基于主成分分析的高丛蓝莓品种果实品质综合评价.pdf

第 38 卷 第 22 期 农 业 工 程 学 报 Vol 38 No 22 262 2022 年 11月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov 2022 基于主成分分析的高丛蓝莓品种果实品质综合评价 乌凤章 张润梅 尹泽宇 王贺新 大连大学生命健康学院 大连 116622 摘 要 比较分析不同品种蓝莓果实品质特性 确定代表性品质指标 建立蓝莓品质综合评价体系 为蓝莓品质合理评 价和优良蓝莓品种筛选提供理论参考 以 26 个高丛蓝莓品种果实为材料 测定其 11 项品质指标 单果质量 果实横径 果实纵径 果形指数 果实硬度 可溶性固形物质量分数 可溶性糖质量分数 可滴定酸质量分数 糖酸比 维生素 C 质 量分数 花色苷质量分数 并采用主成分分析方法进行果实品质综合评价 结果表明 26 个蓝莓品种的 11 项果实品质 性状中糖酸比 可滴定酸质量分数 单果质量和花色苷质量分数的变异系数较大 其变异系数分别为 33 67 32 25 30 84 和 28 48 通过主成分分析确定单果质量 果形指数 可溶性糖质量分数 可滴定酸质量分数 维生素质量分数 和果实硬度可作为评价蓝莓果实品质的代表性指标 建立综合品质评价模型 并依据各品种的综合品质得分进行优良度 排序 得分排名前 10 位的蓝莓品种依次为 大果蓝金 莱格西 公爵 日出 维口 蓝片 早蓝 蓝丰 爱国 者 红利 研究结果为大连地区蓝莓品种合理开发和应用提供了依据 关键词 农业 果实品质 高丛蓝莓 主成分分析 品种筛选 综合评价 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2022 22 028 中图分类号 S663 9 文献标志码 A 文章编号 1002 6819 2022 22 0262 08 乌凤章 张润梅 尹泽宇 等 基于主成分分析的高丛蓝莓品种果实品质综合评价 J 农业工程学报 2022 38 22 262 269 doi 10 11975 j issn 1002 6819 2022 22 028 http www tcsae org Wu Fengzhang Zhang Runmei Yin Zeyu et al Comprehensive quality evaluation of highbush blueberry cultivars based on principal component analysis J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE 2022 38 22 262 269 in Chinese with English abstract doi 10 11975 j issn 1002 6819 2022 22 028 http www tcsae org 0 引 言 蓝莓 Vaccinium spp 为杜鹃花科越橘属植物 是 一种小浆果类果树 因其对人体健康的各种益处 独特 的口感和营养价值而备受推崇 尤其是蓝莓含有大量的 酚类化合物 包括花青素 黄酮醇 绿原酸和原花青素 已被证明具有多种生物活性 能够抗某些人类癌症 调 节血糖水平 降低器官氧化应激和调节炎症反应 1 4 此外 有改善儿童认知能力 5 并调节肠道菌群组成的迹象 6 由于这些潜在的健康益处 人们对蓝莓的需求越来越大 对其品质的要求越来越高 截至 2020 年底 中国蓝莓种 植面积为 6 64 万 hm 2 总产量为 34 72 万 t 其中辽宁省种 植面积为 7 800 hm 2 居全国第二位 产量为 3 5 万 t 居 全国第四位 7 大连市蓝莓种植面积为 4 000 hm 2 8 随着蓝莓产量的增加和消费者对蓝莓品质要求的提 高 蓝莓果实品质不仅包括果实大小 可溶性固形物含 量 可滴定酸含量和果实硬度 还包括花色苷和维生素 C 等抗氧化物质含量 9 10 果实品质是决定市场竞争力的重 要因素 而果实品质评价是筛选优良品种的重要依据 研究表明 蓝莓果实品质性状变异主要来源于基因型 此外 还会受到气候 生长季节 土壤质量 成熟度的 收稿日期 2022 07 30 修订日期 2022 10 11 基金项目 辽宁省教育厅面上项目 LJKZ1194 作者简介 乌凤章 博士 副教授 正高级工程师 