平欧杂种榛果实经济性状与综合评价1)

罗达 史彦江 宋锋惠 马合木提·阿不来提 宋子君 凌锦霞 左琛

(新疆林业科学院经济林研究所，乌鲁木齐，830063) (新疆农业大学)

榛子隶属桦木科(Betulaceae)榛属(Corylus)，是重要的坚果树种与木本油料树种，营养价值和经济价值极高。全世界榛属植物资源约有16种，我国原产榛属植物资源有8个种2个变种[1-2]。平欧杂种榛(CorylusheterophyllaFisch.×CorylusavellanaL.)是辽宁省经济林研究所，通过原产于我国的平榛(CorylusheterophyllaFisch.)与外来引进的欧洲榛(CorylusavellanaL.)种间远源杂交选育而来，其特点是兼具欧洲榛果大、出仁率高、丰产以及平榛抗寒、适应性强的特性，是我国目前广泛推广栽培的榛树品种[3]。目前，全国已相继选育并鉴定了一大批性状优良的新品系，如‘平顶黄’、‘薄壳红’、‘达维’、‘金铃’、‘玉坠’等[4]。

新疆林业科学院自2001年开始按照引种、驯化、优良品种筛选、丰产栽培技术示范与推广的思路，开展了不同品系平欧杂种榛生物学特性[5-6]、光合荧光[7]、根系空间分布[8]、抗逆适应性(抗寒[9]、抗旱[10]和抗盐碱[11-12]等)以及生产栽培技术[13]等研究，目前审定良种5个，并已在阿勒泰地区、伊犁河谷、天山北坡经济带以及南疆冷凉山区等不同区域40余个县市栽种。然而，作为外来引进优良林果树种，平欧杂种榛在全疆不同区域发展过程中，可能遭受不同生态环境的影响，已审定的良种难以满足南北疆不同区域丰产栽培的需求，成为制约其在新疆规模化发展的限制因素。果树的果实经济性状分析和评价是优良品种选育的基础[14-15]。为此，本文以课题组前期汇集的生长和抗逆性等表现较好的不同品系平欧杂种榛为试验材料，建立栽培管理一致的资源汇集圃，对进入盛果期的平欧杂种榛进行果实经济性状测定研究，并结合平欧杂种榛坚果等级评价标准进行等级划分，采用主成分分析法对果实经济性状进行综合评价和筛选，以期为平欧杂种榛优良品种的选育提供科学依据。

1 试验地概况

试验地位于新疆阿克苏地区温宿县佳木试验站的平欧杂种榛资源汇集圃。该区属于大陆性干旱荒漠气候，四季分明，昼夜温差大，降水量小，蒸发量大，光热资源丰富，气候干燥，年平均气温10.1 ℃，年均降水量65.4 mm，年均无霜期185 d，年日照时间2 855～2 967 h。试验地地势平坦，土壤为土层深厚的沙壤土质。

2 材料与方法

选择资源汇集圃内的17个平欧杂种榛品系为试验材料。栽植的品系苗木为绿枝直立压条繁育的无性系幼苗，株行距2 m×2 m，定植深度40 cm，树龄5～6 a，已达到果实丰产期。每个品系选取3株长势基本一致的树体进行果实采集，每株树的采果量均超过100粒。17个品系分别为：82-4、85-127、84-254、82-11、84-310、84-41、80-4、84-402、81-23、B-3、83-33、85-124、B-21、85-119、84-226、84-72、85-88。

坚果样品于2018年8月下旬采集，各品系平欧杂种榛果实均达到成熟状态，无病虫害。采集的样品装入网兜后带回实验室，脱苞并置于通风处自然风干。随机选取各品系果实样品30粒，测定坚果的单果质量、纵径、横径和侧径；破壳后，测定壳厚，果仁质量，果仁的纵径、横径和侧径。坚果的单果质量和果仁质量采用1/100的电子天平测定，坚果和果仁的纵径、横径、侧径和壳厚采用电子游标卡尺测定。坚果和果仁的纵径指其顶部至基部的距离，横径指缝合线之间的距离，侧径指与横径垂直的距离(即坚果或果仁厚度)，壳厚指垂直于坚果纵径的果壳腰部的厚度。

坚果相关经济性状指标的计算方法如下[16]：坚果(果仁)三径均值=(纵径+横径+侧径)/3；坚果(果仁)形状指数=(纵径+横径)/(2×侧径)；果腔系数=果仁三径均值/(坚果三径均值-2×壳厚)；出仁率=(果仁质量/坚果质量)×100%；坚果(果仁)整齐度以其三径均值的变异系数表示。其中，坚果(果仁)三径均值表示坚果(果仁)的尺寸大小，是衡量坚果(果仁)大小的重要标准；形状指数是商品果实的质量指标之一，其值越接近1，果实越呈圆形，越有利于机械加工；果腔系数表征果实的饱满程度，其值越大，果实饱满度越高；出仁率是指果仁质量占坚果总质量的百分比，是衡量果实经济性状最重要的指标；坚果(果仁)整齐度是坚果(果仁)大小的整齐程度，其值较小，整齐度越高。

