陳文濤，袁德義*，張日清，韓志強(qiáng)，黃春元，段練

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.衡陽(yáng)市林業(yè)局，湖南 衡陽(yáng)421000)

棗(Zizyphus jujuba Mill.)是中國(guó)第一大干果樹(shù)種，栽培面積和產(chǎn)量均占世界的99%[1]。鮮食棗具有果實(shí)肉質(zhì)脆、汁液多、味甜或酸甜、風(fēng)味獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)。南方光、熱充足，可以實(shí)現(xiàn)鮮食棗一年多熟生產(chǎn)[2]。南方棗業(yè)生產(chǎn)起步較晚，目前還存在良種數(shù)量少、現(xiàn)有良種性狀存在缺陷、品種結(jié)構(gòu)不合理等問(wèn)題。因子分析以最少的信息丟失，將眾多原始變量濃縮成少數(shù)幾個(gè)綜合因子，是一種常用于對(duì)多指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的多元統(tǒng)計(jì)方法。有學(xué)者利用因子分析法對(duì)辣椒的耐鹽性[3]和主要表型性狀[4]、甘蔗的經(jīng)濟(jì)性狀[5]、黃瓜的數(shù)量性狀遺傳[6]和冬棗的優(yōu)良單株果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[7]，也有學(xué)者利用多維空間、多維向量綜合評(píng)定的數(shù)學(xué)模型[8]、灰色關(guān)聯(lián)分析[9]和主成分分析方法[10]對(duì)鮮食棗品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。前敘評(píng)價(jià)方法中，前2種方法都需要對(duì)不同性狀指標(biāo)賦予權(quán)重，人為干擾因素較大。因子分析與主成分分析類(lèi)似，它重在解釋原始變量之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)提取因子的矩陣旋轉(zhuǎn)，使?jié)撛谝蜃拥膶?shí)際意義更加明確[11–13]。目前，用因子分析法分析鮮食棗品質(zhì)性狀的研究尚少。筆者以衡陽(yáng)地區(qū)14個(gè)當(dāng)?shù)丶耙詢(xún)?yōu)良鮮食棗品種為試材，運(yùn)用因子分析法對(duì)鮮食棗主要品質(zhì)性狀進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)鮮食棗品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，旨在為該地區(qū)鮮食棗品種的選擇、優(yōu)良品種選育及鮮食棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

雞蛋棗、早脆王、梨棗、特早4號(hào)、糖棗、玉泉8號(hào)、沾化冬棗、蘋(píng)果冬棗、大果冬棗、脆棗、芒果冬棗、蜜棗、金絲蜜棗、金絲4號(hào)(分別編號(hào)為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14)采自衡陽(yáng)市衡南縣向陽(yáng)鎮(zhèn)向陽(yáng)苗圃。

1.2 方 法

于衡陽(yáng)市衡南縣向陽(yáng)鎮(zhèn)向陽(yáng)苗圃分批隨機(jī)采集鮮食棗果實(shí)。在 14個(gè)品種鮮食棗樹(shù)體中上部的東、南、西、北各采集果實(shí)60個(gè)，單株為1個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，重復(fù)3次。將采集到的果實(shí)置于冰盒，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室于 4 ℃冰箱中貯藏。第一批于 2012年8月10日采摘，于8月12—13日測(cè)定果實(shí)品質(zhì)；第二批于2012年9月4日采摘，于9月5—7日測(cè)定果實(shí)品質(zhì)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

測(cè)定單果質(zhì)量(g)、果實(shí)整齊度、果實(shí)硬度(N/cm2)、可食率(%)、可溶性固形物含量(%)、可滴定酸含量(%)、可溶性糖含量(%)、V–C含量(mg/(100 g))、糖酸比和果實(shí)口感 (分別用 X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9和 X10表示)。單果質(zhì)量用電子天平(精度0.01)測(cè)定；果實(shí)整齊度參照文獻(xiàn)[14]的方法測(cè)定；果實(shí)硬度用果實(shí)硬度計(jì)(日本竹村產(chǎn)品，型號(hào)為FHR–5)測(cè)定；可溶性固形物含量用WYT–I糖度計(jì)測(cè)定；可滴定酸含量用指示劑滴定法測(cè)定[15]；可溶性糖含量由蒽酮比色法測(cè)定；V–C含量采用2,6–二氯靛酚比色法測(cè)定[16]。

果實(shí)口感測(cè)定方法：先測(cè)定果肉質(zhì)地、果肉粗細(xì)、果肉汁液指標(biāo)，分為好(5分)、較好(4分)、一般(3分)、差(2分)和較差(1分)5個(gè)等級(jí)，請(qǐng)5名專(zhuān)業(yè)人員按文獻(xiàn)[17]的方法品嘗，評(píng)定記分，結(jié)果取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

