不同质地品质指标的影响因子和影响机制均不同，所以考量气象因子对枣果质地品质的影响时，不能片面地分析单一因子的影响。

环塔里木盆地骏枣果实质地品质达最优时对应的气象因子最适值为：最高气温38.48 ℃、最低气温-17.59 ℃、年降水量82.20 mm、年蒸发量1 511.30 mm、平均风速1.29 m/s、年日照时数2 952.22 h。该条件下骏枣果实质地品质指标的优化值为：硬度7.73 N、黏附性-2.49、弹性3.54、内聚性0.85、胶着度6.54 N、咀嚼度6.19 N、回复性0.79。综上，在新疆环塔里木盆地发展骏枣种植产业，需根据不同生态区具体种植区域的自然气象条件以及骏枣果实质地品质(7项指标)的实际要求进行种植，以获取最佳质地品质的骏枣果实。