劉 嬌 范志遠(yuǎn) 贠新華 杜春花 張 雨 徐 亮 馮 倩
(云南省林業(yè)科學(xué)院,云南 昆明 650204)
核桃 (Juglanssigillata) 堅(jiān)果品質(zhì)是評(píng)價(jià)核桃品種的重要內(nèi)容,主要包括了堅(jiān)果的大小、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、出仁率、殼厚以及內(nèi)含物含量等方面的指標(biāo)。近年來,不少學(xué)者開始注重對(duì)核桃堅(jiān)果品質(zhì)的研究。如梁珊珊等[1]、李超等[2]根據(jù)核桃堅(jiān)果品質(zhì)進(jìn)行了選優(yōu)研究,王曉芹等[3-4]對(duì)新疆核桃優(yōu)良核桃品種的實(shí)生單株的堅(jiān)果品質(zhì)作了分析研究,古麗米熱·卡克什等[5]研究得出核桃不同品種之間的堅(jiān)果外觀品質(zhì)有差異,王中奎等[6]得出不同產(chǎn)地的核桃評(píng)價(jià)值不同。有關(guān)云南省的核桃主栽品種的堅(jiān)果品質(zhì)的研究較少,如熊利權(quán)等[7]研究了瀘水1號(hào)在不同海拔下的品質(zhì)差異,張雨等[8]研究了三臺(tái)核桃果實(shí)性狀的變異規(guī)律,劉金鳳等[9]研究了海拔對(duì)細(xì)香核桃堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀和營(yíng)養(yǎng)成分的影響。
良種是發(fā)展核桃產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵,研究云南省的核桃主栽品種之間的堅(jiān)果品質(zhì)差異,有利于了解核桃主栽品種的特性,為云南省核桃新品種的選育奠定基礎(chǔ)。本研究結(jié)合核桃堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo),采用主成分分析法對(duì)8個(gè)云南省主栽核桃品種的堅(jiān)果品質(zhì)進(jìn)行比較分析及綜合評(píng)價(jià),以期為合理利用核桃資源和品種選擇決策提供參考。
供試材料采自云南省各地州市的種子樣品。在云南省核桃主要栽培區(qū)按國(guó)土面積大小,每個(gè)重點(diǎn)縣選擇3~5個(gè)重點(diǎn)調(diào)查鄉(xiāng),根據(jù)不同的方位及海拔高度,分品種選擇10年生以上核桃結(jié)果植株進(jìn)行標(biāo)記采樣,每株隨機(jī)采集50個(gè)果,采樣時(shí)間為2016年9月。采集的樣品經(jīng)離青皮,于網(wǎng)兜內(nèi)自然風(fēng)干或烘箱烘干備用。共采集漾泡核桃540份,三臺(tái)核桃188份,云新核桃50份,細(xì)香核桃182份,桐子果62份,小圓果60份,圓菠蘿40份,瀘水1號(hào)50份,共8個(gè)品種1 172份樣品 (如表1)。
表1 實(shí)驗(yàn)材料Table 1 Experimental materials
隨機(jī)選取10個(gè)大小均勻的堅(jiān)果,用游標(biāo)卡尺 (精確到0.01 cm) 測(cè)量堅(jiān)果三徑、堅(jiān)果殼厚,按公式 (1) 計(jì)算三徑均值;用電子天平 (精確到0.01 g) 測(cè)量堅(jiān)果質(zhì)量,其平均值為單果質(zhì)量,其平均仁質(zhì)量為單果仁質(zhì)量,按公式 (2)~(3) 計(jì)算出仁率、徑仁率。
三徑均值=(橫徑+縱徑+線徑)/ 3
(1)
出仁率=單果仁質(zhì)量/單果質(zhì)量×100%
(2)
徑仁率=單果仁質(zhì)量/三徑均值
(3)
按照標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定GB/T 5009.6—2003[10]和食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定GB 5009.5—2010[11]對(duì)核桃仁粗脂肪和蛋白質(zhì)含量進(jìn)行檢測(cè)。
數(shù)據(jù)采用Excel 2003以及SPSS 19.0軟件進(jìn)行LSD差異顯著性分析及因子分析。
