31 份棗資源19 個性狀的多元統計分析

吳碩，賈彥麗，智福軍，魏薇

（河北省農林科學院石家莊果樹研究所，河北 石家莊 050061）

棗是我國第一大干果樹種，果實富含維生素C、黃酮、多糖、環磷酸腺苷等功能大分子物質，營養價值高，風味獨特，在國內外市場上具有競爭優勢和潛力。河北省是棗適生區和主產區，資源類型豐富，涵蓋了干制紅棗、鮮食棗和加工棗[1]。目前裂果是棗樹生產中存在的主要問題之一，因成熟期遇連陰雨導致裂果而造成的減產幅度高達60%以上，甚至絕收[2]，嚴重制約著棗產業的發展。影響棗裂果的內在因素很多，如品種、解剖結構[3～5]、水分[6，7]以及樹體礦質營養[8～14]等。

為選育質優抗裂的棗新品種，需對現有的棗種質資源進行評價與分類。資源評價方法較多，其中應用主成分分析合并具有較高相似性的指標，降低分析維度，能真實地反映品種的綜合品質[15]。目前，主成分分析降維統計法已在桑葚[16]、木槿[17]、葡萄[18]、杏[19]、獼猴桃[20]和甜瓜[21]等的資源評價與利用上得到了廣泛應用。而棗資源的主成分分析主要應用于鮮食棗的評價上，如，段卞慧等[22]對新疆引種的16 份鮮食棗的12 個果實品質相關性狀進行了主成分分析，篩選出5個適合新疆引種的資源；張露荷等[23]利用主成分分析法，對甘肅引種的16 份鮮食棗的樹體營養生長狀況、產量和果實品質共21 項指標進行綜合評價，得到了適合甘肅黃灌區重點推廣種植的品種。但干制紅棗和加工棗資源的主成分分析較少，且缺乏對河北省地區適生資源的綜合評價。因此，以河北省生產上常用的扁核酸、辣椒棗、靈寶大棗和馬牙棗等31 個代表性品種（系） 為試材，選擇葉片性狀、果實特性、質構特性、裂果率等指標，利用Excel 和SPSS 軟件進行數據統計、相關性分析和主成分分析，對各棗品種特性進行綜合評價，并探求棗樹體各性狀之間的相關性及其與裂果的關系，旨為棗抗裂品種的選育和改良提供數據參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗棗樹品種31 個（表1），2019 年8 月中旬開始采樣，葉片和果實樣品均采自河北省農林科學院石家莊果樹研究所棗種質資源圃的5 a 生長勢健壯并穩定結果的樹體上，其中，葉片選取果實膨大期二次枝上第5～8 片外形無缺損、無蟲咬的葉片，果實選取樹冠外圍外形完好的脆熟期的半紅果。每品種采集葉片和果實均10 個，重復3 次。樣品采后立即用冰盒帶回實驗室進行指標測定。

1.2 試驗方法

1.2.1 葉片性狀 葉長、葉寬、葉柄長、單果重、果實縱徑、果實橫徑均采用常規法測定，重復測定10個，取均值。葉綠素含量測定利用SPAD-502 葉綠素測定儀（日本產） 進行，

1.2.2 果實特性 果實可溶性固形物含量利用PAL-1 手持數顯糖度計（日本Atago） 進行，可滴定酸含量測定利用GMK-835N 水果酸度計（浙江托普） 進行，重復測定10 個果，取均值。

1.2.3 質構特性 使用質構儀（北京盈盛恒泰公司產，量程250 N） 進行整果擠壓和穿刺試驗。其中，擠壓測定粘附性、內聚性、擠壓硬度、二次擠壓硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性，使用P/5 探頭（柱），測試速度20 mm/min，形變量10%，最小感知力1 N，回程距離35 mm。穿刺測定果皮硬度和果肉硬度，使用P/2 探頭（針），測試速度20 mm/min，測后速度60 mm/min，穿刺距離5 mm，最小感知力1 N，回程距離35 mm。選果實最大橫徑處測定。每份樣品隨機取5 個果實，取平均值。

