不同覆蓋集雨措施對(duì)旱地玉露香梨品質(zhì)的影響及綜合評(píng)價(jià)

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(duì)玉露香梨品質(zhì)的影響，探求幼齡玉露香梨樹(shù)最適宜的覆蓋集雨措施，為果園覆蓋栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)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(duì)照組無(wú)覆蓋（CK）進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：旱作條件下，各覆蓋集雨處理均比無(wú)覆蓋對(duì)照組更有利于玉露香梨的生長(zhǎng)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(guò)對(duì)各品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，綜合考慮得出，旱作條件下，本試驗(yàn)區(qū)3年生玉露香梨在秸稈覆蓋條件下品質(zhì)最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：覆蓋;玉露香梨;品質(zhì);主成分分析

文章編號(hào)：2096-8108（2020）06-0035-06??中圖分類(lèi)號(hào)：S661.2??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(píng)果和柑橘之后的第三大水果，其所含的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。中國(guó)是梨果生產(chǎn)大國(guó)，據(jù)有關(guān)資料顯示，2018年我國(guó)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(lái)，果農(nóng)及消費(fèi)者對(duì)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(zhì)梨果?！衤断憷媸巧轿魇∞r(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所自主選育的優(yōu)良品種，其對(duì)土壤環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，具有口感香甜、果肉細(xì)嫩、汁多酥脆及可食率高等優(yōu)點(diǎn)，榮獲2008年北京奧運(yùn)會(huì)指定供應(yīng)水果稱(chēng)號(hào)。目前，山西省多地已將 ‘玉露香梨作為主要的品種，展開(kāi)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(wèn)題成為了實(shí)現(xiàn)梨果高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)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(wèn)題，推行有機(jī)旱作節(jié)水栽培，實(shí)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(guó)內(nèi)外干旱地區(qū)果園中所采用的有機(jī)旱作栽培技術(shù)主要是對(duì)果園進(jìn)行覆蓋處理，其中應(yīng)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(guān)于該技術(shù)在果園的應(yīng)用方面，不少學(xué)者已經(jīng)開(kāi)展了大量研究，結(jié)果表明：對(duì)果園進(jìn)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(wèn)題，還能夠促進(jìn)果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育，提高果樹(shù)的產(chǎn)量，增加果實(shí)中的總糖含量，改善果實(shí)的果肉硬度、糖酸比以及果實(shí)形狀等品質(zhì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)提質(zhì)的目的[8-14]。

有關(guān)覆蓋技術(shù)在果園應(yīng)用方面，前人雖然已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究并取得了豐富成果，但研究主要集中于蘋(píng)果園，對(duì)于梨園進(jìn)行覆蓋栽培的研究比較少見(jiàn)，鮮見(jiàn)關(guān)于本文提出的覆蓋栽培技術(shù)“地布覆蓋+小溝集雨”的研究。此外，山西省作為有機(jī)旱作的典型示范區(qū)，且‘玉露香梨作為該地區(qū)重點(diǎn)推廣種植的優(yōu)質(zhì)水果，針對(duì)該地區(qū)土壤環(huán)境以及氣候的特殊性，進(jìn)行旱作條件下不同覆蓋集雨措施對(duì)玉露香梨品質(zhì)的影響研究也亟待開(kāi)展。因此，本文以3年生玉露香梨為試驗(yàn)對(duì)象，研究旱作條件下不同覆蓋集雨措施對(duì)玉露香梨品質(zhì)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(shù)提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所的旱作節(jié)水試驗(yàn)示范園進(jìn)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(yàn)區(qū)土壤主要為砂壤土，土壤體積質(zhì)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(yàn)對(duì)象為3年生‘玉露香梨樹(shù)，南北向種植，栽植密度為株行距1.5 m×4 m。

1.2?試驗(yàn)方法

為研究旱作條件下不同覆蓋集雨措施對(duì)玉露香梨品質(zhì)的影響，本試驗(yàn)共設(shè)置了4個(gè)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(duì)照組無(wú)覆蓋處理（CK）進(jìn)行對(duì)比，每個(gè)處理3組重復(fù)。各處理覆蓋寬度均為2 m，樹(shù)盤(pán)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(shè)有與樹(shù)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(gè)生育期內(nèi)不進(jìn)行灌水處理。各處理的基肥由農(nóng)家肥與有機(jī)物料混合制成（比例為11），于上年果實(shí)采收后按40 kg/株的標(biāo)準(zhǔn)施用。其中，地布覆蓋基肥施于集雨溝內(nèi)，并壓埋填土5 cm;秸稈覆蓋基肥施于秸稈底部的50 cm處;對(duì)照基肥于定植行兩側(cè)開(kāi)溝50 cm施入。追肥采用葉面噴施，全年共6次：生長(zhǎng)前期2次，以氮肥為主;后期3次，以磷鉀肥為主;果實(shí)采收后再追1次氮肥以達(dá)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(yàn)測(cè)定項(xiàng)目

