李林晴，龐立欣，劉 凱，陳炬彤，安秀紅，趙書崗，田 義，王紅霞

（1 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)山區(qū)研究所，河北省山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心，國(guó)家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，保定071000）（2 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院）（3 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院）（4 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）

核桃為胡桃科胡桃屬落葉喬木，是我國(guó)重要的油料經(jīng)濟(jì)樹種之一，位居四大堅(jiān)果之首[1-2]。河北省核桃栽培歷史悠久，分布范圍廣泛，擁有多種豐富的種質(zhì)資源，是我國(guó)核桃主產(chǎn)區(qū)之一[3]。不同核桃品種適栽環(huán)境存在差異，在引種過(guò)程中隨著生存環(huán)境的差異，其表觀性狀也隨之改變。

植物表觀性狀是植物內(nèi)在組織生長(zhǎng)分化的外在表現(xiàn)，也是植物遺傳變異和多樣性最直接的表現(xiàn)，各性狀間存在密切的聯(lián)系[4-5]。近年來(lái)，核桃表觀性狀方面的研究逐漸成為熱點(diǎn)[6]。李國(guó)和[7]發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地核桃受到較大的生態(tài)和地理環(huán)境的影響，各性狀間存在較大差異。孫垟?shù)萚8]通過(guò)對(duì)石棉核桃品質(zhì)指標(biāo)的研究，發(fā)現(xiàn)核桃各表觀性狀指標(biāo)間存在一定的相關(guān)性。王自明等[9]對(duì)昭通耐寒核桃進(jìn)行試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)核桃表觀性狀與植物抗逆特性之間存在相關(guān)性。普遍認(rèn)為堅(jiān)果縱橫徑、堅(jiān)果重、堅(jiān)果殼厚、堅(jiān)果出仁率、核仁重是核桃綜合評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[10-12]。此外，白仲奎[13]把堅(jiān)果果個(gè)大小、種殼色澤、光滑程度、取仁難易、種仁飽滿程度、果仁色澤也作為育種時(shí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，豐富了表觀性狀評(píng)價(jià)的指標(biāo)。耿陽(yáng)陽(yáng)等[14]將核桃單果重、三徑平均值、殼厚、內(nèi)褶壁和橫膈膜作為適宜加工的表觀性狀評(píng)價(jià)指標(biāo)。

目前，因子評(píng)價(jià)、層次評(píng)價(jià)、模糊函數(shù)評(píng)價(jià)等方法已被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，主成分分析法是目前果樹品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的一種常見(jiàn)方法[15-19]。河北省種質(zhì)資源多樣，但基于樹體及堅(jiān)果外觀品質(zhì)特性的綜合評(píng)價(jià)鮮有報(bào)道。因此，對(duì)目前河北省主栽核桃品種的樹體生長(zhǎng)特性、堅(jiān)果表觀品質(zhì)等進(jìn)行調(diào)查分析，利用主成分分析法篩選樹體及堅(jiān)果外觀品質(zhì)合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)9個(gè)主栽核桃品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，篩選適栽品種，為河北省核桃產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供品種保障。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在河北省林業(yè)和草原科學(xué)研究院核桃種質(zhì)資源圃進(jìn)行，供試品種為‘遼寧1 號(hào)’‘遼寧8號(hào)’‘綠嶺’‘上宋6 號(hào)’‘西嶺’‘香玲’‘贊美’‘早碩’和‘清香’9個(gè)主栽核桃品種，樹齡均為8 年，長(zhǎng)勢(shì)大致相同。

1.2 試驗(yàn)方法

果實(shí)成熟期測(cè)定9個(gè)核桃品種的樹勢(shì)、干性、豐產(chǎn)性、單枝結(jié)果數(shù)、側(cè)芽抽生果枝數(shù)、冠幅及干周。樹勢(shì)：隨機(jī)取30個(gè)樹冠外圍新梢測(cè)量其長(zhǎng)度，以新梢的長(zhǎng)度來(lái)衡量樹勢(shì)，分為弱（新梢長(zhǎng)度＜20 cm）、中（20 cm＜新梢長(zhǎng)度＜60 cm）、強(qiáng)（新梢長(zhǎng)度＞60 cm）3 級(jí)。干性：以主干高度進(jìn)行衡量，分為弱（主干高度＜0.8 m）、中（0.8 m＜主干高度＜1.5 m）、強(qiáng)（主干高度＞1.5 m）3 級(jí)。豐產(chǎn)性：根據(jù)《核桃品種適應(yīng)性評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，測(cè)定每個(gè)品種每平方米樹冠投影面積的核仁產(chǎn)量，分為3 級(jí)：弱（＜160 g）、中（160～220 g）、強(qiáng)（＞220 g）。

