屏山縣核桃農(nóng)家大樹調(diào)查及堅果質(zhì)量評價

鐘 金，梁凱歌，張艷芬*，盛行軍，桂林華，陳宏基，郭茂金，余 飛，龍九江，韓禮勇，賈廷文，盧 超

（1.四川省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081；2.四川省林業(yè)勘察設(shè)計研究院，四川 成都 610081；3.屏山縣自然規(guī)劃和資源局，四川 屏山 645350）

核桃（Juglans regia L.），學(xué)名胡桃，系胡桃科（Juglandaceae）胡桃屬（Juglans）植物。我國核桃栽培歷史悠久，有栽植核桃采果食用的文字記載可追溯到2 000 多年前，分布廣泛，南北均有栽培。核桃種質(zhì)資源豐富，現(xiàn)有350 多個品種，在漫長的栽培歷史中有大量的農(nóng)家實生居群[1]。實生居群在遺傳變異和自然選擇的雙重作用下會產(chǎn)生多樣的遺傳信息，是核桃種質(zhì)資源寶庫，也是核桃育種材料庫，目前我國各區(qū)域的核桃實生居群種質(zhì)資源報道較多[2-3]，四川省林業(yè)和草原調(diào)查規(guī)劃院在屏山縣開展林木種質(zhì)資源普查時發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)赜写罅康暮颂覍嵣r(nóng)家大樹，該縣的核桃種質(zhì)資源情況未見相關(guān)報道，但臨近的馬邊縣有一些研究報道[4-5]。普查組遂對屏山縣核桃實生農(nóng)家大樹的分布情況、物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)等進(jìn)行了調(diào)查檢測，在此基礎(chǔ)上對調(diào)查到的核桃實生農(nóng)家大樹的堅果品質(zhì)進(jìn)行了評價。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地概況

屏山縣位于四川盆地南緣，金沙江下游北岸，地處103°36′～104°23′ E、28°28′～28°53′ N 之間。東界宜賓市區(qū)，西鄰雷波、馬邊，北連沐川，南與云南綏江隔金沙江相望。東臨川南丘陵，西、北接川西南山地，南連滇東高原。小涼山支脈五指山系由西北向東南延伸，主峰老君山，高2 008.7 m?？h境大部分地區(qū)海拔為300～1 400 m。山地集中在中西部，丘陵分布在東北部。屬中亞熱帶濕潤型季風(fēng)氣候區(qū)，垂直氣候差異大。年均氣溫為14.9℃，年均日照為950.7 h，無霜期為300 d，降水量為1 066 mm。氣候獨特，位于太平洋和印度洋季風(fēng)交匯區(qū)，大部分屬華西雨屏帶但又向干熱河谷氣候帶有稍微的過渡，加之海拔梯度較大，造就了該區(qū)域獨特而豐富的生物多樣性。

1.2 調(diào)查取樣

利用林木種質(zhì)資源普查規(guī)劃的踏查線路，結(jié)合對當(dāng)?shù)匕傩盏脑L談進(jìn)行調(diào)查。選取分布于農(nóng)戶房前屋后和田邊地角，據(jù)當(dāng)?shù)匕傩辗Q樹齡較大、樹形高大、盛產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、果實品質(zhì)較優(yōu)或獨特的的核桃實生大樹進(jìn)行調(diào)查。記錄每株大樹的分布和樹形指標(biāo)，在2019 年9 月份果實成熟期集中采集果實樣品。共計調(diào)查40 株核桃實生農(nóng)家大樹和1 個對照樣品，對照為屏山縣核桃主栽品種‘鹽源早’，本文編號為：“16-清平鄉(xiāng)前山村”。隨機(jī)抽取每株大樹的果實10 顆。

1.3 樣品檢測

果實的橫徑、縱徑、側(cè)徑和核殼厚度，使用精度為0.02 mm 的游標(biāo)卡尺測定。果重和仁重使用精度為0.1 g的電子天平測定。采用索氏提取法測定樣品粗脂肪含量[6]；采用硫酸-催化劑消解，凱氏定氮法測定粗蛋白含量[7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

