基于表觀性狀的河北省主栽核桃品種綜合評價*

李林晴，龐立欣，劉 凱，陳炬彤，安秀紅，趙書崗，田 義，王紅霞

（1 河北農業(yè)大學山區(qū)研究所，河北省山區(qū)農業(yè)技術創(chuàng)新中心，國家北方山區(qū)農業(yè)工程技術研究中心，保定071000）（2 河北農業(yè)大學園藝學院）（3 河北農業(yè)大學科學技術研究院）（4 河北農業(yè)大學生命科學學院）

核桃為胡桃科胡桃屬落葉喬木，是我國重要的油料經(jīng)濟樹種之一，位居四大堅果之首[1-2]。河北省核桃栽培歷史悠久，分布范圍廣泛，擁有多種豐富的種質資源，是我國核桃主產(chǎn)區(qū)之一[3]。不同核桃品種適栽環(huán)境存在差異，在引種過程中隨著生存環(huán)境的差異，其表觀性狀也隨之改變。

植物表觀性狀是植物內在組織生長分化的外在表現(xiàn)，也是植物遺傳變異和多樣性最直接的表現(xiàn)，各性狀間存在密切的聯(lián)系[4-5]。近年來，核桃表觀性狀方面的研究逐漸成為熱點[6]。李國和[7]發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)地核桃受到較大的生態(tài)和地理環(huán)境的影響，各性狀間存在較大差異。孫垟?shù)萚8]通過對石棉核桃品質指標的研究，發(fā)現(xiàn)核桃各表觀性狀指標間存在一定的相關性。王自明等[9]對昭通耐寒核桃進行試驗研究，發(fā)現(xiàn)核桃表觀性狀與植物抗逆特性之間存在相關性。普遍認為堅果縱橫徑、堅果重、堅果殼厚、堅果出仁率、核仁重是核桃綜合評價的重要指標[10-12]。此外，白仲奎[13]把堅果果個大小、種殼色澤、光滑程度、取仁難易、種仁飽滿程度、果仁色澤也作為育種時的評價指標，豐富了表觀性狀評價的指標。耿陽陽等[14]將核桃單果重、三徑平均值、殼厚、內褶壁和橫膈膜作為適宜加工的表觀性狀評價指標。

目前，因子評價、層次評價、模糊函數(shù)評價等方法已被應用到各個領域，主成分分析法是目前果樹品質綜合評價的一種常見方法[15-19]。河北省種質資源多樣，但基于樹體及堅果外觀品質特性的綜合評價鮮有報道。因此，對目前河北省主栽核桃品種的樹體生長特性、堅果表觀品質等進行調查分析，利用主成分分析法篩選樹體及堅果外觀品質合適的評價指標，并對9個主栽核桃品種進行綜合評價，篩選適栽品種，為河北省核桃產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供品種保障。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在河北省林業(yè)和草原科學研究院核桃種質資源圃進行，供試品種為‘遼寧1 號’‘遼寧8號’‘綠嶺’‘上宋6 號’‘西嶺’‘香玲’‘贊美’‘早碩’和‘清香’9個主栽核桃品種，樹齡均為8 年，長勢大致相同。

1.2 試驗方法

果實成熟期測定9個核桃品種的樹勢、干性、豐產(chǎn)性、單枝結果數(shù)、側芽抽生果枝數(shù)、冠幅及干周。樹勢：隨機取30個樹冠外圍新梢測量其長度，以新梢的長度來衡量樹勢，分為弱（新梢長度＜20 cm）、中（20 cm＜新梢長度＜60 cm）、強（新梢長度＞60 cm）3 級。干性：以主干高度進行衡量，分為弱（主干高度＜0.8 m）、中（0.8 m＜主干高度＜1.5 m）、強（主干高度＞1.5 m）3 級。豐產(chǎn)性：根據(jù)《核桃品種適應性評價技術規(guī)范》規(guī)定，測定每個品種每平方米樹冠投影面積的核仁產(chǎn)量，分為3 級：弱（＜160 g）、中（160～220 g）、強（＞220 g）。

在果實成熟期隨機選取成熟果實，去除青皮，用游標卡尺測量堅果縱徑、橫徑、側徑及核殼厚度，用電子天平稱量單果重，縫合線緊密度采用核桃縫合力測試系統(tǒng)測定。

觀察核仁的飽滿程度、內種皮顏色及果仁澀味，并對其進行打分。核仁飽滿度分級：①不飽滿，核仁肉皺縮，甚至干癟，無商品及食用價值，1～4分；②較飽滿，核仁充實，但不肥厚，溝洼較深，5～7 分；③飽滿，核仁肥厚，圓滿緊湊，溝洼淺，8～10 分。核仁皮色按顏色分級：①黃白，10 分；②淺黃，9 分；③黃，8 分；④黃褐，7 分；⑤褐，6 分；⑥褐紫，5 分；⑦紫，4 分；⑧紫紅，3 分；⑨黑，2 分。核仁風味分級：①核仁無澀味，香甜，7～10 分；②核仁口感稍澀，4～6 分；③核仁澀味重，1～4 分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理，用SPSS 20.0 軟件進行差異顯著性分析、相關性分析和主成分分析。主成分分析參照施麗麗、李曉鐘等[20-21]的方法進行。