1.2.4 裂果率 選取外形良好、成熟度一致的果實30個，裝入網兜后浸沒水中。24h 后撈出，統計裂果率。

1.3 數據處理

利用Microsoft Excel 軟件進行繪圖和數據分析，利用SPSS 軟件進行相關性分析和主成分分析。

2 結果與分析

2.1 參試棗資源的葉片和果實性狀

參試棗資源的葉片和果實性狀差異均較大，其中葉片指標的變異系數為9.6%～24.5%，果實指標的變異系數為6.81%～102.5% （表1）。

2.1.1 葉片性狀 參試棗資源的葉片長度為4.7～6.6 cm，其中晉贊葉長最大、靈寶大棗葉長最小。有8 份資源葉長≥6.0 cm，占參試資源總數的25.8%；19 份資源葉長為5.0 （含） ～6.0 cm，占參試資源總數的61.3%；4份資源葉長＜5.0 cm，占參試資源總數的12.9%。參試棗資源的葉長平均值為5.6 cm，葉長集中在5～6 cm。

參試棗資源的葉片寬度為2.0～3.4 cm，其中贊優3 葉寬最大、寶葫蘆葉寬最小。僅有8 份資源葉寬≥3.0 cm，占資源總數的25.8%。參試棗資源的葉寬平均值為2.7 cm，葉寬集中在2～3 cm。

參試棗資源的葉柄長度為2.7～6.2 mm，其中晉贊葉柄最長、雪棗葉柄最短。有1 份資源葉柄長度＞6.0 mm，占參試資源總數的3.2%；4 份資源葉柄長度為5.0（含）～6.0 mm，占參試資源總數的12.9%；10 份資源葉柄長度為4.0 （含） ～5.0 mm，占參試資源總數的32.3%；13 份資源葉柄長度為3.0 （含） ～4.0 mm，占參試資源總數的41.9%；3 份資源葉柄長度＜3.0 mm，占參試資源總數的9.7%。參試棗資源的葉柄長度平均值為4.1 mm，葉柄長度集中在3～5 mm。

參試棗資源的葉片葉綠素含量（SPAD 值） 為34.1～52.7，其中晉贊SPAD 值最高，葉片呈濃綠色；胎里紅SPAD 值最低，葉片呈淺綠色。有1 份資源SPAD 值＞50，占參試資源總數的3.2%；19 份資源SPAD 值為40.0 （含） ～50.0， 占參試資源總數的61.3%；11 份資源SPAD 值＜40.0，占參試資源總數的35.5%。參試棗資源的葉綠素含量平均值為41.6，葉綠素含量集中在40～50。

2.1.2 果實性狀 參試棗資源的單果重為8.14～45.56 g，其中雪棗單果重最大、晉矮3 次之，寶葫蘆單果重最小。有2 份資源單果重＞40.00 g，占參試資源總數的6.5%；3 份資源單果重為30.00 （含） ～40.00 g，占參試資源總數的9.7%；10 份資源單果重為20.00（含） ～30.00 g，占參試資源總數的32.3%；15 份資源單果重為10.00 （含） ～20.00 g，占參試資源總數的48.4%；1份資源單果重＜10.00 g，占參試資源總數的3.2%。參試棗資源的單果重平均值為21.97 g，單果重集中在10～30 g。

參試棗資源的果實縱徑為32.89～49.45 mm，其中金昌一號果實最長、扁核酸果實最短。有6 份資源果實縱徑＞45.00 mm，占參試資源總數的19.4%；17 份資源果實縱徑為40.00 （含） ～45.00 mm，占參試資源總數的54.8%；7 份資源果實縱徑為35.00 （含） ～40.00 mm，占參試資源總數的22.6%；1 份資源果實縱徑＜35.00 mm，占參試資源總數的3.2%。參試棗資源的果實縱徑平均值為42.02 mm，果實縱徑集中在40～45 mm。

胡東升指出，可以從以下幾個角度來理解“中國特色社會主義”的內涵。一是在“社會主義”和“中國特色”的辯證統一中認識“中國特色社會主義”。二是在“初級階段社會主義”與“中國特色社會主義”的比較中認識“中國特色社會主義”。三是在世界歷史視野中認識“中國特色社會主義”［9］。

參試棗資源的果實橫徑為15.36～49.64 mm，其中晉矮3 果實最粗、葫蘆長紅果實最細。有3 份資源果實橫徑＞40.00 mm，占參試資源總數的9.7%；18 份資源果實橫徑為30.00 （含） ～40.00 mm，占參試資源總數的58.1%；9 份資源果實橫徑為20.00 （含） ～30.00 mm，占參試資源總數的29.0%；1 份資源果實橫徑＜20 mm，占參試資源總數的3.2%。參試棗資源的果實橫徑平均值為33.19 mm，果實橫徑集中在30～36 mm。

