树莓(Rubus idaeus L.)是欧美最受欢迎的小浆果之一[1],因其富含多种氨基酸、维生素、抗氧化和抗癌物质,被誉为“生命之果”,是“世界第三代水果”的典型代表[2-3]。树莓耐寒耐瘠,抗寒性强,对土壤无特殊要求,分蘖能力强,是恢复荒地的优良生态经济树种,对推动“以果治荒”和保护生态环境等具有重要意义[4]。根据结果习性不同,树莓可以分为夏果型和秋果型两种[5]。夏果型树莓枝条当年只进行营养生长,翌年夏天开花结果,而秋果型树莓当年生枝通常在秋末结出果实,翌年夏天在老枝茎下部结第2次果[6]。
据《中国植物志》记载,中国树莓资源非常丰富(194 个种88 个变种),但树莓在中国的栽培历史并不长,对树莓的生产和研究仍处于起步阶段,目前只在种质资源调查、引种、花芽分化、果实生理特性、果实营养成分、丰产性等方面进行了初步零星研究[4]。中国树莓规模化种植集中在江苏、山东、辽宁和黑龙江,其中以辽宁发展最快[7]。树莓在中国华北和西北等地均有较强的适应性,但其在各地的发展规模和速度,特别是在引种方面普遍存在较大的盲目性,如引种时缺乏引种区域试验依据,品种混乱等问题[4]。
山西省发展树莓种植具有多方面的现实意义,一是提高经济效益:树莓具有较高的经济价值,市场需求逐年增长,通过发展树莓产业,可以促进农村经济发展,特别是对贫困地区的脱贫致富具有积极作用。二是优化农业结构:山西农业以粮食作物为主,通过种植树莓,可以丰富农业种植结构,减少对单一作物的依赖,提高农业的抗风险能力。三是改善生态环境:种植树莓可以起到防止水土流失的作用,对于山西这样多山的地区,发展树莓种植有助于改善生态环境,推动可持续发展。四是延伸与带动产业链:树莓不仅可以作为新鲜果品销售,还可以深加工为果汁、果酱、酒类等产品,形成一条完整的产业链,带动相关加工产业、物流产业和旅游产业的兴起,增加就业机会,推动农村产业融合发展。五是建设品牌与拓展市场:山西省可以通过发展优质树莓品种,打造地方特色农产品品牌,提升市场知名度。综上所述,山西发展树莓具有显著的经济、社会和生态效益,是农业产业升级、生态保护和乡村振兴的重要路径之一。但山西省树莓研究起步较晚,从事树莓研究的科研人员较少,相关研究仍处于树莓品种的引种和筛选的起步阶段,缺乏区域化引种试验依据,造成土地、人力和财力的极大损失。
因此,山西农业大学果树研究所建立了树莓资源圃,从沈阳农业大学引进秋果红等24 个树莓品种,移栽生长稳定后,筛选出适宜当地种植的16 个树莓品种进行物候期、生物学特性、果实品质等研究,以期为山西省树莓引种评价和优系筛选提供数据支撑和理论依据。
以2016 年和2018 年分2 批从沈阳农业大学引种栽培在山西农业大学果树研究所的24 个树莓品种中初选出秋果红、美国22 号、米克、费尔杜德、拖拉米、秋英、秋福、卡洛琳、海尔特兹、金秋、波拉纳、新星、波尔卡、丰满红、秋萍、町康16 个品种为试验材料,试验树莓均已经过至少1个完整生长期,存活率基本稳定,适应性良好。基本信息见表1。
表1 试验树莓基本信息
Table 1 The basic information of tested raspberry
varieties
品种Varieties秋果红Red Autumn美国22号Royalty米克Meeker费尔杜德Fertodi拖拉米Tulameen秋英Autumn Britten秋福Autumn Bliss卡洛琳Caroline海尔特兹Heritage金秋Fall Gold波拉纳Polana新星Nova波尔卡Polka丰满红Fengmanhong秋萍Qiuping町康Dinkun原产国Origin country英国Britain美国America美国America匈牙利Hungary加拿大Canada英国Britain英国Britain美国America美国America美国America加拿大Canada加拿大Canada波兰Poland中国China中国China澳大利亚Australian类型Type夏果型红树莓Floricane-fruiting red raspberry夏果型红树莓Floricane-fruiting red raspberry夏果型红树莓Floricane-fruiting red raspberry夏果型红树莓Floricane-fruiting red raspberry夏果型红树莓Floricane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型黄树梅Promicane-fruiting yellow raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry秋果型红树莓Promicane-fruiting red raspberry