2 結果與分析

2.1 9個主栽核桃品種的樹體性狀

由表1 可以看出，9個主栽核桃品種中，‘遼寧1 號’‘西嶺’‘贊美’‘早碩’和‘清香’樹勢強，‘遼寧8 號’‘綠嶺’‘上宋6 號’和‘香玲’樹勢中等；樹體干性與樹勢表現(xiàn)一致；‘遼寧1 號’‘贊美’和‘清香’豐產(chǎn)性強，‘遼寧8 號’‘綠嶺’和‘早碩’豐產(chǎn)性中等，‘上宋6 號’‘西嶺’和‘香玲’豐產(chǎn)性弱。9個核桃品種的單枝結果數(shù)為5～9個，‘綠嶺’最多，‘遼寧8 號’最少；側芽抽生果枝數(shù)為1～8個，其中以‘西嶺’側芽抽生果枝數(shù)最高，達8個，顯著高于其他品種，‘綠嶺’側芽抽生果枝數(shù)最低，僅為1個；南北冠幅為3.60～4.63 m，‘遼寧1 號’顯著高于其他品種；東西冠幅為3.80～5.30 m；干周為32.00～51.00 cm，‘遼寧1 號’干周最大，‘上宋6 號’干周最小。

表1 9個主栽核桃品種的樹體性狀

2.2 9個主栽核桃品種的果實性狀

由表2 可以看出，供試的9個主栽核桃品種的堅果縱徑為32.97～40.48 mm，其中最大為‘上宋6號’，顯著高于其他品種，最小為‘清香’；堅果橫徑為26.00～35.92 mm，最大為‘早碩’，最小為‘清香’；側徑為26.50～33.54 mm，最大為‘早碩’，最小為‘香玲’；單果重為9.67～14.51 g，其中‘贊美’的單果重最大，顯著高于其他品種，最小的為‘清香’；在堅果出仁率方面，以‘遼寧1 號’最高，為57.30%，其次為‘早碩’（54.72%），‘遼寧8 號’最低，僅37.86%；核仁風味以‘香玲’和‘清香’較佳，核仁皮色以‘綠嶺’和‘清香’較佳，其得分均顯著高于其他品種；核仁飽滿度以‘綠嶺’‘香玲’和‘清香’較佳；核殼厚度為1.24～1.80 mm，其中‘贊美’最薄，‘遼寧8 號’最厚；縫合線緊密度為27.85～70.71 N，‘西嶺’縫合線緊密度最大，顯著高于其他品種，縫合線緊密度最小為‘香玲’。

表2 9個主栽核桃品種的果實性狀

2.3 9個主栽核桃品種表觀性狀的相關性分析

由表3 可以看出，出仁率與核仁飽滿度、核仁風味與核仁飽滿度均呈顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.761、0.671；縫合線緊密度與側芽抽生果枝數(shù)呈極顯著正相關，相關系數(shù)為0.803；其他指標間相關性不顯著。

表3 9個主栽核桃品種表觀性狀各指標相關性分析

2.4 9個主栽核桃品種綜合評價

將河北省9個主栽核桃品種各性狀要素的測定值和標準值在SPSS 中進行因子分析，前4個主成分的特征值大于1，故提取出4個主成分。如表4所示，第1 主成分的方差貢獻率為37.387%，第2主成分的方差貢獻率為25.896%，第3 主成分的方差貢獻率為13.819%，第4 主成分的方差貢獻率為12.217%。前4個成分的累積貢獻率達89.319%，表明前4個主成分已經(jīng)把9個核桃品種綜合性狀89.319%的信息反映出來，而其他主成分在優(yōu)良品種綜合評價分析中所起作用僅為10.681%。因此，可以選取前4個成分作為核桃綜合性狀選擇的主成分。第1 主成分中，各成分絕對值以核仁飽滿度、出仁率較大，其中以核仁飽滿度系數(shù)更大，且二者呈顯著正相關，因此核仁飽滿度可作為評價核桃品質的主要指標；第2 主成分中，縫合線緊密度具有較大的絕對值，此外是側芽抽生果枝數(shù)，且二者呈極顯著正相關，因此可將縫合線緊密度作為評價核桃堅果和樹體的重要指標；第3 主成分中，核殼厚度具有較大絕對值，且為正系數(shù)；第4 主成分中，以單果重和單枝結果數(shù)絕對值較大，單果重具有較大的負系數(shù)，單枝結果數(shù)具有較大的正系數(shù)。通過主成分分析，表明前4個主成分已經(jīng)充分反映核桃樹體及堅果的性狀；且將核仁飽滿度、縫合線緊密度、核殼厚度、單果重及單枝結果數(shù)5個指標作為評價核桃堅果品質及樹體的表觀性狀，作為核桃品種選擇及評價的重要依據(jù)。

表4 主成分荷載矩陣

由表5 可知，經(jīng)過綜合評價，‘清香’‘遼寧1 號’‘贊美’‘早碩’和‘綠嶺’綜合評價值位居前5 名，且均為正數(shù)，說明這5個品種評價較優(yōu)，且評分越高，適應性越強。而綜合評價值為負數(shù)的是評價較差的品種。

