基于層次-關(guān)聯(lián)度和主成分分析的無(wú)核鮮食葡萄品質(zhì)評(píng)價(jià)

沈 甜,牛銳敏,黃小晶,許澤華,陳衛(wèi)平

(寧夏農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源研究所,寧夏銀川 750002)

賀蘭山東麓地區(qū)擁有優(yōu)越的地理資源、產(chǎn)地優(yōu)勢(shì),成為我國(guó)釀酒葡萄第四個(gè)原產(chǎn)地域產(chǎn)品保護(hù)區(qū),原產(chǎn)地的命名樹(shù)立了該地區(qū)優(yōu)質(zhì)葡萄著名產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)地效應(yīng)。該地區(qū)鮮食葡萄栽培品種單一,主栽品種紅地球的栽培面積約占鮮食葡萄面積的60%～70%左右,另外,產(chǎn)后保鮮不到位,采收期相對(duì)集中,致使產(chǎn)品失去了市場(chǎng)調(diào)控和產(chǎn)品增值的機(jī)會(huì)與空間[1],缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,嚴(yán)重制約其鮮食葡萄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,因此引種選育推廣優(yōu)良品種以調(diào)整鮮食葡萄品種結(jié)構(gòu)勢(shì)在必行。引種葡萄在該地區(qū)的品質(zhì)表現(xiàn),是決定其商品價(jià)值的關(guān)鍵,也是其適應(yīng)性評(píng)價(jià)及能否推廣的基礎(chǔ),對(duì)引種葡萄的品質(zhì)表現(xiàn)進(jìn)行科學(xué)、合理的綜合評(píng)價(jià),能夠?yàn)楹Y選優(yōu)良品種和引種資源利用提供理論支持。

層次分析法[2]為降低主觀因素的影響,往往結(jié)合數(shù)學(xué)分析方法對(duì)供試品種作出評(píng)判,如灰色關(guān)聯(lián)度分析法、逼近理想排序分析法等,已廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)[3-7]。白世踐等[8]應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)法和層次分析法相結(jié)合的方法通過(guò)比較17個(gè)葡萄品質(zhì)相關(guān)性狀指標(biāo)評(píng)價(jià)了吐魯番地區(qū)引種的18個(gè)鮮食葡萄品種,李雪等[7]應(yīng)用逼近理想解排序法和層次分析法相結(jié)合的方法對(duì)重慶地區(qū)銷售的9種鮮食葡萄果實(shí)理化營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、加工制汁品質(zhì)和商業(yè)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。層次分析法具有不限定樣本量、得出較多樣本信息等優(yōu)點(diǎn),如可分別得出供試品種在內(nèi)在品質(zhì)和外在品質(zhì)上的優(yōu)劣排序[8-9],但此方法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜,計(jì)算量大。

主成分分析法既能把握待評(píng)類型的綜合性狀表現(xiàn),又能簡(jiǎn)化評(píng)價(jià)程序[10-11],潘照等[12]應(yīng)用主成分分析法綜合評(píng)價(jià)了南方種植與售賣(mài)的18種鮮食葡萄品質(zhì),林嬋嬋等[14]利用主成分分析法和聚類分析法相結(jié)合的方法分析了22個(gè)葡萄主要品質(zhì)性狀評(píng)價(jià)了楊凌地區(qū)12種紅色鮮食葡萄的果實(shí)品質(zhì)。利用主成分分析和聚類分析相結(jié)合的方法去評(píng)價(jià)農(nóng)作物的綜合品質(zhì)已有大量報(bào)道[10-18],但該方法要求大樣本量。