果實(shí)采收后，從每顆樹(shù)的果實(shí)中各選取5顆長(zhǎng)勢(shì)基本一致的梨果用于品質(zhì)的測(cè)定，結(jié)果取平均值。測(cè)定項(xiàng)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(jìn)行稱(chēng)量、果形指數(shù)用游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)定、果肉硬度采用英國(guó)產(chǎn)TA-XTPLUS物性測(cè)試儀測(cè)定、可溶性固形物用日本產(chǎn)PAL-1糖度計(jì)測(cè)定、酸度用韓國(guó)產(chǎn)835N酸度計(jì)測(cè)定。

1.4?數(shù)據(jù)處理

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

2?結(jié)果與分析

2.1?不同覆蓋集雨措施對(duì)玉露香梨品質(zhì)的影響

2.1.1?不同覆蓋集雨措施對(duì)玉露香梨單果重的影響

單果重是商品果實(shí)的外觀(guān)品質(zhì)指標(biāo)之一，旱作條件下不同覆蓋處理玉露香梨平均單果重的對(duì)比情況如圖1所示。

從圖中可以看出，5個(gè)處理平均單果重大小表現(xiàn)為T(mén)1（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(shí)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(duì)照組無(wú)覆蓋處理（CK）明顯提高了果實(shí)的平均單果重，其中，全年地布覆蓋較無(wú)覆蓋平均單果重提高12.74%，秸稈覆蓋較無(wú)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(shí)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(shí)的平均單果重，其中全年地布覆蓋處理最有利于果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，提高果實(shí)的平均單果重。

2.1.2?不同覆蓋集雨措施對(duì)玉露香梨果形指數(shù)的影響

果形指數(shù)是指果實(shí)縱徑與橫徑的比值，是一些商品果實(shí)外觀(guān)品質(zhì)的重要指標(biāo)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(duì)比情況。從圖中可以看出，5個(gè)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(shuō)明覆蓋集雨措施對(duì)果形指數(shù)指標(biāo)的影響較小。

具體對(duì)比5個(gè)處理，果形指數(shù)值具體的大小關(guān)系表現(xiàn)為T(mén)4（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(shí)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(duì)照組無(wú)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(wú)覆蓋提高了1.18%，秸稈覆蓋處理的果形指數(shù)比無(wú)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(duì)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(duì)于玉露香梨的果實(shí)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(shí)形狀最佳。

2.1.3?不同覆蓋集雨措施對(duì)玉露香梨果肉硬度的影響

果肉硬度是指果實(shí)的抗壓能力，是用來(lái)評(píng)價(jià)果實(shí)口感和存放性能的重要品質(zhì)指標(biāo)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(duì)比情況。從圖中可以看出，5個(gè)處理的果肉硬度值大小關(guān)系表現(xiàn)為T(mén)1（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(shí)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(duì)照組無(wú)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(wú)覆蓋提高了8.10%，秸稈覆蓋果肉硬度值比無(wú)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(jìn)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，提高果實(shí)的果肉硬度，改善玉露香梨的品質(zhì)，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(duì)玉露香梨可溶性固形物含量的影響

果實(shí)的可溶性固形物含量主要是指果實(shí)中的總糖含量，可溶性固形物含量越高，果實(shí)的甜度越大，因此可溶性固形物含量是用來(lái)評(píng)價(jià)果實(shí)口感品質(zhì)的重要指標(biāo)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(duì)比情況。從圖中可以看出，5個(gè)處理的可溶性固形物含量的大小關(guān)系表現(xiàn)為T(mén)1（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(shí)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(duì)照組無(wú)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(wú)覆蓋可溶性固形物含量提高了10.03%，秸稈覆蓋比無(wú)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(jìn)果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育，提高果實(shí)的可溶性固形物含量，改善玉露香梨的品質(zhì)，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(duì)玉露香梨酸度的影響

