李 恒，唐 平，刀麗平，張春花，沈 杰

(攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院，四川攀枝花 617000)

核桃是一種綜合開發(fā)利用價(jià)值很高的木本油料類經(jīng)濟(jì)林樹種，自2007年開始，核桃產(chǎn)業(yè)在攀枝花市得到了迅速的發(fā)展。目前，全市已發(fā)展核桃基地面積超過2.4萬hm2。為了更好地解決制約我市核桃發(fā)展的“瓶頸”問題——“良種”，項(xiàng)目組成員針對我市現(xiàn)有的核桃品種展開了廣泛深入地調(diào)查，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB7907-87)習(xí)學(xué)良等［1］采用的人為加權(quán)打分的方法進(jìn)行品種性狀指標(biāo)的比較等方法，通過初選、復(fù)選和決選，決選出9個(gè)優(yōu)良單株。目前，由于主成分分析法在動(dòng)、植物種質(zhì)資源多態(tài)性分析和育種的性狀選擇方面的廣泛運(yùn)用，在核桃選育方面，肖良?。?］等應(yīng)用主成分分析法，對滇東北的核桃優(yōu)良單株主要經(jīng)濟(jì)進(jìn)行主成分分析，得出3徑平均值、堅(jiān)果重和單位面積(m2)樹冠投影產(chǎn)仁3個(gè)主成分，代表了核桃經(jīng)濟(jì)性狀92.617%的信息，且是綜合的獨(dú)立的指標(biāo)。利用主成分分析法對我市決選出的9個(gè)優(yōu)良單株堅(jiān)果品質(zhì)的8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，依據(jù)多個(gè)主成分組成的綜合指數(shù)以及堅(jiān)果主要經(jīng)濟(jì)性狀評分表來評價(jià)核桃優(yōu)株，以期為核桃良種選擇利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)基本情況

攀枝花市位于四川西南邊陲，境內(nèi)最高點(diǎn)為西北部鹽邊縣境內(nèi)的百靈山穿洞子，海拔4 195.5 m;最低點(diǎn)是東南部仁和區(qū)平地鎮(zhèn)的師莊，海拔937 m。攀枝花市氣候獨(dú)特，，具有夏季長、溫度日變化大，四季不分明，降雨少而集中，日照多，太陽輻射強(qiáng)，氣候垂直差異顯著等特征。海拔1 600 m～2 300 m范圍區(qū)域，核桃種植面積大。該區(qū)域年氣溫晝夜變化大而年變化小，年平均氣溫16.6℃，1月平均氣溫12.8℃，7月平均氣溫 26.1℃。年均日照時(shí)數(shù)2 748.9 h，無霜期約300 d，年均降雨量890 mm。土壤類型主要為山地紅壤。

1.2 供試材料來源

2008年以來，攀枝花市農(nóng)林科學(xué)研究院依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)(GB7907-87)和習(xí)學(xué)良等［2］采用的人為加權(quán)打分的方法進(jìn)行品種性狀指標(biāo)的比較等方法，通過初選、復(fù)選和決選，決選出9個(gè)優(yōu)良單株，基本情況見表1。

表1 攀枝花市決選出的9個(gè)優(yōu)良單株的基本情況

1.3 測定方法

每個(gè)單株隨機(jī)取10個(gè)鮮果，自然風(fēng)干后，測量以下各項(xiàng)指標(biāo):(1)3徑平均(X1):用游標(biāo)卡尺分別測出10個(gè)堅(jiān)果的橫、縱、棱徑，將3徑值進(jìn)行算術(shù)平均，得出3徑平均值;(2)堅(jiān)果重(X2):用精度為0.01g的電子天平稱量風(fēng)干后的堅(jiān)果重量，計(jì)算平均值;(3)殼厚(X3):用游標(biāo)卡尺測量堅(jiān)果中部的果殼厚度，計(jì)算平均值;(4)種仁重(X4)、出仁率(X5):將堅(jiān)果取仁后，用電子天平稱量種仁重量，種仁重與堅(jiān)果重之比，為出仁率，計(jì)算平均值;(5)粗脂肪(X6)、蛋白質(zhì)(X7):隨機(jī)取30個(gè)～40個(gè)自然風(fēng)干后的干果，送至四川省林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)品加工利用研究設(shè)計(jì)所進(jìn)行分析檢測，分析方法按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14488.1-93進(jìn)行;(6)核桃樹冠單位投影面積產(chǎn)仁量(X8):用連續(xù)3 a的核桃產(chǎn)仁量與單位樹冠投影面積(m2)之比求出樹冠單位投影面積產(chǎn)仁量。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析

