西南地區(qū)優(yōu)良核桃資源及果實特性評價1)

甄知婭 劉華 李丕軍 邢文曦 鄭崇文

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，合肥，230036) (四川省林業(yè)科學(xué)研究院)

In order to further clarify the species with better characters and better fruit quality in walnut species in the southwest region especially in Sichuan and Yunnan. The fruit characters of 24 walnut species (subject to review/identification) were analyzed and evaluated by fruit appearance traits, economic traits and main contents of content and other indicators in southwest China. Results show: (1)The appearance of 24 walnut species is mainly round and near round, the fruit is plump, the outer shell is smooth, but the inner skin is very different in color. (2)The variation coefficient of seven walnut provenances of seven fruit indicators (shell thickness, single fruit weight, kernel weight, yield, three diameters, crude protein content and crude fat content) are significantly different with the variation coefficient of 6.57%-24.36%. Among them, the maximum coefficient of variation is fruit weight, while the minimum coefficient of variation is crude fat content. (3)In economic character, the minimum shell thickness and the highest rate of benevolence are thin shell early. Single fruit weight, nucleolus weight and three diameter of the largest walnut good seed is the Juglans regia Wanghe No.2. (4)For the main content of walnuts, crude protein and crude fat content of the largest walnut varieties are Chuanxiang and Yangbi blisters walnuts. According to the comprehensive evaluation score of the principal component and the appearance characteristic evaluation, among the 24 walnut varieties, the superior quality includes the J. regia Wanghe No.2, J. regia Shuoxing, J. regia Huiyao, J. regia Yan Yuanzao, J. regia Chuanzao No.2, J. regia Shuchao No.2, J. regia Chuanxiang and J. regia Qingchuan No.1.

核桃(JuglansregiaL.)是世界范圍內(nèi)分布廣泛、資源豐富的古老干果類和木本油料樹種之一。因其用途廣泛、核仁營養(yǎng)豐富而被稱為世界“四大堅果”(核桃、榛子、扁桃、腰果)之首[1-4]，享有“萬歲子”、“長壽果”、“養(yǎng)生之寶”等美譽[5]。中國是核桃的主要原產(chǎn)地之一，在全國20多個省(市、區(qū))均有天然分布和人工栽植。2015年，全國核桃栽培面積已達(dá)600萬hm2，核桃干果年產(chǎn)量達(dá)330萬t，位居世界第一[6]。中國西南地區(qū)特別是四川、云南主要產(chǎn)區(qū)擁有豐富的核桃種質(zhì)資源，也是發(fā)展核桃產(chǎn)業(yè)的最適宜地區(qū)之一，有上千年的栽培歷史。隨著核桃生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問題也日漸顯現(xiàn)，如：核桃種植分布較為零散、栽培品種雜亂、品質(zhì)良莠不齊、低效林占比大、資源利用率低、產(chǎn)業(yè)化水平低和綜合效益不高等。尤其是近10 a退耕還林以來發(fā)展的大面積核桃林，不結(jié)果或結(jié)果品質(zhì)差的低質(zhì)低產(chǎn)林面積占90%以上的現(xiàn)狀，給核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來不可低估的不良影響[7]。核桃堅果的品質(zhì)和產(chǎn)量直接影響核桃的市場效益[8]。而核桃資源分布及其性狀評價也成為影響核桃產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此，筆者以核桃果實性狀為主要研究對象，選擇24個分布于西南地區(qū)的良種資源(經(jīng)過審/認(rèn)定良種)，從外觀性狀、經(jīng)濟(jì)性狀、主要內(nèi)含物粗脂肪和粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)等指標(biāo)分析其品質(zhì)的差異；采用方差分析、相關(guān)性分析、主成分分析等方法進(jìn)行綜合評價，進(jìn)一步明確不同良種的經(jīng)濟(jì)功能，也為良種的進(jìn)一步選育及資源評價提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為近幾年西南地區(qū)審定/認(rèn)定的西南地區(qū)及引種的24個優(yōu)良品種：攀核1號、碩星、鹽源早、綿核1號、川早1號、川早2號、惠耀、蜀江2號、旺核2號、通核0035、夏早、平靈1號、薄殼早、云新高原、云新云林、新新2、清香、中林1號、遼核1號、蜀朝2號、旺核1號、青川1號、川香、漾濞大泡核桃。

