5個甘蔗品種（系）砍收后耐貯性分析

孔冉 羅煉芳 李棟梁 蘇俊波

摘? 要? 甘蔗砍收后堆放過程中，耐貯性與品種有直接關系。本研究以5個甘蔗品種（系）為供試材料，觀測砍收后7 d內，其甘蔗蔗糖分、重力純度、簡純度、還原糖分、纖維分、單莖重等指標變化情況。采用相關分析、因子分析法進行分析，對測定指標間相關性及5個甘蔗品種（系）品質變化進行評價。結果表明，隨著堆放時間延長，甘蔗蔗糖分、重力純度、簡純度均呈下降趨勢，甘蔗纖維分、還原糖分和單莖重損失均呈上升趨勢，重力純度和簡純度指標間極顯著正相關，還原糖分與簡純度指標間顯著負相關;6個指標可簡化為2個因子，其達到所有指標91.297%的信息量;利用因子得分對供試甘蔗品種（系）進行聚類分析，可分為3個類群。在5個品種（系）中，熱甘11-1559耐貯性最好，ROC22和熱甘14-291次之，熱甘11-122和熱甘12-60最差。

關鍵詞? 甘蔗;品質變化;因子分析中圖分類號? S566.1;S31 ?????文獻標識碼? A

DOI10.3969/j.issn.1000-2561.2018.12.010

甘蔗是主要的糖料作物，以甘蔗為原料的糖產量占全球糖供應總量85%以上^[1]。在生產中，甘蔗蔗糖產量受其品質嚴重影響。國內甘蔗砍收后，由于各種原因，蔗糖企業不能做到原料蔗及時入榨，導致甘蔗品質嚴重下降。甘蔗砍收后，耐貯性與甘蔗品種有直接關系，近年來，一些學者對甘蔗砍收后耐貯性進行了研究。夏紅明等^[2]研究結果顯示，云蔗07-2800在砍收后192 h堆放過程中，蔗糖分上升0.45%;梁宏衛等^[3]研究結果顯示，桂柳2號和柳城05-136砍后堆放9 d內，蔗糖分分別上升0.13%和0.07%。除此之外，其余研究結果均一致表明，甘蔗砍收后堆放過程，隨著堆放時間延長，甘蔗品種蔗糖分、重力純度、簡純度、單莖重均逐漸下降^[4-10]，纖維分和還原糖分隨堆放時間推移而升高 ^[4-10]。甘蔗堆放過程中指標變化，品質下降，對制糖企業及蔗農均影響重大。對于制糖企業而言，原料蔗蔗糖分和重力純度等品質指標下降，還原糖上升，降低了產糖率，增加了制糖成本;對蔗農來說，原料蔗干耗，重量變輕，會直接造成經濟損失。因此，分析不同甘蔗品種砍收后耐貯性，對制糖企業及蔗農安排種植及砍榨計劃有重要意義。以往評價甘蔗耐貯性時，大多采用堆放時間內，多個品質指標上升或下降數值直接比較方法進行分析，以相關性分析和因子分析方法對指標變化進行分析未見相關報道。本研究選用4個本單位近年選育、農藝性狀優良的“熱甘”系列新品系，以生產主栽品種ROC22為對照，采用相關性及因子分析等方法，研究4個甘蔗品系在砍收后7 d內的耐貯性，以期為其推廣、蔗農和制糖企業合理安排原料蔗入榨和品種種植結構布局提供依據。

1? 材料與方法

1.1? 材料

供試材料為中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所選育的4個甘蔗新品系：熱甘11-1559、熱甘11-122、熱甘12-60和熱甘14-291，對照品種為當前甘蔗生產上主栽品種ROC22。

1.2? 方法

甘蔗種苗于2016年2月種植于中國熱帶農業科學院南亞熱帶作物研究所試驗基地，設3次重復，每個重復3行區，小區面積30 m²。試驗地為紅壤土，前作為甘蔗，肥力中等且均勻，生產管理水平同大田種植。試驗于2017年1月5日至12日進行，期間均無降水，平均氣溫為14～21 ℃，分別于每個重復隨機砍16株長勢正常均勻的蔗莖，3個重復共48株蔗莖，編號后置于室外棚下堆放，避免雨淋。單個品種（系）每份6根蔗莖，共計8份，其中1份用于每天測定重量變化情況，其余7份用于1 d開始每天分析蔗糖分、蔗汁重力純度、蔗汁簡純、蔗汁還原糖分和纖維分等工藝性狀變化情況。甘蔗蔗汁品質檢測方法采用DB53/T 664-2015《甘蔗品質的分析方法》進行。

1.3? 數據處理

數據采用Excel和SPSS 19.0軟件進行統計分析。指標變化速率以各指標每日測定值減去初始值為變量，與變化時間建立線性回歸方程，其斜率為變化速率。采用Pearson相關分析法進行指標相關性分析;以特征值大于1對因子進行提取，并獲得各參試甘蔗品種系因子得分;以因子得分為變量，歐氏距離平方作為品種系間距離，組間連接的聚類方法對品種（系）的耐貯藏性進行系統聚類分析。

2? 結果與分析

2.1? 甘蔗品質指標簡要分析

2.1.1? 甘蔗蔗汁品質指標 ?所測指標里，蔗糖分、還原糖分、簡純度、重力純度均是評價甘蔗品質的重要指標。從表1可以看出，5個供試材料隨堆放時間延長，蔗糖分、簡純度、重力純度呈下降趨勢，還原糖分呈上升趨勢。從1 d至7 d，蔗糖分降幅大小為：熱甘12-60>熱甘14-291>熱甘11-1559>熱甘11-122>ROC22;重力純度及簡純度降幅大小為：熱甘11-122>熱甘12-60>ROC22>熱甘14-291>熱甘11-1559;還原糖分升幅大小為：熱甘11-122>熱甘14-291>熱甘12-60>ROC22>熱甘11-1559。