研究方向为果树栽培与 育种 Email wfz1965 影响 11 是基因型及其生长环境综合作用的结果 12 因 此评价特定环境条件下蓝莓品种果实品质对于当地蓝莓 栽培品种选择与栽培管理具有重要意义 主成分分析是一种通过考察多个变量之间的相关性 利用线性变化将多个变量简化为少数综合变量的统计分 析方法 13 前人使用主成分分析法对樱桃 14 杨梅 15 桃 16 等水果的品质进行了综合评价 目前有关不同地区 蓝莓品种果实品质研究较多 17 19 其中一些研究采用主 成分分析方法对蓝莓果实品质进行了综合评价 研究表 明栽植在东京都府中市的兔眼蓝莓品种与北方高丛蓝莓 和南方高丛蓝莓品种在生长和果实质量方面存在较大差 异 20 刘丙花等对山东地区栽种的 22 个蓝莓品种果实品 质进行了综合评价 21 陈昌琳等研究认为 在四川地区 南方高丛蓝莓 春高 及 法新 综合品质优于其他 4 个品种 22 目前蓝莓品质综合评价研究所涉及的品种和 地区较少 选择指标侧重点有所不同 关于大连地区引 种蓝莓品种果实品质的综合评价研究极少 仅见张佳对 大连地区栽植的 蓝金 伯克利 和 北陆 果实品 质综合评价的报道 23 因此本研究以大连地区引种的 26 个高丛蓝莓品种为试材 对单果质量 果实横径 纵径 果形指数 果实硬度 可溶性固形物含量 可溶性糖含 量 可滴定酸含量 糖酸比 维生素 C 含量 花色苷含 量等 11 项品质指标进行系统研究 通过主成分分析方法 建立蓝莓品质综合评价体系 确定代表性品质评价指标 以期为蓝莓果实品质评价提供理论参考 第 22 期 乌凤章 基于主成分分析的高丛蓝莓品种果实品质综合评价 263 1 材料与方法 1 1 试验材料 供试的 26 个高丛蓝莓品种由日本引进 其中 奥尼 尔 和 海岸 为南方高丛蓝莓 圣云 和 北空 为半高丛蓝莓 其余品种为北方高丛蓝莓 栽植株行距 为 1 5 m 2 0 m 栽植于大连市金普新区大连大学农业试 验基地 试验地位于辽东半岛南端 中纬度的大陆东岸 属暖温带大陆性季风气候 海洋影响明显 夏季无酷暑 冬季无严寒 年平均气温为 8 4 10 5 大于 10 积 温为 3 300 3 700 无霜期为 183 5 d 年日照时数为 2 500 2 800 h 年太阳总辐射量为 543 92 596 64 kJ cm 2 年降水量为 600 790 mm 种植基地地势平坦 土壤为 棕壤 pH 值为 7 0 栽植前进行了土壤改良 以园土 草炭土 1 1 混合后 再按 1 2 kg m 3 的施用量添加硫磺 粉 使 pH 值维持在 4 0 5 5 整个试验地管理条件和气 候都相同 保证果实品质性状差异主要来源于品种间差 异 对于不同蓝莓品种 为保证收获时果实成熟阶段的 一致性 在植株 30 40 的果实成熟时 选择生长健壮 长势均匀 具有代表性的 5 个植株 从东南西北 4 个方 向选取果实大小一致 果实面完全着均匀蓝色 无病虫 伤害的果实分别进行采收后分装 每个蓝莓品种每株随 机取样 100 个果实 每个样本设 3 次重复 所有果实均于 收获当日运至实验室进行形态指标测定 清洗后用液氮快 速冷冻 保存于 80 C 超低温冰箱中备用 1 2 主要仪器 主要仪器包括 1 1000 的 CL 小量程精密天平 GL323 1SCN 上海亚津电子科技有限公司 数显卡 尺 量程 0 200 mm 精度 0 02 mm 上海美耐特有 限公司 CNT65 手持数显糖度计 杭州陆恒生物科技 有限公司 UV 8000 型紫外可见分光光度计 上海元 析仪器有限公司 808 Titrando 全自动电位滴定仪 瑞 士 Metrohm 公司 FT 7 型软水果硬度无损伤检测仪 北 京阳光亿事达科技有限公司 1 3 试验方法 1 平均单果质量 采用直接称量法 每次称量 10 个果实 计算平均单果质量 重复 5 次 取平均值 2 纵径 横径和果形指数测定 使用游标卡尺测定 果实纵径与横径 果形指数计算公式 果形指数 果实纵 径 果实横径 3 果实硬度测定 使用 FT 7 型软水果硬度无损伤 检测仪测定 4 可溶性固形物含量 使用手持数显糖度计进行 测定 5 可溶性糖 以葡萄糖计 含量 采用葱酮比色 法 24 测定 6 可滴定酸含量及糖酸比 采用指示剂滴定法测 定 25 测定 糖酸比用可溶性糖与可滴定酸含量之比表示 7 维生素 C 测定 采用 2 6 二氯靛酚滴定法测定 26 8 