重庆市不同区县‘红阳’猕猴桃果实品质综合评价

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（1.重庆文理学院 园林与生命科学学院，重庆 永川 402160；2.重庆市铜梁区科学技术局，重庆 铜梁 402560；3.重庆三磊田甜农业开发有限公司，重庆 黔江 409000）

猕猴桃又名阳桃、毛桃等，为猕猴桃科Actinidiaceae 猕猴桃属Actinidia多年生落叶藤本植物。猕猴桃果肉富含葡萄糖、果糖、柠檬酸、苹果酸、维生素C 和酶类、抗癌物质卢丁及叶酸等功能成分[1-2]，故其被誉为“水果之王”和“果中珍品”[3-4]。中国是世界猕猴桃的原产地，野生猕猴桃资源丰富。据统计，全世界猕猴桃属植物共有54 个种，中国就有52 个种，主要集中分布于秦岭以南和横断山脉以东的大陆地区[5]。‘红阳’猕猴桃俗称红心果、红肉果，是从中华猕猴桃实生种中选育出的新品种，因其果形好、品质优以及特有的呈放射状图案的红色果心而倍受消费者喜爱，其市场价格长期稳定为10.0 ～12.5 元/kg，经济效益颇佳，备受果农青睐[6-7]。重庆市地处秦岭南麓，光热资源丰富，昼夜温差较大，海拨为400 ～1 200 m 的地域面积占该市总面积的80%以上，非常适合‘红阳’猕猴桃的种植。但是，该地区地势起伏、地形复杂、土壤厚薄不一的特点，导致了猕猴桃果实品质差异明显，同时也限制了其果品的销售。因此，开展‘红阳’猕猴桃果实品质的综合评价，已成为重庆市猕猴桃种质资源创新、果品选优和市场竞争力提升的重要手段。

猕猴桃果实品质一般由外观品质（果形、大小和色泽等）和内在品质（风味、质地和营养成分等）构成，涉及的评价指标主要有果形指数、可溶性固形物、可溶性糖以及维生素C 等，这些指标独立性强而相关性高，故用这些指标评价果实品质存在一定的难度。近年来，主成分分析法作为一种考察多个变量间相关性的多元统计方法，能够用线性变化将多个变量简化为少数几个综合变量，实现数据降维[8-10]，被广泛应用于冬枣[11]、梨[12]、柑橘[13-14]、蓝莓[15-16]、樱桃[17]、猕猴桃[18]等果实品质的测定、分析及评价中，但有关主成分分析法在‘红阳’猕猴桃果实品质综合评价中应用的研究却未见报道。因此，本研究以重庆市12 个区县所产‘红阳’猕猴桃为研究对象，对其单果质量、果形指数、可溶性固形物含量等9 个品质指标进行了测定和主成分分析，以期构建适用于重庆市‘红阳’猕猴桃果实品质的评价体系，为该市猕猴桃种植区域调整和标准化栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试样品采自重庆市12 个猕猴桃主产区县，其地理气候概况见表1。所有样品均采自于猕猴桃果实成熟期，选择5 棵健康果树，在每棵树体中上部的东、南、西、北4 个方向各采集5 个成熟果实，以5 棵果树的100 个果实作为一份样品，将所采果实样品装入取样袋中，带回实验室立即测定果实的外观品质指标，其内在品质指标则待果实自然软化后才测定。

1.2 试验方法

使用电子天平测定单果质量[19]，使用电子数显游标卡尺测定果实的纵径和横径[19]，以果实纵径与横径的比值表示果形指数。可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C 含量则分别采用手持数显式糖度计[19]、蒽酮比色法[19]、NaOH 滴定法[19]、2, 6-二氯靛酚滴定法[19]进行测定；采用烘干法测定干物质含量[19]；固酸比和糖酸比分别用可溶性固形物含量、可溶性糖含量与可滴定酸含量的比值来表示。

1.3 数据的标准化处理

为了消除猕猴桃品质指标之间度量及其单位的差异，采用隶属函数法对测定数据进行归一化处理，各指标隶属函数的计算公式[19]分别为：

式中：Uin表示正向指标（单果质量、果形指数、可溶性固形物、可溶性糖、Vc、干物质、固酸比和糖酸比）测试数据经转化后的隶属函数值，U′in表示负向指标（可滴定酸）测试数据经转化后的隶属函数值；Xin表示第n个样品第i个指标的测定结果，Ximax和Ximin分别表示测试数据中第i个指标的最大值和最小值。

表1 不同采样地点的地理气候概况Table 1 Geography and climate information in different sampling sites