基于主成分、層次-灰色關(guān)聯(lián)度分析法各自存在的優(yōu)缺點(diǎn),綜合利用建立模型評(píng)價(jià)產(chǎn)品的綜合品質(zhì)已在蘋(píng)果[19]、百香果[20]上得到應(yīng)用,其通過(guò)主成分分析和聚類分析法篩選核心指標(biāo),在此基礎(chǔ)上運(yùn)用層次分析法確定指標(biāo)的權(quán)重,最后采用灰色關(guān)聯(lián)度法建立品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型,核心指標(biāo)個(gè)數(shù)就是篩選出的主成分?jǐn)?shù),指標(biāo)確定存在一定的主觀性。本研究應(yīng)用層次-關(guān)聯(lián)度和主成分分析法相結(jié)合的方法比較分析14個(gè)鮮食葡萄品質(zhì)指標(biāo)，對(duì)銀川地區(qū)引種的10個(gè)無(wú)核鮮食葡萄品質(zhì)作出綜合評(píng)價(jià),為該地區(qū)引種的無(wú)核鮮食葡萄綜合品質(zhì)表現(xiàn)給出一個(gè)客觀的評(píng)價(jià),為今后優(yōu)良品種區(qū)試推廣提供理論依據(jù),以促進(jìn)賀蘭山東麓鮮食葡萄可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于銀川市西夏區(qū)賀蘭山東麓蘆花臺(tái)寧夏農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源研究所鮮食葡萄資源圃內(nèi),試驗(yàn)園地四周空曠、地形平坦,地下水位較淺,土壤屬于灌淤潮土,表層沙壤、土壤肥力較高,pH8.1～8.3。年平均氣溫9 ℃,降雨量200 mm左右,年蒸發(fā)量1400 mm以上,日照時(shí)數(shù)3000 h以上。

1.2 材料與儀器

供試品種 為寧夏農(nóng)林科學(xué)院種質(zhì)資源研究所鮮食葡萄資源圃的10個(gè)無(wú)核鮮食葡萄品種(見(jiàn)表1),南北行向,株行距1 m×3 m,采用籬型架。

表1 供試品種簡(jiǎn)介T(mén)able 1 Introduction about the tested varieties

葡萄糖、維生素C、蒽酮、濃硫酸、氫氧化鈉、無(wú)水乙醇、偏磷酸、鉬酸銨、草酸、冰乙酸、EDTA-Na2天津市大創(chuàng)化工有限公司；所有試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。

JM-B30002電子天平 諸暨市超澤衡器設(shè)備有限公司;ME204分析天平 梅特勒-托利多國(guó)際貿(mào)易(上海)有限公司;TD-45手持?jǐn)?shù)顯糖度計(jì) 浙江托普儀器有限公司;JYL-C16V料理機(jī) 九陽(yáng)股份有限公司;HH600-2B數(shù)顯三用恒溫水箱 上海喬躍電子有限公司;UV2600紫外分光光度計(jì) 上海天美科學(xué)儀器有限公司;1580R高速冷凍臺(tái)式離心機(jī) 基因(美國(guó))有限公司。

1.3 指標(biāo)及測(cè)定方法

1.3.1 單穗重、單粒重和果粒整齊度的測(cè)定 用電子天平稱取隨機(jī)選取的10穗果穗的質(zhì)量,求得平均單穗重(g)。從混合備用的果粒中選出30粒,分析天平稱重,重復(fù)3次測(cè)定,求得最終平均單果粒重(g)。從混合備用的果粒中隨機(jī)選取30粒果粒,用分析天平重復(fù)稱量其單粒重,并計(jì)算變異系數(shù),數(shù)值越高的果粒整齊度越差,反之,則越優(yōu)。

1.3.2 果實(shí)理化營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的測(cè)定和計(jì)算

1.3.2.1 可溶性固形物 取果粒用紗布擠汁,待澄清后用膠頭滴管吸取上清液利用糖度計(jì)測(cè)定可溶性固形物,重復(fù)測(cè)量5次。

1.3.2.2 可溶性總糖測(cè)定 參考文獻(xiàn)[21],取0.5 g料理機(jī)處理的葡萄果實(shí)樣品于加有2.5 mL 80%乙醇溶液的研缽中研磨成勻漿,用7.5 mL 80%乙醇溶液沖洗研缽一并轉(zhuǎn)入離心管中,重復(fù)3次,80 ℃水浴30 min,取出冷卻,3500 r/min離心10 min,取上清液定容至100 mL。取1 mL提取液,5 mL蒽酮硫酸溶液,搖勻,100 ℃水浴10 min,取出后在620 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。

標(biāo)準(zhǔn)曲線制作:稱取分析純葡萄糖(預(yù)先于80 ℃下烘干至恒重)100 mg,溶于蒸餾水中,定容至100 mL,即為1 mg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)原液,稀釋10倍,即為100 μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)液。分別吸取0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL的標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液于試管中,然后分別加入蒸餾水,使總體積達(dá)到2 mL,依次加入5 mL蒽酮硫酸溶液,搖勻,100 ℃水浴10 min,取出后在620 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。