在果實(shí)成熟期隨機(jī)選取成熟果實(shí)，去除青皮，用游標(biāo)卡尺測(cè)量堅(jiān)果縱徑、橫徑、側(cè)徑及核殼厚度，用電子天平稱量單果重，縫合線緊密度采用核桃縫合力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)定。

觀察核仁的飽滿程度、內(nèi)種皮顏色及果仁澀味，并對(duì)其進(jìn)行打分。核仁飽滿度分級(jí)：①不飽滿，核仁肉皺縮，甚至干癟，無(wú)商品及食用價(jià)值，1～4分；②較飽滿，核仁充實(shí)，但不肥厚，溝洼較深，5～7 分；③飽滿，核仁肥厚，圓滿緊湊，溝洼淺，8～10 分。核仁皮色按顏色分級(jí)：①黃白，10 分；②淺黃，9 分；③黃，8 分；④黃褐，7 分；⑤褐，6 分；⑥褐紫，5 分；⑦紫，4 分；⑧紫紅，3 分；⑨黑，2 分。核仁風(fēng)味分級(jí)：①核仁無(wú)澀味，香甜，7～10 分；②核仁口感稍澀，4～6 分；③核仁澀味重，1～4 分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理，用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行差異顯著性分析、相關(guān)性分析和主成分分析。主成分分析參照施麗麗、李曉鐘等[20-21]的方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 9個(gè)主栽核桃品種的樹體性狀

由表1 可以看出，9個(gè)主栽核桃品種中，‘遼寧1 號(hào)’‘西嶺’‘贊美’‘早碩’和‘清香’樹勢(shì)強(qiáng)，‘遼寧8 號(hào)’‘綠嶺’‘上宋6 號(hào)’和‘香玲’樹勢(shì)中等；樹體干性與樹勢(shì)表現(xiàn)一致；‘遼寧1 號(hào)’‘贊美’和‘清香’豐產(chǎn)性強(qiáng)，‘遼寧8 號(hào)’‘綠嶺’和‘早碩’豐產(chǎn)性中等，‘上宋6 號(hào)’‘西嶺’和‘香玲’豐產(chǎn)性弱。9個(gè)核桃品種的單枝結(jié)果數(shù)為5～9個(gè)，‘綠嶺’最多，‘遼寧8 號(hào)’最少；側(cè)芽抽生果枝數(shù)為1～8個(gè)，其中以‘西嶺’側(cè)芽抽生果枝數(shù)最高，達(dá)8個(gè)，顯著高于其他品種，‘綠嶺’側(cè)芽抽生果枝數(shù)最低，僅為1個(gè)；南北冠幅為3.60～4.63 m，‘遼寧1 號(hào)’顯著高于其他品種；東西冠幅為3.80～5.30 m；干周為32.00～51.00 cm，‘遼寧1 號(hào)’干周最大，‘上宋6 號(hào)’干周最小。

表1 9個(gè)主栽核桃品種的樹體性狀

2.2 9個(gè)主栽核桃品種的果實(shí)性狀

由表2 可以看出，供試的9個(gè)主栽核桃品種的堅(jiān)果縱徑為32.97～40.48 mm，其中最大為‘上宋6號(hào)’，顯著高于其他品種，最小為‘清香’；堅(jiān)果橫徑為26.00～35.92 mm，最大為‘早碩’，最小為‘清香’；側(cè)徑為26.50～33.54 mm，最大為‘早碩’，最小為‘香玲’；單果重為9.67～14.51 g，其中‘贊美’的單果重最大，顯著高于其他品種，最小的為‘清香’；在堅(jiān)果出仁率方面，以‘遼寧1 號(hào)’最高，為57.30%，其次為‘早碩’（54.72%），‘遼寧8 號(hào)’最低，僅37.86%；核仁風(fēng)味以‘香玲’和‘清香’較佳，核仁皮色以‘綠嶺’和‘清香’較佳，其得分均顯著高于其他品種；核仁飽滿度以‘綠嶺’‘香玲’和‘清香’較佳；核殼厚度為1.24～1.80 mm，其中‘贊美’最薄，‘遼寧8 號(hào)’最厚；縫合線緊密度為27.85～70.71 N，‘西嶺’縫合線緊密度最大，顯著高于其他品種，縫合線緊密度最小為‘香玲’。

表2 9個(gè)主栽核桃品種的果實(shí)性狀

2.3 9個(gè)主栽核桃品種表觀性狀的相關(guān)性分析

由表3 可以看出，出仁率與核仁飽滿度、核仁風(fēng)味與核仁飽滿度均呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.761、0.671；縫合線緊密度與側(cè)芽抽生果枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.803；其他指標(biāo)間相關(guān)性不顯著。

