基于主成分分析的適宜廣州地區(qū)早春栽培薄皮甜瓜品種比較

史亮亮 聶俊 李艷紅 譚德龍 謝玉明 趙俊宏 鄭錦榮 張長遠(yuǎn)

摘要：為篩選適宜廣州地區(qū)春季種植的薄皮甜瓜品種，采用主成分分析方法對收集的美濃、皓玉、墨玉羊角等共25個薄皮甜瓜品種的產(chǎn)量性狀、果實商品性、果實品質(zhì)等進(jìn)行分析。結(jié)果表明，采用主成分分析將12個指標(biāo)簡化為4個主成分，其累積方差貢獻(xiàn)率為89.40%，可以反映薄皮甜瓜產(chǎn)量性狀、果實商品性、果實品質(zhì)等絕大部分信息?；谥鞒煞址治龅木C合評價函數(shù)顯示嘉年華、特長羊角脆這2個品種綜合表現(xiàn)較好，適宜在廣州地區(qū)早春種植。

關(guān)鍵詞：薄皮甜瓜;早春種植;高產(chǎn);優(yōu)質(zhì);主成分分析

中圖分類號：S652.037 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）07-0124-06

收稿日期：2020-06-08

基金項目：2018年廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項資金（大專項+任務(wù)清單管理模式）項目（編號：201909020001）;2020年廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項資金（編號：20190001）;院長基金專項（編號：201937）;果菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊項目（編號：2019KJ110）。

作者簡介：史亮亮（1980—），男，山西大同人，碩士，高級農(nóng)藝師，主要從事設(shè)施西甜瓜栽培研究。E-mail：287972839@qq.com。

通信作者：張長遠(yuǎn)，博士，研究員，主要從事設(shè)施瓜類育種研究。E-mail：597424458@qq.com。

甜瓜（Cucumis melo L.）為葫蘆科（Cucurbitaceae）黃（甜）瓜屬（Cucumis）植物。廣東省廣州市花都區(qū)種植薄皮甜瓜歷史較為悠久，花都區(qū)赤坭鎮(zhèn)東升村的雪梨瓜曾享譽廣州地區(qū)南海、番禺、順德，但是當(dāng)?shù)卦摫∑ぬ鸸现饾u出現(xiàn)品種老化、種植技術(shù)落后等問題，導(dǎo)致其漸漸消失，不復(fù)往日勝名。直到2018年東升村抓住國家實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略機(jī)遇，開始重新打造東升雪梨瓜品牌，將品種老化的品種銀輝換成更適宜的新品種美濃，村民經(jīng)濟(jì)收入達(dá)到100多萬元[1]。引進(jìn)篩選適宜當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)薄皮甜瓜品種，對推動產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢，增加農(nóng)民收入至關(guān)重要，汪洋等開展寧夏設(shè)施夏秋茬13個薄皮甜瓜品種篩選試驗，篩選出6個適合品種[2]。李琳等開展北京地區(qū)春大棚9個薄皮甜瓜品種引進(jìn)與篩選研究，建議農(nóng)戶選擇京香16進(jìn)行種植[3]。李婷等將綠皮、白皮、花皮共3種類型14個薄皮甜瓜品種進(jìn)行分析比較，篩選適宜北京設(shè)施種植的不同類型的高品質(zhì)、高產(chǎn)量的薄皮甜瓜品種[4]。蘭振通過栽培試驗對比分析了引進(jìn)薄皮甜瓜品質(zhì)、產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)，分別篩選出適宜搶早型、觀光采摘型、批發(fā)型經(jīng)營模式的優(yōu)良品種[5]。廣州地區(qū)乃至珠三角、粵港澳大灣區(qū)是水果消費大市場，氣候條件、消費習(xí)慣和耕作制度都有當(dāng)?shù)氐奶攸c，篩選適宜的薄皮甜瓜品種對產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分重要，因此本研究為篩選適宜廣州地區(qū)春季種植的薄皮甜瓜品種，采用主成分分析方法對收集的美濃、皓玉、墨玉羊角等共25個薄皮甜瓜品種的產(chǎn)量性狀、果實商品性、果實品質(zhì)等進(jìn)行分析，篩選出適宜廣州地區(qū)不同時期栽培種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄皮甜瓜品種，為廣州地區(qū)發(fā)展薄皮甜瓜產(chǎn)業(yè)提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗場地與材料