應(yīng)用SPSS軟件中的主成分分析程序［3］。由樣本相關(guān)矩陣出發(fā)，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算性狀相關(guān)矩陣的特征根和特征向量，并根據(jù)性狀特征根和原變量數(shù)，計(jì)算各個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率和方差貢獻(xiàn)率，以累積方差貢獻(xiàn)率確定主成分個(gè)數(shù)和建立主成分方程［4］。由此確定我市核桃選種的重要性狀指標(biāo)，計(jì)算各樣本的重要主成分值，進(jìn)而對供試樣本進(jìn)行比較，最終選擇出綜合性狀優(yōu)良的單株。

2 結(jié)果與分析

2.1 函數(shù)的建立與分析

9個(gè)核桃優(yōu)株的主要經(jīng)濟(jì)性狀見表2。在主成分分析中，方差代表了性狀在主成分向上的分散程度。方差越大，主成分在樣本數(shù)據(jù)分析中所起的作用越大。樣本相關(guān)矩陣的特征根計(jì)算的性狀方差貢獻(xiàn)北和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率見表3。由表3可知，前兩個(gè)主成的累積方差貢獻(xiàn)率為82.751%，表明前兩個(gè)主成分已經(jīng)代表了全部性狀的82.751%的綜合信息，因此，選出前兩個(gè)主成分為我市核桃優(yōu)良單株綜合性狀的重要主成分。

表2 攀枝花市幾個(gè)核桃優(yōu)株的主要經(jīng)濟(jì)性狀

表3 攀枝花市幾個(gè)主要核桃品系的經(jīng)濟(jì)性狀主成分的方差貢獻(xiàn)率和累積方差貢獻(xiàn)率

因?yàn)橹鞒煞质窃誀畹木€性組合函數(shù)，根據(jù)計(jì)算樣本相關(guān)矩陣的特征向量，從表3可以得出主成分的函數(shù)式為:

由表4可以看出，在第一主成分Y1中，堅(jiān)果重X2的系數(shù)最大，為0.916，其次為3徑平均X1，這兩個(gè)因子與核桃果實(shí)大小密切相關(guān)，表明第一主成分主要反映的是堅(jiān)果核桃果實(shí)大小的綜合指標(biāo);第二主成分Y2中，單位投影面積出仁量的系數(shù)最大，為0.916，其次為出仁率X5，表明第二主成分主要說明的是單位面積出仁量大小的綜合指標(biāo)。由此可見，由主成分的方差貢獻(xiàn)率和主成分(Y1-Y2)與原性狀(X1-X8)的相關(guān)矩陣的特征向量進(jìn)一步表明，我市核桃主要品系經(jīng)濟(jì)性狀間的主要差異為堅(jiān)果重，其次為單位投影面積出仁量。堅(jiān)果重和3徑大小代表果實(shí)大小，單位面積樹冠產(chǎn)仁量和出仁率代表產(chǎn)量。

表4 幾個(gè)主要核桃品系經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)陣的特征向量

2.2 優(yōu)良單株排序

主成分的生物學(xué)內(nèi)涵表明，上述兩個(gè)主成分已較好地綜合了核桃優(yōu)株的主要性狀特征，其代表性達(dá)到了82.751%。由于主成分較多，單一主成分難以對各優(yōu)株綜合利用性狀作出客觀判斷。因此，對表4中兩個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，建立優(yōu)株堅(jiān)果性狀的綜合評價(jià)數(shù)學(xué)模型:F=0.6347×fac1+0.3653×fac2;其中，fac1、fac2為各優(yōu)株主成分得分值。

從表5可以看出，根據(jù)對9個(gè)單株的兩個(gè)主成分分值進(jìn)行綜合排序，依次排序結(jié)果為:啊喇6號、啊喇3號、攀核1號、啊喇2號、啊喇5號、南廠1號、柳溪1號、啊喇7號、啊喇1號。