可溶性總糖(μg)標(biāo)準(zhǔn)曲線:y=0.0041x+0.1403,R2=0.9997。

可溶性總糖含量(%)=(標(biāo)曲查得可溶性總糖含量×提取液總體積)/(稱取樣品鮮重×吸取體積)×100

1.3.2.3 總酸測(cè)定 參考文獻(xiàn)[21],稱取1 g料理機(jī)處理的葡萄果實(shí)樣品,重復(fù)3次,用5 mL蒸餾水研磨至勻漿并轉(zhuǎn)入試管中,再加15 mL蒸餾水清洗研缽后,液體全部轉(zhuǎn)入試管中,80 ℃水浴中提取30 min。取出冷卻,過(guò)濾,定容至50 mL。取20 mL樣液用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定,記錄消耗NaOH體積。

總酸(%)=(消耗NaOH體積×NaOH濃度×提取液總體積×0.075)/(稱取樣品鮮重×滴定時(shí)吸取體積)×100

1.3.2.4 維生素C含量測(cè)定 參考文獻(xiàn)[21],稱取5 g料理機(jī)處理的葡萄果實(shí)樣品于加有5 mL草酸-EDTA溶液的研缽中研磨成勻漿,重復(fù)3次,并仔細(xì)轉(zhuǎn)入25 mL容量瓶,再用提取介質(zhì)沖洗研缽及研錘2～3次,沖洗液合并于25 mL容量瓶中并用提取介質(zhì)定容。吸取3 mL勻漿液于5 mL離心管中,4000 r/min離心10 min,取1 mL上清液加入4 mL草酸-EDTA溶液,0.5 mL的偏磷酸-乙酸溶液和5%的硫酸溶液1.00 mL,加入2.00 mL的5%鉬酸銨溶液,搖勻后至30 ℃水浴中保溫15 min,以蒸餾為空白,在 760 nm處測(cè)定吸光值。

標(biāo)準(zhǔn)曲線制作:分別吸取0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL的標(biāo)準(zhǔn)抗壞血酸溶液于試管中,然后分別加入草酸-EDTA溶液,使總體積達(dá)到5.0 mL,再加入0.5 mL偏磷酸-乙酸溶液和5%的硫酸溶液1.0 mL。搖勻加入2.0 mL 5%的鉬酸按,充分搖勻后至30 ℃水浴中保溫15 min,以蒸餾水為空白,在760 nm處測(cè)定吸光值。

維生素C含量(mg)標(biāo)準(zhǔn)曲線:y=1.9144x+0.0104,R2=0.9993。

維生素C含量(mg·100 g-1)=(標(biāo)曲查得維生素含量×提取液總體積)/(稱取質(zhì)量×吸取體積)×100

1.3.2.5 固酸比和糖酸比

固酸比=可溶性固形物/總酸

糖酸比=可溶性總糖/總酸

1.3.2.6 感官品質(zhì)評(píng)價(jià) 通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)和味覺(jué)器官來(lái)評(píng)定葡萄的感官品質(zhì),組織10位果樹(shù)相關(guān)專業(yè)的技術(shù)研究人員成立品評(píng)小組,男女比例=1∶1,分別由老、中、青3個(gè)年齡段組成,對(duì)葡萄果皮厚度、果穗緊密度、著色一致性和果實(shí)的香味以及風(fēng)味6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分,采用等級(jí)制(表2),分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[22],統(tǒng)計(jì)總分求得最終平均值。

表2 鮮食葡萄感官賦值標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria forTable grape

1.4 數(shù)據(jù)分析

1.4.1 分析方法

1.4.1.1 層次-關(guān)聯(lián)度分析法 根據(jù)層次分析法,將所測(cè)14個(gè)指標(biāo)分為外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì),外觀品質(zhì)包含果皮厚度、果粒整齊度、單穗重、果穗緊密度、單粒重、著色一致性,內(nèi)在品質(zhì)包含維生素C含量、可溶性固形物、可溶性總糖、總酸、固酸比、糖酸比、風(fēng)味、香味,將測(cè)定指標(biāo)分層次建立兩兩比較矩陣,并計(jì)算兩兩比較矩陣的最大特征值λmax和特征向量,根據(jù)規(guī)范列平均法求得下層第n個(gè)因素對(duì)上層因素影響程度值權(quán)重Wj,并判斷矩陣的一致性檢驗(yàn),計(jì)算方法詳見(jiàn)引用文獻(xiàn)[9]。