试验地山西农业大学果树研究所位于东经112°30′17″,北纬37°20′58″,属温带大陆性季风气候,年均气温7.5 ℃,年均降水量458 mm,无霜期160~190 d。试验地土壤为壤土,其气候和生态条件能够满足树莓的正常生长。树莓定植时行距2.5 m,株距30 cm;植株间树势基本一致;果园肥水管理及果树修剪均按树莓常规管理方法实行。
以每20 株成龄树莓植株为1 个试验小区,设3次重复,连续观察3 (a年)。
参照《树莓种质资源描述规范和数据标准》[8],对树莓物候期、生物学特性及果实品质进行观测及测定。
1.3.1 物候期 以试验小区为对象,采用目测法观察记录树莓的萌芽期、基生枝出土期、展叶期、始花期、果实始熟期、采收末期、落叶期等物候期指标。
1.3.2 生物学特性 在春梢停止生长到落叶前,从每个试验小区随机抽取植株10株或叶片10枚,测定株高、基径、根蘖苗数、叶片长度、叶片宽度、叶片面积等生物学特性,计算比叶重。采用乙醇提取比色法测定叶片叶绿素含量[9]。采用L1-6400光合仪(美国L1-COR 公司)测定叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率。
1.3.3 果实品质 在始熟期,以试验小区为对象,每个树莓品种采集10~20个成熟果实带回实验室保存贮藏,测定果实单果质量、果柄长度、果实纵径、果实横径等果实外在品质,计算果形指数。测定可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性蛋白(考马斯亮蓝法)和维生素C含量等果实内在品质[8-9],并按以下公式计算固酸比。
采用Excel 2021 和SPSS 25.0 软件进行数据统计分析,数据以平均值±标准误表示,显著性采用LSD检验(p ≤0.05)。
试验树莓的萌芽期集中在3 月下旬,其中,米克、费尔杜德、拖拉米、卡洛琳、海尔特兹、金秋、波拉纳、波尔卡和町康萌芽期最早(3月20日左右),秋福萌芽期最晚(3月31日左右)。基生枝出土期集中在3 月末4 月初,其中,卡洛琳基生枝出土期最早(3 月27 日左右),秋福基生枝出土期最晚(4 月7 日左右)。展叶期集中在4 月上旬,其中,米克、费尔杜德、拖拉米、海尔特兹、金秋、波拉纳、波尔卡和町康展叶期最早(4 月1 日左右),秋福展叶期最晚(4 月11日左右)。始花期集中在5月中旬,其中,秋果红、费尔杜德、波拉纳和新星始花期最早(5 月10 日左右),米克和秋萍始花期最晚(5月20日左右)。
在常规田间管理下,夏果型树莓一年结一次果,秋果型树莓一年结2 次果,所以秋果型树莓果实成熟期较夏果型树莓长。夏果型树莓果实始熟期集中在6月,采收末期集中在7月中旬,其中,秋果红果实挂果期最长(33 d 左右);费尔杜德果实挂果期最短(21 d左右)。秋果型树莓中二年生老枝果实始熟期集中在6 月,采收末期主要集中在7 月;基生枝果实始熟期集中在8月,采收末期集中在9月,其中,町康果实挂果期最长(共83 d 左右),海尔特兹挂果期最短(共57 d左右)。
试验树莓的落叶期除秋福为11月上旬外,其余树莓品种的落叶期均集中在10月下旬。
由表2 可见,不同树莓品种枝条和叶片特性存在显著差异。具体表现为,就株高而言,夏果型树莓普遍高于秋果型树莓。其中,夏果型树莓米克株高显著高于其余品种,而秋果型树莓波拉纳除与秋英和秋萍无显著差异外,均显著低于其余品种。此外,试验树莓株高在114.5~346.0 cm 之间,方便采摘。就基径而言,秋果红、米克、美国22号、费尔杜德、秋萍、秋英和波尔卡基径较大,而波拉纳和丰满红基径较小。就根蘖苗数量而言,町康、美国22 号和米克根蘖苗数量较多,显著高于其余品种,而丰满红根蘖苗数量最少,显著低于其余品种。
表2 不同树莓品种枝条、叶片特性
Table 2 Branch and leaf traits of different raspberry varieties
注:数据以平均值±标准误表示;不同字母表示不同品种间差异显著(p<0.05)。
Note:Data are mean±standard error;different letters represent significant differences between different raspberry varieties at p<0.05.