參試棗資源的果實縱橫徑比為0.91～2.37，其中葫蘆長紅縱橫徑比最大，果實呈長圓形；雪棗縱橫徑比最小，果實呈短圓形。有1 份資源果實縱橫徑比＞2.00，占參試資源總數的3.2%；4 份資源果實果實縱橫徑比為1.50 （含） ～2.00，占參試資源總數的12.9%；24 份資源果實縱橫徑比為1.00 （含） ～1.50 mm，占參試資源總數的77.4%；2 份資源果實縱橫徑比＜1.00，占參試資源總數的6.5%。參試棗資源的果實縱橫徑比平均值為1.27，果實橫徑大于縱徑的品種只有雪棗和晉矮3，其余品種縱橫徑比集中在1～1.5。

參試棗資源的果實可溶性固形物含量為20.83%～35.70%，其中圓鈴棗含量最高、京39 含量最低。有2份資源果實可溶性固形物含量＞30.00%，占參試資源總數的6.5%；15 份資源果實可溶性固形物含量為25.00% （含） ～30.00%，占參試資源總數的48.4%；14 份資源果實可溶性固形物含量＜25.00%，占參試資源總數的45.2%。參試棗資源的果實可溶性固形物含量平均值為25.60%，果實可溶性固形物含量集中在22%～28%。

參試棗資源的果實可滴定酸含量為0.53%～1.21%，其中贊優3 含量最高、壺瓶棗含量最低。有4份資源果實可滴定酸含量＞1.00%，占參試資源總數的12.9%；10 份資源果實可滴定酸含量為0.80% （含） ～1.00%，占參試資源總數的32.3%；14 份資源果實可滴定酸含量為0.60% （含） ～0.80%，占參試資源總數的77.4%；3 份資源果實可滴定酸含量＜0.60%，占參試資源總數的6.5%。參試棗資源的果實可滴定酸含量平均值為0.80%，果實可滴定酸含量集中在0.6%～0.9%。贊優3、抗病優系、圓鈴棗和官灘棗果實可滴定酸含量較高，口感有較為明顯的酸味，味道更豐富。

參試棗資源的果實糖酸比為7.0～44.8，其中襄汾圓棗、晉矮和靈寶大棗糖酸比較高，果實甜味比較突出，酸味較淡；金昌一號、抗病優系和贊優酸味濃，甜味淡。有3 份資源果實糖酸比＞40.0，占參試資源總數的9.7%；20 份資源果實糖酸比為30.0 （含） ～40.0，占參試資源總數的64.5%；8 份資源果實糖酸比＜30.0，占參試資源總數的25.8%。參試棗資源的果實糖酸比平均值為32.89，糖酸比集中在28～36。

參試棗資源的裂果率為0～96.1%，其中京39 裂果率最高，極易裂果；抗病優系和葫蘆長紅未檢測到裂果發生。有3 份資源裂果率＞80.0%，占參試資源總數的9.7%；3 份資源裂果率為60.0%～80.0%，占參試資源總數的9.7%；2 份資源裂果率為40.0%～60.0%，占參試資源總數的6.5%；4 份資源裂果率為20.0%～40.0%，占參試資源總數的12.9%；19 份資源裂果率＜20.0%，占參試資源總數的61.3%。參試棗資源的裂果率集中在0～20%。參試資源中，裂果率＞50%的品種共8 個，分別是京39、金昌一號、穎玉、辣椒棗、寶葫蘆、馬牙、曙光3 號和石棗3 號。

表1 參試棗品種的19 個性狀及其變異情況Table 1 19 characters and variation of jujube varieties tested

2.2 參試棗資源的果實質構特性

果實粘附性反映了果實黏牙的口感。參試棗資源的果實粘附性為0.004 3～0.028 2 N，其中晉矮3 粘附性最大，口感較為黏軟；曙光3 號粘附性最小，口感更為脆爽。有1 份資源果實粘附性＞0.02 N，占參試資源總數的3.2%；11 份資源果實粘附性為0.01 （含） ～0.02 N，占參試資源總數的35.5%；19 份資源果實粘附性＜0.01 N，占參試資源總數的61.3%。