花色苷含量测定 称量 5g 破碎的蓝莓浆 与 pH 值为 3 0 的 60 的乙醇溶液按 1 g 20 mL 的比例混合均 匀 在 40 下浓缩 得到蓝色粘稠粗提液 采用 pH 示 差法测定花色苷质量分数 27 每个样品重复 3 次 取平 均值 花色苷含量计算见式 1 和 2 A A 520 A 700 pH1 0 A 520 A 700 pH4 5 1 花色苷质量分数 mg 100 g A MW N V 100 L m 2 式中 A 为吸光度 MW 为花色苷摩尔质量 449 2 g mol 为矢车菊 3 葡萄糖苷摩尔消光系数 26 900 L mol cm N 为稀释倍数 V 为提取液总体积 mL L 为比色杯宽 度 1 cm m 为试样质量 g 1 3 数据处理 数据采用 SPSS 22 0 软件进行方差分析和主成分分 析 结果用平均值 标准误表示 2 结果与分析 2 1 不同品种蓝莓的品质指标比较 不同品种蓝莓单果质量范围约为 0 82 3 14 g 平均 值为 2 14 g 变异系数为 30 84 果实横径范围约为 11 34 20 74 mm 平均值为 15 88 mm 变异系数为 15 25 果实纵径范围约为 9 77 16 12 mm 平均值为 12 28 mm 变异系数为 12 70 见表 1 方差分析表 明各品种间单果质量 果实横径和果实纵径均有差异 其中 莱格西 单果质量最高 为 3 14 g 其次为 蓝片 塞拉 果实横径最大 为 20 74 mm 其次为 蓝片 蓝片 果实纵径最大 为 16 12 mm 其次为 莱格西 米德 单果质量 果实横径和果实纵径均最低 分别为 0 82 g 11 34 mm 和 9 77 mm 不同品种蓝莓果形指数范围约为 0 91 0 64 见 表 1 平均值为 0 78 变异系数为 8 97 说明蓝莓品 种间果形指数差异较小 方差分析表明 各品种间果形 指数存在差异 其中 早蓝 最大 为 0 91 其次为 海 岸 塞拉 最小为 0 64 不同品种蓝莓硬度范围约为 109 9 155 4 g mm 见表 1 平均值为 136 75 g mm 变异系数为 11 75 方差分析表明 各品种间硬度存在差异 圣云 蓝莓 硬度最高 为 155 4 g mm 其次为 艾克塔 维口 硬度最低 为 109 9 g mm 不同品种可溶性固形物质量分数范围约为 6 93 12 73 见表 1 平均值为 9 78 变异系数 16 87 方差分析表明 各品种间可溶性固形物质量分数存在差 异 早蓝 可溶性固形物质量分数最高 为 12 73 除与 公爵 和 大果蓝金 无明显差异外 与其他蓝 莓品种有显著差异 P 0 05 海岸 可溶性固形物质 量分数最低 为 6 93 不同品种蓝莓可溶性糖质量分数范围约为 5 36 9 22 见表 1 平均值为 7 30 变异系数为 19 86 方差分析表明 各品种间可溶性糖质量分数存在差异 早蓝 可溶性糖质量分数最高 为 9 22 其次为 公 爵 赛拉 可溶性糖质量分数最低 为 5 36 不同品种蓝莓可滴定酸质量分数范围约为 0 37 1 21 见表 1 平均值为 0 62 变异系数为 32 25 农业工程学报 http www tcsae org 2022 年 264 表 1 26 个蓝莓品种果实品质指标 Table 1 Fruit quality indexes of 26 blueberry cultivars 品种 Variety 单果质量 Single fruit weight g 横径 Fruit diameter mm 纵径 Longitudinal diameter mm 果形指数 Fruit shape index 果实硬度 Fruit firmness g mm 可溶性固形 物质量分数 Soluble solids mass fraction 可溶性糖 质量分数 Soluble sugar mass fraction 可滴定酸 质量分数 Titratable acid mass fraction 糖酸比 Sugar acid ratio 维生素 C 质量分数 Vitamin C mass fraction mg 100g 花色苷质量分数 Anthocyanin mass fraction mg 100g 圣云 St Cloud 1 65 0 13ijk 14 21 0 30ijkl 11 14 0 64fgh 