葡萄品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)參考劉錄祥等[23]灰色關(guān)聯(lián)分析法,根據(jù)各品種的性狀值設(shè)定一個(gè)理想類型[24]作為參考類型即X0,將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,將其化為0～1間的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù),求出關(guān)聯(lián)系數(shù),并計(jì)算出加權(quán)關(guān)聯(lián)度,關(guān)聯(lián)度越高則說(shuō)明綜合品質(zhì)越優(yōu)。

1.4.1.2 主成分分析法 將供試的無(wú)核鮮食葡萄品質(zhì)性狀指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,并進(jìn)行降維因子分析。根據(jù)主因子方差貢獻(xiàn)率計(jì)算主因子得分作為權(quán)重值,計(jì)算主因子得分與對(duì)應(yīng)主成分初始特征值的乘積的累加和除以主成分初始特征值總和的值作為綜合得分。

1.4.2 數(shù)據(jù)處理 利用SPSS 23.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析,利用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同供試品種果實(shí)生物性狀和品質(zhì)指標(biāo)比較分析

2.1.1 不同供試品種單穗重、單粒重和果粒整齊度比較 由表3可知，單穗重最高的是‘火州黑玉’,其次是‘無(wú)核白雞心’,然后是‘早康寶’,單穗重分別是503.4、449.0和428.3 g,最低的是‘夏黑’,單穗重僅是309.9 g;單粒重最高的是‘瑞都無(wú)核怡’,平均單粒重達(dá)5.9 g,其次是‘瑞峰無(wú)核’,平均單粒重是5.3 g;單粒重最低的是‘無(wú)核白’,平均單粒重僅是1.9 g,然后是‘愛(ài)神玫瑰’和‘早康寶’,單粒重分別是2.5 g和2.9 g,其他品種的平均單粒重在3.1～3.9 g之間;果粒整齊度數(shù)值越低越整齊,因‘夏黑’的果穗松散,果粒大小不均一,大小?，F(xiàn)象嚴(yán)重,故其果粒整齊度最差,變異系數(shù)為51.31%;其次是‘瑞都無(wú)核怡’,變異系數(shù)為20.28%,果穗松散;‘無(wú)核白雞心’果粒整齊度最優(yōu),其果粒大小均一,果穗松緊度適中,穗軸明顯,穗型佳,變異系數(shù)為11.10%;其次是‘火州黑玉’,果粒大小均一,穗型優(yōu)美,果穗整齊度表現(xiàn)優(yōu),變異系數(shù)是11.56%;其他品種的變異系數(shù)在12.47%～18.27%之間,果穗整齊度表現(xiàn)良好。

表3 供試品種與參考品種基本品質(zhì)指標(biāo)Table 3 The basic quality indicators of tested variety and ideal varieties

2.1.2 不同供試品種果實(shí)理化營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)比較 由表3可知，‘麗紅寶’的維生素C含量最高,測(cè)定值為5.13 mg·100 g-1,其次是‘瑞都無(wú)核怡’的5.11 mg·100 g-1,其他品種的維生素C測(cè)定值在4.26～4.70 mg·100 g-1之間,相差不大?？扇苄怨绦挝镒罡叩氖恰暮凇汀疅o(wú)核白’,測(cè)定值均是21.0%,其次是‘愛(ài)神玫瑰’的20.6%,然后是‘無(wú)核翠寶’的19.7%;‘瑞峰無(wú)核’、‘早康寶’和‘無(wú)核白雞心’的可溶性固形物分別是16.7%、16.4%和16.6%,位列后三位?！疅o(wú)核白’的可溶性總糖含量最高,測(cè)定值是19.4%,然后是‘愛(ài)神玫瑰’和‘夏黑’,可溶性總糖含量均為19.2%;可溶性總糖含量最低的是‘無(wú)核白雞心’,為15.0%。對(duì)于總酸含量,‘無(wú)核白雞心’最高,測(cè)定值為0.65%,其次是‘麗紅寶’的0.59%,然后是‘夏黑’和‘瑞都無(wú)核怡’,總酸含量均是0.56%,‘早康寶’的總酸含量最低,為0.34%,其次是‘無(wú)核翠寶’,總酸含量測(cè)定值為0.40%。固酸比最高的是‘無(wú)核翠寶’,其次是‘早康寶’，分別是49和48；糖酸比最高的是‘早康寶’，其次是‘無(wú)核翠寶’，分別為44、43；‘無(wú)核白雞心’的固酸比和糖酸比均是最低,僅有26和23,然后是‘瑞都無(wú)核怡’,固酸比和糖酸比分別是31和29。