表3 9個(gè)主栽核桃品種表觀性狀各指標(biāo)相關(guān)性分析

2.4 9個(gè)主栽核桃品種綜合評(píng)價(jià)

將河北省9個(gè)主栽核桃品種各性狀要素的測(cè)定值和標(biāo)準(zhǔn)值在SPSS 中進(jìn)行因子分析，前4個(gè)主成分的特征值大于1，故提取出4個(gè)主成分。如表4所示，第1 主成分的方差貢獻(xiàn)率為37.387%，第2主成分的方差貢獻(xiàn)率為25.896%，第3 主成分的方差貢獻(xiàn)率為13.819%，第4 主成分的方差貢獻(xiàn)率為12.217%。前4個(gè)成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)89.319%，表明前4個(gè)主成分已經(jīng)把9個(gè)核桃品種綜合性狀89.319%的信息反映出來(lái)，而其他主成分在優(yōu)良品種綜合評(píng)價(jià)分析中所起作用僅為10.681%。因此，可以選取前4個(gè)成分作為核桃綜合性狀選擇的主成分。第1 主成分中，各成分絕對(duì)值以核仁飽滿度、出仁率較大，其中以核仁飽滿度系數(shù)更大，且二者呈顯著正相關(guān)，因此核仁飽滿度可作為評(píng)價(jià)核桃品質(zhì)的主要指標(biāo)；第2 主成分中，縫合線緊密度具有較大的絕對(duì)值，此外是側(cè)芽抽生果枝數(shù)，且二者呈極顯著正相關(guān)，因此可將縫合線緊密度作為評(píng)價(jià)核桃堅(jiān)果和樹體的重要指標(biāo)；第3 主成分中，核殼厚度具有較大絕對(duì)值，且為正系數(shù)；第4 主成分中，以單果重和單枝結(jié)果數(shù)絕對(duì)值較大，單果重具有較大的負(fù)系數(shù)，單枝結(jié)果數(shù)具有較大的正系數(shù)。通過(guò)主成分分析，表明前4個(gè)主成分已經(jīng)充分反映核桃樹體及堅(jiān)果的性狀；且將核仁飽滿度、縫合線緊密度、核殼厚度、單果重及單枝結(jié)果數(shù)5個(gè)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)核桃堅(jiān)果品質(zhì)及樹體的表觀性狀，作為核桃品種選擇及評(píng)價(jià)的重要依據(jù)。

表4 主成分荷載矩陣

由表5 可知，經(jīng)過(guò)綜合評(píng)價(jià)，‘清香’‘遼寧1 號(hào)’‘贊美’‘早碩’和‘綠嶺’綜合評(píng)價(jià)值位居前5 名，且均為正數(shù)，說(shuō)明這5個(gè)品種評(píng)價(jià)較優(yōu)，且評(píng)分越高，適應(yīng)性越強(qiáng)。而綜合評(píng)價(jià)值為負(fù)數(shù)的是評(píng)價(jià)較差的品種。

表5 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

3 討 論

表型性狀由植物基因型決定，并受土壤狀況、栽培技術(shù)及氣候等多方面的影響[22]。通過(guò)觀察測(cè)定植物表型性狀，進(jìn)一步進(jìn)行植物遺傳多樣性分析，是植物遺傳多樣性研究中最簡(jiǎn)單且直觀的方法[23]，表型性狀可以直接反映植物的多種性狀，如對(duì)不同環(huán)境的脅迫適應(yīng)能力[24]。河北省具有豐富的核桃種質(zhì)資源，但對(duì)主栽品種的樹體及堅(jiān)果的表型性狀沒(méi)有明確的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。不同核桃品種在樹體及堅(jiān)果上具有明顯不同的表觀特性，利用表觀特性可評(píng)價(jià)品種在區(qū)域內(nèi)的適應(yīng)性，進(jìn)而選擇具有優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)特性的適栽品種，對(duì)河北省各地域核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