在因子分析前，用隸屬函數(shù)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化：正相關(guān)指標(biāo)(單果質(zhì)量、果實(shí)硬度、可食率、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、V–C含量、可溶性糖含量、糖酸比、果實(shí)口感)依據(jù)公式 (1)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，負(fù)相關(guān)指標(biāo)(果實(shí)整齊度)依據(jù)公式(2)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。使用 SPSS 17.0 軟件進(jìn)行因子分析，得到各品種的公因子分值 Fjn。綜合分值Dn以相應(yīng)公因子的貢獻(xiàn)率Ej為權(quán)重，由公式(3)計(jì)算得到。

式中：Uin和U'in分別為第n個(gè)樣品第i個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)化后的隸屬函數(shù)值；Xin指第 n個(gè)樣品第 i 個(gè)指標(biāo)的原始測(cè)定結(jié)果；Ximax和 Ximin分別指樣品組中第i個(gè)指標(biāo)的最大值和最小值；Dn為由因子分析法得到的各樣品果實(shí)品質(zhì)的綜合分值；Fjn為第n個(gè)樣品第j個(gè)特征值>1的公因子的分值；m為特征值>1的公因子的個(gè)數(shù)；Ej為第j個(gè)公因子的貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試鮮食棗的主要品質(zhì)性狀

由表1可見(jiàn)，14個(gè)品種的鮮食棗單果質(zhì)量的變異系數(shù)最大，達(dá)56.28%，最大單果質(zhì)量為27.92 g，最小單果質(zhì)量為5.93 g，平均14.66 g；果實(shí)整齊度、果實(shí)硬度和糖酸比的變異系數(shù)分別為 31.43%、26.69%和26.87%；可食率變異系數(shù)最小，為0.87%；可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖和果實(shí)口感的變異系數(shù)為7%~22%。

表1 各品種鮮食棗果實(shí)的主要品質(zhì)性狀Table 1 Major mean quality traits in fruit of fresh edible jujube

2.2 各品質(zhì)性狀間的簡(jiǎn)單相關(guān)關(guān)系

果實(shí)整齊度是一個(gè)負(fù)向性指標(biāo)，即果實(shí)整齊度越小，果實(shí)越整齊[14]。由表2可知，單果質(zhì)量與果實(shí)整齊度呈正相關(guān)，說(shuō)明單果質(zhì)量越大，果實(shí)越不整齊。這與實(shí)際情況相符。單果質(zhì)量與果實(shí)硬度呈負(fù)相關(guān)。這可能是由于單果質(zhì)量大的品種，果肉疏松，硬度較低。果實(shí)整齊度與果實(shí)口感、可溶性糖與糖酸比的負(fù)相關(guān)系數(shù)較高，表明這些性狀之間存在著一定的相關(guān)性。由于性狀間存在相關(guān)性，若直接利用品質(zhì)性狀指標(biāo)對(duì)各品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)將會(huì)導(dǎo)致信息重疊，評(píng)價(jià)結(jié)果不理想，因此，需要對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表2 鮮食棗品質(zhì)性狀間的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficients among fruit quality traits of fresh edible jujube

2.3 供試鮮食棗主要品質(zhì)性狀的因子分析

對(duì)表1中的數(shù)據(jù)用隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行因子分析，10項(xiàng)指標(biāo)中前 4個(gè)公因子(特征根>1)的方差貢獻(xiàn)率、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率和采用最大方差旋轉(zhuǎn)法[18]獲得的因子載荷矩陣見(jiàn)表3。前4個(gè)公因子的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)82.85%，說(shuō)明前4個(gè)公因子能夠代表10項(xiàng)性狀指標(biāo)的大部分信息，基本符合分析要求。數(shù)據(jù)經(jīng)旋轉(zhuǎn)后，各因子中的載荷值趨于兩極化，各因子具有較明顯的生物學(xué)意義。由各特征向量值可知，決定第1公因子大小的主要是可滴定酸含量和糖酸比，稱(chēng)為果實(shí)風(fēng)味因子，其方差貢獻(xiàn)率為26.338%；第 2公因子中的果實(shí)硬度、可溶性固形物含量和可溶性糖含量的載荷值較大，稱(chēng)為果實(shí)營(yíng)養(yǎng)及貯藏因子，其方差貢獻(xiàn)率為23.273%；第3公因子中單果質(zhì)量、果實(shí)整齊度和果實(shí)口感的載荷值較大，稱(chēng)為果實(shí)外觀及口感因子，其方差貢獻(xiàn)率為20.865%；第4公因子中可食率和V–C含量的載荷值較大，稱(chēng)為果實(shí)的V–C含量及可食率因子，其方差貢獻(xiàn)率為12.374%。

