基于主成分分析法的灵武地区杏品种果实品质综合评价

雪文晶 王玉 黄雪莲 虎志军 田海燕

摘 要：为了给宁夏灵武地区杏品种良种选择和推广种植提供科学依据，对宁夏灵武园艺试验场宁夏名优经济林树种种质资源库收集保存的杏品种金太阳杏、红太阳杏、银白杏、丰园红杏、口外杏、大黄杏、华县大接杏、临香白杏果实品质进行综合评价，基于主成分分析法，对单果质量、果实纵横径等10个指标进行综合评价，综合品质排名结果依次为：大黄杏>华县大接杏>丰园红杏>临香白>金太阳杏>红太阳杏>银白杏>口外杏。

关键词：灵武地区；杏品种；果实品质；主成分分析

杏为蔷薇科（Rosaceae）杏属（Armeniaca）植物，原产中国，种质资源极为丰富，有1400多个品种。此前，杏品种的评价以打分法为主，受人主观意识影响较大，某种程度上制约了品种评价与筛选的准确度。主成分分析法是一种降维处理技术，可以将多个变量综合为少数几个综合性变量，较为全面地概括各性状的综合表现[1]，在种质资源评价中具有理论和实际意义。

杏果实成熟早，具有独特的香气（图1），在世界各地广泛栽培[2]，是世界性时令水果之一，在初夏水果市场上占有重要位置。该试验通过对宁夏名优经济林树种种质资源库收集保存的8个杏品种的多个性状进行主成分分析，从而对8个杏品种进行科学全面评价，为宁夏灵武地区的良种选择和推广种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为宁夏名优经济林树种种质资源库收集保存的8个杏品种，分别为金太阳杏、红太阳杏、银白杏、丰园红杏、口外杏、大黄杏、华县大接杏、临香白杏（图2）。

1.2 试验方法及数据处理方法

采取成熟度一致的果实进行指标测定，每个品种随机采集 5个果实进行测定，测定项目和方法如表1。对非数值型性状分别进行赋值，将非数值型性状数值化。数据整理采用 Excel 2010，数据统计分析采用 SPSS 25 软件，负向指标取相反值。主成分分析是在标准化矩阵的基础上求取特征性状的相关系数，由相关系数计算特征值及特征向量，在选取主成分数量时，按照特征值>1 的标准进行保留。主成分分析的性状特征向量、特征根、贡献率以及累积贡献率由 SPSS 25 分析获得。

2 结果与分析

对8个杏品种的单果质量、纵横径、可溶性固形物含量、总酸含量及维生素C含量进行数据测定并整理统计，对果形指数及固酸比进行计算，对果肉质地进行赋值（表2）。

对 8 个杏品种 10 个性状指标（表2）进行主成分分析，按照初始特征值>1 ，累积方差贡献率>85%的标准选取主成分，选取到前3个主成分，在第 1 主成分中，初始特征值为3.621，方差贡献率为 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为 3.15，方差贡献率是31.498%，代表了全部性状信息的31.498%，仅次于第 1 主成分；第 3 主成分的初始特征值是1.901，方差贡献率是 19.011%。前3个主成分的累积贡献率是 86.72%，能反映全部指标的大部分信息。因此可以选取前 3个主成分作为杏性状选择的综合指标（表3）。

以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重计算主成分综合评价，F=0.418 F1+0.363F2+0.219F3。综合排名依次为为：大黄杏（45.522）>华县大接杏（35.574）>丰园紅杏（33.423）>临香白（33.052）>金太阳杏（31.241）>红太阳杏（30.263）>银白杏（29.231）>口外杏（21.062）（表 6）。

3 讨论与结论

3.1 讨论

对水果各品种客观、准确的评价是水果优良品种大面积推广的重要基础。过去，人们常用人工打分法对水果品种进行评价，不仅效率低而且存在较强的主观性，不同的人对水果外观品质及口感等感受不同[3]。主成分分析法是一种较为客观的评价分析方法，通过降维，将原来多个变量归结为几个综合变量，是一种系统的统计学方法，可以全面的评价性状的综合表现[4]。

相关研究表明，主成分分析时累积方差贡献率达到 80% 以上时即具有较强代表性[5]。本研究表明，在构成主成分的信息中提取出 3个性状成分，累积贡献率达到86.72%，能代表8个杏品种10个性状中的大部分信息，与陈雪峰等[5]的研究结果相似。通过对8个杏品种的主成分分析可以看出，10个性状在3个主成分的载荷值有明显不同，载荷值绝对值的大小代表了该性状对综合性状表现贡献率的高低。第 1 主成分中，单果质量、果实纵径、果实横径、可溶性固形物含量占有较高载荷，第 1 主成分主要反映了果实大小、果实质量、可溶性固形物含量。第 2 主成分中，总酸含量、固酸比和果肉质地占有较高载荷，反映了酸度和果肉情况。第 3 主成分中，硬度占有较高载荷，反映了果实硬度。不同的主成分代表着不同的果实性状，全面地反映了8个杏品种的信息。

3.2 结论

通过对灵武名优经济林树种种质资源库8个杏品种进行主成分分析，以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重计算主成分综合得分，综合排名依次为大黄杏（45.522）>华县大接杏（35.574）>丰园红杏（33.423）>临香白（33.052）>金太阳杏（31.241）>红太阳杏（30.263）>银白杏（29.231）>口外杏（21.062）。

参考文献

[1] 宋永宏，杨晓华，李静江，等.不同杏品种果实营养成分分析及综合评价[J].中国农学通报，2018，34（23）：65-71.

[2] 吴媛媛，尹雪松，何跃，等.辽阳地区杏品种区域适应性的初步评价[J].辽宁农业科学，2013（5）：79-80.

[3] 冯建荣，王维东，王华磊，等.新疆主要栽培杏品种制汁相关性状评价[J].果树学报，2008，25（5）：747-750.

[4] 李利民，徐麟，马凯，等.新疆主栽油杏品种综合性状评价[J].西北农业学报，2008，17（1）：278-281.

[5] 陈雪峰，刘志琨，王端，等. 早熟杏品种果实品质综合评价分析[J].分子植物育种，2022， 20（15）： 5189-5197.