基径Caudex/mm 13.56±2.6 a 12.97±2.5 abc 13.10±1.7 ab 12.63±2.8 abcd 11.49±3.2 bcde 11.97±1.9 abcde 10.77±1.9 de 11.18±1.7 cde 10.91±1.4 de 11.14±2.0 cde 10.57±1.7 e 11.61±1.9 bcde 11.76±1.5 abcde 10.49±1.7 e 12.15±1.5 abcde 11.20±1.8 bcde品种Variety秋果红Red Autumn美国22号Royalty米克Meeker费尔杜德Fertodi拖拉米Tulameen秋英Autumn Britten秋福Autumn Bliss卡洛琳Caroline海尔特兹Heritage金秋Fall Gold波拉纳Polana新星Nova波尔卡Polka丰满红Fengmanhong秋萍Qiuping町康Dinkun比叶重Specific leaf mass/(g·m-2)61.26±4.29 cd 69.48±3.76 a 58.21±4.60 de 62.28±6.84 bcd 57.15±7.55 def 71.74±5.93 a 69.31±8.21 a 61.87±4.90 cd 52.32±4.67 f 57.94±4.00 def 55.42±4.37 ef 67.64±3.88 abc 57.97±6.33 def 66.14±5.25 abc 68.27±6.14 ab 53.14±8.06 ef株高Plant height/cm 184.1±6.17 d 262.5±11.53 c 346.0±10.21 a 326.5±7.38 b 194.9±4.22 d 123.2±8.98 ij 155.2±4.15 ef 148.5±3.66 efg 132.6±3.64 ghi 136.7±3.97 ghi 114.5±4.04 j 162.7±2.84 e 143.5±6.06 fgh 135.8±2.63 ghi 128.5±4.02 hij 147.5±4.61 efg根蘖苗数Number of root tiller seedling 7.7±1.1 ef 18.6±1.4 a 17.4±2.0 a 13.2±1.7 b 6.5±1.0 f 7.4±1.6 ef 9.4±1.4 cd 8.7±1.6 cde 8.2±1.4 de 9.9±1.4 c 9.8±1.0 c 13.9±1.9 b 13.6±1.7 b 4.7±1.1 g 8.3±1.3 de 18.7±2.0 a叶片长度Leaf length/cm 15.38±1.00 e 15.50±1.28 e 17.75±1.73 cd 15.70±1.37 e 18.28±1.40 cd 18.66±1.55 c 19.34±2.23 c 21.10±0.84 b 21.05±2.16 b 16.70±1.51 de 18.81±1.97 c 16.65±2.02 de 24.34±1.50 a 15.90±0.67 e 19.10±1.10 c 19.18±2.18 c叶片宽度Leaf width/cm 14.04±1.21 h 13.95±1.32 h 15.93±1.58 defg 14.26±1.36 h 16.02±1.66 def 16.75±1.49 bcde 16.66±2.31 cde 18.24±1.00 b 17.95±1.58 bc 15.41±1.62 efgh 16.94±1.67 bcde 14.38±1.82 gh 20.58±0.95 a 14.63±1.01 fgh 17.86±0.96 bc 17.48±2.19 bcd叶片面积Leaf area/cm2 112.82±13.75 f 102.17±13.27 f 123.55±24.36 def 101.04±14.21 f 139.96±21.54 cde 143.47±25.25 cd 152.15±33.13 bc 168.20±13.76 b 157.35±24.13 bc 120.54±24.77 ef 139.15±26.47 cde 124.96±23.76 def 201.22±20.25 a 118.86±10.70 ef 162.66±16.85 bc 168.88±39.28 b
