李芳紅，張曉煜，，陳仁偉，馮蕊，李紅英

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.中國(guó)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）

蘋果是寧夏的傳統(tǒng)種植產(chǎn)業(yè)，也是寧夏眾多特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一，截至2018年底，種植面積為3.73萬hm2左右，涉及9.3萬戶果農(nóng)和加工企業(yè)，年產(chǎn)值達(dá)10億元；主栽品種有富士系、元帥系品種，還有多個(gè)小眾品種，如嘎啦、喬納金、澳洲青蘋等［1，2］。雖然蘋果產(chǎn)業(yè)已逐漸成為農(nóng)民增收的“金蘋果”，但是仍然存在很多品質(zhì)問題［3］，如果品品質(zhì)欠佳、果品產(chǎn)后商品化處理滯后、市場(chǎng)評(píng)級(jí)不到位等。

嘎啦蘋果（Malus domestica Borkh.）引自新西蘭，是目前世界蘋果主栽品種之一。近年來，由嘎啦培育而成的品種成熟期從早熟、中熟到中晚熟，如皇家嘎啦、帝國(guó)嘎啦、麗嘎啦、紅嘎啦、太平洋嘎啦等品種，呈現(xiàn)品系化栽培［4］?！t嘎啦’蘋果是由嘎啦蘋果育成的早熟新品種，完熟時(shí)果面呈濃紅色，果肉黃色，肉質(zhì)松脆，酸甜適口，香氣濃郁，屬中小果型，品質(zhì)高；樹體豐產(chǎn)性、抗性強(qiáng)，7月底至8月中下旬成熟，此時(shí)正是蘋果斷檔季節(jié)，市場(chǎng)效益高，適合我國(guó)北方栽培［5］。

關(guān)于嘎啦蘋果的研究，趙德英等研究了不同中間砧嘎啦蘋果的樹體形態(tài)和不同根系養(yǎng)分分布特征，揭示了樹體矮化與根系礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)分布和積累之間的關(guān)系［6，7］；Marcon等評(píng)估了不同長(zhǎng)度的EM-9中間砧對(duì)嘎拉蘋果產(chǎn)量和果實(shí)特性的影響［8］，以達(dá)到優(yōu)化蘋果品種結(jié)構(gòu)、調(diào)整嘎啦蘋果產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的目的。另外還研究了植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)嘎啦蘋果采后貯藏生理、果實(shí)品質(zhì)的影響和作用［9］、果品顏色改善［10］以及樹體重茬問題的解決［11］，以期提高嘎啦蘋果品質(zhì)及其商品價(jià)值和潛力，如李猛等通過研究不同采收期對(duì)嘎啦蘋果采后果實(shí)品質(zhì)的影響，確定了嘎啦蘋果的最佳采收期［12］；冉軍艦等基于主成分分析與聚類分析對(duì)35個(gè)蘋果品種多酚進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，并將‘紅嘎啦’蘋果與其他34個(gè)品種的多酚進(jìn)行比較，以期為優(yōu)良品種篩選提供理論依據(jù)［13］；趙祎等通過對(duì)貯藏及貨架期果實(shí)各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定和分析，確定不同貯藏溫度對(duì)嘎啦蘋果采后品質(zhì)的影響程度及貨架期的長(zhǎng)短［14］。但目前有關(guān)同一采收期鮮食‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)分析評(píng)價(jià)方面的研究較少，尤其是對(duì)不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)的對(duì)比分析報(bào)道甚少。

本研究利用方差分析、相關(guān)性分析、主成分分析以及聚類分析綜合評(píng)價(jià)寧夏各產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)，初步明確寧夏各小產(chǎn)區(qū)‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)差異性，以期為寧夏地區(qū)紅富士蘋果營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)和調(diào)控提供支撐，給鮮果儲(chǔ)存企業(yè)和廣大消費(fèi)者提供采購(gòu)、銷售建議，為‘紅嘎啦’蘋果產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化布局提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)于2020年在中國(guó)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)室完成。參試嘎啦蘋果品種為‘紅嘎啦’，采自寧夏回族自治區(qū)12個(gè)采樣地的蘋果園。具體采樣地1—12號(hào)依次為吳忠市的青銅峽廣武、青銅峽甘城子、扁擔(dān)溝、吳忠林場(chǎng)、利通區(qū)中苗果業(yè)，中衛(wèi)市的中寧大戰(zhàn)場(chǎng)、中寧鳴沙、沙坡頭區(qū)，銀川市的靈武農(nóng)場(chǎng)、興慶區(qū)，固原市的彭陽縣、原州區(qū)。選擇成熟度一致、樹齡相當(dāng)（均為8～10年）、株行距相同（3 m×4 m）、管理水平較一致、套袋、無病蟲害的果園進(jìn)行采樣。采用隨機(jī)取樣法于果實(shí)成熟期（2019年8月20日前后）取樣，在蘋果園中選取非邊行的東、西、南、北、中5個(gè)方位果樹隨機(jī)采15個(gè)果，保存于取樣箱中帶回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 生物學(xué)及外觀品質(zhì)測(cè)定 果形指數(shù)（A1）以果實(shí)縱徑和橫徑比值表示，果實(shí)縱、橫徑使用精度為0.02 mm的游標(biāo)卡尺（16FN，廣州）測(cè)量；一般果形指數(shù)在0.60～0.80為扁圓形，0.80～0.90為圓形或近圓形，0.90～1.00為橢圓形或圓錐形，1.0以上為長(zhǎng)圓形［15］。單果重（A2）用電子天平（E5500X，Sartorius）測(cè)定，單位為g。果實(shí)偏斜度（A3）參照陳小明［16］的方法使用精度為0.02 mm的游標(biāo)卡尺（16FN）進(jìn)行測(cè)量并計(jì)算所得，單位為%；偏斜度小于5%為端正果，在5% ～30%范圍內(nèi)為偏斜果，大于30%為畸形果。果實(shí)去皮硬度（A4）用果實(shí)硬度計(jì)（CY-1，Italy）測(cè)得，單位為kg／cm2。