采用SPSS 22.0软件对数据进行方差分析、相关性分析、聚类分析和主成分分析。参照《中国果树志·板栗榛子卷》[17]中规定的榛子质量等级划分标准，对各品系的各经济性状进行等级划分。

3 结果与分析

3.1 平欧杂种榛果实经济性状变异性

由表1可知，17个平欧杂种榛品系果实性状调查数据分为坚果性状、果仁性状和出仁性状。供试平欧杂种榛的坚果三径均值16.80～22.39 mm，其中85-119、84-226、85-88和84-72均超过21.00 mm；坚果整齐度2.16%～5.97%，数值均较小，表明各供试品系坚果大小整齐一致，差异不大；坚果质量2.10～3.90 g，其中85-88坚果质量最大(3.9 g)。果仁三径均值11.48～14.40 mm，其中83-33、84-72、84-41和82-11的果仁三径均值大于13.50 mm；果仁整齐度4.54%～14.23%，整齐度较大的品系原因是果仁不饱满或种皮表面具有较多附着物；果仁质量0.85～1.50 g，其中83-33、84-72、84-41、82-11和84-402的果仁质量的均值大于1.23。果壳厚度1.38～2.17 mm，果壳较薄的为85-124和84-310果壳厚度均低于1.50 mm；果腔系数0.60～0.89；出仁率25.05%～45.32%，其中84-310、84-41和B-21的出仁率均值大于44%。

供试平欧杂种榛各经济性状呈现出不同的变异程度，变异系数7.60%～35.49%，以坚果形状指数、坚果三径均值和果仁三径均值变异最小(<10%)；其次是果仁形状指数、壳厚、果腔系数和出仁率，变异系数最大的为坚果和果仁的质量和整齐度(>20%)。方差分析结果表明，不同品系平欧杂种榛坚果性状、果仁性状和出仁性状之间的差异均达到极显著水平(见表2)。

3.2 平欧杂种榛果实经济性状分级

根据《中国果树志·板栗榛子卷》[17]中的榛子分级标准，结合表1数据可知，质量大于3.5 g的特大型坚果有3个品系，质量2.51～3.50 g的大型坚果有11个品系，质量2.01～2.50 g的中型坚果有3个品系，无较小或极小型坚果。坚果形状指数0.97～1.24，其中，85-88为圆形果，其余16个品系均为长扁形果。

供试品系中，较大型果仁有4个品系，大型果仁有8个品系，特大型果仁有5个品系，无小型或中型果仁。果仁形状指数1.04～1.47，所有品系均为长扁形果仁，无长形或圆形果仁。85-88为厚型果壳，82-4、82-11和80-4为较厚型，其余13个品系均为中等类型；85-119和84-226属半仁型，其余为较饱满或饱满型，其中84-310和85-127的果腔系数接近0.90，非常饱满；出仁率高的只有1个品系(84-310)、中等的有6个品系、低的10个品系。

表1 不同品系平欧杂种榛果实经济性状

注：表中数值为“平均值±标准差”。

表2 平欧杂种榛果实经济性状方差分析

3.3 平欧杂种榛果实经济性状的相关性

由表3可知，坚果质量与出仁率、果腔系数、壳厚、坚果三径均值存在极显著的相关性(P<0.01)；坚果形状指数与果仁形状指数呈极显著的正相关性(P<0.01)；坚果三径均值与出仁率、果腔系数存在极显著的负相关性(P<0.01)；果仁质量与果仁三径均值呈极显著的正相关性(P<0.01)；果仁三径均值与出仁率呈极显著的正相关性(P<0.01)；出仁率与壳厚呈显著负相关(P<0.05)，而与果腔系数呈显著正相关(P<0.05)；坚果和果仁整齐度与其他经济性状之间的相关性不显著。

表3 平欧杂种榛果实经济性状的相关分析

注：表中*、** 分别代表P<0.05、P<0.01。

3.4 平欧杂种榛果实经济性状聚类分析

由图1可知，供试品系可划分为3类。第一类为85-127、84-310、80-4、B-21、84-254、81-23和84-402，坚果果个小、但壳薄、出仁率高；第二类为82-11、B-3、84-41、85-124、84-72和83-33，坚果仁大，但其他性状一般；第三类为82-4、84-226、85-119和85-88，坚果果个大、但果壳厚、出仁率低。