在试验树莓的叶片特性方面(表2),秋果型树莓的叶片长度、叶片宽度和叶片面积普遍高于夏果型树莓。其中,秋果型树莓波尔卡的叶片长度、叶片宽度和叶片面积均显著高于其余品种,而夏果型树莓秋果红、美国22 号和费尔杜德的叶片长度、叶片宽度和叶片面积相对较小。就比叶重而言,秋英、美国22号和秋福的比叶重显著高于大部分品种,而海尔特兹的比叶重显著低于大部分品种。
如图1所示,不同树莓品种的光合作用特性存在显著差异。叶绿素含量(w,后同)最高的品种为米克,可达3.41 mg·g-1,最低的品种为波拉纳,仅为2.24 mg·g- 1,米克叶绿素含量显著高于波拉纳52.23%(图1-A)。净光合速率是光合作用强弱的直观体现,净光合速率最高的品种为美国22 号,可达13.56 μmol·m-2·s-1,最低的品种为金秋,仅为4.65 μmol·m-2·s-1,美国22号净光合速率显著高于金秋191.61%(图1-B)。气孔导度是衡量植物叶片气体交换速度以及叶片光合作用强弱的主要参数,气孔导度最高的品种为秋英,可达0.353 mol·m-2·s-1,显著高于其余品种,最低的品种为金秋,仅为0.051 mol·m-2·s-1,秋英气孔导度显著高于金秋592.16%(图1-C)。胞间CO2浓度可作为判定植物“光合午休”现象是否受到非气孔限制的依据,胞间CO2浓度最高的品种为秋福,可达385 μmol·mol-1,最低的品种为秋萍,仅为176 μmol·mol-1,秋福胞间CO2浓度显著高于秋萍118.75%(图1-D)。蒸腾速率是描述植物水分状况的重要生理指标,蒸腾速率最高的品种为美国22号,可达7.04 mmol·m-2·s-1,显著高于其余品种,最低的品种为秋果红,仅为1.97 mmol·m-2·s-1,美国22号蒸腾速率显著高于秋果红257.36%(图1-E)。
图1 不同品种树莓光合作用特性
Fig.1 Photosynthetic traits of different raspberry varieties
误差线表示标准误;不同字母表示处理间差异显著(p<0.05)。下同。
Error bars are standard error of the mean; Different letters represent significant differences between different raspberry varieties at p<0.05. The same below.
果实品质是树莓经济价值的重要表现,对当地树莓品种的筛选、育种、生产及销售都具有重要的指导意义。
由图2-A 可以看出,单果质量最大的品种是美国22号,可达7.01 g,最小的品种是新星,仅为1.77 g,美国22号单果质量显著高于新星296.05%。试验树莓的平均单果质量为4.14 g,有10 个树莓品种单果质量在均值以上,6 个树莓品种单果质量未达到均值。由图2-B可以看出,果柄长度最大的品种是波拉纳,可达3.34 cm,最小的品种是秋果红,仅为1.49 cm,波拉纳果柄长显著高于秋果红124.16%。试验树莓的平均果柄长度为2.28 cm,有6个树莓品种果柄长度在均值以上,10 个树莓品种果柄长度未达到均值。由图2-C 和图2-D 可以看出,果实纵径和横径最大的品种是美国22号,分别可达2.74和2.26 cm,最小的品种是海尔特兹,分别仅为1.60 和1.71 cm,美国22 号果实纵径和横径分别显著高于海尔特兹71.25%和32.16%。试验树莓的平均果实纵径和横径分别为2.15和1.99 cm,分别有9个树莓品种果实纵径在均值以上,7 个树莓品种果实纵径未达到均值,8 个树莓品种果实横径在均值以上,8 个树莓品种果实横径未达到均值。由图2-E 可以看出,果形指数最大的品种是卡洛琳,可达1.35,最小的品种是金秋,仅为0.89,卡洛琳果形指数显著高于金秋51.69%。试验树莓的平均果形指数为1.08,有7 个树莓品种果形指数在均值以上,9 个树莓品种果形指数未达到均值。
图2 不同树莓品种果实外观品质
Fig.2 Appearance quality traits of different raspberry varieties