1.2.2 果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定 pH值（A5）采用筆式電子pH計(jì)（KedidGT-6023）測(cè)定；可溶性固形物（A6）采用ATAGOPAL-1手持糖度儀測(cè)定，單位為%；可溶性糖（A7）采用斐林試劑熱滴定法（GB／T 15038—2006）測(cè)定，單位為g／L；可滴定酸（A8）根據(jù)酸堿中和原理［17］采用滴定法測(cè)定，單位為g／L；維生素C（A9）采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定［19］，單位為mg／kg；固酸比（A10）為可溶性固形物含量與可滴定酸含量之比；糖酸比（A11）為可溶性糖含量與可滴定酸含量之比［18］。各指標(biāo)測(cè)定時(shí)均做3個(gè)重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與計(jì)算以及圖表制作。用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行顯著性分析（Duncan’s多重比較法）和相關(guān)性分析，用Origin 2019軟件進(jìn)行主成分分析和聚類分析，并以選取的主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，將各處理主成分得分和相應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)模型，計(jì)算各處理的綜合評(píng)價(jià)得分。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’果實(shí)品質(zhì)差異性和描述性分析

2.1.1 產(chǎn)地間差異性 寧夏不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)存在顯著性差異（表1）。大部分產(chǎn)地的‘紅嘎啦’蘋果果形指數(shù)集中在0.80～0.90之間，為圓形或近圓形；中衛(wèi)沙坡頭區(qū)的‘紅嘎啦’蘋果果形指數(shù)最高（0.91），果型為橢圓形或圓錐形；銀川興慶區(qū)的果形指數(shù)最小，果型為扁圓形（0.77）。固原原州區(qū)‘紅嘎啦’蘋果單果重最大，為242.70 g；固原彭陽和中衛(wèi)沙坡頭次之，分別為207.25、205.88 g；中寧大戰(zhàn)場(chǎng)‘紅嘎啦’蘋果的單果重最小，僅144.85 g。銀川靈武農(nóng)場(chǎng)的‘紅嘎啦’蘋果果實(shí)偏斜度顯著高于其他產(chǎn)地，高達(dá)7.53%，可判定此產(chǎn)地偏斜果較多；其他產(chǎn)地果實(shí)偏斜度均＜5%，可視為端正果。青銅峽甘城子和中寧鳴沙‘紅嘎啦’蘋果果實(shí)去皮硬度明顯高于其他產(chǎn)地，分別為10.70、10.40 kg／cm2；銀川靈武農(nóng)場(chǎng)的果實(shí)去皮硬度最小，僅為6.00 kg／cm2。pH值最大和最小的‘紅嘎啦’蘋果分別來自吳忠林場(chǎng)（3.90）和固原彭陽縣（3.13），其余產(chǎn)地差異不顯著。青銅峽市甘城子的‘紅嘎啦’蘋果可溶性固形物（16.00%）、可滴定酸（7.15 g／L）、維生素C（83.0 mg／kg）含量明顯高于其它產(chǎn)地的，而青銅峽市廣武的可溶性糖含量（98.5 g／L）、固酸比（4.23）和糖酸比（32.83）顯著高于其他產(chǎn)地；銀川靈武農(nóng)場(chǎng)‘紅嘎啦’蘋果的可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量以及中衛(wèi)市‘紅嘎啦’蘋果的維生素C含量、固酸比和糖酸比均顯著低于其他產(chǎn)地。

