許 杰,王封義,班啟堂,陳 文
(1.貴州省林業(yè)科學研究院,貴陽550005; 2.望謨縣林業(yè)局,貴州 望謨562400)
油桐[Vericia fordii(Hemsl.)Airy Shaw],是我國傳統(tǒng)的四大油料樹種,是重要的工業(yè)原料樹種,其產(chǎn)品桐油是最優(yōu)質(zhì)的干性油,各行業(yè)廣泛應(yīng)用,油漆、油墨、電路板、家具、生物柴油。貴州是油桐的傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū),油桐是貴州栽培最廣,面積最大的經(jīng)濟樹種[1]。朱鏡如等[2]對重慶的油桐種質(zhì)資源進行了調(diào)查和收集,對優(yōu)株的含油率、桐油品質(zhì)等進行了測定分析。劉金龍等[3]對五爪桐含油量及桐油質(zhì)量進行了研究。黃瑞春等[4]進行了油桐種質(zhì)資源庫品比試驗初步研究。筆者對貴州油桐資源進行了調(diào)查選優(yōu),共選出12株優(yōu)樹,引進了2個優(yōu)良種源,2011年播種定植,目前長勢良好。采用主成分分析法對這14個種源的果實經(jīng)濟性狀進行綜合評價,旨在提出經(jīng)濟性狀最優(yōu)種源,以期為貴州油桐的品種選育奠定基礎(chǔ)。
試驗地位于貴州省望謨縣,是貴州油桐的主產(chǎn)區(qū)之一,被稱為油桐之鄉(xiāng)。望謨縣位于貴州省南部,地處云貴高原向廣西低山丘陵過渡的斜坡地帶,珠江流域紅水河上游南北盤江交匯處。東與羅甸縣接壤,南與廣西壯族自治區(qū)樂業(yè)縣隔江相望,西與貞豐、冊亨兩縣為鄰,北與紫云、鎮(zhèn)寧2縣銜接,全縣轄八鎮(zhèn)九鄉(xiāng)1個國營林場。地理坐標為東經(jīng)105°50′~106°32′,北緯24°53′~25°37′。望謨縣屬亞熱帶季風濕潤氣候區(qū),光熱條件好,無霜期長,降雨量集中,干濕季節(jié)明顯且雨熱同季,年均日照時數(shù)大于1 400 h,年均溫19℃,冬季平均氣溫8~10℃,年均積溫6 352℃。年降水量1 250.6 mm,無霜期341 d。
供試材料為在貴州省內(nèi)選出的12個三年桐種源和引進的2個三年桐種源6年生的測定林,試驗地位于貴州望謨縣油桐良種基地內(nèi),采用隨機區(qū)組設(shè)計,3次重復(fù),每小區(qū)10株。當前,長勢良好,處于初果期。
對14個種源進行調(diào)查,每個種源調(diào)查10株,主要調(diào)查指標有果高(cm)、果徑(cm)、果形指數(shù)、鮮果皮厚(cm)、鮮果重(g)、籽重(g)、氣干果重(g)、出籽率(%)、仁重(g)、出仁率(%)、每果含籽數(shù)、仁含油率(%)、單株果數(shù)、單株產(chǎn)量(kg)、冠幅平均產(chǎn)量(kg)、碘值(干基)(g/100 g)、酸價(干基)(mg/g)17個指標,取其均值,采用SPSS 21.0對17個指標值進行主成分分析,對14個種源的經(jīng)濟性狀進行綜合評價。
由于各測定指標具有不同的單位和不同的變異程度。不同的單位常使系數(shù)的實踐解釋發(fā)生困難,為了消除不同變量帶來的單位影響和不同變量的數(shù)據(jù)的數(shù)量級的影響,故將數(shù)據(jù)標準化,使之具備可比性。標準化處理結(jié)果見表1。
表1 14個種源各指標數(shù)據(jù)標準化處理
用SPSS 22.0進行主成分分析,得出各主成分的貢獻率和累積貢獻率(表2)、成分得分系數(shù)矩陣型(表3)。
表2 4個主成分的貢獻率和累積貢獻率
從表2可看出,以特征值大于1.0為標準,有4個主成分符合要求,這4個主成分累積貢獻率為87.395%,可以很好地反映出14個種源17個測試指標的綜合信息,符合主成分分析方法的要求,故選取前4個主成分進行數(shù)據(jù)分析。