通过测定试验树莓果实营养特性可知,在可溶性糖和可溶性固形物含量方面(图3-A~B),最高的品种是费尔杜德,分别可达8.34%和13.59%,最低的品种分别是秋果红和丰满红,分别仅为5.23%和8.61%,费尔杜德可溶性糖含量显著高于秋果红59.46%,可溶性固形物含量显著高于丰满红57.84%。试验树莓的平均可溶性糖和可溶性固形物含量分别为6.89%和11.27%,有8 个树莓品种可溶性糖和可溶性固形物含量在均值以上,8 个树莓品种可溶性糖和可溶性固形物含量未达到均值。在可滴定酸含量方面(图3-C),最高的品种是拖拉米,可达2.37%,最低的品种是美国22 号,仅为1.17%,拖拉米可滴定酸含量显著高于美国22 号102.56%。试验树莓的平均可滴定酸含量为1.52%,有7个树莓品种可滴定酸含量在均值以上,9 个树莓品种可滴定酸含量未达到均值。计算试验树莓固酸比可知(图3-D),固酸比最高的品种是米克,可达10.83,固酸比最低的品种是秋福,仅为4.90,米克固酸比显著高于秋福121.02%。试验树莓的平均固酸比为7.71,有9 个树莓品种固酸比在均值以上,7 个树莓品种固酸比未达到均值。在可溶性蛋白含量方面(图3-E),最高的品种是米克,可达1.20 mg·g-1,最低的品种是秋果红,仅为0.90 mg·g-1,米克可溶性蛋白含量显著高于秋果红33.33%。试验树莓的平均可溶性蛋白含量为1.03 mg·g-1,有9 个树莓品种可溶性蛋白含量在均值以上,7 个树莓品种可溶性蛋白含量未达到均值。在维生素C含量方面(图3-F),最高的品种是新星,可达392.03 μg·g-1,最低的品种是丰满红,仅为98.02 μg·g-1,新星维生素C含量显著高于丰满红299.95%。试验树莓的平均维生素C含量为233.62 μg·g-1,有8个树莓品种维生素C含量在均值以上,8个树莓品种维生素C含量未达到均值。
图3 不同树莓品种果实营养特性
Fig.3 Nutritional traits of different raspberry varieties
试验树莓的生物学指标与果实品质间的相关性分析如图4 所示。株高与基径(R=0.68)及根蘖苗数量(R=0.54)呈显著正相关,与叶面积(R=-0.55)呈显著负相关。叶片长度与叶片宽度(R=0.98)及叶片面积(R=0.95)呈显著正相关。叶片宽度与叶片面积(R=0.96)呈显著正相关。
图4 不同树莓品种各指标间的相关性分析
Fig.4 Correlation analysis among different indexes of different raspberry varieties
净光合速率与基径(R = 0.55)、气孔导度(R =0.70)、胞间CO2 浓度(R = 0.52)及蒸腾速率(R =0.60)呈显著正相关。气孔导度与比叶重(R=0.51)及胞间CO2浓度(R=0.94)呈显著正相关。
单果质量与蒸腾速率(R = 0.64)、果实纵径(R = 0.80)、果实横径(R = 0.69)及果形指数(R =0.65)呈显著正相关。果柄长度与基径(R=-0.56)呈显著负相关。果实纵径与果实横径(R=0.73)及果形指数(R=0.91)呈显著正相关。果实横径与株高(R=0.56)及蒸腾速率(R=0.55)呈显著正相关。
可溶性固形物含量与气孔导度(R=-0.50)及果柄长度(R=-0.66)呈显著负相关。可溶性蛋白含量与叶片长度(R=0.51)、叶片宽度(R=0.96)及果形指数(R=0.55)呈显著正相关,与胞间CO2浓度(R=-0.58)呈显著负相关。固酸比与基径(R=0.52)及可溶性固形物含量(R=0.56)呈显著正相关,与果形指数(R=-0.55)及可滴定酸含量(R=-0.78)呈显著负相关。
对16 个树莓品种的23 个生物学和果实品质指标进行主成分分析(表3),提取了7 个主成分,累积贡献率88.621%,表明提取的7个主成分能够代表试验树莓23 个指标的绝大部分信息。其中,主成分1的贡献率为24.588%,其主要由基径和株高决定,这些指标反映树莓生长特性,称为树莓生长势决定因子。主成分2的贡献率为19.554%,其主要由果实纵径、果实横径和单果质量决定,这些指标反映树莓果实的外观品质,称为果实外观质量决定因子。主成分3的贡献率为17.417%,其主要由气孔导度和胞间CO2浓度决定,这些指标反映树莓叶片的光合特性,称为树莓光合作用决定因子。主成分4的贡献率为8.383%,其主要由维生素C含量决定,反映树莓果实的抗氧化能力,称为抗氧化能力决定因子。主成分5的贡献率7.774%,其主要由可滴定酸含量决定,反映树莓果实的酸甜风味,称为果实风味决定因子。主成分6 的贡献率为6.220%,其主要由可溶性糖含量决定,反映树莓果实糖分含量,称为果实糖分决定因子。主成分7 的贡献率为4.686%,其主要由比叶重决定,反映树莓叶片特性,称为树莓叶片特性决定因子。