0 78 0 02defg 155 4 8 8a 8 43 0 47h 6 13 0 31ijkl 0 48 0 01l 12 77 0 93defg 13 41 0 71efg 198 45 5 35gh 北空 Northsky 1 07 0 10lm 12 47 0 28mn 10 23 0 48gh 0 82 0 02cd 130 3 4 6cdefgh 9 43 0 37fgh 6 78 0 37ghijkl 0 57 0 02hij 11 89 0 79fghij 14 74 0 78bc 164 56 4 61kl 艾克塔 Echota 2 61 0 17cde 17 74 0 67bcd 12 82 0 87bcdef 0 72 0 02hij 152 6 7 1a 8 93 0 35gh 6 53 0 30hijkl 0 62 0 02fg 10 53 0 72ghijk 13 56 0 71def 186 45 5 83hi 钱德勒 Chandler 1 88 0 13hij 15 19 0 38ghij 11 31 0 65efgh 0 74 0 01ghi 152 2 9 3ab 8 42 0 29h 5 46 0 19kl 1 21 0 04a 4 51 0 41l 13 32 0 61efgh 123 21 2 17o 公爵 Duke 2 87 0 14abcd 16 51 0 61defg 13 10 0 79bcde 0 79 0 01de 148 9 8 1abc 12 12 0 57ab 9 14 0 39ab 0 93 0 02b 9 83 0 50jk 12 81 0 64fghi 148 62 3 48lmn 米德 Meader 0 82 0 08m 11 34 0 30n 9 77 0 46h 0 86 0 02bc 148 7 7 9abc 10 23 0 37def 7 41 0 49defghi 0 60 0 02gh 12 35 0 84efghi 11 68 0 57ik 135 93 4 16 mno 达柔 Darrow 2 36 0 11efg 16 53 0 57defg 12 58 0 72bcdef 0 76 0 01efgh 147 2 7 9abcd 9 93 0 41efg 7 18 0 50efghi 0 52 0 01k 13 81 0 88cdef 9 81 0 48l 133 66 5 02no 克瑞顿 Croaton 1 94 0 16hi 14 68 0 41hijk 11 94 0 50cdefg 0 81 0 02d 146 0 7 7abcd 9 53 0 47fgh 7 15 0 52efghi 0 56 0 02ij 12 77 0 84defg 11 64 0 51ik 286 33 8 63c 早蓝 Earliblue 1 50 0 14jk 12 89 0 26lm 11 73 0 66defg 0 91 0 02a 145 5 11 9abcd 12 73 0 62a 9 22 0 90a 0 38 0 01n 24 26 1 21a 16 61 0 94a 308 44 8 99b 陶柔 Toro 1 32 0 11li 13 63 0 29lklm 11 02 0 50fgh 0 81 0 03d 143 5 11 6abcde 10 43 0 44cdef 7 71 0 53cdefgh 0 48 0 01l 16 06 1 29c 12 10 0 67ij 162 34 4 42kl 日出 Sunrise 2 56 0 17edf 17 60 0 59bcde 12 37 0 44bcdef 0 70 0 02ijk 143 4 10 5abcde 11 43 0 51bc 8 67 0 91abcd 0 86 0 03c 10 08 0 63ijk 13 42 0 60efg 258 06 7 59d 蓝鸟 Bluejay 1 99 0 17ghi 15 09 0 32ghij 13 28 0 80bcd 0 88 0 02ab 139 4 9 0abcde 9 43 0 23fgh 6 88 0 39ghijk 0 58 0 02hi 11 86 0 81fghij 15 42 0 87b 151 63 2 62klm 迪克西 Dixi 1 60 0 13ijk 13 