2.1.2? 甘蔗纖維分及單莖重指標 ?從表1可以看出，5個供試材料隨著堆放時間延長，水分損失，甘蔗纖維分含量及單莖重損失均呈上升趨勢，從1 d至7 d，纖維分升幅為：熱甘11-122>熱甘11-1559>熱甘12-60>ROC22>熱甘14-291;單莖重損失幅度由高到低為：ROC22>熱甘12-60>熱甘11-1559>熱甘11-122>熱甘14-291。

2.2? 指標相關性分析

以7 d內所測甘蔗各指標整體變化（速）率進行相關分析。結果表明，還原糖上升速率與簡純度下降速率呈顯著正相關，重力純度下降速率與簡純度下降速率呈極顯著正相關，蔗糖分下降速率與纖維分下降速率、單莖重下降率指標相關性不顯著（表2）。

2.3? 因子分析

以甘蔗品種（系）品質指標變化（速）率為基礎，利用SPSS軟件計算出各因子的特征向量和貢獻率，對蔗糖分下降速率、還原糖上升速率、簡純度下降速率、重力純度下降速率、纖維分上升速率、單莖重下降率等6個指標進行因子分析。結果表明，2個因子特征值累積貢獻率91.297%（分別為63.528%、27.769%）（表3），說明這2個因子對6個品質指標有較好代表性，可以用這2個因子代替上述品質指標來綜合分析甘蔗品質變化。在第一因子中，蔗糖分下降速率、還原糖上升速率、簡純度下降速率、重力純度下降速率的系數較大，反映了全部信息量的63.528%，故該因子代表了蔗糖分、還原糖、簡純度、重力純度變化速率;在第二因子中，纖維分上升速率和單莖重下降率系數較大，反映了全部信息量的27.769%，故該因子代表纖維分和單莖重變化（速）率。

2.4? 聚類分析

以各品種（系）因子得分為甘蔗砍收后品質穩定性評價指標，對供試甘蔗品種（系）的品質穩定性進行系統聚類分析。結果顯示，在種間距離為15處，可將5個供試甘蔗品種（系）分為3個類群（圖1）。第Ⅰ類群，ROC22和熱甘14-291，表現為還原糖上升速率、簡純度和重力純度下降速率中等，纖維分上升速率較慢;第Ⅱ類群，熱甘11-122和熱甘12-60，表現為蔗糖分下降速率中等，還原糖、簡純度、重力純度下降速率較快;第Ⅲ類群，熱甘11-1559，表現為蔗糖分下和重量干耗變化（速）率中等，還原糖上升速率、簡純度下降速率、重力純度下降速率最慢。綜合來看，熱甘11-1559各指標變化速率較慢，砍收后7 d內，耐貯性表現較好;ROC22和熱甘14-291表現中等;熱甘11-122和熱甘12-60表現較差。

3? 討論

甘蔗砍收后堆放過程中，隨著時間的推移，品質會發生變化，其變化受時間、品種、環境等多因素影響。品質指標變化進而影響產糖率，梁宏衛等^[3]認為纖維分含量過高會降低壓榨速度，加速機械磨損，產生過多蔗渣帶走更多蔗糖;李復琴等^[11]、段慧芬等^[12]認為甘蔗還原糖含量與制糖工藝過程有密切關系，還原糖含量過高，蔗汁純度下降，影響蔗糖結晶，從而降低出糖率，可見依靠單一指標變化并不足以評價品種堆放過程中品質優劣程度。本研究選用熱甘系列4個新品系，以ROC22為對照，分析砍收后多個決定品質的指標變化情況。結果顯示，在堆放過程中，蔗糖分、重力純度、簡純度呈下降趨勢，還原糖、纖維分、單莖重損失呈上升趨勢，這與前人^[2-8]的研究結果相一致。對指標變化速率進行相互間相關性分析，結果顯示，還原糖變化速率與簡純度變化速率呈顯著正相關，重力純度變化速率與簡純度變化速率呈極顯著正相關，纖維分與蔗糖分變化速率呈不顯著負相關，這與陳月桂等^[13]、黎煥光等^[14]、謝靜等^[15]的研究結果一致。甘蔗蔗糖分并不與重力純度變化相關，且蔗糖分下降幅度較重力純度小，究其原因，可能是由于甘蔗在堆放過程中，失水造成蔗汁濃縮，使蔗糖分濃度下降有限^[9]。

因子分析是主成分分析的進一步發展，是用較少個數的公因子的線性函數與特定因子之和來表達原觀察變量的每一個分量，以達到合宜的解釋原變量相關性并降低其維數的目的^[16]。本研究采用因子分析將6個品質指標分為2個主因子，在此基礎上，應用聚類分析將供試材料分為3種類型，不同類型間存在著品質變化的差異。其中，7 d堆放過程中，熱甘11-1559品質變化較慢，耐貯性表現最好;ROC22和熱甘14-291次之;熱甘11-122和熱甘12-60最差。農戶及制糖企業在安排砍收及入榨時，對耐貯性較差品種應優先安排，此外，還應盡量縮短各品種堆放時間，以減少損失。

Singh等^[17]的研究結果表明，隨著外界環境溫度的升高，甘蔗糖分損失增加，蔗莖收獲后240 h，甘蔗蔗糖分在1月的損失量明顯低于4月;Surekha等^[18]的研究表明，甘蔗品質劣變程度隨甘蔗堆放條件的不同而不盡一樣。本研究于2017年1月進行，結果只針對當時環境及類似堆放條件下的各品種（系）品質變化規律，其余環境及堆放條件下變化情況，需進一步研究。

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