基于表观性状的河北省主栽核桃品种综合评价*

李林晴，庞立欣，刘 凯，陈炬彤，安秀红，赵书岗，田 义，王红霞

（1 河北农业大学山区研究所，河北省山区农业技术创新中心，国家北方山区农业工程技术研究中心，保定071000）（2 河北农业大学园艺学院）（3 河北农业大学科学技术研究院）（4 河北农业大学生命科学学院）

核桃为胡桃科胡桃属落叶乔木，是我国重要的油料经济树种之一，位居四大坚果之首[1-2]。河北省核桃栽培历史悠久，分布范围广泛，拥有多种丰富的种质资源，是我国核桃主产区之一[3]。不同核桃品种适栽环境存在差异，在引种过程中随着生存环境的差异，其表观性状也随之改变。

植物表观性状是植物内在组织生长分化的外在表现，也是植物遗传变异和多样性最直接的表现，各性状间存在密切的联系[4-5]。近年来，核桃表观性状方面的研究逐渐成为热点[6]。李国和[7]发现，不同产地核桃受到较大的生态和地理环境的影响，各性状间存在较大差异。孙垟等[8]通过对石棉核桃品质指标的研究，发现核桃各表观性状指标间存在一定的相关性。王自明等[9]对昭通耐寒核桃进行试验研究，发现核桃表观性状与植物抗逆特性之间存在相关性。普遍认为坚果纵横径、坚果重、坚果壳厚、坚果出仁率、核仁重是核桃综合评价的重要指标[10-12]。此外，白仲奎[13]把坚果果个大小、种壳色泽、光滑程度、取仁难易、种仁饱满程度、果仁色泽也作为育种时的评价指标，丰富了表观性状评价的指标。耿阳阳等[14]将核桃单果重、三径平均值、壳厚、内褶壁和横膈膜作为适宜加工的表观性状评价指标。

目前，因子评价、层次评价、模糊函数评价等方法已被应用到各个领域，主成分分析法是目前果树品质综合评价的一种常见方法[15-19]。河北省种质资源多样，但基于树体及坚果外观品质特性的综合评价鲜有报道。因此，对目前河北省主栽核桃品种的树体生长特性、坚果表观品质等进行调查分析，利用主成分分析法筛选树体及坚果外观品质合适的评价指标，并对9个主栽核桃品种进行综合评价，筛选适栽品种，为河北省核桃产业的健康发展提供品种保障。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在河北省林业和草原科学研究院核桃种质资源圃进行，供试品种为‘辽宁1 号’‘辽宁8号’‘绿岭’‘上宋6 号’‘西岭’‘香玲’‘赞美’‘早硕’和‘清香’9个主栽核桃品种，树龄均为8 年，长势大致相同。

1.2 试验方法

果实成熟期测定9个核桃品种的树势、干性、丰产性、单枝结果数、侧芽抽生果枝数、冠幅及干周。树势：随机取30个树冠外围新梢测量其长度，以新梢的长度来衡量树势，分为弱（新梢长度＜20 cm）、中（20 cm＜新梢长度＜60 cm）、强（新梢长度＞60 cm）3 级。干性：以主干高度进行衡量，分为弱（主干高度＜0.8 m）、中（0.8 m＜主干高度＜1.5 m）、强（主干高度＞1.5 m）3 级。丰产性：根据《核桃品种适应性评价技术规范》规定，测定每个品种每平方米树冠投影面积的核仁产量，分为3 级：弱（＜160 g）、中（160～220 g）、强（＞220 g）。

在果实成熟期随机选取成熟果实，去除青皮，用游标卡尺测量坚果纵径、横径、侧径及核壳厚度，用电子天平称量单果重，缝合线紧密度采用核桃缝合力测试系统测定。

观察核仁的饱满程度、内种皮颜色及果仁涩味，并对其进行打分。核仁饱满度分级：①不饱满，核仁肉皱缩，甚至干瘪，无商品及食用价值，1～4分；②较饱满，核仁充实，但不肥厚，沟洼较深，5～7 分；③饱满，核仁肥厚，圆满紧凑，沟洼浅，8～10 分。核仁皮色按颜色分级：①黄白，10 分；②浅黄，9 分；③黄，8 分；④黄褐，7 分；⑤褐，6 分；⑥褐紫，5 分；⑦紫，4 分；⑧紫红，3 分；⑨黑，2 分。核仁风味分级：①核仁无涩味，香甜，7～10 分；②核仁口感稍涩，4～6 分；③核仁涩味重，1～4 分。