參考《核桃 第8 部分：核桃堅果質(zhì)量及檢測》（LT/T 3004.8-2018）[8]提到的核桃堅果質(zhì)量相關(guān)的3 個指標(biāo)。①感官指標(biāo)。主要通過核桃果實的一致性體現(xiàn)，該研究采用橫徑的變異系數(shù)、果重的變異系數(shù)研究果實的一致性，以核桃果實三徑之間的變異系數(shù)，研究果實的球形程度。樣品變異系數(shù)的計算方法為：樣品的標(biāo)準(zhǔn)差/樣品的平均值。②物理指標(biāo)。通過果實樣品的橫徑、縱徑、側(cè)徑、核殼厚度、果重、仁重和出仁率進(jìn)行研究。③化學(xué)指標(biāo)。通過果實樣品的粗蛋白、粗脂肪進(jìn)行研究。變異系數(shù)、出仁率的計算使用Excel 2016。

關(guān)于堅果質(zhì)量評價，采用層次分析法進(jìn)行評價因素權(quán)重賦值，首先將感官指標(biāo)、物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)歸納為準(zhǔn)則層。感官指標(biāo)下的橫徑變異系數(shù)、果重變異系數(shù)、三徑間變異系數(shù)；物理指標(biāo)下的橫徑、縱徑、側(cè)徑、核殼厚度、果重、出仁率；化學(xué)指標(biāo)下的粗蛋白、粗脂肪歸納為方案層。每層因素的權(quán)重值之和為1[9]。采用離差標(biāo)準(zhǔn)化（“Min-Max 標(biāo)準(zhǔn)化”或“0～1 標(biāo)準(zhǔn)化”）的方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，統(tǒng)一各評價因素值的量綱（或叫無量綱化）。將因素權(quán)重值和因素標(biāo)準(zhǔn)化后的值求積匯總便得到各個樣品的堅果質(zhì)量得分，以便進(jìn)行比較評價。層次分析和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化分別使用yaahp 軟件和Excel 2016 軟件。

2 結(jié)果與分析

本次共調(diào)查了屏山縣核桃實生農(nóng)家大樹40 株，分布情況見圖1。大部分布于老君山西側(cè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以新安鎮(zhèn)、中都鎮(zhèn)、夏溪鄉(xiāng)、屏邊鄉(xiāng)等老君山西側(cè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（2019 年行政區(qū)劃）分布較多，老君山東側(cè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布較少。老君山為屏山縣氣候、地理和經(jīng)濟(jì)分隔帶，東側(cè)氣候更濕潤，人為活動強(qiáng)度更大，海拔更低，因此相對不利于核桃大樹資源的保存。

2.1 感官指標(biāo)

該研究的核桃堅果感官指標(biāo)，主要通過核桃的果形一致性和球形程度體現(xiàn)，即橫徑和果重的變異系數(shù)越小說明一致性越高，核桃的橫徑、縱徑、側(cè)徑3 個數(shù)值間的差異（三徑間變異系數(shù)）越小說明球形程度越高。由表1可知，三徑間變異系數(shù)小于對照的有29 個樣品，變異系數(shù)最小的3 個樣品為1-3.12%（樣品序號-相應(yīng)數(shù)值，下同）、19-2.16%、22-1.46%，變異系數(shù)最大的3 個樣品為10-14.63%、23-16.79%、24-12.31%。橫徑變異系數(shù)小于對照的有29 個樣品，變異系數(shù)最小的3 個樣品為15-3.26%、31-3.24%、41-2.56%，變異系數(shù)最大的3 個樣品為4-11.75%、12-10.39%、23-13.07%。果重變異系數(shù)小于對照的有27 個樣品，變異系數(shù)最小的3 個樣品為17-6.33%、32-6.64%、35-5.85%，變異系數(shù)最大的3 個樣品為12-26.82%、14-24.56%、23-25.18%。