3.5 平欧杂种榛果实经济性状主成分分析

由表4可知，前4个主成分各自的方差贡献率分别为37.222%、23.449%、17.124%、9.617%，累计方差贡献率达到87.412%，基本能够反映供试品系全部性状的综合信息。11项经济性状指标中，出仁率对第1主成分的贡献最大，果腔系数次之；第2主成分中，果仁质量的贡献最高；果仁形状指数和壳厚分别对第3、第4主成分的贡献最大。因此，出仁率和果腔系数可视为反映供试品系果实综合经济性状的主要指标，其次是果仁质量、果仁形状指数和壳厚。

表4 主成分因子载荷矩阵及主成分特征根

将主成分因子载荷向量换算成规格化特征向量后，可以得到反映供试品系果实综合经济性状的主成分表达式。将供试品系的各经济性状指标标准化后分别代入表达式，计算各主成分的得分，再以各主成分的方差贡献率为权数，对所提取的得分进行加权求和，得到各品系反映果实经济性状的综合得分值，得分越高，果实综合经济性状越优良。由表5可知，供试品系果实综合经济性状由优到劣依次为：84-41、83-33、B-21、B-3、84-310、85-124、81-23、84-402、85-127、82-11、84-72、84-254、84-226、80-4、82-4、85-88、85-119。

表5 主成分因子得分及果实经济性状综合排序

4 结论与讨论

性状的变异频率是性状遗传多样性的数量化体现，变异的程度代表了品种的固有特征及个体差异范围，变异系数越大，在资源选择时，选择的空间也越大[18-19]。本研究发现，供试平欧杂种榛品系果实的各经济性状呈现不同程度的变异，变异系数7.60%～35.49%。其中，坚果质量和整齐度以及果仁质量和整齐度变异系数最大，表明未来在进行平欧杂种榛品种选育时，这4项经济性状指标的选择空间最大；其次，果仁形状指数、壳厚、果腔系数和出仁率的变异系数也较大，在品种选育时也应予以重视；而坚果形状指数、坚果三径均值和果仁三径均值的变异最小，在品系选育时其选择余地最小。

研究表明，不同品系平欧杂种榛坚果性状、果仁性状和出仁性状之间均存在极显著差异，显示不同品系自身的特性密不可分。此外，同一品系，生长地点不同，坚果经济性状同样存在明显差异，如84-310在辽宁沈阳、新疆伊犁以及本研究中的单果质量分别为1.60、1.77、2.10 g，84-254在3地的出仁率分别为37.62%、41.50%、39.94%，82-11的壳厚在3地分别为1.94、1.20、1.80 mm[20]。造成上述结果的原因与不同研究地点的生态环境条件(如土壤、气候等)或栽培管理措施不同有关。

供试平欧杂种榛的坚果和果仁质量均属于较大、大或特大类型，果壳厚度主要为中等类型，果仁饱满度几乎都能达到较饱满或饱满类型，表明坚果经济性状均较优。坚果各经济性状之间存在不同程度的相关性，坚果越大，果壳也越厚，果仁越不饱满，这些指标与出仁率呈极显著负相关性。与艾吉尔·阿不拉等[21]的研究结果一致，认为这种相关性是由榛子种属固有遗传倾向性所决定的。供试品系中，仅85-88属于圆形果，因此，未来考虑开展适合机械脱壳，圆形仁用平欧杂种榛育种亲本选择空间较小。

果树的果实经济性状受众多单一经济性状的综合影响，是一个复杂的综合性状，而各经济性状之间又存在着一定的关联，其重要性也不相同，在开展果树资源筛选时，要对其果实的经济性状进行综合评价。当涉及到多个单一经济性状指标时，由于各指标所表征的优良程度往往不一致，利用一般的简单方法很难得出确切的结果。本研究中，85-127、84-310和80-4等品系的果个小，但壳薄、出仁率高；82-11、B-3和84-41等品系的果仁大，但其他经济性状一般；而82-4、84-226和85-119等品系的果个大，但壳厚、出仁率低。马庆华等[22]采用隶属函数法对32个品系平欧杂种榛的10项与加工性能相关的坚果性状进行分析和综合评价，认为84-69、85-28、82-8、84-545、84-36等品系的坚果加工性能较好，且影响加工性能的关键因子依次为加工因子、大小因子和形状因子。刘庚等[23]通过聚类分析发现，9个抗寒平欧杂种榛品系中84-254、B-21、85-127、82-11、81-21和85-28的坚果经济性状较好。本研究运用主成分分析，对供试平欧杂种榛品系的果实经济性状进行综合评价，得出影响平欧杂种榛经济性状的主要指标为出仁率和果腔系数，其次为果仁质量、果仁形状指数和壳厚，并筛选出84-41、83-33、B-21、B-3和84-310等品系的坚果综合经济性状较优。由于树体生长、抗逆性、产量等指标也是决定品种选育的重要因素，因此，未来有必要从更多角度开展平欧杂种榛优良品种的评价和选育工作。