吳玉蓉 吉光鵬 牛蛉磊 張棟海 劉 偉 王晶晶
(新疆生產建設兵團第三師農業科學研究所 新疆 圖木舒克 843901)
棗(Ziziphus jujube Mill.)為鼠李科(Rhamnaceae)、棗屬(Zizyphus Mill.)落葉喬木,原產于我國,是我國特有的經濟樹種[1]。 我國棗品種資源豐富,已有700 多個棗品種[2]。 棗果實按用途可以分為鮮食、制干、觀賞品種。 棗含有豐富的營養,尤其是含有有機酸、維生素C、環磷酸腺苷、黃酮[3]等功能性成分,具有很高的食用價值和醫療保健功能。
新疆南疆擁有得天獨厚的自然條件, 生產的棗果品質優良[4]。 目前,南疆大面積推廣種植的棗品種以灰棗和駿棗為主,棗果成熟期集中,無法滿足市場多元化的需求,同時品種結構相對單一[5],也降低了棗產業抵御惡劣自然環境和市場風險的能力,因此篩選出適宜當地栽培條件的優良棗品種是產業中亟待解決的問題。 本試驗以新疆南疆小海子墾區引進的20 個紅棗品種為供試材料,以其外觀品質和內在品質為主要評價指標, 選取果實品質中9 個重要性狀進行主成分分析,初步建立棗品種的綜合評價體系,為篩選出適合當地立地條件的優良棗品種提供依據,同時為新疆南疆棗產區品種多元化發展提供參考。
供試材料為新疆生產建設兵團第三師農業科學研究所紅棗資源圃內的20 個棗品種, 包括金芒果(JMG)、梨棗(LG)、雪棗(XZ)、蜂蜜罐(FMG)、陜西雞蛋(XXJD)、骨頭小棗(GTXZ)、阜香(FX)、上海白浦(SHBP)、溆浦雞蛋(XPJD)、嵊縣白浦(SXBP)、長雞心(CJX)、六月鮮(LYX)、早脆王(ZCW)、綠脆(LC)、山東蘋果(SDPG)、晉矮二號(AJEH)、壺瓶棗(HPZ)、冬棗(DZ)、茶壺棗(CHZ)、磨盤棗(MPZ)。 20 個品種均是2010 年酸棗直播建園,2011 年4 月嫁接各品種,2020-2022 連續3 年從萌芽至落葉開展各物候期及果實品質測定,供試各品種隨機區組排列。
1.2.1 果實外觀性狀測定 果實成熟后, 由5 人組成鑒評小組,人工感官評價棗果實顏色、果實形狀、口感質地、風味、果肉粗細、汁液多少等指標;每品種隨機采收30 個生長正常無病蟲害的成熟果實,帶回實驗室,隨機選擇10 個棗果用電子天平稱量棗果質量,并計算出單果質量,重復3 次,下同;用游標卡尺測量果實縱徑、橫徑,計算果形指數,果形指數=縱徑/橫徑。
1.2.2 果實內在性狀測定 用BY-2 硬度計測量果實硬度;用WZS 手持式折射儀測定可溶性固形物含量;用NaOH 酸堿中和法測定果實中可滴定酸含量[6],計算固酸比,固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量; 用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C 含量[7];計算可食率、含仁率,可食率=果肉質量/單果質量,含仁率=含仁果實數/總果數。
采用Excel 2003 軟件對試驗數據進行整理,DPSv 7.05 統計軟件進行主成分分析。
由表1 可知,20 個品種果實顏色以紫紅色居多,LZ、XPJD、CJX、LYX 果實顏色為紅色,FMG、GTXZ、SHBP、ZCW、LC、JAEH、DZ 果實為淺紅色; 果實形狀多為圓柱形,JMG 果實形狀為倒卵圓形,LZ 果實形狀為扁圓形,CHZ 果實形狀為茶壺形,MPZ 果實形狀為磨 盤 形;JMG、XZ、JAEH 果 肉 質 地 疏 松,LZ、FMG、SXJD、LYX、ZCW、LC、DZ 果肉質地酥脆,其他品種質地致密;SHBP 風味為酸,大多數品種的風味以甜、甜酸為主;XZ、FX 果肉粗,其他品種多為中、細;JAEH、HPZ、MPZ 果實汁液含量少。
選取了9 個與果實內在品質密切相關的性狀,包括單果質量標記為X1、果形指數標記為X2、硬度標記為X3、可溶性固形物含量標記為X4、維生素C 含量標記為X5、可滴定酸含量標記為X6、固酸比標記為X7、可食率標記為X8、含仁率標記為X9等進行測定。由表2 可知,20 個品種在不同的性狀上存在較大的差異,其中固酸比的變異系數最大,達到了56.39%;單果質量、 含仁率變異系數次之, 分別為38.17%、36.55%;果形指數和硬度的變異系數差別不大,分別為18.56%和18.92; 可食率的變異系數最小, 僅為2.45%。 可食率最高的品種是GTXZ,為97.32%; 最小的品種是SXBP, 為89.70%, 最大值為最小值的1.08 倍,說明品種間可食率也存在著較大的差異。

