基于隸屬函數(shù)法對(duì)13個(gè)花生品種品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

韓艷紅，于 沐，石彥召，楊海棠，胡延嶺，劉軟枝，李 盼，朱楨楨

（河南省鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所，鄭州 450005）

0 引言

花生是世界范圍內(nèi)廣泛種植的經(jīng)濟(jì)作物，是重要的植物油脂和蛋白質(zhì)來(lái)源[1]?；ㄉ贩N的蛋白質(zhì)、脂肪及其脂肪酸含量及組成，不僅影響其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，也關(guān)系到花生的加工用途及其制品的貨架期[2-3]。近年來(lái)，人們雖然對(duì)花生品種的綜合評(píng)價(jià)開(kāi)展了大量工作，但綜合評(píng)價(jià)花生品質(zhì)性狀的報(bào)道較少[4-6]。牟書(shū)靚等[4]對(duì)108份花生種質(zhì)資源的13個(gè)主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，劉衛(wèi)星等[5]對(duì)花生品種的產(chǎn)量性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，范小玉等[6]對(duì)黃淮海中南片小?；ㄉ饕r(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀進(jìn)行相關(guān)性及主成分分析。長(zhǎng)期以來(lái)，花生育種的主攻目標(biāo)一直是產(chǎn)量性狀，對(duì)種質(zhì)資源的品質(zhì)性狀缺乏系統(tǒng)的測(cè)定和研究[3]。孫春梅等[7]提出單一追求產(chǎn)量目標(biāo)，忽視品質(zhì)目標(biāo)已不能滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。陳婷婷等[8]認(rèn)為利用單一指標(biāo)很難準(zhǔn)確和客觀地評(píng)價(jià)花生產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的好壞。近些年，花生選育的重點(diǎn)己從追求高產(chǎn)轉(zhuǎn)變到不僅高產(chǎn)而且具有更強(qiáng)抗性和更好的品質(zhì)特性，尤其是油質(zhì)和風(fēng)味[9]。在對(duì)花生品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，只考慮某一個(gè)性狀或隨機(jī)某幾個(gè)性狀的優(yōu)劣無(wú)法對(duì)花生進(jìn)行較為全面科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)。殷冬梅等[10]利用主成分分析將與品質(zhì)密切相關(guān)的10個(gè)性狀綜合成不飽和脂肪酸、粗蛋白、粗脂肪、飽和脂肪酸4個(gè)獨(dú)立因子，這4個(gè)合并因子反映原來(lái)變量信息量的80.73%。王麗等[11]采用有監(jiān)督主成分回歸分析對(duì)花生品質(zhì)特性進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)粗脂肪含量、油亞比和不飽和脂肪酸總含量3個(gè)指標(biāo)與Y值（花生油品質(zhì)的綜合值）在0.05水平上顯著，對(duì)花生油品質(zhì)的預(yù)測(cè)達(dá)到70%。佟士?jī)€等[12]利用主成分分析將與品質(zhì)相關(guān)的21個(gè)性狀綜合成氨基酸、不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸3個(gè)獨(dú)立因子，這3個(gè)合并因子反映原來(lái)變量信息量的80.069%。鄭麗珍等[13]認(rèn)為評(píng)價(jià)一個(gè)作物品種的好壞，要使用科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，對(duì)多個(gè)性狀進(jìn)行綜合全面評(píng)價(jià)更為客觀、公正。隸屬函數(shù)分析可有效解決單一數(shù)據(jù)不能夠客觀、有效評(píng)價(jià)樣本綜合素質(zhì)的問(wèn)題[14]，它能夠綜合考慮諸多因素，對(duì)品種的評(píng)價(jià)更加全面、客觀、合理。隸屬函數(shù)法在玉米、小麥、大豆等多種作物品種分析中有較多應(yīng)用[15-17]。鑒于此，本研究通過(guò)隸屬函數(shù)法對(duì)2017年國(guó)家北方片花生新品種多點(diǎn)試驗(yàn)中小粒組的13個(gè)參試品種的粗脂肪含量、粗蛋白含量、油酸含量、亞油酸含量及油亞比等5個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行了綜合分析評(píng)價(jià)，旨在為花生育種及花生新品種推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)以2017年國(guó)家北方片花生新品種多點(diǎn)試驗(yàn)中小粒組13個(gè)參試品種為研究對(duì)象，品種基本情況見(jiàn)表1。