彈性反映了果實受擠壓后恢復原狀的能力。參試棗資源的果實彈性為1.60～4.08 mm，其中晉矮3 彈性最大、寶葫蘆彈性最小。有1 份資源果實彈性＞4 mm，占參試資源總數的3.2%；2 份資源果實彈性為3～4 mm，占參試資源總數的6.5%；26 份資源果實彈性為2～3mm，占參試資源總數的83.9%；2 份資源果實彈性＜2 mm，占參試資源總數的6.5%。參試資源中，晉矮3、贊晶和靈寶大棗果肉彈性較好，不易擠壓損壞，但也說明其果實口感不酥脆，適合制干；雪棗和寶葫蘆彈性最小，果實易擠壓變形，質地較脆，鮮食口感較好。

膠黏性反映了果肉細胞間結合力的大小。參試棗資源的果實膠黏性為26.82～100.05 N，其中晉矮3 膠黏性最大、寶葫蘆膠黏性最小。有1 份資源果實膠黏性＞100 N，占參試資源總數的3.2%；6 份資源果實膠黏性為80～100 N，占參試資源總數的19.4%；17 份資源果實膠黏性為60～80 N，占參試資源總數的54.8%；5 份資源果實膠黏性為40～60 N，占參試資源總數的16.1%；2 份資源果實膠黏性＜40 N，占參試資源總數的6.5%。參試資源中，晉矮3、贊晶、靈寶大棗和曙光4 號膠黏性較大，果實黏性大，口感綿密；寶葫蘆膠黏性極低，果實質地較為脆爽。

咀嚼性反映了果實吞咽前破碎所需的能量，數值越大，果實越耐嚼。參試棗資源的果實咀嚼性為52.69～415.22 mJ，其中晉矮3 咀嚼性最大、寶葫蘆咀嚼性最小。有1 份資源果實咀嚼性＞400 mJ，占參試資源總數的3.2%；1 份資源果實咀嚼性為300～400 mJ，占參試資源總數的3.2%；7 份資源果實咀嚼性為200～300 mJ，占參試資源總數的22.6%；20 份資源果實咀嚼性為100～200 mJ，占參試資源總數的64.5%；2 份資源果實咀嚼性＜100 mJ，占參試資源總數的6.5%。參試資源中，晉矮3、贊晶、靈寶大棗和曙光4 號咀嚼性較大，即其果實個大、肉厚，耐咀嚼；寶葫蘆咀嚼性極低，果實個小、酥脆，易咀嚼。

穿刺果皮硬度為2 mm 質構儀探針穿刺時測定的果皮硬度。參試棗資源的果皮硬度為6.18～13.44 N，其中襄汾圓棗果皮硬度最大、官灘棗果皮硬度最小。有5份資源果皮硬度＞12 N， 占參試資源總數的16.1%；12 份資源果皮硬度為10～12 N，占參試資源總數的38.7%；11 份資源果皮硬度為8～10 N，占參試資源總數的35.5%；3 份資源果皮硬度＜8 N，占參試資源總數的9.7%。參試資源中，襄汾圓棗、贊優3、靈寶大棗和晉贊果皮硬度較高，表明其果皮較厚或果皮韌性較強；官灘棗果皮硬度明顯低于其他品種，表明其果皮較薄且較為脆，果皮容易破裂。

穿刺果肉硬度為2 mm 質構儀探針穿刺時測定的果肉硬度。參試棗資源的果肉硬度為3.02～7.79 N，其中襄汾圓棗果肉硬度最大、抗病優系次之，寶葫蘆果肉硬度最小、京39 次之。有2份資源果肉硬度＞7 N，占參試資源總數的6.5%；9 份資源果肉硬度為6～7 N，占參試資源總數的29.0%；12 份資源果肉硬度為5～6 N，占參試資源總數的38.7%；3 份資源果肉硬度為4～5 N，占參試資源總數的9.7%；5 份資源果肉硬度＜4 N，占參試資源總數的16.1%。參試資源中，襄汾圓棗和抗病優系的果肉硬度較大，即肉質緊實；京39 和寶葫蘆果肉硬度較低，肉質較為松軟。

2.3 棗性狀間的相關分析與偏相關系數

將31 份棗品種（系） 的19 個性狀進行相關性分析，結果（表2） 顯示，葉片長度與葉片寬度呈顯著正相關，與葉柄長度呈極顯著正相關，與果實縱徑呈顯著正相關；葉片寬度與果實的粘附性、擠壓硬度和膠黏性呈顯著正相關；葉柄長度與裂果率呈顯著正相關；單果重、果實縱徑、果實橫徑、粘附性、擠壓硬度、二次擠壓硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性之間呈極顯著正相關；果實縱徑、果實的可溶性固形物含量和可滴定酸含量之間呈顯著負相關；此外，果實的膠黏性與穿刺時的果皮硬度呈顯著正相關，而穿刺果皮硬度與穿刺果肉硬度呈顯著正相關。綜上分析表明，葉片越寬，果實越綿密黏軟；而葉柄越長的棗果實抗裂性較差，而且果實縱徑更大，即果實呈現橢圓或長圓形；縱徑越大的棗果，可溶性固形物和可滴定酸含量更高，口感更豐富；單果重的棗果個大，果實更為綿密、硬度大、有彈性、耐咀嚼；同時發現，果皮硬度越高的果實，果肉硬度也高。