試驗地點為廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院白云試驗基地，位于廣州市白云區(qū)鐘落潭鎮(zhèn)。供試薄皮甜瓜品種信息見表1。

1.2 試驗設(shè)計與方法

試驗用地為新改良的沙性土壤，地力均勻。田畦寬1.8 m，其中畦面寬度1.5 m，高度0.3 m，長度10 m，各田畦施用基肥：有機(jī)肥60 kg，復(fù)合肥 1.5 kg，硫酸鉀1 kg，花生麩 2.5 kg，并覆蓋地膜。2019年2月18日采用50穴育苗盤育苗，并于2019年3月19日瓜苗3葉1心移栽。采用單行種植，株距0.4 m，行距1.8 m，每田畦為1個小區(qū)，面積18 m2，種植20株，采用趴地栽培模式，昆蟲授粉，4～5 側(cè)蔓時摘心，每株留6～7個果。試驗采用隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)3次重復(fù)，每個品種每個重復(fù)隨機(jī)取3株進(jìn)行統(tǒng)計。

1.3 測定項目與方法

（1）結(jié)果成熟期測定每個品種結(jié)果數(shù)、均勻度（果大小均勻≥90%以上為上、70%≤果大小均勻≤90% 為中、果大小均勻≤70%為下）;

（2）成熟期每個小區(qū)隨機(jī)取3個成熟果實，3個重復(fù)，用天平測量單瓜質(zhì)量（果型大?。汗麑嵸|(zhì)量≤0.5 kg，為小果型;0.5 kg≤果實質(zhì)量≤1.5 kg，為中果型;果實質(zhì)量≥1.5 kg，為大果型），每個樣品測量1次，并計算平均單果質(zhì)量，估算小區(qū)產(chǎn)量。

（3）每個小區(qū)隨機(jī)取3個成熟果實，用刀縱切平均分成兩半，使用刻度尺（最小刻度1 mm）測量切面縱徑和橫徑，皆選擇最長處測量，計算果形指數(shù)（果形指數(shù)=縱徑/橫徑）、測定種腔長和寬，每個樣品測量1次。選擇果實中間部分位置測量果皮厚、果肉厚和果肉硬度，果皮厚和果肉厚用游標(biāo)卡尺測量，每個樣品測量1次，果肉硬度用硬度儀測量，硬度測量每個樣品重復(fù)3次。

（4）可溶性固形物含量被認(rèn)為是對水果品質(zhì)進(jìn)行判斷的重要指標(biāo)[6]。水果可溶性固形物含量測定經(jīng)常會采用折光儀法[7]。成熟期每個小區(qū)隨機(jī)取3個成熟果實，選擇果實中間部分果肉的果汁，測量中心可溶性固形物，選擇果實中間部分貼近果皮1 cm內(nèi)的果肉果汁測量邊緣可溶性固形物，每個樣品測量1次。所用儀器為日本愛拓PAL-1數(shù)顯糖度計折光儀。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)整理和輸入使用Excel 2010，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析使用SPSS 17.0和DPS 9.01軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同薄皮甜瓜品種出苗率比較研究

由表2可知， 試驗的25個薄皮甜瓜品種中，出苗率最高的品種為博洋6和嘉年華，均為10000%，博洋6、嘉年華、博洋62、冰翡翠6號、墨玉羊角、花雷3號、博洋71、玉脆這8個品種出苗率達(dá)到90.00%或以上。出苗率情況最不好的品種是美濃，只有56.00%。