由表2可知,云南省8個(gè)核桃主栽品種三徑均值大小為云新 > 漾泡 > 瀘水1號(hào) > 細(xì)香 > 桐子果 > 三臺(tái) > 圓菠蘿 > 小圓果。云新、漾泡、瀘水1號(hào)堅(jiān)果較大且差異不顯著,但極顯著高于其他5個(gè)品種 (P< 0.01),小圓果三徑均值最小,極顯著低于其他品種 (P< 0.01);漾泡單果質(zhì)量最大,為13.70 g;其次為桐子果、云新、瀘水1號(hào)、圓菠蘿、細(xì)香、三臺(tái)、小圓果。其中漾泡,云新,桐子果在單果質(zhì)量上差異不顯著,三臺(tái),圓菠蘿和小圓果分別與其他品種差異極顯著 (P< 0.01);漾泡單果仁質(zhì)量極顯著高于其他7個(gè)品種 (P< 0.01),云新、細(xì)香、瀘水1號(hào)差異不顯著,桐子果與圓菠蘿差異不顯著,小圓果與三臺(tái)差異不顯著卻極顯著低于其他品種 (P< 0.01)。細(xì)香核桃出仁率為55.36%,極顯著高于其他品種 (P< 0.01);其次為漾泡,出仁率為52.05%,與其他品種差異極顯著 (P< 0.01);三臺(tái)、云新、小圓果與瀘水1號(hào)差異不顯著,出仁率分別為48.58%,49.91%,48.43%,48.53%;圓菠蘿的出仁率為44.95%,與其他品種差異極顯著 (P< 0.01);桐子果的出仁率最低,為40.97%,極顯著低于其他品種 (P< 0.01)。漾泡的徑仁率值最大,為2.03,極顯著高于其他品種 (P< 0.01);三臺(tái)與小圓果的徑仁率較小,分別為1.44和1.38,差異不顯著;小圓果的徑仁率最低,極顯著低于漾泡、云新、細(xì)香、圓菠蘿 (P< 0.01)、桐子果、瀘水1號(hào)。三臺(tái)、細(xì)香、小圓果的種殼較薄,殼厚分別為0.88 mm,0.90 mm,0.85 mm,三者差異不顯著,卻極顯著薄于漾泡、云新、桐子果、圓菠蘿、瀘水1號(hào),其中桐子果的種殼最厚,為1.56 mm (P< 0.01)。8個(gè)核桃品種的粗脂肪含量差異不顯著,蛋白質(zhì)含量差異較小,最大的為桐子果,含量為18.04%,最小的為細(xì)香核桃,蛋白質(zhì)含量為16.19%,細(xì)香核桃蛋白質(zhì)含量與漾泡、三臺(tái)、桐子果、小圓果差異極顯著 (P< 0.01),與云新、圓菠蘿、瀘水1號(hào)差異不顯著。
表2 不同核桃品種堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)均值比較Table 2 Comparison of mean values of nut quality in different J.sigillata varieties
注:不同大寫字母不同表示差異極顯著 (P< 0.01)。
由表3可知,8個(gè)核桃品種三徑均值的變異系數(shù)為4.79%~8.63%,變異性較小,說明8個(gè)核桃品種在堅(jiān)果大小方面一致性較好。單果質(zhì)量的變異系數(shù)由小到大依次為三臺(tái)核桃 < 細(xì)香核桃 < 小圓果核桃 < 瀘水1號(hào) < 漾泡核桃 < 云新核桃 < 桐子果 < 圓菠蘿核桃,8個(gè)核桃品種單果質(zhì)量的變異系數(shù)均 > 10%。說明變異性較大,桐子果和圓菠蘿核桃的單果質(zhì)量變異系數(shù)達(dá)到了20%以上,說明比其他品種的一致性較差;單果仁質(zhì)量的變異系數(shù)最小的是三臺(tái)核桃為14.16%,最大的是圓菠蘿為25.25%,說明三臺(tái)核桃單果仁質(zhì)量的一致性較好;出仁率的變異系數(shù)平均為8.77%,最大的為瀘水1號(hào),其次是云新核桃,最小的是小圓果,說明小圓果的出仁率較穩(wěn)定;徑仁率的大小說明了核桃品種種仁的飽滿程度,8個(gè)核桃品種徑仁率的變異系數(shù)為10.66%~17.54%,均大于10%,說明8個(gè)核桃品種在種仁飽滿程度的變異性較大;小圓果的殼厚變異系數(shù)為9.46%,是8個(gè)核桃品種中變異性最小的,變異性最大的云新核桃,變異系數(shù)達(dá)到了30.97%,說明采自不同地區(qū)的云新核桃其殼厚有較大變異;粗脂肪含量的變異系數(shù)平均值為3.47%,變異性較?。恍A果的蛋白質(zhì)含量變異系數(shù)最小,為8.74%,說明小圓果較其它品種的在蛋白質(zhì)含量上具有較好的一致性。
2.3.1核桃堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析