94 0 29jkl 11 03 0 49fgh 0 79 0 01de 139 1 7 9abcde 8 93 0 30gh 6 74 0 39ghijkl 0 74 0 03d 9 11 0 61k 11 69 0 52ik 225 81 5 62ef 赛拉 Sierra 2 88 0 12abcd 20 74 0 37a 13 24 0 63bcd 0 64 0 01l 137 7 8 3abcdef 7 10 0 18i 5 36 0 17l 0 37 0 01n 14 49 1 14cde 10 71 0 39kl 188 18 4 66hi 红利 Bonus 1 87 0 12hij 15 43 0 54ghi 12 18 0 51cdef 0 79 0 02def 137 5 7 5abcdef 10 43 0 46cdef 7 78 0 59bcdefgh 0 54 0 02jk 14 41 1 05cde 10 44 0 47l 210 13 5 84fg 维口 Weymouth 1 82 0 14hij 18 73 0 71b 12 37 0 42bcdef 0 66 0 01kl 109 9 2 7h 11 40 0 56bcd 8 34 0 80abcdef 0 40 0 01mn 20 85 1 25b 16 91 0 97a 264 77 7 27d 纳尔逊 Nelson 2 59 0 14cde 17 32 0 49cdef 12 00 0 45cdefg 0 69 0 02jk 130 9 6 4bcdefgh 8 93 0 24gh 6 77 0 41ghijkl 0 54 0 01jk 12 54 0 89efghi 11 87 0 64ij 253 24 6 92d 伯克利 Berkeley 2 59 0 17cde 16 24 0 58efg 12 16 0 74cdef 0 75 0 02efgh 130 4 6 5cdefgh 8 43 0 30h 7 02 0 43fghij 0 59 0 02ghi 11 90 0 81fghij 12 44 0 57ghij 125 45 2 81o 爱国者 Patriot 2 19 0 12fgh 16 11 0 52fgh 12 24 0 60cdef 0 76 0 02efgh 126 0 3 4defgh 10 43 0 40cdef 8 02 0 68abcdefg 0 94 0 03b 8 53 0 55k 13 92 0 54cde 166 23 4 79jk 蓝光 Blueray 1 86 0 12hij 15 18 0 39ghij 12 04 0 47cdefg 0 79 0 02de 122 8 2 4defgh 7 13 0 19i 5 71 0 20jkl 0 65 0 02f 8 78 0 58k 14 61 0 81bcd 226 65 6 05e 蓝片 Bluechip 3 05 0 13ab 18 82 0 83b 16 12 0 87a 0 86 0 02bc 117 2 3 6fgh 8 93 0 18gh 7 06 0 53fghij 0 56 0 02ij 12 61 0 92efgh 15 13 0 92b 184 31 4 62hi 海岸 Gulfcoast 2 11 0 12gh 15 17 0 36ghij 13 62 0 85bc 0 90 0 03ab 115 3 4 3gh 6 93 0 32i 5 68 0 25jkl 0 68 0 04e 8 35 0 46k 7 69 0 58m 198 36 4 93gh 奥尼尔 O Neal 1 5 0 13jk 13 58 0 34klm 11 83 0 59cdefg 0 87 0 03b 135 9 7 3abcdefg 10 60 0 58cdef 8 21 0 71abcdef 0 42 0 01m 19 55 1 42b 12 08 0 51ij 185 45 4 70hi 蓝丰 Bluecrop 2 71 0 18bcde 16 22 0 74efg 12 30 0 64bcdef 0 76 0 01efgh 127 2 4 5defgh 10 81 0 48cde 8 34 0 31abcdef 0 57 0 02hij 14 63 0 70cde 12 29 0 53ghij 181 