2.2 不同薄皮甜瓜品種產(chǎn)量比較研究

由表3可知，早春栽培的25個薄皮甜瓜品種中，不同品種單果質(zhì)量和產(chǎn)量差異明顯，平均單果質(zhì)量在0.31～0.73 kg之間，單果質(zhì)量最高的品種是墨玉羊角和白山蜜一號，最低的是黃金蜜。均勻度方面，比較好的品種有博洋7、博洋71、玉脆、玉脆、昊豐金龍、冰翡翠6號、花蜜8號、天津八棱脆、特長羊角脆，均勻度比較差的品種有墨玉羊角、豐蜜羊角、黃金蜜、金輝2號。單位面積產(chǎn)量第一的嘉年華高于產(chǎn)量第二的特長羊角脆38.22%，而玉脆產(chǎn)量只有1 555.20 kg/hm2，產(chǎn)量最低。所有品種產(chǎn)量由大到小排序為：嘉年華>特長羊角脆>花雷3號>昊豐金龍>白山蜜一號5>脆玉>博洋62>金輝2號>黃金蜜>天津八棱脆>雪豹王>皓玉>博洋9>博洋6>墨玉羊角>花蜜8號>博洋8>豐蜜羊角>冰翡翠6號>博洋71>美濃>博洋7>博洋91>冰翡翠3號>玉脆。由于2019年3月至5月連續(xù)陰雨天氣相比往年很頻繁，容易造成薄皮甜瓜生長受影響，授粉困難，結(jié)實率低，且結(jié)瓜容易腐

爛，造成產(chǎn)量較低。

2.3 不同薄皮甜瓜品種果實商品性比較研究

由表4可知，早春試驗薄皮甜瓜品種果形指數(shù)在0.84～3.70之間，其中博洋62的果形指數(shù)最大，呈長圓形，皓玉果形指數(shù)最小，為近圓形。果肉最厚的品種為脆玉，厚度達(dá)到20.15 mm，果皮較薄，為0.65 mm; 皓玉果肉厚僅次于脆玉，為19.60 mm，果

皮厚為1.05 mm;果肉厚最小的品種為博洋7，只有9.05 mm。墨玉羊角為長圓形，其種腔長最大，達(dá)1915 cm，近圓形的黃金蜜種腔長最小，只有 5.13 cm;種腔寬最大的品種為昊豐金龍，種腔寬達(dá) 7.20 cm，最小的為豐蜜羊角，只有3.27 cm。果肉硬度方面，豐蜜羊角硬度最大，為8.59 kg/cm2，花蜜8號硬度次之;天津八棱脆硬度最小，為4.63 kg/cm2。因此耐運輸性方面，豐蜜羊角和花蜜8號耐運輸性較好，天津八棱脆耐運輸性相對較差。

2.4 不同薄皮甜瓜品種果實品質(zhì)比較研究

由表5可知，早春試驗薄皮甜瓜品種嘉年華中心可溶性固形物含量最高，達(dá)11.44%，天津八棱脆、博洋7、博洋8、博洋6中心可溶性固形物含量次之。玉脆品種中心可溶性固形物含量最低，僅為530%，豐蜜羊角同樣較低，只有5.60%，兩者邊緣可溶性固形物同樣較低。

2.5 不同薄皮甜瓜品種評價指標(biāo)主成分分析

主成分分析法是一種多元的統(tǒng)計方法，在多指標(biāo)情況下減少指標(biāo)描述，按照重要程度排序[8]。主成分分析是數(shù)理統(tǒng)計學(xué)中一個常用的方法，在蘋果、獼猴桃、甜瓜等綜合評價中都有得到應(yīng)用，具備一定的參考價值[9-10]。本研究對薄皮甜瓜品種進(jìn)行主成分分析，選取單果質(zhì)量（X1）、單位面積產(chǎn)量（X2）、橫徑（X3）、縱徑（X4）、果形指數(shù)（X5）、果肉厚（X6）、果皮厚（X7）、種腔長（X8）、種腔寬（X9）、中心可溶性固形物含量（X10）、邊緣可溶性固形物含量（X11）、果肉硬度（X12）這12個指標(biāo)作為因子，運用DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行主成分分析。

主成分分析法得出的主要主成分的貢獻(xiàn)率、特征值和積累貢獻(xiàn)率見表6。由表可見，F(xiàn)1、F2、F3、F4這4個主成分的累積貢獻(xiàn)率為89.40%，因此選擇前4個主要成分作為薄皮甜瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的主要主成分。