表5 各優(yōu)良單株主成分分值及排序表

2.3 優(yōu)良單株堅(jiān)果品質(zhì)分析

為了對核桃堅(jiān)果的營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)，對單果仁重、殼厚度、出仁率等數(shù)量的測定結(jié)果進(jìn)行分級量化處理，形成了堅(jiān)果品質(zhì)評分表(表6)，使選擇對象的堅(jiān)果品質(zhì)用累計(jì)積分方式進(jìn)行表達(dá)。檢驗(yàn)時(shí)，將核桃果樣鋪放在潔凈的平面上，目測法觀察果殼的色澤和潔凈度。砸開取仁，內(nèi)褶壁不發(fā)達(dá)，能取整仁或半仁的為取仁容易;內(nèi)褶壁較發(fā)達(dá)，能取1/4仁的為較難;根據(jù)內(nèi)種皮顏色深淺，確定仁色;種仁肥厚，溝洼淺的為飽滿，種仁充實(shí)，但不肥厚，溝洼較深的為較飽滿。品嘗種仁，鑒別香味和澀味，澀味感覺明顯但程度較輕的為稍澀。

根據(jù)表6的劃分標(biāo)準(zhǔn)，對主分成分析中得分前三的候選優(yōu)樹各指標(biāo)進(jìn)行對應(yīng)評分，將各項(xiàng)得分累加得出不同優(yōu)樹的堅(jiān)果品質(zhì)評分。結(jié)果見表7所示。

從表7可以看出，通過對復(fù)選優(yōu)樹各指標(biāo)逐一分析評價(jià)，攀核1號的各項(xiàng)指標(biāo)得分84分，高于主成分分析中排列1、2的啊喇6號(67分)和啊喇3號(64分)，因此，將攀核1號作為此次評選的最佳核桃品種進(jìn)行良種申報(bào)。

表6 核桃堅(jiān)果品質(zhì)的評分標(biāo)準(zhǔn)

表7 核桃優(yōu)樹堅(jiān)果品質(zhì)綜合評價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論與討論

以在攀枝花市范圍內(nèi)決選的9株優(yōu)良單株核桃的8個(gè)主要經(jīng)濟(jì)性狀為試材，通過主成分分析得到它們的兩個(gè)重要主成分即為堅(jiān)果重和單位投影面積產(chǎn)仁量。這兩個(gè)主成分代表了核桃經(jīng)濟(jì)性狀的82.751%信息，是綜合的相互獨(dú)立的指標(biāo)。主成分分析未考慮核桃的質(zhì)量性狀(口感、仁色、取仁難易等)和單株的適應(yīng)性與抗逆性等特殊性狀，但對核桃經(jīng)濟(jì)性狀的選擇比權(quán)重打分更為方便，具有一定科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

應(yīng)用主成分值，對9個(gè)供試樣本的綜合性狀進(jìn)行排序分析，其結(jié)果與供試樣本在實(shí)際生產(chǎn)中的表現(xiàn)相符，表明用主成分值選種在攀枝花市核桃良種選育和發(fā)展生產(chǎn)中有一定的應(yīng)用價(jià)值。在應(yīng)用中，對調(diào)查指標(biāo)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，計(jì)算品種的重要主成分值，即可根據(jù)選種目標(biāo)，綜合評判品種的生產(chǎn)性能。

在北方核桃品種選育過程中，往往追求堅(jiān)果個(gè)大、出仁率高、單位面積產(chǎn)仁量高，但在南方核桃主栽區(qū)，存在著單果重較低，但具備其它特殊性狀如產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)、耐貯運(yùn)或具有特殊香味等的單株，如簡單通過主成分分析，則不能入選優(yōu)良單株，但在生產(chǎn)中應(yīng)對這部分加以關(guān)注，充分利用其特殊性狀，為核桃種質(zhì)資源的保存和發(fā)展提供新的渠道。

［1］習(xí)學(xué)良，范志遠(yuǎn)，鄒偉烈，等.10個(gè)美國山核桃品種的引種研究初報(bào)［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，23(4):382～387.

［2］肖良俊，寧德魯，等.滇東北核桃優(yōu)良單株主要經(jīng)濟(jì)性狀的主成分分析［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)2013，28(2):79～82.

［3］郝黎仁，樊元，等.SPSS實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析［M］.北京:中國水利水電出版社，2002:14～121.

［4］裴鑫德.多元統(tǒng)計(jì)分析及其應(yīng)用［M］.北京:北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1991:196～247.