表3 前4個(gè)公因子相關(guān)陣的特征向量Table 3 Eigenvectors of corresponding matrix of 4 factors

2.4 供試鮮食棗主要品質(zhì)性狀的公因子得分和綜合評(píng)價(jià)

以第1公因子的評(píng)價(jià)分值為橫坐標(biāo)，分別以第2公因子和第3公因子的評(píng)價(jià)分值為縱坐標(biāo)繪制的散點(diǎn)圖(圖1和圖2)，可以直觀地揭示各鮮食棗品質(zhì)的分布狀況。依照鮮食棗品質(zhì)的評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)，第1公因子(果實(shí)風(fēng)味因子)、第2公因子(果實(shí)營(yíng)養(yǎng)及貯藏因子)和第3公因子(果實(shí)外觀及口感因子)的評(píng)價(jià)分值越高越好。對(duì)第1公因子的評(píng)價(jià)分值進(jìn)行比較(圖1、圖2)，編號(hào)為7、14、9鮮食棗的較高，編號(hào)為8、2、11鮮食棗的第1公因子的評(píng)價(jià)分值低于前者，但相對(duì)于其余鮮食棗的較高；對(duì)第2公因子的評(píng)價(jià)分值進(jìn)行比較(圖1)，編號(hào)為14、5、1、12、13的較高；對(duì)第3公因子的評(píng)價(jià)分值進(jìn)行比較，編號(hào)為10、4、7、13、14的較高，編號(hào)為9、6、5的低于前者，但相對(duì)于其余鮮食棗的較高。

圖1 14個(gè)品種鮮食棗第1、第2公因子的二維排序結(jié)果Fig. 1 2D sorting scatter plot for the first and the second factors of 14 fresh edible jujubes in south China

圖2 14個(gè)品種鮮食棗第1、第3公因子的二維排序結(jié)果Fig. 2 2D sorting scatter plot for the first and the third factors of 14 fresh edible jujubes in south China

圖1、圖2揭示了前3項(xiàng)品質(zhì)因子中各品種鮮食棗的分布情況。由于各公因子的方差貢獻(xiàn)率不同，所以，在進(jìn)行綜合評(píng)分時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)好各公因子之間的側(cè)重關(guān)系。以公因子貢獻(xiàn)率為權(quán)重，用公式(3)計(jì)算出的各品種鮮食棗的綜合評(píng)價(jià)分值表現(xiàn)為金絲 4號(hào)(14)、沾化冬棗(7)、脆棗(10)、大果冬棗(9)、金絲蜜棗(13)、糖棗(5)、雞蛋棗(1)、蘋(píng)果冬棗(8)、早脆王(2)、芒果冬棗(11)、玉泉8號(hào)(6)、特早4號(hào)(4)、蜜棗(12)、梨棗(3)依次減小。

3 結(jié)論與討論

通過(guò)因子分析，將14個(gè)品種鮮食棗的10項(xiàng)果實(shí)性狀指標(biāo)轉(zhuǎn)化成4個(gè)公因子。這4個(gè)公因子提供了所有原始性狀82.85%的信息。按各公因子的方差貢獻(xiàn)率從大到小排列，依次為果實(shí)風(fēng)味因子、果實(shí)營(yíng)養(yǎng)及貯藏因子、果實(shí)外觀及口感因子、V–C含量及可食率因子。各公因子是綜合的和相互獨(dú)立的指標(biāo)，避免了信息的重復(fù)干擾。因子分析結(jié)果表明，金絲4號(hào)、沾化冬棗、脆棗、大果冬棗、金絲蜜棗、糖棗、雞蛋棗、蘋(píng)果冬棗、早脆王、芒果冬棗、玉泉8號(hào)、特早4號(hào)、蜜棗和梨棗品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)分值依次減小。該結(jié)果與各品種品質(zhì)的感官評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，說(shuō)明因子分析法在鮮食棗品質(zhì)性狀綜合評(píng)價(jià)中具有較大的應(yīng)用價(jià)值。

鮮食棗品質(zhì)性狀間的關(guān)系復(fù)雜，有些品質(zhì)性狀仍難以通過(guò)數(shù)據(jù)量化處理和評(píng)價(jià)。為了更加全面、客觀地評(píng)價(jià)鮮食棗品質(zhì)，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的篩選、測(cè)定、簡(jiǎn)化、賦值等還有待深入研究。

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