表3 各主成分的总方差解释及特征向量
Table 3 Total variance explained and component matrix of principle components
指标Index 2 3 4 5 6 7株高Plant height基径Caudex根蘖苗数Number of root tiller seedling叶片长度Leaf length叶片宽度Leaf width叶片面积Leaf area比叶重Specific leaf mass叶绿素Chlorophyll净光合速率Net photosynthetic rate气孔导度Stomatal conductance胞间CO2浓度Intercellular CO2 concentration蒸腾速率Transpiration rate单果质量Single fruit mass果柄长度Stalk length果实纵径Fruit longitudinal diameter果实横径Fruit equatorial diameter果形指数Shape index可溶性糖含量Soluble sugar content可溶性固形物含量Soluble solid content可滴定酸含量Titratable acid content固酸比Solid acid ratio可溶性蛋白含量Soluble protein content维生素C含量Vitamin C content特征值Eigenvalues贡献率Rate of variance/%累积贡献率Cumulative/%主成分Total variance 1 0.590 0.666 0.145-0.875-0.880-0.905 0.356 0.352 0.579 0.381 0.356 0.412-0.077-0.376-0.206 0.323-0.494-0.181 0.272-0.455 0.547-0.550 0.067 5.655 24.588 24.588 0.579 0.252 0.534-0.033-0.045-0.091 0.052 0.109 0.108-0.383-0.528 0.543 0.826 0.103 0.918 0.839 0.734 0.085 0.000 0.112-0.048 0.470-0.187 4.497 19.554 44.142-0.330-0.311-0.318-0.045-0.078-0.025 0.526-0.133 0.529 0.727 0.655 0.512 0.291 0.593 0.223 0.086 0.235-0.101-0.843 0.138-0.626-0.307-0.348 4.006 17.417 61.559 0.072 0.451 0.327 0.367 0.339 0.336 0.344 0.053 0.304 0.278 0.093 0.148-0.037-0.118 0.016-0.321 0.190-0.296-0.148-0.328 0.148 0.221 0.697 1.928 8.383 69.941 0.102 0.204-0.351 0.072-0.011 0.091 0.016 0.590 0.247 0.115 0.120-0.217-0.060-0.551 0.168-0.018 0.234 0.254 0.191 0.645-0.398-0.134 0.176 1.788 7.774 77.715 0.128 0.017-0.060 0.236 0.266 0.140-0.259-0.195 0.136 0.136 0.175 0.275 0.372-0.232-0.103-0.039-0.127 0.791 0.031-0.227 0.224-0.237-0.107 1.431 6.220 83.935-0.091-0.154-0.392-0.039-0.007-0.039 0.516 0.334-0.302-0.057-0.044-0.176 0.120 0.082 0.067 0.189-0.017 0.307-0.130-0.295 0.219 0.132 0.240 1.078 4.686 88.621