75 4 16ij 大果蓝金 Big bluegold 2 98 0 17abc 18 54 0 62bc 12 80 0 92bcdef 0 69 0 02jk 130 2 4 6cdefgh 12 04 0 50ab 8 92 0 43abc 0 88 0 02c 10 14 0 67hijk 11 6 0 44ik 337 78 9 38a 莱格西 Legacy 3 14 0 14a 18 57 0 70bc 14 12 0 90b 0 76 0 01efgh 142 2 11 2abcde 11 21 0 57bcd 8 53 0 31abcde 0 56 0 01ij 15 23 0 76cd 13 83 0 90def 263 22 7 25d 平均值 Average value 2 14 15 88 12 28 0 78 136 75 9 78 7 30 0 62 12 77 12 84 202 65 标准差 Standard deviation 0 66 2 33 1 56 0 07 16 07 1 65 1 45 0 2 4 3 2 12 57 72 变异系数 Variation coefficient 30 84 15 25 12 70 8 97 11 75 16 87 19 86 32 25 33 67 16 51 28 48 注 同列数据后不同英文小写字母表示试验材料在 P 0 05 水平上的差异显著性 Note After the same data different english lowercase letters indicate significant difference in P 0 05 level between test materials 根据方差分析 各品种间可滴定酸质量分数存在差异 钱德勒 可滴定酸质量分数显著高于其他蓝莓品种 P 0 05 其次为 爱国者 赛拉 可滴定酸质量 分数最低 为 0 37 第 22 期 乌凤章 基于主成分分析的高丛蓝莓品种果实品质综合评价 265 不同品种蓝莓糖酸比约在 4 51 24 26 见表 1 平均值为 12 77 变异系数为 33 67 方差分析表明 各 品种间糖酸比存在差异 早蓝 糖酸比最高 为 24 26 与其他蓝莓品种有显著差异 P 0 05 其次是 维口 钱德勒 蓝莓糖酸比最低 为 4 51 不同品种蓝莓维生素 C 质量分数范围约为 7 69 16 91 mg 100 g 见表 1 平均值为 12 84 mg 100 g 变 异系数为 16 51 方差分析表明 各品种间维生素质量 分数存在差异 维口 和 早蓝 维生素 C 质量分数 分别为 16 91 mg 100 g 和 16 61 mg 100 g 两者差异不显 著 但明显高于其他蓝莓品种 P 0 05 海岸 维生 素 C 质量分数最低 为 7 69 mg 100 g 不同品种蓝莓花色苷质量分数范围约为 123 21 337 78 mg 100 g 见表 1 平均值为 202 65 mg 100 g 变异系数 28 48 方差分析表明 各品种间花色苷质量分数 存在差异 大果蓝金 花色苷质量分数最高 约为 337 78 mg 100 g 与其他品种差异显著 P 0 05 其次为 早 蓝 钱德勒 花色苷质量分数最低 为 123 21 mg 100 g 2 2 主成分分析 主成分分析是利用降维思想 将多个指标转化为少数 综合指标的统计方法 这些综合指标保留了原指标的大部 分信息 而且相互之间不相关 13 对蓝莓果实横径 纵径 果形指数 硬度 可溶性固形物含量 可溶性糖含量 可 滴定酸含量 糖酸比 维生素 C 含量 花色苷含量 11 个 指标进行主成分分析 得到相关矩阵的特征值 方差贡献 率 主成分载荷矩阵 结果如表 2 所示 前 4 个主成分的 累计方差贡献率达 78 19 且其特征根值均大于 1 包含 了蓝莓果实品质性状的大部分信息 第 1 主成分贡献率为 28 05 主要由果实横径 单果质量 果实纵径 3 个因子 决定 主要反映果实大小 第 2 主成分的贡献率为 25 89 由可溶性固形物质量分数 可溶性糖质量分数 糖酸比 花色苷质量分数和维生素 C 质量分数 5 个因子决定 主要 反映甜味和营养品质 第 3 主成分的贡献率为 14 73 由 可滴定酸质量分数和果实硬度 2 个因素决定 主要反映果 实酸度和硬度 第 4 主成分的贡献率为 