樹體的生長(zhǎng)狀態(tài)反映了品種在地區(qū)內(nèi)的適應(yīng)性[25]。在本試驗(yàn)中，選取了樹體的一系列性狀進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)9個(gè)核桃品種中，有5個(gè)品種樹勢(shì)強(qiáng)，4個(gè)品種樹勢(shì)中等，穩(wěn)定適宜的樹勢(shì)是豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保證[26]。本研究結(jié)果表明，9個(gè)核桃品種的側(cè)芽抽生果枝數(shù)為1～8個(gè)，其中‘西嶺’的側(cè)芽抽生果枝數(shù)顯著高于其他品種，‘綠嶺’的側(cè)芽抽生果枝數(shù)最低。側(cè)芽抽生果枝數(shù)在一定程度上反映樹體的結(jié)果能力，可作為評(píng)價(jià)果樹產(chǎn)量的重要依據(jù)[19]。優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)一直是核桃育種的重要目標(biāo)，堅(jiān)果的品質(zhì)在一定程度上影響著核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[27-28]。核殼厚度是衡量核桃取仁難易的主要量化指標(biāo)[29]?？p合線緊密度是堅(jiān)果硬殼結(jié)構(gòu)中的重要指標(biāo)，堅(jiān)果縫合線緊密度越高，堅(jiān)果殼越厚，漂洗污染率、貯藏蟲果率和裂果率越低，種仁顏色越淺，堅(jiān)果抗氧化能力越強(qiáng)，耐貯性也越好[30-31]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，9個(gè)核桃品種中‘西嶺’的縫合線緊密度最高，顯著高于其他品種，在貯藏過(guò)程中更不易變壞，具有更好的耐貯性。

主成分分析法是對(duì)原變量進(jìn)行了降維分析，利用少量因素來(lái)描述多種變量間關(guān)系的一種方法[32]，已在我國(guó)果樹研究中廣泛應(yīng)用[33-35]。在把握品種的綜合性狀的同時(shí)簡(jiǎn)化選擇程序，更具有科學(xué)性[36]。本研究通過(guò)對(duì)河北省9個(gè)主栽核桃品種的樹體及堅(jiān)果的多種指標(biāo)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，得出核仁飽滿度、縫合線緊密度、核殼厚度、單果重及單枝結(jié)果數(shù)5個(gè)指標(biāo)可作為評(píng)價(jià)樹體、核仁及堅(jiān)果的主要成分。徐永杰等[37]采用主成分分析方法，篩選出堅(jiān)果重、核殼厚度可作為核桃選優(yōu)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，避免了人為的主觀判斷，其研究結(jié)果與本研究結(jié)果相似。杜天宇等[38]采用主成分分析法對(duì)堅(jiān)果的9個(gè)主要性狀進(jìn)行鑒定，篩選出三徑均值、出仁率、含油量3個(gè)指標(biāo)可作為綜合反映核桃堅(jiān)果品質(zhì)的指標(biāo)。本試驗(yàn)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，出仁率與核仁飽滿度呈顯著正相關(guān)，且核仁飽滿度與出仁率在所篩選的第1 主成分中均具有較大正系數(shù)，因此其結(jié)果中出仁率這一指標(biāo)與本試驗(yàn)核仁飽滿度這一篩選指標(biāo)大致相同。李守玉等[39]對(duì)核桃堅(jiān)果主要表型性狀特征分析指出可將單果重、核殼厚、出仁率和露仁情況、取仁難易、核仁飽滿度、堅(jiān)果形狀均勻度7項(xiàng)綜合指標(biāo)作為主要參考依據(jù)，進(jìn)行核桃的品種選育，這一觀點(diǎn)與本試驗(yàn)對(duì)堅(jiān)果表觀性狀評(píng)價(jià)所篩選指標(biāo)大致相同。依據(jù)所選主成分對(duì)9個(gè)核桃品種進(jìn)行評(píng)分，其中‘清香’‘遼寧1 號(hào)’‘贊美’‘早碩’和‘綠嶺’5個(gè)核桃品種的綜合評(píng)價(jià)值均為正值，表現(xiàn)優(yōu)良，為適宜河北省栽植的品種，其中以‘清香’表現(xiàn)最優(yōu)。王玲艷[40]在對(duì)邯鄲市核桃品種發(fā)展現(xiàn)狀與效益評(píng)價(jià)的研究中，得出‘遼寧1 號(hào)’和‘清香’在邯鄲市栽植具有較好的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)，該結(jié)論和本研究評(píng)價(jià)結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)河北省9個(gè)主栽核桃品種的樹體和堅(jiān)果表觀性狀的調(diào)查分析，采用主成分分析法篩選出核仁飽滿度、縫合線緊密度、核殼厚度、單果重及單枝結(jié)果數(shù)作為評(píng)價(jià)堅(jiān)果及樹體的關(guān)鍵指標(biāo)，為河北省核桃品種和種質(zhì)資源的評(píng)比及篩選提供技術(shù)保障。采用所篩選的指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出適宜河北省栽植的核桃品種為‘清香’‘遼寧1 號(hào)’‘贊美’‘早碩’和‘綠嶺’，以‘清香’表現(xiàn)最優(yōu)。