1.4 猕猴桃果实品质的综合评价方法

使用Excel 2016、SPSS 26.0、Origin 2019b 软件完成数据的统计与分析。首先，对标准化后的数据进行KMO 与Bartlett’s 球形检验[13]，以考察主成分提取的适宜性。其次，采用SPSS 26.0 分析各主成分的特征值、方差贡献率、因子载荷矩阵及函数表达式。最后，以提取的主成分所对应的方差贡献率作为权重，采用加权求和的方法，计算不同种植地猕猴桃果实品质指标的综合得分，计算公式如下：

式中：F为综合得分，Fn为第n个主成分的得分；Vn为第n个主成分的方差贡献率。

2 结果与分析

2.1 重庆市不同区县种植的猕猴桃果实品质指标的比较

本研究以区县为单位，从重庆市不同区县的12 个‘红阳’猕猴桃山地果园中实地取样，对猕猴桃果实品质指标进行测定分析，结果见表2。从表2中可以看出，不同区县所产猕猴桃果实的外观和内在品质指标均存在较大差异，各品质性状之间存在一定程度的变异。如酉阳县的猕猴桃单果质量最大、维生素C 含量最高，其测定值分别为120.44 g 和1 710.30 mg·kg-1。奉节县所产猕猴桃果实中可溶性固形物的含量最高，测定值为10.91%。南川区的猕猴桃果实中可溶性糖的含量最高，为10.87%；但果实中可滴定酸的含量也高至1.52%。黔江区所产猕猴桃的固酸比和糖酸比均最高，分别为11.25 和11.55。上述测定结果表明，若直接对测定数据进行比较分析，则无法判断出果实品质的优劣，因此，还需要对果实品质指标的测定数据作进一步的处理。

2.2 果实品质指标的主成分分析

2.2.1 KMO 检验和Bartlett’s 球形检验

KMO 检验和Bartlett’s 球形检验都是用来考察数据是否适用于主成分分析的方法。KMO 检测值越大，说明变量之间的相关性越强，信息重叠度越高，用于检验的数据才具有用较少的主成分代替较多的原始变量的可行性。本研究所测果实品质的KMO 值为0.531，大于0.50；Bartlett’s 球形检验的显著性概率值小于0.05，表明采用主成分分析法是可行的。

2.2.2 果实品质指标主成分提取

采用SPSS 26.0 对标准化处理后的数据进行主成分的提取，结果见表3。根据特征值大于1.0、累积方差贡献率大于80%的原则确定主成分的个数。由表3可知，第1、第2、第3 主成分的特征值均大于1，第3 主成分的特征值为1.595，其累积方差贡献率为80.692%。因此，选取前3 个主成分作为重庆市不同区县‘红阳’猕猴桃果实品质的综合评价指标。

表3 果实品质指标主成分分析的特征值及方差贡献率Table 3 Eigen value and variance contribution rates of principal component analysis for fruit quality indicators

表4为重庆市不同区县猕猴桃果实品质指标的主成分载荷矩阵，数据表示的是所提取的各主成分对原始变量的影响程度。由表4可知，第1主成分在固酸比、糖酸比、可滴定酸含量、果形指数上的载荷值均较大，其权重系数分别为0.491、0.482、-0.485、0.361，主要包含了果实果形和酸度方面的信息；第2 主成分在单果质量、可溶性糖含量、干物质含量上的载荷值均较大，其权重系数分别为-0.640、0.589、-0.343，主要包含了果实质量和甜度方面的信息；第3 主成分在可溶性固形物含量、干物质含量、维生素C 含量上的载荷值均较大，其权重系数分别为0.677、0.587、0.269，主要包含了果实风味和营养方面的信息。上述分析结果表明，前3 个主成分综合反映了猕猴桃果实外在和内在大部分品质指标的信息。

表4 果实品质指标的主成分载荷矩阵Table 4 Load matrix of principal component of fruit quality indicators

2.2.3 果实品质的综合评价

将单果质量、果形指数、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、可滴定酸含量、维生素C 含量、干物质含量、固酸比、糖酸比这9 个品质指标数据标准化后的变量分别用X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9表示，并与特征向量相乘，得到如下3 个主成分的函数表达式：