從表2和表3可看出,第一主成分貢獻率最大,為47.695%,得分系數(shù)中只有3個負值,分別是果形指數(shù)、出仁率、單株果數(shù),并且值都很小,其它指標的得分比較一致,相差不大,因此,第一主成分可歸為綜合因子;第二主成分貢獻率為17.598%,得分系數(shù)中碘值、仁含油率的值較大,分別為0.356、0.35。可歸為產(chǎn)油和品質(zhì)因子。第三主成分貢獻率為13.667%,得分系數(shù)中單株果數(shù)、單株產(chǎn)量分別為0.364、0.353??蓺w為產(chǎn)量因子。第四主成分貢獻率為8.435%,得分系數(shù)中果形指數(shù)、果高的值較為突出,分別為0.483、0.416。可歸為果型因子。
表3 各主成分的成分得分系數(shù)
從表3可看出,第一、二、三、四主成分能反映出87.395%的綜合信息,這4個主成分能夠有效代表原有的17個指標信息。用Z1、Z2、Z3、Z4分別代表這4個主成分得分,用X1、X2…X17代表標準化后的指標變量,用a1、a2…a17表示成分得分系數(shù),可得出如下得各種源的主成分得分線性方程,以1號種源各主成分得分為例:
以第一、二、三、四主成分的方差貢獻率為權(quán)數(shù),構(gòu)建綜合評分模型[5]:F=0.476 95×Z1+0.175 98×Z2+0.136 67×Z3+0.084 35×Z4,其中F值為綜合評分指標,代入相應(yīng)表達式,可得出14個種源的綜合評分指標F值(表4)。
以分值為正值的7個優(yōu)良種源來進行分析,從表4可知,1、2、3、4、5、6、9號種源F值為正值。1號種源在第一主成分中得分最高,說明其綜合指標表現(xiàn)最好,其F值也在排名中最高;3號種源在第二主成分中得分最高,說明其含油率和油的品質(zhì)最好;6號種源在第三主成分中得分最高,說明其產(chǎn)量最高;5號種源在第四主成分中得分最高,說明其果型較其它種源好。
綜合評價F值排名為(正值):6號種源>5號種源>1號種源>9號種源>2號種源>3號種源>4號種源。在生產(chǎn)中可考慮各種源的特性進行品種配置栽種。
1)通過主成分分析,將14個油桐種源的17個指標轉(zhuǎn)化為4個主成分,這4個主成分反映了原17個指標87.395%的綜合信息。得出了各主成分的成分得分系數(shù),推斷出各主成分的特征信息,第一主成分為綜合因子,第二主成分為產(chǎn)油和品質(zhì)因子,第三主成分為產(chǎn)量因子。第四主成分為果型因子。
2)構(gòu)建了綜合評分模型:F=0.476 95×Z1+0.175 98×Z2+0.136 67×Z3+0.084 35×Z4,通過得到的F值對14個油桐種進行排序,取F值為正值的7個優(yōu)良種源進行排序:6號種源>5號種源>1號種源>9號種源>2號種源>3號種源>4號種源。
3)通過對14個種源的果實經(jīng)濟性狀進行統(tǒng)合評價,提出了7個表現(xiàn)優(yōu)良的種源,其表達的不同性狀,可為今后的油桐品種選育提供依據(jù)。
4)在F值為負值的7個種源中,也有在某些主成分中表現(xiàn)不錯的,但綜合評分低,這一部分可利用其特別的表現(xiàn)性狀,在今后的種質(zhì)創(chuàng)新中加以利用。
表4 綜合評價各主成分得分及F值
[1]龍秀琴,許杰,姚淑均.貴州油桐生產(chǎn)現(xiàn)狀及其發(fā)展對策[J].中國林副特產(chǎn),2003,64(1):5354.
[2]朱鏡如,黃艷,羅克晚.重慶油桐資源調(diào)查及優(yōu)株篩選[J].經(jīng)濟林研究,2013,31(1):161166.
[3]劉金龍,鄭小江,鄭威,等.油桐品種五爪桐含油量及桐油質(zhì)量研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學,2011,50(10):2 0312 035.
[4]黃瑞春,譚曉風,王承南,等.油桐種質(zhì)資源庫品比試驗初步研究[J].中南林業(yè)科技大學學報,2011,31(9):3841.
[5]杜洋文,鄧先珍,徐春永,等.主成分分析法在油茶無性系綜合評價中的應(yīng)用[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報,2012,34(6):1 1931 198.