2.1.3 供試品種感官品質(zhì)評(píng)價(jià)

2.1.3.1 果皮厚度、著色一致性和果穗緊密度 供試品種中,‘瑞峰無(wú)核’和‘夏黑’果皮厚,其余品種的果皮均表現(xiàn)薄;對(duì)于著色一致性,‘無(wú)核白’和‘瑞都無(wú)核怡’果粒著色一致,其他品種的著色均表現(xiàn)為非常一致;果穗表現(xiàn)最緊密的是‘早康寶’,‘夏黑’最松散,其他品種的果穗均表現(xiàn)為適中。

2.1.3.2 風(fēng)味和香味 風(fēng)味和香味均表現(xiàn)最佳的是‘愛(ài)神玫瑰’、‘夏黑’和‘無(wú)核翠寶’,‘愛(ài)神玫瑰’、‘早康寶’、‘夏黑’、‘無(wú)核翠寶’和‘無(wú)核白’的風(fēng)味最佳,‘無(wú)核白’、‘瑞都無(wú)核怡’和‘火州黑玉’的香味表現(xiàn)最差,‘瑞峰無(wú)核’的風(fēng)味和香味均表現(xiàn)寡淡。

2.2 層次-關(guān)聯(lián)度法評(píng)價(jià)供試無(wú)核鮮食葡萄品種綜合品質(zhì)

本試驗(yàn)根據(jù)劃分評(píng)價(jià)因子的層次類別關(guān)系,將所有評(píng)判樹(shù)分為3層:第1層為目標(biāo)層(A),為品質(zhì)綜合評(píng)價(jià);第2層為準(zhǔn)則層(B),記為B={B1,B2},B1為果實(shí)外觀品質(zhì),B2為果實(shí)內(nèi)在品質(zhì);第3層為指標(biāo)層(C),為葡萄果實(shí)主要品質(zhì)指標(biāo),記為C={C1,C2,C3,C4,…,C14}。

根據(jù)主要品質(zhì)指標(biāo)和感官指標(biāo)對(duì)葡萄品質(zhì)的重要程度,構(gòu)建低層指標(biāo)對(duì)于上一級(jí)指標(biāo)的數(shù)字1～9的判斷矩陣。通過(guò)引入判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI,計(jì)算得到每個(gè)判斷矩陣的隨機(jī)一致性比率CR。計(jì)算結(jié)果表明,所有比較矩陣的CR<0.1(表略),滿足一致性要求,其相應(yīng)求得的權(quán)重值有效。

葡萄果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)比外在品質(zhì)重要,內(nèi)在品質(zhì)權(quán)重值0.6,外在品質(zhì)權(quán)重值0.4(見(jiàn)表4)。指標(biāo)層(C)各個(gè)因素對(duì)目標(biāo)層(A)無(wú)核葡萄果實(shí)綜合品質(zhì)的權(quán)重值排序見(jiàn)表5,綜合品質(zhì)中,風(fēng)味為主要影響因子,權(quán)重值為0.1535,其次是香味,權(quán)重值0.1413,然后是單粒重和單穗重,權(quán)重值分別是0.1087和0.1062,單穗重和單粒重均由品種特性決定,應(yīng)用層次-關(guān)聯(lián)度法評(píng)價(jià)綜合品質(zhì)所構(gòu)建的理想品種的單穗重和單粒重均按規(guī)范確定,果穗和果粒大小一定程度上直接影響著消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)感官。固酸比和糖酸比的權(quán)重值均是0.0745。

表4 準(zhǔn)則層比較矩陣及一致性檢驗(yàn)結(jié)果Table 4 The judgment matrix and its consistency check

表5 指標(biāo)層C對(duì)目標(biāo)層A的權(quán)重值Table 5 The weight value of the evaluation factors