表5 綜合評價結果

3 討 論

表型性狀由植物基因型決定，并受土壤狀況、栽培技術及氣候等多方面的影響[22]。通過觀察測定植物表型性狀，進一步進行植物遺傳多樣性分析，是植物遺傳多樣性研究中最簡單且直觀的方法[23]，表型性狀可以直接反映植物的多種性狀，如對不同環(huán)境的脅迫適應能力[24]。河北省具有豐富的核桃種質資源，但對主栽品種的樹體及堅果的表型性狀沒有明確的評價標準。不同核桃品種在樹體及堅果上具有明顯不同的表觀特性，利用表觀特性可評價品種在區(qū)域內的適應性，進而選擇具有優(yōu)質豐產(chǎn)特性的適栽品種，對河北省各地域核桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

樹體的生長狀態(tài)反映了品種在地區(qū)內的適應性[25]。在本試驗中，選取了樹體的一系列性狀進行測定，發(fā)現(xiàn)9個核桃品種中，有5個品種樹勢強，4個品種樹勢中等，穩(wěn)定適宜的樹勢是豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要保證[26]。本研究結果表明，9個核桃品種的側芽抽生果枝數(shù)為1～8個，其中‘西嶺’的側芽抽生果枝數(shù)顯著高于其他品種，‘綠嶺’的側芽抽生果枝數(shù)最低。側芽抽生果枝數(shù)在一定程度上反映樹體的結果能力，可作為評價果樹產(chǎn)量的重要依據(jù)[19]。優(yōu)質、高產(chǎn)一直是核桃育種的重要目標，堅果的品質在一定程度上影響著核桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[27-28]。核殼厚度是衡量核桃取仁難易的主要量化指標[29]?？p合線緊密度是堅果硬殼結構中的重要指標，堅果縫合線緊密度越高，堅果殼越厚，漂洗污染率、貯藏蟲果率和裂果率越低，種仁顏色越淺，堅果抗氧化能力越強，耐貯性也越好[30-31]。本試驗結果表明，9個核桃品種中‘西嶺’的縫合線緊密度最高，顯著高于其他品種，在貯藏過程中更不易變壞，具有更好的耐貯性。

主成分分析法是對原變量進行了降維分析，利用少量因素來描述多種變量間關系的一種方法[32]，已在我國果樹研究中廣泛應用[33-35]。在把握品種的綜合性狀的同時簡化選擇程序，更具有科學性[36]。本研究通過對河北省9個主栽核桃品種的樹體及堅果的多種指標進行分析評價，得出核仁飽滿度、縫合線緊密度、核殼厚度、單果重及單枝結果數(shù)5個指標可作為評價樹體、核仁及堅果的主要成分。徐永杰等[37]采用主成分分析方法，篩選出堅果重、核殼厚度可作為核桃選優(yōu)的評價指標，避免了人為的主觀判斷，其研究結果與本研究結果相似。杜天宇等[38]采用主成分分析法對堅果的9個主要性狀進行鑒定，篩選出三徑均值、出仁率、含油量3個指標可作為綜合反映核桃堅果品質的指標。本試驗相關性分析發(fā)現(xiàn)，出仁率與核仁飽滿度呈顯著正相關，且核仁飽滿度與出仁率在所篩選的第1 主成分中均具有較大正系數(shù)，因此其結果中出仁率這一指標與本試驗核仁飽滿度這一篩選指標大致相同。李守玉等[39]對核桃堅果主要表型性狀特征分析指出可將單果重、核殼厚、出仁率和露仁情況、取仁難易、核仁飽滿度、堅果形狀均勻度7項綜合指標作為主要參考依據(jù)，進行核桃的品種選育，這一觀點與本試驗對堅果表觀性狀評價所篩選指標大致相同。依據(jù)所選主成分對9個核桃品種進行評分，其中‘清香’‘遼寧1 號’‘贊美’‘早碩’和‘綠嶺’5個核桃品種的綜合評價值均為正值，表現(xiàn)優(yōu)良，為適宜河北省栽植的品種，其中以‘清香’表現(xiàn)最優(yōu)。王玲艷[40]在對邯鄲市核桃品種發(fā)展現(xiàn)狀與效益評價的研究中，得出‘遼寧1 號’和‘清香’在邯鄲市栽植具有較好的經(jīng)濟性狀指標，該結論和本研究評價結果一致。

4 結 論

本試驗通過對河北省9個主栽核桃品種的樹體和堅果表觀性狀的調查分析，采用主成分分析法篩選出核仁飽滿度、縫合線緊密度、核殼厚度、單果重及單枝結果數(shù)作為評價堅果及樹體的關鍵指標，為河北省核桃品種和種質資源的評比及篩選提供技術保障。采用所篩選的指標進行綜合評價，得出適宜河北省栽植的核桃品種為‘清香’‘遼寧1 號’‘贊美’‘早碩’和‘綠嶺’，以‘清香’表現(xiàn)最優(yōu)。