果實(shí)的酸度是指果實(shí)中各類(lèi)酸性物質(zhì)的總和，酸度值越低，果實(shí)的糖酸比越高，果實(shí)的口感越好，因此果實(shí)酸度是重要的口感品質(zhì)指標(biāo)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(duì)比情況。從圖中可以看出，5個(gè)處理的酸度值大小關(guān)系表現(xiàn)為T(mén)4（0.36%）

2.2?綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)前文的分析可知，各品質(zhì)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的最佳覆蓋措施不同，因此需對(duì)幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而確定旱作條件下最適宜本試驗(yàn)區(qū)玉露香梨的覆蓋措施。主成分分析法即是一種應(yīng)用較廣的綜合評(píng)價(jià)方法，它是通過(guò)降維的思想，在保留了大部分原信息量的基礎(chǔ)上，將多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)簡(jiǎn)化為少數(shù)綜合指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)方法，能夠更簡(jiǎn)潔、直觀(guān)的說(shuō)明實(shí)際問(wèn)題[17-18]。根據(jù)本試驗(yàn)條件，建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括：?jiǎn)喂兀╔1）、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(gè)指標(biāo)。

利用SPSS22.0軟件對(duì)5個(gè)處理標(biāo)準(zhǔn)化以后的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果見(jiàn)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(xiàn)率達(dá)到84.733%，包含了大部分的原始指標(biāo)信息，信息損失量?jī)H為15.267%，因此可用這兩個(gè)主成分綜合概括整個(gè)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)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(gè)品質(zhì)指標(biāo)，可表征為口感品質(zhì)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(fù)向分布;第二主成分F2反映了玉露香梨單果重品質(zhì)指標(biāo)，可表征為外觀(guān)品質(zhì)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(duì)應(yīng)指標(biāo)的因子載荷值除以表1中對(duì)應(yīng)特征值的平方根，計(jì)算得到各主成分得分模型表達(dá)式如式（1）和式（2）所示。然后以?xún)蓚€(gè)主成分各自的方差貢獻(xiàn)率（F1：0.603;F1：0.245）作為權(quán)重，可計(jì)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(gè)處理各主成分的得分進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)各主成分得分結(jié)果進(jìn)行排名，所得結(jié)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(shuō)明秸稈覆蓋處理（T4）的玉露香梨口感品質(zhì)最佳。第二主成分F2得分排名為：T1>T4>T2>T3>CK，說(shuō)明全年地布覆蓋處理（T1）的玉露香梨外觀(guān)品質(zhì)最佳。綜合主成分F得分排名為：T4>T1>T2>T3>CK。因此說(shuō)明，旱作覆蓋集雨條件下，綜合考慮玉露香梨的外觀(guān)以及口感品質(zhì)，最適宜于本試驗(yàn)區(qū)3年生玉露香梨的覆蓋措施為秸稈覆蓋。

3?結(jié)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(duì)玉露香梨各品質(zhì)指標(biāo)的影響，并對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：旱作條件下，各覆蓋集雨處理均比無(wú)覆蓋對(duì)照組更有利于玉露香梨的生長(zhǎng)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(guò)對(duì)各品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，共提取了2個(gè)主成分，綜合考慮得出，旱作集雨條件下，最適宜于本試驗(yàn)區(qū)3年生玉露香梨的覆蓋措施為秸稈覆蓋。

本試驗(yàn)中供試的玉露香梨樹(shù)均為3年生，處于初果期，其果實(shí)品質(zhì)較已進(jìn)入豐產(chǎn)期的成齡樹(shù)有不小的差距，主要表現(xiàn)在酸度較高。這是否與不同樹(shù)齡的玉露香梨樹(shù)生理代謝差異有關(guān)，還需進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行研究和驗(yàn)證。另一方面，實(shí)際生產(chǎn)中，在晉中、晉西北廣大地區(qū)，利用秸稈覆蓋時(shí)秸稈來(lái)源不足是一個(gè)較大的問(wèn)題，即使?jié)M足全園覆蓋的要求，由此帶來(lái)的果園失火隱患急劇增加。因此，使用易購(gòu)買(mǎi)到的地布進(jìn)行覆蓋更為可行，在此基礎(chǔ)上結(jié)合兩側(cè)小溝集雨、施肥，應(yīng)是未來(lái)梨樹(shù)省力化生產(chǎn)的趨勢(shì)。

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