采用2.5 主成分分析结果构建引进试验树莓种质资源综合评价模型。7 个主成分的得分公式如下:
式中:F1~7表示不同树莓品种在7个主成分上的得分值,α1~α23表示试验树莓指标对应的特征向量(表3),X1~X23表示试验树莓株高、基径等23 个指标的平均值。
以主成分对应的方差贡献率为权重(表3),构建试验树莓综合评价模型,如下:
利用上述模型计算试验树莓的综合得分值,并根据分值由高到低排序,如表4 所示。夏果型树莓中,费尔杜德、美国22号和米克综合得分较高,较其他夏果型品种而言,这3 个树莓品种树势和光合作用较强,果实外观品质及营养品质较高,综合表现较好。而夏果型树莓拖拉米的综合得分较低,综合表现较差。秋果型树莓中,丰满红、秋福和秋英综合得分较高,较其他秋果型品种而言,这3个树莓品种的生物学特性和果实品质综合表现较好,综合评价较高。而秋果型树莓秋萍和波尔卡的综合得分较低,综合表现较差。
表4 不同树莓品种主成分得分和综合得分评价
Table 4 Principal component scores and comprehensive evaluation of different raspberry varieties
类型Type夏果型Floricane-fruiting F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F 排名Ranking秋果型Promicane-fruiting品种Variety费尔杜德Fertodi美国22号Royalty米克Meeker秋果红Red Autumn拖拉米Tulameen丰满红Fengmanhong秋福Autumn Bliss秋英Autumn Britten海尔特兹Heritage金秋Fall Gold新星Nova卡洛琳Caroline町康Dinkun波拉纳Polana秋萍Qiuping波尔卡Polka 205.36 180.43 165.34 149.13 60.80 97.96 88.13 93.45 71.92 59.43 76.85 13.95 5.26 2.60-1.37-33.64 17.49-17.93 75.52-123.25-22.29-125.06-142.08-194.05-167.25-70.59-83.93-79.90-50.58-54.21-71.50-61.50-76.95 32.57-96.98 73.63-7.94 146.37 124.49 70.48 97.97 52.62-74.73-32.21-13.43 3.97-52.26-26.51 313.78 230.19 258.4 272.87 219.56 168.38 244.01 361.92 289.99 178.97 366.36 318.29 253.41 208.80 309.4 291.26 128.58 103.50 107.47 121.32 96.004 91.02 111.93 139.35 120.83 79.18 124.53 113.71 91.58 78.09 105.61 103.05 83.88 98.38 86.62 91.19 79.74 103.65 105.58 82.01 98.22 81.27 47.25 65.76 71.29 63.12 56.83 73.53 22.44-8.47 0.53 14.11 5.25-12.41 0.33 46.37 19.90-1.51 58.31 39.09 12.09 10.88 41.92 22.26 93.75 89.81 83.46 72.25 45.46 58.88 57.90 51.63 48.28 40.75 40.10 26.68 25.31 21.15 18.31 14.82 12345123456789 10 11