表1 屏山縣核桃農(nóng)家大樹堅果感官指標(biāo)及化學(xué)指標(biāo)

2.2 物理指標(biāo)

由表2 可知，橫徑大于對照的有18 個樣品，橫徑最小的3 個樣品為20-25.59、23-25.61、24-26.81，橫徑最大的3 個樣品為14-33.71、17-33.64、35-33.44?？v徑大于對照的有7 個樣品，縱徑最小的3 個樣品為1-27.40、20-28.47、37-27.28，縱徑最大的3 個樣品為17-41.37、27-40.61、39-39.29。側(cè)徑大于對照的有18 個樣品，側(cè)徑最小的3 個樣品為10-28.17、20-28.79、23-27.37，側(cè)徑最大的3 個樣品為12-36.44、14-36.20、27-36.61。果重大于對照的有6 個樣品，果重最小的3 個樣品為1-5.7、20-5.9、37-6.6，果重最大的3 個樣品為14-13.4、15-12.9、27-14.4。仁重大于對照的有6 個樣品，仁重最小的4 個樣品為9-3.6、20-3.6、36-3.3、37-3.3，仁重最大的3 個樣品為5-6.9、17-7.2、39-7.4。核殼厚度小于對照的有33 個樣品，核殼厚度最小的3 個樣品為1-0.61、24-0.68、28-0.67，核殼厚度最大的4 個樣品為2-1.44、15-1.53、18-1.44、19-1.49。出仁率大于對照的有22 個樣品，出仁率最小的3 個樣品為6-39.40%、9-40.14%、18-39.52%，出仁率最大的3 個樣品為1-66.43%、5-63.08%、24-66.19%。

表2 屏山縣核桃農(nóng)家大樹堅果物理指標(biāo)

2.3 化學(xué)指標(biāo)

由表1 可知，粗蛋白含量大于對照的有5 個樣品，粗蛋白最小的3 個樣品為6-13.275、25-13.082、29-11.878，粗蛋白最大的3 個樣品為1-18.818、2-18.876、37-21.187。粗脂肪含量大于對照的有26 個樣品，粗脂肪最小的3 個樣品為17-52.56%、26-53.40%、27-51.35%，粗脂肪最大的3 個樣品為29-68.65%、30-67.41%、32-67.83%。

2.4 堅果質(zhì)量評價

經(jīng)咨詢和綜合相關(guān)專家對核桃堅果質(zhì)量評價各層（準(zhǔn)則層和方案層）各項因素的相互重要度的判斷意見，通過層次分析法（AHP），得出各項評價因素的權(quán)重值，權(quán)重累加值為1，通過檢驗具有較好的一致性，因素權(quán)重值詳見圖2。11 項評價因素值的原始值通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一為0～1 之間的無量綱數(shù)值，對于三徑間變異系數(shù)、橫徑變異系數(shù)、果重變異系數(shù)、核殼厚度4 項數(shù)值越小代表質(zhì)量越好的因素，先將數(shù)值轉(zhuǎn)換為負(fù)數(shù)，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。層次分析法和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的過程本文不作展示。

圖2 核桃堅果質(zhì)量評價因素權(quán)重值

將通過層次分析法獲得的評價因素權(quán)重值和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的無量綱值求積累加便得到各個樣品的堅果質(zhì)量評價得分。由表3 可知，感官指標(biāo)大于對照的有29個樣品，感官指標(biāo)最小的3 個樣品為4-0.0509、12-0.0298、23-0.0037，感官指標(biāo)最大的3 個樣品為15-0.1290、32-0.1205、38-0.1204。物理指標(biāo)大于對照的有20 個樣品，物理指標(biāo)最小的3 個樣品為18-0.1595、32-0.1712、36-0.1469，物理指標(biāo)最大的3 個樣品為5-0.4310、17-0.4081、39-0.4489。化學(xué)指標(biāo)大于對照的有24 個樣品，化學(xué)指標(biāo)最小的3 個樣品為6-0.0654、17-0.0556、27-0.0434，化學(xué)指標(biāo)最大的3 個樣品為35-0.2523、37-0.2485、39-0.2470。堅果質(zhì)量得分大于對照的有21 個樣品，堅果質(zhì)量得分最小的3 個樣品為6-0.3379、23-0.4103、36-0.3080，堅果質(zhì)量得分最大的3個樣品為5-0.6809、21-0.7206、39-0.7984。