1.3 数据处理

利用Excel 2019 软件进行数据统计和处理，用SPSS 20.0 软件进行差异显著性分析、相关性分析和主成分分析。主成分分析参照施丽丽、李晓钟等[20-21]的方法进行。

2 结果与分析

2.1 9个主栽核桃品种的树体性状

由表1 可以看出，9个主栽核桃品种中，‘辽宁1 号’‘西岭’‘赞美’‘早硕’和‘清香’树势强，‘辽宁8 号’‘绿岭’‘上宋6 号’和‘香玲’树势中等；树体干性与树势表现一致；‘辽宁1 号’‘赞美’和‘清香’丰产性强，‘辽宁8 号’‘绿岭’和‘早硕’丰产性中等，‘上宋6 号’‘西岭’和‘香玲’丰产性弱。9个核桃品种的单枝结果数为5～9个，‘绿岭’最多，‘辽宁8 号’最少；侧芽抽生果枝数为1～8个，其中以‘西岭’侧芽抽生果枝数最高，达8个，显著高于其他品种，‘绿岭’侧芽抽生果枝数最低，仅为1个；南北冠幅为3.60～4.63 m，‘辽宁1 号’显著高于其他品种；东西冠幅为3.80～5.30 m；干周为32.00～51.00 cm，‘辽宁1 号’干周最大，‘上宋6 号’干周最小。

表1 9个主栽核桃品种的树体性状

2.2 9个主栽核桃品种的果实性状

由表2 可以看出，供试的9个主栽核桃品种的坚果纵径为32.97～40.48 mm，其中最大为‘上宋6号’，显著高于其他品种，最小为‘清香’；坚果横径为26.00～35.92 mm，最大为‘早硕’，最小为‘清香’；侧径为26.50～33.54 mm，最大为‘早硕’，最小为‘香玲’；单果重为9.67～14.51 g，其中‘赞美’的单果重最大，显著高于其他品种，最小的为‘清香’；在坚果出仁率方面，以‘辽宁1 号’最高，为57.30%，其次为‘早硕’（54.72%），‘辽宁8 号’最低，仅37.86%；核仁风味以‘香玲’和‘清香’较佳，核仁皮色以‘绿岭’和‘清香’较佳，其得分均显著高于其他品种；核仁饱满度以‘绿岭’‘香玲’和‘清香’较佳；核壳厚度为1.24～1.80 mm，其中‘赞美’最薄，‘辽宁8 号’最厚；缝合线紧密度为27.85～70.71 N，‘西岭’缝合线紧密度最大，显著高于其他品种，缝合线紧密度最小为‘香玲’。

表2 9个主栽核桃品种的果实性状

2.3 9个主栽核桃品种表观性状的相关性分析

由表3 可以看出，出仁率与核仁饱满度、核仁风味与核仁饱满度均呈显著正相关，相关系数分别为0.761、0.671；缝合线紧密度与侧芽抽生果枝数呈极显著正相关，相关系数为0.803；其他指标间相关性不显著。

表3 9个主栽核桃品种表观性状各指标相关性分析

2.4 9个主栽核桃品种综合评价

将河北省9个主栽核桃品种各性状要素的测定值和标准值在SPSS 中进行因子分析，前4个主成分的特征值大于1，故提取出4个主成分。如表4所示，第1 主成分的方差贡献率为37.387%，第2主成分的方差贡献率为25.896%，第3 主成分的方差贡献率为13.819%，第4 主成分的方差贡献率为12.217%。前4个成分的累积贡献率达89.319%，表明前4个主成分已经把9个核桃品种综合性状89.319%的信息反映出来，而其他主成分在优良品种综合评价分析中所起作用仅为10.681%。因此，可以选取前4个成分作为核桃综合性状选择的主成分。第1 主成分中，各成分绝对值以核仁饱满度、出仁率较大，其中以核仁饱满度系数更大，且二者呈显著正相关，因此核仁饱满度可作为评价核桃品质的主要指标；第2 主成分中，缝合线紧密度具有较大的绝对值，此外是侧芽抽生果枝数，且二者呈极显著正相关，因此可将缝合线紧密度作为评价核桃坚果和树体的重要指标；第3 主成分中，核壳厚度具有较大绝对值，且为正系数；第4 主成分中，以单果重和单枝结果数绝对值较大，单果重具有较大的负系数，单枝结果数具有较大的正系数。通过主成分分析，表明前4个主成分已经充分反映核桃树体及坚果的性状；且将核仁饱满度、缝合线紧密度、核壳厚度、单果重及单枝结果数5个指标作为评价核桃坚果品质及树体的表观性状，作为核桃品种选择及评价的重要依据。