2.1.2 品質(zhì)變異性分析 由表1看出，11個(gè)品質(zhì)指標(biāo)中，果實(shí)偏斜度的變異程度最大，離散程度最高，變異系數(shù)高達(dá)44.89%；其次是糖酸比，變異系數(shù)為30.65%；果形指數(shù)的變異程度最低，變異系數(shù)僅為3.99%；pH 值變異系數(shù)也只有6.23%。說明果實(shí)偏斜度和糖酸比受產(chǎn)地因素（如氣候、地形、地理位置及土壤等）影響最大，果形指數(shù)和pH值受產(chǎn)地影響較小。其余7項(xiàng)指標(biāo)的變異系數(shù)在10.46% ～24.80%之間，受產(chǎn)地影響程度不一。

2.2 ‘紅嘎啦’蘋果果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性

如表2所示，可溶性固形物與果實(shí)去皮硬度、可溶性糖和可滴定酸含量，可溶性糖含量與果實(shí)去皮硬度，糖酸比與固酸比，均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.490、0.551、0.807、0.544、0.970。固酸比和糖酸比均與可溶性固形物、可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.511、-0.885和-0.480、-0.815。可溶性固形物含量與單果重，可滴定酸含量與果實(shí)去皮硬度，維生素C含量與果實(shí)偏斜度、可滴定酸含量，固酸比與pH值，糖酸比與可溶性糖含量，均呈顯著正相關(guān)；固酸比與維生素C含量呈顯著負(fù)相關(guān)。

表1 不同產(chǎn)地’紅嘎啦’蘋果品質(zhì)比較分析結(jié)果

表2 ‘紅嘎啦’蘋果11個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果

2.3 主成分分析

對(duì)不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，按特征值＞1的原則選取了4個(gè)主成分（表3）：第一主成分特征值為3.721，貢獻(xiàn)率為33.826%；第二主成分特征值為2.217，貢獻(xiàn)率為20.153%；第三主成分特征值為1.553，貢獻(xiàn)率為14.119%；第四主成分特征值為1.302，貢獻(xiàn)率為11.838%。4個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率為79.936%，因此，可用這4個(gè)主成分概括這11項(xiàng)指標(biāo)的主要信息。

可溶性固形物和可滴定酸含量在第一主成分上有較高的載荷量，載荷系數(shù)分別為0.817和0.978，說明可溶性固形物和可滴定酸含量在蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)方面起關(guān)鍵作用；在第二主成分中可溶性糖的載荷系數(shù)最高，達(dá)0.870，說明可溶性糖含量在果實(shí)品質(zhì)方面起著不可或缺的作用；第三主成分主要決定因素是維生素C含量和pH值，可定義為功能因子，說明功能因子在果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)中占比較大，不可忽視；第四主成分主要反映單果重和果形指數(shù)等外觀品質(zhì)指標(biāo)，說明外觀品質(zhì)對(duì)蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果有重要影響。

為能夠更直接地反映寧夏不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果的品質(zhì)差異，以4個(gè)主成分的得分及權(quán)重構(gòu)造綜合評(píng)價(jià)模型：F綜＝0.423F1+0.252F2+0.177F3+0.148F4。據(jù)此對(duì)不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果（表4）顯示，在第一、第二、第三、第四主成分下得分最高的‘紅嘎啦’蘋果產(chǎn)地分別為青銅峽甘城子、青銅峽廣武、青銅峽甘城子、固原原州區(qū)；‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)綜合得分最高的是青銅峽甘城子，其次是固原原州區(qū)，中寧大戰(zhàn)場(chǎng)的‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)綜合得分最低。僅據(jù)品質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)寧夏4個(gè)地級(jí)市的‘紅嘎啦’蘋果綜合表現(xiàn)，結(jié)果為固原市＞吳忠市＞中衛(wèi)市＞銀川市。