對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理,得到一個(gè)數(shù)值在(0,1)內(nèi)的新數(shù)列,根據(jù)計(jì)算公式計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)系數(shù)(表6),以各無(wú)核葡萄品種的各個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)和感官指標(biāo)乘以相應(yīng)的權(quán)重值的累加和,為層次-關(guān)聯(lián)度方法得出的綜合品質(zhì)得分,各無(wú)核葡萄品種綜合品質(zhì)得分及優(yōu)良度排序見(jiàn)表7。

表6 供試品種與參考品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)Table 6 Correlative coefficient of tested variety and ideal variety

由表7可知,‘愛(ài)神玫瑰’表現(xiàn)最好,綜合品質(zhì)加權(quán)關(guān)聯(lián)度達(dá)到0.8006,其次分別是‘無(wú)核翠寶’和‘夏黑’,其綜合品質(zhì)加權(quán)關(guān)聯(lián)度都在0.72以上,‘無(wú)核白雞心’的綜合品質(zhì)最低,加權(quán)關(guān)聯(lián)度只有0.5861;外觀品質(zhì)表現(xiàn)最好的是‘瑞峰無(wú)核’,加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.7477,其次是‘火州黑玉’、‘瑞都無(wú)核怡’和‘無(wú)核白雞心’,加權(quán)關(guān)聯(lián)度分別是0.7394、0.7052、0.7048,‘夏黑’外觀品質(zhì)表現(xiàn)最差,加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.5383;對(duì)于內(nèi)在品質(zhì)的表現(xiàn),‘愛(ài)神玫瑰’最好,加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.9131,次是‘無(wú)核翠寶’和‘夏黑’,加權(quán)關(guān)聯(lián)度是8575和0.8562,‘無(wú)核白’和‘早康寶’的加權(quán)關(guān)聯(lián)度值分別是0.7506、0.7290,排名最后的是‘無(wú)核白雞心’,加權(quán)關(guān)聯(lián)度是0.5070。

表7 供試品種的加權(quán)關(guān)聯(lián)度及優(yōu)良排序Table 7 Weighted correlative degree of tested varieties and ideal variety and fine rank

2.3 主成分分析法評(píng)價(jià)供試無(wú)核鮮食葡萄品種綜合品質(zhì)

2.3.1 不同供試品種主要品質(zhì)指標(biāo)和感官指標(biāo)的相關(guān)性分析 對(duì)10個(gè)供試鮮食葡萄品種的14個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)和感官指標(biāo)進(jìn)行了皮爾遜相關(guān)性分析,結(jié)果如表8所示,分析得出,果粒整齊度和果穗緊密度呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),說(shuō)明果穗越緊果粒大小越不均一;可溶性固形物和可溶性總糖呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),和風(fēng)味呈顯著正相關(guān)(P<0.05),總酸和固酸比、糖酸比呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),固酸比和糖酸比呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),和風(fēng)味呈顯著正相關(guān)(P<0.05),糖酸比和風(fēng)味呈顯著正相關(guān)(P<0.05),表明可溶性固形物和總酸含量一定程度上直接決定了鮮食葡萄的風(fēng)味。

表8 供試品種基本品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 8 Correlation analysis on the basic quality indicators of tested varieties

2.3.2 不同供試品種主成分因子的確定 將供試品種的14個(gè)指標(biāo)進(jìn)行降維因子分析,前4個(gè)主成分的特征值均>1,故提取出4個(gè)主成分,這4個(gè)主成分的方差百分比分別是35.162%、26.404%、15.468%和9.297%,累積貢獻(xiàn)率為86.332%,即這4個(gè)主成分已經(jīng)代表了供試品種的品種特性指標(biāo)的絕大多數(shù)信息,因此選擇提取4個(gè)主成分較宜(表9)。

主成分載荷矩陣反映了各個(gè)品質(zhì)性狀指標(biāo)對(duì)此主成分負(fù)荷的相對(duì)大小,即該指標(biāo)對(duì)主成分影響的程度,以0.5原則為判斷依據(jù)[12,25]。如表9所示,第一主成分的總酸、固酸比、糖酸比、風(fēng)味和香味起主要影響作用;第二主成分的果皮厚度、果粒整齊度、單穗重和果穗緊密度對(duì)其的影響大;第三主成分的單粒重、可溶性固形物、可溶性總糖和風(fēng)味對(duì)其的影響大;第四主成分的著色一致性和維生素C含量對(duì)其的影響大。

表9 4個(gè)主成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率、 累積貢獻(xiàn)率和成分載荷矩陣Table 9 Eigenvalues,variance contribution rates, cumulative contribution rates and rotated component matrix