由表4可知,三徑均值與單果質(zhì)量,單果仁質(zhì)量,徑仁率的相關(guān)性系數(shù)較大,分別為0.877,0.862,0.759,即三徑均值與單果質(zhì)量,單果仁質(zhì)量,徑仁率有一定的正相關(guān)性。出仁率與單果仁質(zhì)量的相關(guān)系數(shù)為0.495,與徑仁率的相關(guān)系數(shù)是0.561,與殼厚的相關(guān)系數(shù)是-0.464,說明出仁率與單果仁質(zhì)量、徑仁率有一定的正相關(guān)性,與殼厚有一定的負(fù)相關(guān)性。粗脂肪含量與三徑均值的相關(guān)系數(shù)為0.108,有一定的相關(guān)性;蛋白質(zhì)含量與其他堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)較小,說明相關(guān)性不大。
表3 不同核桃品種堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)變異系數(shù)比較Table 3 Comparison of variation coefficients of quality indexes of nuts in different J.sigillata varieties %
表4 核桃品種堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性矩陣Table 4 Correlation matrix of quality indexes of nuts in different J.sigillata varieties
2.3.2堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)主成分分析及綜合評(píng)判
由表5可知,前3個(gè)主成分的特征值都大于1.000,且累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了80.437%,說明用這3個(gè)主成分能較好第代替上述 8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)來評(píng)價(jià)核桃品種的堅(jiān)果品質(zhì)。第1主成分的貢獻(xiàn)率較高,為47.911%,其中三徑均值,單果質(zhì)量,單果仁質(zhì)量,徑仁率有較高的正載荷值,分別為0.908,0.961,0.983,0.946。因此,第1主成分包含了核桃的堅(jiān)果的三徑均值、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、徑仁率的信息。其中三徑均值、單果質(zhì)量說明了堅(jiān)果的大小,徑仁率代表著核桃種仁的飽滿程度[12],所以第1主成分可以定義為核桃堅(jiān)果的大小和飽滿程度;第2主成分出仁率有較高的正載荷值,殼厚有較高的負(fù)載荷值,貢獻(xiàn)率為20.003%,說明出仁率與殼厚具有負(fù)相關(guān)性,第2主成分可定義為出仁率與殼厚的信息;第3主成分的貢獻(xiàn)率為12.524%,有較大載荷值的是粗脂肪含量與蛋白質(zhì)含量,因此第3主成分包含了核桃內(nèi)含物的信息。主成分分析結(jié)果表明,核桃堅(jiān)果的大小,單果質(zhì)量,單果單果仁質(zhì)量,徑仁率是反映核桃堅(jiān)果品質(zhì)的首要性狀,其次是堅(jiān)果的出仁率與殼厚。
通過主成分分析,對(duì)8個(gè)云南省核桃主栽品種堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)以主成分貢獻(xiàn)率為權(quán)重,根據(jù)前 3個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率和主成分得分Fi,可建立堅(jiān)果品質(zhì)綜合評(píng)判數(shù)學(xué)模型。
F=(F1×47.911+F2×20.003+F3×12.254)/80.437
式中:F表示綜合得分,F(xiàn)1,F(xiàn)2,F(xiàn)3表示第1,2,3主成分得分。
表5 因子旋轉(zhuǎn)矩陣及貢獻(xiàn)率Table 5 Rotated component matrix and contribution rate
注:提取方法為主成分分析法;旋轉(zhuǎn)方法為帶Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的四分旋轉(zhuǎn)法。
綜合主成分分值F越高,綜合品質(zhì)表現(xiàn)越好。從表6可知,云南省主栽的8個(gè)優(yōu)良核桃品種中,漾泡核桃具有較高的綜合得分F值 (0.294 56),堅(jiān)果品質(zhì)優(yōu)良,其次是細(xì)香核桃 (-0.011 68) 和云新核桃 (-0.014 17)。漾泡、細(xì)香、云新核桃在堅(jiān)果大小,單果質(zhì)量、徑仁率的指標(biāo)上均位列前三,其中漾泡的飽滿度較高,徑仁率最大,細(xì)香核桃的出仁率最高,平均達(dá)到55.36%,云新核桃堅(jiān)果最大。因此,可以得出依據(jù)主成分的因子分析對(duì)核桃堅(jiān)果品質(zhì)進(jìn)行排名具有可靠性。