表3 屏山縣核桃農(nóng)家大樹堅果質(zhì)量評價得分

3 結(jié)論與討論

從研究結(jié)果可以看出，屏山縣核桃農(nóng)家大樹主要分布于老君山西側(cè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，調(diào)查采集到的40 個屏山縣核桃農(nóng)家大樹堅果樣品，其中堅果質(zhì)量優(yōu)于對照的本地主栽品種‘鹽源早’核桃的有21 個，占總體試驗樣本的52.5%，表明屏山縣有較多優(yōu)異的農(nóng)家核桃種質(zhì)資源，并具有較大的保護(hù)和開發(fā)利用價值。堅果質(zhì)量評價的準(zhǔn)則層三因素中，物理指標(biāo)所占權(quán)重最大，在本研究中對質(zhì)量評價貢獻(xiàn)的影響也最明顯，主要因為物理指標(biāo)數(shù)最多，且物理指標(biāo)中的核殼厚度和出仁率等都是核桃堅果質(zhì)量的重要指標(biāo)。該調(diào)查還發(fā)現(xiàn)了一內(nèi)果皮發(fā)育不良同時出仁率較高的特殊樣品，該樣品及綜合優(yōu)質(zhì)和綜合低質(zhì)的3 個代表性樣品見圖3。

圖3 代表性樣品

該研究對于核桃堅果質(zhì)量的評價重在數(shù)量評價，因此對于仁色、取仁難易、口感風(fēng)味等因不同人測定可能誤差較大的描述性指標(biāo)未采用。層次分析法主要應(yīng)用在安全科學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，應(yīng)用在核桃堅果質(zhì)量的評價上未見有關(guān)報道，相對于早期一些學(xué)者在質(zhì)量評價上采取的對評價因素權(quán)重直接賦值、打分上按原始值的梯度賦整數(shù)分值的方法[10]，層次分析法對評價因素嚴(yán)格進(jìn)行兩兩比較，同時通過判斷矩陣的一致性驗證，得出評價因素權(quán)重的精確值。通過對評價因素原始數(shù)據(jù)的離差標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到各因素的線性多樣化分值。因此層次分析結(jié)合數(shù)據(jù)離差標(biāo)準(zhǔn)化的評價方法更加嚴(yán)謹(jǐn)和客觀，該研究的評價結(jié)果也較好地印證了調(diào)查時的眼觀、手剝和品嘗等感性認(rèn)識。在評價因素的選取上，由于果重和仁重的結(jié)合計算得到出仁率指標(biāo)，為避免評價因素的重復(fù)，因此沒有同時選取果重和仁重指標(biāo)作為評價因素。近年來有的學(xué)者在核桃優(yōu)樹選取上先根據(jù)《核桃豐產(chǎn)與堅果品質(zhì)》（GB7907-87）進(jìn)行初選，再采用主成分分析法進(jìn)行優(yōu)樹決選[11-12]。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)屏山縣的這些核桃農(nóng)家大樹，生活型上均已高大喬木化，個別單株的胸徑達(dá)1 m 左右，可能已達(dá)到古樹標(biāo)準(zhǔn)。由于屏山縣海拔梯度大，造成核桃果實成熟期、收獲期不一致，實際調(diào)查中不少核桃農(nóng)家大樹未采集到果實樣品。建議屏山縣林業(yè)主管部門進(jìn)一步加強(qiáng)核桃實生農(nóng)家大樹資源的調(diào)查監(jiān)測，加強(qiáng)資源的保護(hù)，利用部分優(yōu)樹資源建立無性系保存圃并開展核桃選育工作。