1.2 主要性狀指標(biāo)及方法

從2016年8月上中旬開始，待青皮即將開裂時進(jìn)行分株采集。從每個品種采取30～40個成熟且大小基本一致的堅果進(jìn)行品質(zhì)評價，觀測指標(biāo)及方法見表2，每個品種性狀測定采用3組重復(fù)。

表1 核桃的品質(zhì)評價指標(biāo)及方法

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010軟件對果實性狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并做統(tǒng)計分析，根據(jù)分析結(jié)果計算變異系數(shù)，計算公式見公式(1)。對果實的經(jīng)濟(jì)性狀及主要內(nèi)含物成分進(jìn)行單因素方差分析、LSD多重比較，以檢測不同良種之間各指標(biāo)的差異性(P=0.05或P=0.01)，進(jìn)行主成分分析，以確定不同良種在果實性狀中哪些較優(yōu)異。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃外觀性狀

核桃堅果外觀性狀指標(biāo)直接影響核桃的商品等級和價值[11]。在西南地區(qū)24個良種核桃果實的外觀性狀中，果形有7種，以圓形與近圓形較優(yōu)，圓形的良種有碩星、鹽源早、夏早、平靈1號、中林1號、遼核1號、蜀朝2號、青川1號和漾濞大泡核桃等9個良種，所占比例為39.13%；近圓形的有5個良種，包括攀核1號、旺核2號、通核0035、旺核1號和川香，占比為21.74%。

外殼特征有4種，以外殼光滑、外殼較光滑、刻溝淺為較優(yōu)，其中外殼光滑的良種有旺核2號、青川1號、川早2號和蜀朝2號等4個良種，占比為17.39%；較光滑的有碩星、夏早、綿核1號、川香、新新2、遼核1號、旺核1號和攀核1號等8個良種，所占比例為34.78%。

縫合線特征有5種，以縫合線平、較平為較優(yōu)，縫合平的良種有川香和新新2等2個良種，占比為17.5%；較平的良種有鹽源早、旺核1號、旺核2號和蜀朝2號等4個良種，所占比例為17.39% 。

種仁飽滿度有2種，以種仁飽滿和種仁較飽滿為較優(yōu)，其中，種仁較飽滿的良種有鹽源早和遼核1號等2個良種，占比8.70%；剩下的21個良種均為種仁飽滿，所占比例高達(dá)91.30%。

內(nèi)果皮顏色有7種，以黃白色、淺黃色為較優(yōu)，其中，內(nèi)果皮為黃白色的良種有川香、川早2號、惠耀、云新高原、綿核1號、川早1號、蜀江2號和薄殼早等8個良種，所占比例達(dá)34.78%；內(nèi)果皮為淺黃色的良種有旺核2號、夏早、清香、中林1號和遼核1號等5個來良種，占比為21.74%。

以圓形、外殼光滑、縫合線平、種仁飽滿、內(nèi)果皮為黃白色的作為最優(yōu)，綜合分析核桃果實的5種外觀特征，碩星、蜀朝2號、川香、旺核2號、云新云林和鹽源早6個良種較其他的良種外觀特性更加優(yōu)良。

2.2 核桃經(jīng)濟(jì)性狀和主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

對西南地區(qū)24個良種核桃的品質(zhì)進(jìn)行總體分析，在經(jīng)濟(jì)性狀中(表2)，殼厚為0.51～1.78 mm，最大的是平靈1號，最小的是薄殼早，平均值為1.12 mm，24個品種中有11個品種的殼厚都小于平均值；單果質(zhì)量為8.65～21.42 g，最大的是旺核2號，最小的為薄殼早，平均值為13.45 g，有9個品種高于平均值；核仁質(zhì)量為4.86～11.76 g，核仁質(zhì)量與單果質(zhì)量類似，最大的為旺核2號，最小的為通核0035，其平均值為7.46 g，有13個品種的核仁質(zhì)量高于平均值；出仁率為46.30%～67.01%，最高的為薄殼早，最低的為云新云林，平均值為55.07%，有9個品種的出仁率高于平均值；三徑為3.11～4.34 cm，最大的為旺核2號，最小的為通核0035，平均值為3.67 cm，有13個品種高于平均值。