表1 供試花生品種的基本情況

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組法進(jìn)行排列，每小區(qū)面積13.33 m2，重復(fù)3次，小粒組花生每公頃1.65×105穴，每穴2粒，穴距按當(dāng)?shù)亓?xí)慣種植。5月10號(hào)以前播種。是否覆膜種植及田間管理等均按當(dāng)?shù)亓?xí)慣操作。

1.2.2 試驗(yàn)條件及田間管理 所有承試單位的試驗(yàn)地肥力中等、排灌方便、地力均勻，地形平坦，土質(zhì)為沙壤土。各參試點(diǎn)均按方案要求進(jìn)行了播種前的整地、造墑、施肥，并適時(shí)播種，及時(shí)進(jìn)行了中耕鋤草、澆水、治蟲(chóng)，成熟后及時(shí)收獲、考種。栽培管理均按當(dāng)?shù)馗髁?xí)慣和水平進(jìn)行。播種前施基肥，中耕，除草，追肥，并做好防蟲(chóng)和排灌工作。花生生育期間承試單位均進(jìn)行了農(nóng)藝性狀調(diào)查記載和較認(rèn)真的田間管理，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)果可靠。

1.2.3 品質(zhì)化驗(yàn) 品質(zhì)測(cè)試結(jié)果由農(nóng)業(yè)部油料及制品質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心（武漢）出具，測(cè)試項(xiàng)目：蛋白質(zhì)、含油量和脂肪酸組成。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用excel整理，利用隸屬函數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，相關(guān)計(jì)算公式及方法參照文獻(xiàn)[18]。

1.3.1 隸屬函數(shù)值計(jì)算公式 將測(cè)定的每個(gè)指標(biāo)分別用公式(1)求出相應(yīng)的隸屬函數(shù)值。

式中，為i品種品質(zhì)j成分的隸屬函數(shù)值，Xij為i品種品質(zhì)j成分的測(cè)量數(shù)值，Xjmin為所有品種中品質(zhì)j成分的最小值，Xjmax為所有品種中品質(zhì)j成分的最大值。

1.3.2 隸屬函數(shù)值評(píng)價(jià) 計(jì)算每個(gè)品種品質(zhì)主要成分的隸屬函數(shù)的平均值，獲得綜合隸屬度，平均隸屬函數(shù)值越大，綜合品質(zhì)越好[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種品質(zhì)主要成分化驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)參試品種品質(zhì)主要指標(biāo)比較發(fā)現(xiàn)（表2），參試品種中含油量最高的是‘冀5059’，為54.58%；含油量最低的是‘冀農(nóng)G94’，為49.95%；其余品種含油量在50.71%～54.15%。粗蛋白含量最高的是‘冀農(nóng)G94’，為28.3%；含量最低的是‘花育626’，為21.3%，其余品種粗蛋白含量在21.8%～27.4%。油酸含量最高的是‘冀農(nóng)G94’，為78.6%；最低的是‘農(nóng)大花206’，為41.1%；其余品種油酸含量在41.7%～77.3%。亞油酸含量最高的是‘農(nóng)大花206’，為36.2%；最低的是‘冀農(nóng)G94’，為4.64%；其余品種在5.79%～35.8%。O/L最高的是‘冀農(nóng)G9’，為16.94；最低的是‘農(nóng)大花206’，為1.14；其余品種在1.17～13.35。

表2 13個(gè)參試品種主要品質(zhì)成分指標(biāo)化驗(yàn)結(jié)果

2.2 參試品種品質(zhì)隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)

通過(guò)隸屬函數(shù)法對(duì)13個(gè)花生品種品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示（表3），13個(gè)花生品種的綜合品質(zhì)由優(yōu)到劣依次是‘鄭農(nóng)花23號(hào)’、‘宇花16號(hào)’、‘冀農(nóng)G94’、‘冀5059’、‘花育20號(hào)’、‘豫航花7 號(hào)’、‘商花 5號(hào)’、‘金花19’、‘農(nóng)大花206’、‘晉花10號(hào)’、‘花育 6802’、‘開(kāi)農(nóng)92’、‘花育626’。13個(gè)花生品種的隸屬函數(shù)值在0.34～0.59之間，比對(duì)照‘花育20號(hào)’隸屬函數(shù)值高的有 4個(gè)分別是‘鄭農(nóng)花23 號(hào)’、‘宇花 16號(hào)’、‘冀農(nóng)G94’、‘冀5059’，這4個(gè)品種隸屬函數(shù)值均在0.50及以上，綜合品質(zhì)較優(yōu)，適宜在北方地區(qū)種植推廣，其余8個(gè)品種均低于對(duì)照‘花育20號(hào)’。