表6 各主成分得分及優(yōu)良度排名Table 6 Scores of each main component and ranking
本研究采用了堅(jiān)果的三徑均值、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、出仁率、徑仁率、殼厚、粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)對(duì)云南本土的8個(gè)優(yōu)良品種作了差異性分析,結(jié)果表明,不同品種間在三徑均值、單果質(zhì)量、單果仁質(zhì)量、出仁率、徑仁率、殼厚方面存在一定的差異性,但在粗脂肪含量方面的差異性不明顯,蛋白質(zhì)含量方面存在一定的差異性;同一品種因土壤、水分、溫度等環(huán)境因子的變化存在著變異性。8個(gè)品種各個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)說明了該品種的堅(jiān)果一致性, 8個(gè)核桃品種在堅(jiān)果大小、單果質(zhì)量、徑仁率等指標(biāo)的變異系數(shù)較大,這說明云南這8個(gè)本土品種因環(huán)境因子的變化,同一品種會(huì)出現(xiàn)堅(jiān)果大小不一,品質(zhì)參差不齊的現(xiàn)象,但有關(guān)核桃各品質(zhì)指標(biāo)與環(huán)境因子的相關(guān)分析有待進(jìn)一步研究。
主成分因子分析法在綜合評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)方面得到了廣泛的應(yīng)用[13-18]。通過相關(guān)性分析得出核桃堅(jiān)果的8個(gè)品質(zhì)指標(biāo)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性,若直接利用品質(zhì)指標(biāo)對(duì)各品種進(jìn)行評(píng)價(jià)會(huì)導(dǎo)致大量的信息重疊,評(píng)價(jià)結(jié)果不理想,因此需要對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本研究采用了主成分因子分析法提取了3大主成分,對(duì)核桃品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了綜合與簡(jiǎn)化,認(rèn)為影響核桃堅(jiān)果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的主因子依次是堅(jiān)果大小與飽滿程度、出仁率與殼厚、核桃內(nèi)含物含量。這與梁珊珊等[1],李超等[2],陳夢(mèng)華等[17]對(duì)核桃品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果相似,認(rèn)為核桃堅(jiān)果大小或單果質(zhì)量是核桃綜合評(píng)價(jià)的首要因子。本研究對(duì)云南省8個(gè)核桃品種的堅(jiān)果品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)得出,漾泡核桃果大、殼薄、出仁率高、徑仁率高,品質(zhì)優(yōu)良。但本研究只對(duì)堅(jiān)果的品質(zhì)的數(shù)量指標(biāo)做了分析評(píng)價(jià),對(duì)核桃品種的優(yōu)良度評(píng)價(jià),還應(yīng)結(jié)合堅(jiān)果的描述指標(biāo)如種仁的肥瘦、仁色、食味、是否有澀味等方面以及核桃品種的產(chǎn)量、抗性等方面進(jìn)行全面的評(píng)價(jià),這是本研究的不足之處。
綜上所述,該研究對(duì)云南省8個(gè)主栽核桃品種的堅(jiān)果品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了差異性分析、變異性分析并通過主成分因子分析對(duì)8個(gè)核桃品種進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),在一定程度上為核桃品種資源的品質(zhì)鑒定,合理利用核桃資源及品種選擇決策提供了理論依據(jù)。