為進(jìn)一步確定主成分與不同因子之間的關(guān)系，由成分矩陣可得，4個主成分表達(dá)式分別為：

F1=0.04X1+0.20X2+0.36X3-0.34X4-037X5+0.28X6-0.30X7-0.35X8+0.37X9+030X10+0.23X11-0.02X12;

F2=0.65X1+0.48X2+0.23X3+0.30X4+016X5+0.26X6+0.14X7+0.26X8+0.12X9-010X10-0.03X11-0.01X12;

F3=-0.20X1+0.16X2-0.14X3+0.11X4+012X5+0.01X6+0.22X7+0.08X8-0.08X9+039X10+0.57X11-0.60X12;

F4=0.08X1-0.06X2+0.01X3+0.11X4+009X5-0.31X6+0.11X7+0.10X8+0.00X9+037X10+0.45X11+0.71X12。

綜合評價計算公式如下：

F=0.53F1+0.17F2+0.10F3+0.08F4。

由上述公式，計算個品種綜合分值F，按大小進(jìn)行排序。F值越大，表明品質(zhì)表現(xiàn)越好。由表7可知，早春不同品種薄皮甜瓜綜合分值F值前5名從大到小分別為嘉年華、特長羊角脆、花雷3號、昊豐金龍、白山蜜一號。

3 討論與結(jié)論

本試驗在廣州地區(qū)進(jìn)行，為篩選適宜廣州地區(qū)早春栽培高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄皮甜瓜品種，選用25個不同薄皮甜瓜品種為試驗材料，參考郭家剛等[11]、郝麒麟[12]等采用主成分分析法來構(gòu)建綜合分析體系。基于所有因子綜合分值F的情況，得出三角地早春不同品種薄皮甜瓜綜合分值F值前5名從大到小分別為嘉年華、特長羊角脆、花雷3號、昊豐金龍、白山蜜一號。再結(jié)合出苗情況、產(chǎn)量性狀比較、果實商品性比較、果實品質(zhì)比較分析結(jié)果，得出結(jié)論適宜在廣州地區(qū)早春種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄皮甜瓜品種為嘉年華、特長羊角脆。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳永成，郭 軍，顧閩峰，等. 當(dāng)前甜瓜育種研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 上海蔬菜，2011（2）：14-16.

[2]汪 洋，高艷明，李建設(shè). 寧夏設(shè)施夏秋茬薄皮甜瓜品種篩選試驗[J]. 北方園藝，2013（15）：53-56.

[3]李 琳，李 婷，夏 冉，等. 北京地區(qū)春大棚薄皮甜瓜品種引進(jìn)與篩選[J]. 中國瓜菜，2015，28（1）：39-41.

[4]李 婷，曾劍波，劉中華，等. 三種類型薄皮甜瓜品種比較試驗[J]. 北方園藝，2016（22）：41-44.

[5]蘭 振. 北京地區(qū)薄皮甜瓜品種比較試驗[J]. 北方園藝，2016（17）：43-45.

[6]郭鳳領(lǐng)，戴照義，王運強(qiáng)，等. 湖北省甜瓜生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J]. 長江蔬菜，2014（23）：1-4.

[7]聶繼云. 果品質(zhì)量安全分析技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：10-17.

[8]聶繼云，李 靜，徐國鋒，等. 水果可溶性固形物含量測定適宜取汁方法的篩選[J]. 保鮮與加工，2014（5）：62-64.

[9]童其慧. 主成分分析方法在指標(biāo)綜合評價中的應(yīng)用[J]. 北京理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2002（1）：59-61.

[10]張臘臘，韓明虎，胡浩斌，等. 基于主成分分析的蘋果品質(zhì)綜合評價[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2020，48（3）：209-213.

[11]郭家剛，楊 松，伍玉菡，等. 基于主成分與聚類分析的藍(lán)莓品質(zhì)綜合評價研究[J]. 食品研究與開發(fā)，2020，41（12）：53-60.

[12]郝麒麟，黃先智，賀 燕，等. 基于主成分分析法評價巫山脆李食用品質(zhì)[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（19）：251-257.