表4 主成分荷载矩阵

由表5 可知，经过综合评价，‘清香’‘辽宁1 号’‘赞美’‘早硕’和‘绿岭’综合评价值位居前5 名，且均为正数，说明这5个品种评价较优，且评分越高，适应性越强。而综合评价值为负数的是评价较差的品种。

表5 综合评价结果

3 讨 论

表型性状由植物基因型决定，并受土壤状况、栽培技术及气候等多方面的影响[22]。通过观察测定植物表型性状，进一步进行植物遗传多样性分析，是植物遗传多样性研究中最简单且直观的方法[23]，表型性状可以直接反映植物的多种性状，如对不同环境的胁迫适应能力[24]。河北省具有丰富的核桃种质资源，但对主栽品种的树体及坚果的表型性状没有明确的评价标准。不同核桃品种在树体及坚果上具有明显不同的表观特性，利用表观特性可评价品种在区域内的适应性，进而选择具有优质丰产特性的适栽品种，对河北省各地域核桃产业发展具有重要意义。

树体的生长状态反映了品种在地区内的适应性[25]。在本试验中，选取了树体的一系列性状进行测定，发现9个核桃品种中，有5个品种树势强，4个品种树势中等，稳定适宜的树势是丰产稳产的重要保证[26]。本研究结果表明，9个核桃品种的侧芽抽生果枝数为1～8个，其中‘西岭’的侧芽抽生果枝数显著高于其他品种，‘绿岭’的侧芽抽生果枝数最低。侧芽抽生果枝数在一定程度上反映树体的结果能力，可作为评价果树产量的重要依据[19]。优质、高产一直是核桃育种的重要目标，坚果的品质在一定程度上影响着核桃产业的发展[27-28]。核壳厚度是衡量核桃取仁难易的主要量化指标[29]。缝合线紧密度是坚果硬壳结构中的重要指标，坚果缝合线紧密度越高，坚果壳越厚，漂洗污染率、贮藏虫果率和裂果率越低，种仁颜色越浅，坚果抗氧化能力越强，耐贮性也越好[30-31]。本试验结果表明，9个核桃品种中‘西岭’的缝合线紧密度最高，显著高于其他品种，在贮藏过程中更不易变坏，具有更好的耐贮性。

主成分分析法是对原变量进行了降维分析，利用少量因素来描述多种变量间关系的一种方法[32]，已在我国果树研究中广泛应用[33-35]。在把握品种的综合性状的同时简化选择程序，更具有科学性[36]。本研究通过对河北省9个主栽核桃品种的树体及坚果的多种指标进行分析评价，得出核仁饱满度、缝合线紧密度、核壳厚度、单果重及单枝结果数5个指标可作为评价树体、核仁及坚果的主要成分。徐永杰等[37]采用主成分分析方法，筛选出坚果重、核壳厚度可作为核桃选优的评价指标，避免了人为的主观判断，其研究结果与本研究结果相似。杜天宇等[38]采用主成分分析法对坚果的9个主要性状进行鉴定，筛选出三径均值、出仁率、含油量3个指标可作为综合反映核桃坚果品质的指标。本试验相关性分析发现，出仁率与核仁饱满度呈显著正相关，且核仁饱满度与出仁率在所筛选的第1 主成分中均具有较大正系数，因此其结果中出仁率这一指标与本试验核仁饱满度这一筛选指标大致相同。李守玉等[39]对核桃坚果主要表型性状特征分析指出可将单果重、核壳厚、出仁率和露仁情况、取仁难易、核仁饱满度、坚果形状均匀度7项综合指标作为主要参考依据，进行核桃的品种选育，这一观点与本试验对坚果表观性状评价所筛选指标大致相同。依据所选主成分对9个核桃品种进行评分，其中‘清香’‘辽宁1 号’‘赞美’‘早硕’和‘绿岭’5个核桃品种的综合评价值均为正值，表现优良，为适宜河北省栽植的品种，其中以‘清香’表现最优。王玲艳[40]在对邯郸市核桃品种发展现状与效益评价的研究中，得出‘辽宁1 号’和‘清香’在邯郸市栽植具有较好的经济性状指标，该结论和本研究评价结果一致。

4 结 论

本试验通过对河北省9个主栽核桃品种的树体和坚果表观性状的调查分析，采用主成分分析法筛选出核仁饱满度、缝合线紧密度、核壳厚度、单果重及单枝结果数作为评价坚果及树体的关键指标，为河北省核桃品种和种质资源的评比及筛选提供技术保障。采用所筛选的指标进行综合评价，得出适宜河北省栽植的核桃品种为‘清香’‘辽宁1 号’‘赞美’‘早硕’和‘绿岭’，以‘清香’表现最优。