表2 不同品種的主要品質性狀
根據主成分累積方差貢獻率≥85%[8], 確定主成分的個數。 由表3 可知,出前5 個主成分累積方差貢獻率達到了85.49%,因此確定主成分的個數為5 個。其中第1 主成分的特征值為2.19, 方差貢獻率為24.28%;第2 主成分的特征值為1.83,方差貢獻率為20.31%;第3 主成分的特征值為1.54,方差貢獻率為14.01%;第5 主成分的特征值為0.88,方差貢獻率達到9.77%。

表3 主成分分析的方差貢獻率
由于各性狀的計量單位不同, 首先將表2 中主要性狀進行無量綱化處理即標準化處理后, 得到主成分的荷載矩陣表4,它反映了各性狀指標對主成分的影響程度[9]。 在第1 主成分中X1(單果質量)和X8(可食率)絕對值較大,主要反映了單果質量、可食率;在第2 主成分中X6(可滴定酸)和X7(固酸比)絕對值較大,主要反映了糖、酸指標,表明當第2 主成分大時,果實中可滴定酸含量較高,可將其歸為酸度指標; 第3 主成分中X2和X3具有較大的正系數,即果形指數和果實硬度較大, 果實硬度和耐儲性密切相關,可將其歸為果形及耐儲指標;第4 主成分中X4和X5絕對值較大,即可溶性固形物和維生素C 含量較高,將其歸為營養指標;第5 主成分中X3具有較大的正系數,即第5 主成分值大時,果實硬度越大,將其歸為果實硬度指標。

表4 主成分荷載矩陣
以5 個主成分所對應的方差貢獻率為權重,計算主成分的綜合模型, 即F綜=0.242 8F1+0.203 1F2+0.171 1F3+0.140 1F4+0.097 7F5。 20 個品種的主成分及綜合得分見表5, 對綜合得分進行排序可以看出,排名前5 的品種是CJX、SHBP、CHZ、GTXZ、DZ;綜合得分最低的品種是LZ,綜合得分為-0.967,綜合得分后5 位的品種是HPZ、ZCW、FMG、SXJD、SDPG, 該綜合評價的結果與實際栽培表現及感官評價結果基本一致。 該綜合評價結果可在當地實際栽培中,結合樹勢、產量等指導當地適栽品種的選擇、引種與品種的改良與選育。

表5 品質綜合評價
主成分分析法在多種植物的綜合評價方面應用廣泛,張淑文等[10]對楊梅優株果實進行了評價,郭英姿等[11]對32 個品種的芍藥觀賞性狀進行了主成分分析。 果實的品質評價是一個綜合評價過程,影響果實品質和風味的因素有很多, 文獻報道中果實品質評價模型也有很多。蔣卉等[12]通過模糊數學隸屬函數方法對漢中13 種主栽柑橘進行品質分析,結果均與感官評價相符。 鄧素楓等[13]對湖南30 個柚類品種通過主成分分析建立果實內在品質綜合評價模型, 各品種的綜合排名和感官評價也基本一致。 本研究結果表明, 提取出的5 個主成分的累積方差貢獻率達85.49%, 說明這5 個主成分可以代表原來9 個品質性狀中的絕大多數信息,達到了降維的目的,同時各主成分之間是相互獨立的, 避免了性狀之間的疊加干擾。主成分分析的結果表明,20 個棗品種的綜合得分中CJX、SHBP、CHZ、GTXZ、DZ 得分排在前5 名,LZ、HPZ、ZCW、FMG、SXJD、SDPG 綜合排名較后,綜合評價的結果與實際栽培表現基本一致。 由此證明,運用主成分分析法可以篩選出優良的品種資源,為品種推廣栽培提供依據。