表3 13個(gè)參試品種主要品質(zhì)成分指標(biāo)的隸屬函數(shù)值

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

利用隸屬函數(shù)法對(duì)13個(gè)花生品種品質(zhì)進(jìn)行綜合分析得出：隸屬函數(shù)值在0.50～0.59（高于對(duì)照‘花育20號(hào)’）的花生品種有4個(gè)：‘鄭農(nóng)花23號(hào)’、‘宇花16號(hào)’、‘冀農(nóng)G94’、‘冀5059’。其中，‘鄭農(nóng)花23號(hào)’的油酸含量為77.3%、O/L為13.35，均排第二，其粗脂肪含量、粗蛋白含量，亞油酸含量排名相對(duì)靠后；‘冀農(nóng)G94’油酸含量為78.6%、粗蛋白含量為28.3%、O/L為16.94，在13個(gè)品種中含量均最高，含油量、亞油酸含量均最低，是高蛋白、高油酸、高O/L品種。油亞比值(O/L)是衡量花生品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，油酸/亞油酸比越高，花生及其制品穩(wěn)定性越好，耐儲(chǔ)藏性越好，貨架壽命越長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)越受歡迎，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)[7]。同時(shí)，食用油酸可以降低人體低密度膽固醇含量而對(duì)高密度膽固醇沒(méi)有影響，對(duì)人體健康更有利。高油酸花生油更有望成為低廉的“橄欖油”，具有廣闊的市場(chǎng)前景[20-21]。‘鄭農(nóng)花23號(hào)’與‘冀農(nóng)G94’油酸含量大于70%，具有較好的儲(chǔ)藏品質(zhì)、出口品質(zhì)，是優(yōu)質(zhì)出口專(zhuān)用型品種，可作為高油酸種質(zhì)資源保存?！罨?6號(hào)’含油量為54.15%，粗蛋白含量為27.2%，亞油酸含量為35%，分別位列第二、第三、第四，含量相對(duì)較高，屬于加工品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較優(yōu)的品種?！?059’含油量最高為54.58%，其他4個(gè)指標(biāo)一般，可作為加工型花生。

3.2 討論

本研究采用隸屬函數(shù)法對(duì)花生品種的5個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行綜合分析，即粗脂肪含量、粗蛋白含量、油酸含量、亞油酸含量、油亞比值等幾個(gè)重要指標(biāo)，與前人采用主成分分析法、有監(jiān)督主成分回歸分析選出決定花生品質(zhì)的幾個(gè)主成分基本一致，同時(shí)，隸屬函數(shù)法很好的平衡了花生品質(zhì)性狀的各項(xiàng)指標(biāo)，平衡了儲(chǔ)藏品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及出口品質(zhì)，達(dá)到簡(jiǎn)化計(jì)算和綜合評(píng)價(jià)的目的。在花生品質(zhì)評(píng)價(jià)和品質(zhì)育種親本選擇時(shí)應(yīng)該根據(jù)隸屬函數(shù)法，選出綜合品質(zhì)性狀優(yōu)良的花生品種加以利用。

目前，很多育種單位因?yàn)樵O(shè)備落后，對(duì)育種材料不能及時(shí)進(jìn)行快速的分析和測(cè)試，限制了品質(zhì)育種的進(jìn)展，由于科研條件的限制，本研究選用花生品種不夠豐富，對(duì)花生品質(zhì)指標(biāo)的檢測(cè)不夠全面，導(dǎo)致研究結(jié)果有一定的局限性，在以后的研究中會(huì)進(jìn)一步去探索花生品質(zhì)與直觀可視的農(nóng)藝性狀之間的模型關(guān)系，進(jìn)而推動(dòng)花生品質(zhì)育種進(jìn)程。此外，在花生新品種選育過(guò)程中若能將常規(guī)雜交育種與轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)相結(jié)合，則會(huì)加快綜合品質(zhì)優(yōu)良和優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用品種的選育進(jìn)程。另外，花生新品種選育在提高產(chǎn)量和品質(zhì)特性的同時(shí)，應(yīng)注重品種抗性水平的提高和遺傳背景的拓寬，適當(dāng)利用農(nóng)家品種資源和省外及國(guó)外高蛋白花生品種，培育出適合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)花生新品種。