2.3.3 不同供試品種主成分綜合得分和綜合品質(zhì)評(píng)價(jià) 根據(jù)各指標(biāo)因子得分系數(shù)的矩陣,構(gòu)建4個(gè)主成分的函數(shù)表達(dá)式:

F1=0.185C1-0.064C2-0.215C3+0.483C4-0.235C5+0.110C6-0.019C7+0.155C8+0.094C9-0.957C10+0.943C11+0.947C12+0.619C13+0.0.549C14

F2=-0.757C1+0.860C2-0.830C3-0.758C4+0.284C5-0.006C6-0.029C7+0.481C8+0.468C9+0.158C10-0.036C11-0.007C12+0.140C13+0.486C14

F3=0.311C1+0.191C2-0.157C3-0.321C4-0.836C5-0.126C6-0.061C7+0.809C8+0.797C9+0.048C10+0.288C11+0.283C12+0.680C13+0.150C14

F4=0.391C1-0.077C2-0.224C3+0.043C4+0.343C5-0.841C6+0.769C7+0.154C8+0.257C9+0.080C10-0.073C11-0.039C12+0.028C13-0.491C14

根據(jù)綜合得分的方法計(jì)算得出10個(gè)供試鮮食葡萄品種的綜合品質(zhì)得分,得分越高說(shuō)明該品種品質(zhì)表現(xiàn)最優(yōu),綜合品質(zhì)得分結(jié)果見(jiàn)表10。排名前三的依次是‘無(wú)核翠寶’、‘夏黑’和‘愛(ài)神玫瑰’,‘早康寶’、‘無(wú)核白’和‘瑞都無(wú)核怡’分別排名第4、5、6位,排名最后的是‘無(wú)核白雞心’。

表10 供試品種果實(shí)品質(zhì)的各主成分得分、綜合得分及優(yōu)良度排序Table 10 Principal component scores,comprehensive scores and ranking of fruit quality of tested varieties

3 討論

本試驗(yàn)層次-關(guān)聯(lián)度分析中,引入一個(gè)參考品種,其各項(xiàng)生物學(xué)性狀指標(biāo)賦值根據(jù)試驗(yàn)材料和選擇目標(biāo),依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[24,26-28]和前人研究經(jīng)驗(yàn)[8,29-30]賦值,再將參試品種與其進(jìn)行逐項(xiàng)比較,篩選出綜合品質(zhì)優(yōu)良,品質(zhì)特征突出的鮮食葡萄品種。層次-關(guān)聯(lián)度分析法得出‘愛(ài)神玫瑰’綜合品質(zhì)最優(yōu),其次是‘無(wú)核翠寶’和‘夏黑’,其與內(nèi)在品質(zhì)排名一致,而外在品質(zhì)排名分別在第7、6和10位,由于層次分析在指標(biāo)層風(fēng)味和香味、固酸比和糖酸比賦值較高,權(quán)重值分別是0.1535、0.1413、0.0745和0.0745,外觀品質(zhì)權(quán)重值最高的是單粒重,為0.1087,其次是單穗重0.1062,且準(zhǔn)則層中內(nèi)在品質(zhì)的權(quán)重值也高于外觀品質(zhì),權(quán)重值分別是0.6和0.4,從而使得內(nèi)在品質(zhì)的權(quán)重值平均水平高于外觀品質(zhì),‘愛(ài)神玫瑰’、‘無(wú)核翠寶’和‘夏黑’風(fēng)味和香味表現(xiàn)最優(yōu),跟理想值賦值一致,一定程度上內(nèi)在品質(zhì)的高低直接決定了其綜合品質(zhì)的排名。