9 52 主要由果 形指数决定 主要反映果实形状 在果实大小 3 个主要因子中 单果质量能更客观地 反映果实大小 作为代替指标使用 在甜味和营养品质 5 个主要因子中 可以使用可溶性含糖量质量分数和花色 苷质量分数分别代替甜味指标和营养品质指标 因此 可用单果质量 果形指数 可溶性糖质量分数 可滴定 酸质量分数 花色苷质量分数含量和果实硬度分别代表 果实大小 形态 甜味 酸味 营养指标和质地指标 2 3 26 个蓝莓品种的果实品质性状的综合评价 为了消除不同单位和数据维度的影响 需要对各品 质指标原始数据进行标准化处理 转化成均值为 0 标准 差为 1 的无量纲数据 根据标准化后的各指标与因子载 荷矩阵计算各主成分得分 公式如下 F 1 0 30Z 1 0 31Z 2 0 26Z 3 0 20Z 4 0 12Z 5 0 02Z 6 0 05Z 7 0 04Z 8 0 03Z 9 0 07Z 10 0 11Z 11 3 F 2 0 04Z 1 0 01Z 2 0 01Z 3 0 05Z 4 0 02Z 5 0 29Z 6 0 29Z 7 0 15Z 8 0 29Z 9 0 17Z 10 0 19Z 11 4 F 3 0 07Z 1 0 04Z 2 0 16Z 3 0 14Z 4 0 31Z 5 0 31Z 6 0 25Z 7 0 49Z 8 0 27Z 9 0 01Z 10 0 01Z 11 5 F 4 0 07Z 1 0 15Z 2 0 43Z 3 0 64Z 4 0 34Z 5 0 07Z 6 0 15Z 7 0 28Z 8 0 18Z 9 0 20Z 10 0 22Z 11 6 式中 Z 1 Z 2 Z 3 Z 4 Z 5 Z 6 Z 7 Z 8 Z 9 Z 10 和 Z 11 分 别为单果质量 果实横径 果实纵径 果形指数 果实 硬度 可溶性固形物质量分数 可溶性糖质量分数 可 滴定酸质量分数 糖酸比 维生素 C 质量分数和花色苷 质量分数的标准化值 F 1 F 2 F 3 和 F 4 分别为各蓝莓品 种主成分 1 主成分 2 主成分 3 和主成分 4 的得分值 表 2 蓝莓果实品质指标的主成分分析 Table 2 Principal component analysis of fruit quality of blueberries 主成分 Principal components 品质指标 Quality index F 1 F 2 F 3 F 4 单果质量 Fruit weight 0 93 0 10 0 11 0 07 果实横径 Fruit diameter 0 97 0 07 0 07 0 20 果实纵径 Fruit longitudinal diameter 0 79 0 02 0 26 0 45 果形指数 Fruit shape inder 0 60 0 14 0 22 0 67 果实硬度 Fruit firmness 0 37 0 05 0 51 0 35 可溶性固形物 Soluble solids 0 06 0 84 0 50 0 08 可溶性糖 Soluble sugar 0 15 0 84 411 0 16 可滴定酸 Titratable acid 0 12 0 44 0 79 0 29 糖酸比 Sugar acid ratio 0 09 0 83 0 44 0 19 维生素 C Vitamin C 0 02 0 49 0 01 0 21 花色苷 Anthocyanin 0 34 0 54 0 01 023 特征根 Characteristic root 3 09 2 85 1 62 1 05 贡献率 Contribution rate 28 05 25 89 14 73 9 52 累计方差贡献率 Cumulative variance contribution rate 28 05 53 94 68 67 78 19 通过主成分分析 计算前 4 个主成分的得分 以每 个主成分所对应的特征值占所提取主成分的特征值之和 的比例为权重 主成分的得分与相应权重乘积的累加建 立果实品质综合得分 F z 的数学模型 F z 0 36F 1 0 33F 2 0 19F 3 0 12F 4 7 利用该模型计算不同品种蓝莓果实品质综合得分 并根据果实品质性状的综合得分进行优良度排序 结果 如表 4 所示 果实品质综合得分越高 说明该蓝莓品种 的综合品质越好 从表 4 