表2 各良種核桃經(jīng)濟(jì)性狀測定結(jié)果

注：表中數(shù)值均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同小寫字母表示在0.01水平上差異極顯著；** 表示在0.01水平上極顯著相關(guān)， *表示在0.05水平上顯著相關(guān)。

在主要內(nèi)含物成分中(表3)，評價核桃主要品質(zhì)的指標(biāo)是粗脂肪和粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因為這兩者所占核桃仁比例最大[12]。對西南地區(qū)24個良種核桃的粗蛋白和粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較分析可知，粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.27%～24.26%，最高的為川香，最低的為夏早，平均值為17.87%，有13個品種的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于平均值；粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.19%～76.26%，最高的為漾濞大泡核桃，最低的為川早2號，平均值為66.78%，有12個品種高于平均值。

方差分析結(jié)果表明，殼厚、單果質(zhì)量、核仁質(zhì)量、出仁率、三徑5個經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)之間均存在著極顯著差異(P<0.01)。

2.3 核桃經(jīng)濟(jì)性狀和主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)

變異系數(shù)的大小可以表明核桃該性狀的遺傳力大小，變異系數(shù)越大，表明遺傳多樣性比較豐富；變異系數(shù)越小，則表明核桃的性狀遺傳比較穩(wěn)定，核桃規(guī)格較一致，大小均一[13]。供試的24個良種的5個經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)和2個主要內(nèi)含物成分指標(biāo)的變異系數(shù)差異明顯，變異范圍較大，變異系數(shù)為7.07%～24.97%，平均值為15.69%。殼厚、單果質(zhì)量、核仁質(zhì)量、粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)均高于平均變異系數(shù)，出仁率、三徑和粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)低于平均水平。其中殼厚的變異系數(shù)最大，為24.97%，表明外殼的厚度對核桃的影響最大，而作為經(jīng)濟(jì)性狀質(zhì)量評價的重要指標(biāo)出仁率、平均三徑、粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)均較小，其中粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)最小，為7.07%，說明該性狀的遺傳穩(wěn)定性相對較高。

2.4 核桃經(jīng)濟(jì)性狀和主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)性分析

各良種核桃的經(jīng)濟(jì)性狀及主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的相關(guān)分析表明(表4)，不同良種核桃的經(jīng)濟(jì)性狀及主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間具有一定的相關(guān)性。出仁率與單果質(zhì)量之間的相關(guān)系數(shù)最大，為0.993，殼厚、單果重、核仁質(zhì)量、出仁率及三徑中，除殼厚與核仁質(zhì)量之間呈顯著正相關(guān)之外，其他的經(jīng)濟(jì)性狀之間均呈極顯著正相關(guān)。粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)與殼厚、單果質(zhì)量、核仁質(zhì)量、出仁率、平均三徑之間呈正相關(guān)，相關(guān)性不顯著。而粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)與殼厚、單果質(zhì)量、核仁質(zhì)量、出仁率、平均三徑、粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，且粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)與粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。

表3 各良種核桃主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；同列不同小寫字母表示在0.01水平上差異極顯著；** 表示在0.01水平上極顯著相關(guān)， *表示在0.05水平上顯著相關(guān)。

2.5 核桃經(jīng)濟(jì)性狀和主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的主成分分析

主成分的特征值和貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)，將西南地區(qū)的24個核桃良種的7個主要性狀轉(zhuǎn)化為7個主成分。由表5可知，前2個成分的累積方差貢獻(xiàn)率為64.548%，表明這2個主成分已經(jīng)把7個核桃良種的經(jīng)濟(jì)性狀的64.548%的信息反映出來。