主成分分析法提取了4個(gè)主成分,累積貢獻(xiàn)率達(dá)到86.332%,第一主成分因子風(fēng)味因子得分最高的是‘早康寶’,其次是‘無(wú)核翠寶’,然后是‘愛(ài)神玫瑰’,第二主成分因子外觀因子得分最高的是‘夏黑’,其次是‘瑞峰無(wú)核’；綜合品質(zhì)最優(yōu)的是‘無(wú)核翠寶’,其次是‘夏黑’和‘愛(ài)神玫瑰’。兩種分析方法評(píng)價(jià)供試鮮食葡萄綜合品質(zhì)的優(yōu)良排序前三名一致,排名末位的均是‘無(wú)核白雞心’,層次-關(guān)聯(lián)度分析得出‘夏黑’外觀品質(zhì)表現(xiàn)最差,而主成分第二因子外觀因子得分最高的是‘夏黑’,對(duì)于這種情況分析原因是在層次-關(guān)聯(lián)度計(jì)算指標(biāo)層權(quán)重人為賦值時(shí),外觀品質(zhì)中的單穗重權(quán)重值較高,而‘夏黑’的單穗重最低,其果穗緊密度也是表現(xiàn)最差的,故其外觀品質(zhì)表現(xiàn)最差,而在主成分分析時(shí)所有品種的所有指標(biāo)環(huán)境一致,缺少主觀臆斷性。因供試品種僅為10個(gè),而果實(shí)品質(zhì)相關(guān)測(cè)定指標(biāo)14個(gè),僅用層次-關(guān)聯(lián)度來(lái)評(píng)價(jià)其綜合品質(zhì)會(huì)存在一定的主觀性,故在此結(jié)合主成分分析法對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)價(jià),力求結(jié)果可靠。

到目前為止,評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的指標(biāo)沒(méi)有具體的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,但影響其品質(zhì)和商品性的因素有很多,刺激消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)需求的首先是外觀表現(xiàn),其次是果實(shí)口感和風(fēng)味,因此在品質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)適當(dāng)多加入體現(xiàn)外觀優(yōu)劣的指標(biāo),如果穗性狀、果實(shí)色澤、果粒整潔度等。本論文供試鮮食葡萄栽培環(huán)境和管理措施一致,品質(zhì)性狀取決于其遺傳特性[14],許乃銀等[31-32]認(rèn)為環(huán)境效應(yīng)通常占品種變異的絕大部分,基因型與環(huán)境互作效應(yīng)占品種變異的比例通常也高于基因型主效,因此,增加了品種推廣應(yīng)用效果的不確定性和生產(chǎn)應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。同一品種(系)在不同地區(qū)和不同栽培模式下的表現(xiàn)均有所不同,建議今后對(duì)選定的優(yōu)良品種進(jìn)行區(qū)試,在不同的地點(diǎn)、不同的栽培條件下繼續(xù)進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn),并加強(qiáng)栽培管理措施的應(yīng)用,對(duì)選定的優(yōu)良品種建立配套的栽培技術(shù),如適宜的栽培架型和整形方式、生育期的花果管理、水肥調(diào)控等,并結(jié)合葡萄果實(shí)成熟期間多雨的情況加強(qiáng)成熟期果實(shí)避雨等管理。

篩選適宜推廣的優(yōu)良品種應(yīng)從其抗病性、豐產(chǎn)性、耐貯性及地區(qū)適應(yīng)性進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)[33],故今后在區(qū)試的工作中繼續(xù)觀測(cè)不同地區(qū)不同栽培管理模式下果實(shí)品質(zhì)的表現(xiàn),并加入病蟲(chóng)害的抗性評(píng)價(jià)、果實(shí)采收后耐貯性調(diào)查及保鮮技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用等研究,才能篩選確定區(qū)域適應(yīng)性強(qiáng)、商品性高、認(rèn)可度高的優(yōu)良品種。

4 結(jié)論

應(yīng)用層次-關(guān)聯(lián)度和主成分分析相結(jié)合的方法對(duì)銀川地區(qū)引種的10個(gè)無(wú)核鮮食葡萄的14個(gè)品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行綜合品質(zhì)評(píng)價(jià),應(yīng)用層次-關(guān)聯(lián)度分析法得出‘愛(ài)神玫瑰’的內(nèi)在品質(zhì)表現(xiàn)最好,加權(quán)關(guān)聯(lián)度是0.9131,綜合品質(zhì)表現(xiàn)最優(yōu)是‘愛(ài)神玫瑰’,其次是‘無(wú)核翠寶’,然后是‘夏黑’,加權(quán)關(guān)聯(lián)度依次是0.8006、0.7732、0.7291;而主成分分析法綜合得分最高的是‘無(wú)核翠寶’,其次是‘夏黑’,然后是‘愛(ài)神玫瑰’,得分依次是1.31、1.17、1.02,綜合得分最低的是‘無(wú)核白雞心’,得分為-2.11,可作為今后優(yōu)良品種區(qū)試推廣的理論依據(jù)。