可以看出 综合得分列前十位 的依次是 大果蓝金 莱格西 公爵 日出 维口 蓝片 早蓝 蓝丰 爱国者 和 红利 在第 1 主 成分中 大果蓝金 蓝片 莱格西 塞拉 和 维 口 得分排在前五 在第 2 主成分中 早蓝 维口 奥 尼尔 莱格西 和 大果蓝金 排在前五位 在第 3 主 成分中 公爵 钱德勒 日出 大果蓝金 和 爱 国者 得分位列前五 在第 4 主成分中 蓝片 海岸 蓝鸟 公爵 和 爱国者 得分排在前五位 综合得 分位于前面的 5 个品种中 大果蓝金 莱格西 和 日 出 的第 1 主成分和第 2 主成分得分值均排在前列 果 实较大 风味佳 营养品质好 大果蓝金 第 3 主成分 农业工程学报 http www tcsae org 2022 年 266 得分值排在较前位置 硬度较高 酸度较高 莱格西 第 3 主成分得分值排在第九位 日出 第 3 主成分得 分值排在第三位 二者硬度和果实酸度均较高 公爵 第 1 主成分和第 2 主成分得分分别排在第九和第十位 果实中等大小 风味较好 营养品质较好 公爵 第 3 主成分和第 4 主成分得分排在靠前位置 硬度高 果实 酸度较高 果实形态好 维口 第 1 主成分和第 2 主 成分得分处于靠前位置 果实大 风味及营养品质指标 良好 但第 3 主成分和第 4 主成分得分排在靠后位置 硬度差 果实酸度低 果实形态差 表 3 26 个蓝莓品种果实品质的各主成分得分和综合评价 Table 3 Principal component scores and comprehensive evaluation of 26 blueberry cultivars F 1 F 2 F 3 F 4 综合评价 Comprehensive evaluation 品种 Varieties 得分 Score 排序 Sort 得分 Score 排序 Sort 得分 Score 排序 Sort 得分 Score 排序 Sort 得分 Score 排序 Sort 圣云 St Cloud 0 78 21 0 39 19 0 28 15 1 21 24 0 68 25 北空 Northsky 1 60 25 0 05 13 0 29 16 0 15 10 0 60 23 艾克塔 Echota 0 71 8 0 63 21 0 26 8 0 80 23 0 06 11 钱德勒 Chandler 0 54 19 2 01 26 1 88 2 0 10 12 0 49 21 公爵 Duke 0 35 9 0 22 10 2 07 1 1 16 4 0 80 3 米德 Meader 2 25 26 0 05 12 0 50 6 0 16 14 0 74 26 达柔 Darrow 0 18 13 0 39 18 0 05 12 0 63 21 0 20 16 克瑞顿 Croaton 0 31 17 0 16 11 0 03 11 0 61 20 0 16 15 早蓝 Earliblue 1 21 23 2 84 1 0 30 17 0 38 6 0 55 7 陶柔 Toro 1 19 24 0 46 7 0 12 14 0 46 19 0 36 18 日出 Sunrise 0 72 6 0 41 8 1 70 22 0 38 18 0 72 4 蓝鸟 Bluejay 0 38 18 0 09 15 0 45 20 1 52 3 0 07 12 迪克西 Dixi 0 78 20 0 62 20 0 39 16 0 33 17 0 45 20 赛拉 Sierra 1 77 4 1 12 24 1 56 26 2 17 26 0 43 19 红利 Bonus 0 23 16 0 27 9 0 10 13 0 33 15 0 05 10 维口 Weymouth 0 70 5 1 78 2 1 08 23 0 80 22 0 63 5 纳尔逊 Nelson 0 80 7 0 26 16 0 42 19 1 29 25 0 07 13 伯克利 Berkeley 0 28 12 0 70 22 0 41 18 0 02 13 0 23 17 爱国者 Patriot 0 06 11 0 28 17 1 11 24 1 08 5 0 35 9 蓝光 Blueray 0 14 15 0 94 23 0 93 22 0 35 7 0 51 22 蓝片 Bluechip 1 54 2 0 09 14 1 46 2