基于主成分分析法的靈武地區杏品種果實品質綜合評價

雪文晶 王玉 黃雪蓮 虎志軍 田海燕

摘 要：為了給寧夏靈武地區杏品種良種選擇和推廣種植提供科學依據，對寧夏靈武園藝試驗場寧夏名優經濟林樹種種質資源庫收集保存的杏品種金太陽杏、紅太陽杏、銀白杏、豐園紅杏、口外杏、大黃杏、華縣大接杏、臨香白杏果實品質進行綜合評價，基于主成分分析法，對單果質量、果實縱橫徑等10個指標進行綜合評價，綜合品質排名結果依次為：大黃杏>華縣大接杏>豐園紅杏>臨香白>金太陽杏>紅太陽杏>銀白杏>口外杏。

關鍵詞：靈武地區；杏品種；果實品質；主成分分析

杏為薔薇科（Rosaceae）杏屬（Armeniaca）植物，原產中國，種質資源極為豐富，有1400多個品種。此前，杏品種的評價以打分法為主，受人主觀意識影響較大，某種程度上制約了品種評價與篩選的準確度。主成分分析法是一種降維處理技術，可以將多個變量綜合為少數幾個綜合性變量，較為全面地概括各性狀的綜合表現[1]，在種質資源評價中具有理論和實際意義。

杏果實成熟早，具有獨特的香氣（圖1），在世界各地廣泛栽培[2]，是世界性時令水果之一，在初夏水果市場上占有重要位置。該試驗通過對寧夏名優經濟林樹種種質資源庫收集保存的8個杏品種的多個性狀進行主成分分析，從而對8個杏品種進行科學全面評價，為寧夏靈武地區的良種選擇和推廣種植提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為寧夏名優經濟林樹種種質資源庫收集保存的8個杏品種，分別為金太陽杏、紅太陽杏、銀白杏、豐園紅杏、口外杏、大黃杏、華縣大接杏、臨香白杏（圖2）。

1.2 試驗方法及數據處理方法

采取成熟度一致的果實進行指標測定，每個品種隨機采集 5個果實進行測定，測定項目和方法如表1。對非數值型性狀分別進行賦值，將非數值型性狀數值化。數據整理采用 Excel 2010，數據統計分析采用 SPSS 25 軟件，負向指標取相反值。主成分分析是在標準化矩陣的基礎上求取特征性狀的相關系數，由相關系數計算特征值及特征向量，在選取主成分數量時，按照特征值>1 的標準進行保留。主成分分析的性狀特征向量、特征根、貢獻率以及累積貢獻率由 SPSS 25 分析獲得。

2 結果與分析

對8個杏品種的單果質量、縱橫徑、可溶性固形物含量、總酸含量及維生素C含量進行數據測定并整理統計，對果形指數及固酸比進行計算，對果肉質地進行賦值（表2）。

對 8 個杏品種 10 個性狀指標（表2）進行主成分分析，按照初始特征值>1 ，累積方差貢獻率>85%的標準選取主成分，選取到前3個主成分，在第 1 主成分中，初始特征值為3.621，方差貢獻率為 36.207%，代表了全部信息的 36.207%，是最主要的主成分；第 2 主成分的初始特征值為 3.15，方差貢獻率是31.498%，代表了全部性狀信息的31.498%，僅次于第 1 主成分；第 3 主成分的初始特征值是1.901，方差貢獻率是 19.011%。前3個主成分的累積貢獻率是 86.72%，能反映全部指標的大部分信息。因此可以選取前 3個主成分作為杏性狀選擇的綜合指標（表3）。

以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權重計算主成分綜合評價，F=0.418 F1+0.363F2+0.219F3。綜合排名依次為為：大黃杏（45.522）>華縣大接杏（35.574）>豐園紅杏（33.423）>臨香白（33.052）>金太陽杏（31.241）>紅太陽杏（30.263）>銀白杏（29.231）>口外杏（21.062）（表 6）。

3 討論與結論

3.1 討論

對水果各品種客觀、準確的評價是水果優良品種大面積推廣的重要基礎。過去，人們常用人工打分法對水果品種進行評價，不僅效率低而且存在較強的主觀性，不同的人對水果外觀品質及口感等感受不同[3]。主成分分析法是一種較為客觀的評價分析方法，通過降維，將原來多個變量歸結為幾個綜合變量，是一種系統的統計學方法，可以全面的評價性狀的綜合表現[4]。

相關研究表明，主成分分析時累積方差貢獻率達到 80% 以上時即具有較強代表性[5]。本研究表明，在構成主成分的信息中提取出 3個性狀成分，累積貢獻率達到86.72%，能代表8個杏品種10個性狀中的大部分信息，與陳雪峰等[5]的研究結果相似。通過對8個杏品種的主成分分析可以看出，10個性狀在3個主成分的載荷值有明顯不同，載荷值絕對值的大小代表了該性狀對綜合性狀表現貢獻率的高低。第 1 主成分中，單果質量、果實縱徑、果實橫徑、可溶性固形物含量占有較高載荷，第 1 主成分主要反映了果實大小、果實質量、可溶性固形物含量。第 2 主成分中，總酸含量、固酸比和果肉質地占有較高載荷，反映了酸度和果肉情況。第 3 主成分中，硬度占有較高載荷，反映了果實硬度。不同的主成分代表著不同的果實性狀，全面地反映了8個杏品種的信息。

3.2 結論

通過對靈武名優經濟林樹種種質資源庫8個杏品種進行主成分分析，以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權重計算主成分綜合得分，綜合排名依次為大黃杏（45.522）>華縣大接杏（35.574）>豐園紅杏（33.423）>臨香白（33.052）>金太陽杏（31.241）>紅太陽杏（30.263）>銀白杏（29.231）>口外杏（21.062）。

參考文獻

[1] 宋永宏，楊曉華，李靜江，等.不同杏品種果實營養成分分析及綜合評價[J].中國農學通報，2018，34（23）：65-71.

[2] 吳媛媛，尹雪松，何躍，等.遼陽地區杏品種區域適應性的初步評價[J].遼寧農業科學，2013（5）：79-80.

[3] 馮建榮，王維東，王華磊，等.新疆主要栽培杏品種制汁相關性狀評價[J].果樹學報，2008，25（5）：747-750.

[4] 李利民，徐麟，馬凱，等.新疆主栽油杏品種綜合性狀評價[J].西北農業學報，2008，17（1）：278-281.

[5] 陳雪峰，劉志琨，王端，等. 早熟杏品種果實品質綜合評價分析[J].分子植物育種，2022， 20（15）： 5189-5197.