表3 不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)指標(biāo)主成分分析結(jié)果

表4 不同產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)指標(biāo)各主成分得分及綜合得分

2.4 聚類分析

根據(jù)‘紅嘎啦’蘋果11項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果，利用Origin 2018的離差平方和法（Ward法）對(duì)寧夏12個(gè)‘紅嘎啦’蘋果產(chǎn)地進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，當(dāng)距離為0.005時(shí)聚為4類（圖1）。第1類僅包含銀川靈武農(nóng)場(chǎng)一個(gè)產(chǎn)地，該產(chǎn)地‘紅嘎啦’蘋果果實(shí)偏斜度最大，偏斜果較多，可溶性固形物、可溶性糖和可滴定酸含量均最少，維生素C含量較高，說明該產(chǎn)地的‘紅嘎啦’蘋果外觀品質(zhì)和內(nèi)在營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)均欠佳，適合加工制作高VC制品；第2類聚集了9個(gè)產(chǎn)地，分別有固原原州區(qū)、固原彭陽、中衛(wèi)沙坡頭、中寧鳴沙、吳忠中苗果業(yè)、中寧大戰(zhàn)場(chǎng)、吳忠林場(chǎng)、銀川興慶區(qū)和吳忠扁擔(dān)溝，此類產(chǎn)地的‘紅嘎啦’蘋果各品質(zhì)指標(biāo)差異不顯著，且均在中等偏上水平，說明此類產(chǎn)地的‘紅嘎啦’果實(shí)風(fēng)味酸甜適宜，從口感方面更容易贏得消費(fèi)者喜愛，果實(shí)適合于鮮食銷售；第3類產(chǎn)地只包括青銅峽甘城子，此類產(chǎn)地果實(shí)中可溶性固形物、可滴定酸和維生素C含量最高，去皮硬度最大，鮮食口感較差，單果重較小，此類果實(shí)適合加工蘋果休閑食品和高VC保健品；第4類聚集了青銅峽廣武一個(gè)產(chǎn)地，該產(chǎn)地果品中可溶性糖含量、固酸比和糖酸比最高，其他指標(biāo)處于中等水平，既可加工蘋果醋等飲品，也可作為鮮食果出售。

圖1 寧夏‘紅嘎啦’蘋果不同產(chǎn)地聚類分析結(jié)果

3 討論

蘋果品質(zhì)表現(xiàn)受到品種、土壤、栽培管理方式以及氣候條件等多種因素共同影響［20］。各產(chǎn)地品質(zhì)表現(xiàn)差異明顯的原因可能在于品質(zhì)指標(biāo)類別偏少、采樣的隨機(jī)性、氣候差異以及產(chǎn)地果園管理水平不一致等條件。本研究選取寧夏4個(gè)地級(jí)市12個(gè)產(chǎn)地的‘紅嘎啦’蘋果，在品種、采樣成熟度基本一致的情況下，最大可能地保證園地管理?xiàng)l件差異較小，以最大限度地確保蘋果品質(zhì)差異來源于產(chǎn)地因素。產(chǎn)地因素涵蓋地理位置、氣象因子及土壤條件等，有研究表明可溶性糖含量和固酸比與溫度以及可溶性固形物含量、可溶性糖含量、硬度和維生素C含量與日照時(shí)數(shù)呈正相關(guān)，可滴定酸含量和維生素C含量與溫度、果實(shí)硬度和可滴定酸含量與光照強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)［21，22］。本研究中各產(chǎn)地蘋果各指標(biāo)間均存在顯著性差異和不同程度的相關(guān)關(guān)系，說明產(chǎn)地因素在蘋果種植栽培中起著至關(guān)重要的作用，這將是今后研究的重點(diǎn)。

風(fēng)味是蘋果關(guān)鍵的內(nèi)在品質(zhì)評(píng)價(jià)因子，前人研究中通常選擇可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸含量及固酸比和糖酸比作為其評(píng)價(jià)因子［23，24］。本研究中通過主成分分析將可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、維生素C含量和果形指數(shù)等指標(biāo)篩選為果實(shí)評(píng)價(jià)因子，這與前人研究結(jié)果相似。本研究只有一年的品質(zhì)數(shù)據(jù)，樣本量較少，并且評(píng)價(jià)的指標(biāo)因子偏少，在今后的研究中將進(jìn)一步豐富指標(biāo)數(shù)量，使得結(jié)果更具可信度，以期指導(dǎo)寧夏‘紅嘎啦’蘋果的栽培生產(chǎn)和市場(chǎng)銷售，指導(dǎo)蘋果基地的科學(xué)布局。

4 結(jié)論

寧夏12個(gè)產(chǎn)地的‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)存在顯著差異，并且11項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)間存在不同程度的相關(guān)關(guān)系；篩選出單果重及可溶性糖、可滴定酸和維生素C含量作為寧夏地區(qū)‘紅嘎啦’蘋果品質(zhì)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)；通過4個(gè)主成分的得分及權(quán)重構(gòu)造綜合評(píng)價(jià)模型F綜＝0.423F1+0.252F2+0.177F3+0.148F4，并基于此對(duì)各產(chǎn)地’紅嘎啦’蘋果品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，綜合品質(zhì)表現(xiàn)依次為青銅峽甘城子＞固原原州區(qū)＞中寧鳴沙＞中衛(wèi)沙坡頭＞吳忠扁擔(dān)溝＞吳忠中苗果業(yè)＞固原彭陽縣＞吳忠林場(chǎng)＞青銅峽廣武＞銀川興慶區(qū)＞銀川靈武農(nóng)場(chǎng)＞中寧大戰(zhàn)場(chǎng)；通過聚類分析將12個(gè)產(chǎn)地聚成4類，并根據(jù)每類產(chǎn)地品質(zhì)指標(biāo)提出果品后期銷售的建議。