根據(jù)計算樣本主成分得分系數(shù)矩陣(表5)可給出主成分的函數(shù)關(guān)系式為：

Z1=0.178X1+0.343X2+0.326X3-0.071X4+0.292X5-

0.112X6-0.005X7；

Z2=-0.215X1+0.052X2+0.162X3+0.360X4+0.113X5+

0.377X6-0.467X7。

由表5及函數(shù)式可知，第1個主成分特征值為2.788，貢獻(xiàn)率為39.835%，符號為較大正值的特征向量為殼厚、單果質(zhì)量、核仁質(zhì)量、三徑表明第1主成分主要反應(yīng)的是堅果大小的綜合指標(biāo)。第2個主成分特征值為1.730，貢獻(xiàn)率為24.713%，符號為較大正值的特征向量為出仁率、粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)，表明第2主成分主要反應(yīng)的是堅果仁及粗蛋白的綜合指標(biāo)。將變量帶入上述關(guān)系式可得：主成分1得分從大到小依次為旺核2號、碩星、蜀朝2號、鹽源早、漾濞大泡核桃、旺核1號、綿核1號、惠耀、攀核1號、青川1號、夏早、中林1號、云新云林、蜀江2號、平靈1號、川早1號、云新高原、清香、新新2 、川早2號、川香、通核0035、遼核1號、薄殼早。

表4 各良種核桃經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性分析

注：** 表示在0.01水平(雙側(cè))上極顯著相關(guān)；*表示在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

表5 核桃經(jīng)濟(jì)性狀及主要內(nèi)含物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的主成分分析

主成分2得分從大到小依次為川早2號、川香、薄殼早、惠耀、青川1號、平靈1號、中林1號、攀核1號、清香、鹽源早、云新高原、旺核2號、遼核1號、蜀江2號、新新2、蜀朝2號、綿核1號、碩星、云新云林、旺核1號、通核0035、川早1號、漾濞大泡核桃、夏早。

主成分總得分從大到小依次為川早2號、旺核2號、惠耀、川香、鹽源早、蜀朝2號、青川1號、攀核1號、中林1號、平靈1號、碩星、云新高原、清香、蜀江2號、綿核1號、薄殼早、漾濞大泡核桃、新新2、旺核1號、云新云林、遼核1號、川早1號、通核0035、夏早。

3 討論

核桃的消費觀念比較注重堅果的外形，傾向果型大小一致、外殼沒有缺損、出仁率較高、皮薄的品種，在核仁方面也傾向于仁色較淺，一般為黃白色較多[14]。本試驗中堅果外觀多以圓形和近圓形為主，果實大多飽滿、外殼光滑，同品種核桃的內(nèi)果皮顏色深淺不一，可能與色素沉積有關(guān)。這些與文獻(xiàn)[15]、[16]的研究結(jié)果一致。

核桃良種各性狀的變異系數(shù)大小不一，表明四川核桃種質(zhì)資源的豐富度較高。在測定的7個性狀中，殼厚、單果質(zhì)量、核仁質(zhì)量、粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)均高于平均變異系數(shù)，可能與所在地區(qū)的氣候、單株遺傳學(xué)特性及經(jīng)營管理水平有關(guān)。而出仁率、平均三徑、粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)均較小，說明它們的遺傳穩(wěn)定性相對較高。這些結(jié)論與文獻(xiàn)[17]—[20]的研究結(jié)果一致，因此在選育良種過程中，可以將單果質(zhì)量、殼厚、核仁質(zhì)量、粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)等作為重要的參考指標(biāo)。

有研究報道，核桃仁中的主要營養(yǎng)成分是脂肪和蛋白質(zhì)，它們是評價核桃品質(zhì)的主要指標(biāo)，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別在63%和15%左右[12]。本研究中，西南地區(qū)粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值為17.87%，粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的平均值為66.78%，與文獻(xiàn)[21]、[22]研究結(jié)果相似。

4 結(jié)論

在核桃的外觀性狀中，碩星、蜀朝2號、川香、旺核2號、云新云林和鹽源早等6個良種的外觀特性更加優(yōu)良，這些品種市場效益較大，適合以核果直接投入市場的條件下栽植。根據(jù)主成分分析及外殼特征分析綜合評價，24個核桃良種中品質(zhì)較優(yōu)的有旺核2號、碩星、惠耀、鹽源早、川早2號、蜀朝2號、川香、青川1號等 。