2.4 棗性狀間的因子分析與主成分分析

利用SPSS 軟件對31 份樣品的19 個性狀進行主成分分析。通過因子分析（以特征值＞1），可以確定主成分為5 個，方差貢獻率依次為35.020%、14.397%、9.788%、 8.978% 和5.890%， 累積方差貢獻率為74.073% （表3）。5 個主成分反映了原始指標的絕大部分信息值，有較強的信息代表性。

第1 主成分主要包括單果重、果實橫徑、粘附性、擠壓硬度、二次擠壓硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性，這8 個指標主要反映棗果實質地信息，將其歸為“棗果質地因子”；第2 主成分為葉柄長度、果實縱徑和裂果率，且這3 個指標呈現出較強的負相關，將其歸為 “短果耐裂因子”；第3 主成分為葉綠素含量和果皮硬度2 個指標，可歸為 “綠葉硬皮因子”；第4 主成分為葉長、葉寬、可溶性固形物含量和可滴定酸含量4 個指標，可歸為 “葉型和糖酸因子”；第5主成分僅包含果肉硬度1 個指標，可歸為 “果肉硬度因子”。

表2 棗各性狀之間的相關系數Table 2 Correlation coefficient among characters of jujube

3 結論與討論

從葉片特征看，參試棗資源的葉長集中在5～6 cm，葉寬集中在2～3 cm，且葉長均大于葉寬，其中辣椒棗的葉片長寬比（2.8） 最大，葉片呈細長形；唐星葉片長寬比（1.46） 最小，葉片近心型。葉柄長度多為3～5 mm，葉綠素含量集中在40～50，其中晉贊的葉柄長度和葉綠含量均明顯高于其他品種。

從果實特征看，參試棗資源的單果重集中在10～30 g，多數品種縱徑為40～45 mm、橫徑為30～36 mm，其中晉矮3、贊晶和金昌一號的果個和單果重明顯大于其他品種，為大果型；寶葫蘆和葫蘆長紅為小果型。果實可溶性固形物含量多為22%～28%，可滴定酸含量為0.6%～0.9%，其中圓鈴棗和贊優3 的可溶性固形物和可滴定酸含量均明顯較高，口感較為豐富。糖酸比集中在28～36，其中襄汾圓棗、晉矮2 和靈寶大棗的果實糖酸比超過40，明顯高于其他品種，甜味較為突出。

表3 各性狀主成分的特征向量和貢獻率Table 3 Vector and contribution rate of principal components of each character

質構儀檢測特征中，晉矮3、贊晶、靈寶大棗、曙光4 號和石棗3 號5 個品種的粘附性、內聚性、彈性、膠黏性和咀嚼性明顯較高，表現出果肉質密、黏性大、耐咀嚼；寶葫蘆、葫蘆長紅和晉矮2 的各個數值明顯較低，表現為果肉較為酥脆。

各性狀之間的相關性分析結果顯示，葉片越寬，果實越綿密黏軟；而葉柄越長的棗果，抗裂性較差，且果實多呈現橢圓或長圓形；縱徑大的棗果，可溶性固形物和可滴定酸含量更高，口感更豐富；單果重的棗果個大，果實更為綿密、硬度大、有彈性、耐咀嚼；果皮硬度越高的果實，果肉硬度也高。

對31 份試材的19 個性狀進行主成分分析，可分為5 個主成分，共反映了原始性狀約75%的信息。其中，第1 主成分包含8 個指標，主要反映果實質地信息，可歸為 “棗果質地因子”；第2 主成分包含呈負相關性的3 個指標，可歸為“短果耐裂因子”；第3 主成分包含2 個指標，可歸為 “綠葉硬皮因子”；第4 主成分包含4 個指標，可歸為 “葉型和糖酸因子”；第5 主成分僅包含果肉硬度1個指標，可歸為 “果肉硬度因子”。