式中：F1、F2、F3分别表示按此3 个表达式计算得出的不同区县所产猕猴桃果实品质指标在第1、第2、第3 主成分中的得分。重庆市不同区县所产猕猴桃果实品质的主成分分析3D 得分图如图1所示，其主成分得分及排序情况见表5。图1直观地反映了重庆市不同区县所产猕猴桃果实品质得分值的分布情况。从图1中可以看出，所有区县都位于95%的置信椭圆内，在第1 主成分—第2 主成分、第1 主成分—第3 主成分和第2 主成分—第3 主成分的坐标平面上投影的坐标值越大，其对应的果实品质就越好。从表5中可以看出，以第1 主成分进行排序，黔江区、酉阳县、彭水县、武隆区、奉节县、城口县所产猕猴桃果实品质的得分均较高；以第2 主成分进行排序，南川区、奉节县、黔江区、万州区、永川区所产猕猴桃果实品质的得分均较高；以第3 主成分进行排序，万盛区、奉节县、彭水县、酉阳县、万州区、永川区所产猕猴桃果实品质的得分均较高。由于主成分分析过程中各个主成分的方差贡献率是递减的，故在对果实品质的综合评价中还需考虑主成分的贡献率。因此，以各主成分方差贡献率为权重，利用式（3）计算重庆市不同区县所产猕猴桃果实品质指标的综合得分，计算结果表明，该市不同区县所产猕猴桃果实品质的主成分综合得分从高到低依次为：黔江区、奉节县、酉阳县、彭水县、武隆区、万盛区、南川区、城口县、万州区、永川区、开州区、江津区。

图1 主成分分析的3D 得分图Fig.1 3D (three dimensional) score map of principal component analysis (PCA)

表5 不同区县所产猕猴桃果实品质指标的主成分得分及排序Table 5 Principal component score and ranking of fruit quality indicators of kiwifruit in different districts and counties

3 讨 论

‘红阳’猕猴桃作为世界上首个红肉型新品种，其肉质好、风味佳、效益高，在重庆市各区县广为种植，但受种植地的海拔、气候、积温、降雨量、土壤质地等因素的影响，其果实品质会出现明显差异[20-21]。随着重庆市猕猴桃种植面积的逐年扩大，消费者对其果实品质的要求越来越高，猕猴桃种植过程中区域布局不合理、生产水平参差不齐、盲目跟风等问题日渐严重。马云等[22]采用主成分分析法评价了不同品种软枣猕猴桃的外观品质和营养成分；刘科鹏等[19]采用主成分分析法揭示了奉新县15 个园地‘金魁’猕猴桃果实品质之间的差异。以上文献主要集中于不同品种猕猴桃营养成分的品质分析和评价研究，而对‘红阳’猕猴桃的研究较少，更未见到有关不同种植区域该品种果实品质综合评价的研究报道。因此，本研究运用主成分分析法对其果实品质性状进行分析比较，筛选出适宜种植‘红阳’猕猴桃的区县，研究结果能为重庆市猕猴桃种植布局的合理规划提供技术支撑。

有关香梨[12]、柑橘[13]、樱桃[17]等果树的研究结果表明，果实品质在很大程度上取决于果实中所含糖酸的种类和数量，它们既是水果中重要的基础物质，又是重要的风味物质。‘红阳’猕猴桃之所以香甜清爽，果味浓，主要原因是其糖分含量高而酸含量低。有关研究结果表明，可溶性糖、可滴定酸、固酸比、糖酸比都是评价水果风味口感的重要指标。本研究通过主成分分析，将上述品质指标进行了综合简化和线性组合，根据主成分分析结果，前3 个主成分包含了果实所有品质指标的信息。黔江区是主成分综合得分最高的区县，该地区地处武陵山区腹地，属中亚热带湿润性季风性气候，年平均温度在15.7 ℃左右，年平均日照时数为1 075.7 h，昼夜温差大，光照充足，非常有利于猕猴桃果实糖分、干物质的积累以及营养物质的转运，故生产的‘红阳’猕猴桃含糖量高、口感好、品质优，具有较大的推广潜力。供试猕猴桃样品的果园管理水平基本一致，但影响猕猴桃品质的因素较多，除了不同种植地区的气候、海拔、土壤条件等因素之外，不同年份种植的果实品质也会存在差异，所以应增加不同年份的供试样品，以使研究结果更具科学性和准确性。

4 结 论

果实品质综合评价对于重庆市‘红阳’猕猴桃的种植规划具有重要意义。本研究首先通过隶属函数对原始数据进行归一化处理，然后采用主成分分析法筛选了果实品质评价的新变量，计算了重庆市12 个区县所产‘红阳’猕猴桃果实品质指标在各主成分上的得分值，并绘制了主成分分析的3D 得分图。各区县所产‘红阳’猕猴桃果实品质主成分综合得分的高低顺序为：黔江区＞奉节县＞酉阳县＞彭水县＞武隆区＞万盛区＞南川区＞城口县＞万州区＞永川区＞开州区＞江津区。其中，黔江区、奉节县、酉阳县、彭水县所产果实品质均优良，武隆区、万盛区、南川区所产果实品质均为中等，城口县、万州区、永川区、开州区、江津区所产果实品质均较差。黔江区是重庆市最适宜种植‘红阳’猕猴桃的区县，该区所产果实风味好、口感佳、品质优，建议发展壮大种植规模，形成特色优势产业。