树莓有很强的环境适应能力,种植第2 年便可开花结果,第3~4 年进入盛果期,是周期短、见效快的新型果树。通过对引种后的种质资源进行鉴定评价,可以更好地认识、筛选和利用适宜当地种植的优异资源,为其合理利用提供依据[10-12]。在本研究中,从不同树莓品种物候期和枝条、叶片特性可知,16个树莓品种在山西均表现出良好的适应性,可以正常发芽、开花及结果。山西与沈阳的气候特征及土壤特性有一定的相似性,因此试验树莓良好的适应性可归因于引种对象树莓本身的生态适应性与栽植地山西省生态条件的符合度较高[13]。但与引种地沈阳相比,山西省年均温偏高,无霜期长,故引种树莓萌芽期、始花期、果实始熟期等均早于其在引种地的相应日期,其中费尔杜德、拖拉米和秋福萌芽期比沈阳提前约1个月左右,始花期提前半个月左右,果实始熟期提前10 d左右[14]。
品种的差异导致试验树莓的物候期和枝条、叶片特性存在一定差异。值得注意的是,夏果型树莓的株高范围为184.1~346.0 cm,显著高于秋果型树莓的株高范围114.5~162.7 cm。但夏果型树莓的叶片(叶片长度15.38~18.28 cm,叶片宽度16.65~24.34 cm,叶片面积101.04~139.96 cm2)却普遍小于秋果型树莓叶片(叶片长度16.65~24.34 cm,叶片宽度14.38~20.58 cm,叶片面积124.96~201.22 cm2)。与引种地沈阳相比,各树莓品种的株高普遍较低,如秋福、海尔特兹和秋萍在沈阳种植时其株高分别为130~180、150~200 和130~170 cm[15-16],而其在山西省种植时株高分别为151~159、129~136 和124~132 cm。造成这种差异的原因可能与栽植地气候条件、土壤类型和肥力、水分供应、田间管理及种植密度等有关。
外观品质是树莓重要的商品性状,是能否吸引消费者购买的重要外在指标[17]。就本研究中夏果型和秋果型树莓而言,二者在外观品质和营养特性方面各有优劣。夏果型树莓生长势较强,单果质量普遍高于秋果型树莓,其中美国22 号的单果质量、果实纵径和果实横径均为最大。但夏果型树莓的果实采收期相对较短,综合产量低于秋果型树莓。
树莓果实营养特性决定了口感、营养及贮藏期,是其最重要的性状[17]。树莓可溶性固形物与可滴定酸含量是互相影响且相互独立的两个营养特性,共同控制树莓果实风味品质,一般情况下,固酸比越大,口感越好[18]。本研究16 个试验品种中,固酸比最大的品种是米克,口感为酸甜,而秋福的固酸比最小,口感较酸。将本研究中的费尔杜德和拖拉米与引种地辽宁相比发现,可溶性糖、可溶性固形物与维生素C 含量均有所升高[19]。与引种地相比,本研究中秋萍的单果质量、可溶性糖含量、可滴定酸含量有所升高,维生素C含量有所下降,可溶性固形物含量几乎一致[16]。这一结果与刘宽博等[20]研究结果一致,即果实可溶性糖和有机酸等营养成分会随着海拔的降低和温度的升高而升高,维生素C 含量的变化则正好相反。
通过对不同试验树莓品种生物学指标与果实品质的相关性分析发现,树莓生长特性与果实品质间有一定的相关性,主要表现在其枝条、叶片特性(株高、基径、根蘖苗数、叶片长度、叶片宽度、叶片面积、比叶重)、光合作用特性(净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率)、果实外观品质(单果质量、果柄长度、果实纵径、果实横径、果形指数)与果实营养特性(可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比、可溶性蛋白含量)组内及组间存在显著相关性。这一结果与梁森苗等[21]的研究结果相似,即果树生长性状与果实品质间存在显著相关关系。
试验树莓的不同指标之间存在一定的相关性,为了正确、简化整理这些复杂的关系,研究者常采用多元统计的方法处理这类数据,以便简化数据结构[22]。综合分析本研究16 个树莓品种的生物学特性和果实品质可知,夏果型树莓费尔杜德、美国22号和米克综合评价较高,秋果型树莓丰满红、秋福和秋英综合评价较高。虽然夏果型树莓的综合得分普遍高于秋果型树莓,但随着中国树莓生产规模的逐步扩大,种植夏果型树莓集中夏季生产的现状急需调整,可利用秋果型树莓秋季生产的特性与夏果型树莓搭配生产,延长树莓的市场供应期。
本研究16 个树莓品种均能适应山西地区环境条件,完成正常的生育周期,表现出较好的适应性。夏果型树莓生长势较强,果实大小普遍高于秋果型树莓。通过相关性分析发现,试验树莓生长特性与果实品质间存在显著相关性。主成分分析与综合评价表明,夏果型树莓费尔杜德、美国22 号和米克及秋果型树莓丰满红、秋福和秋英在山西引种的综合表现较好,适合在山西省内推广种植。
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