耐機(jī)械損傷菠菜品種的比較實(shí)驗(yàn)

孔猛　葛晨輝　任麗　尹露　王全華　徐晨曦

摘? 要： 對2020年引進(jìn)的6個(gè)耐機(jī)械損傷菠菜品種（Sp001，Sp002，Sp021，Sp031，Sp061和皇10-3）在設(shè)施大棚進(jìn)行了鑒定與比較實(shí)驗(yàn)，分析了6個(gè)菠菜品種的植物學(xué)性狀、營養(yǎng)指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)特性的差異.結(jié)果表明：不同品種之間的基本植物學(xué)性狀無顯著差異，但不同品種間葉片硬度、葉片長/葉柄長、抗壞血酸和硝態(tài)氮含量等存在顯著差異，變異率分布在10.37%～19.16%.綜合比較分析得出結(jié)論：Sp031的葉厚和葉片硬度最高，葉片長/葉柄長之比最大，植物學(xué)性狀最為優(yōu)良，綜合品質(zhì)性狀表現(xiàn)良好，為6個(gè)品種中最適宜機(jī)械化收獲的品種.

關(guān)鍵詞： 菠菜; 相關(guān)性分析; 主成分分析; 綜合評價(jià)

中圖分類號： S 636.1??? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A??? 文章編號： 1000-5137（2022）01-0101-09

In this study， six spinach （ L.） varieties （Sp001， Sp002， Sp021， Sp031， Sp061 and Huang 10-3） introduced in 2020 were identified and comparing tested in the greenhouse. The differences of their botanical characters， nutritional indexes and texture characteristics among six spinach varieties were analyzed. There was no significant difference in basic botanical characters among different varieties. There were significant differences in the contents of cellulose， ascorbic acid， carotenoid， soluble sugar， soluble protein and nitrate nitrogen among different varieties， and the coefficient of variation was 10.37%-19.16%. The conclusion of comprehensive comparative analysis is that Sp031 has the highest leaf thickness and leaf hardness， the highest ratio of leaf length and petiol length the best botanical characters， good comprehensive quality characters. Thus Sp031 is the most suitable variety for mechanized harvest among the 6 varieties.

spinach （ L.）; correlation analysis; principal component analysis; comprehensive evaluation

0? 引 言

菠菜（ L.）是莧科藜亞科菠菜屬植物，營養(yǎng)豐富，是重要的綠葉菜類蔬菜作物之一. 菠菜栽培適應(yīng)性強(qiáng)，一年四季在我國各地均有栽培，上海市的菠菜生產(chǎn)以設(shè)施大棚種植為主.近年來，上海大力推進(jìn)蔬菜生產(chǎn)“機(jī)器換人”工程，提升了蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化水平，菠菜直播、收獲機(jī)械化技術(shù)取得了重要突破，菠菜生產(chǎn)全程機(jī)械化實(shí)驗(yàn)示范工作啟動(dòng).然而，適宜上海地區(qū)機(jī)械化生產(chǎn)和采后清洗的菠菜品種較少，機(jī)械化生產(chǎn)專用型品種仍有待篩選和開發(fā).

機(jī)械損傷不僅會導(dǎo)致果蔬組織結(jié)構(gòu)的破壞，使得果蔬營養(yǎng)成分流失、外觀品質(zhì)下降，更嚴(yán)重影響著果蔬的經(jīng)濟(jì)效益.TANG等針對菠菜在機(jī)械采收作業(yè)中的損傷問題，通過在加工機(jī)械上設(shè)計(jì)低損傷拔取輸送裝置，并優(yōu)化裝置參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)菠菜的高采收率和低損傷率.而菠菜品質(zhì)的優(yōu)劣和物理屬性的強(qiáng)弱主要由品種遺傳性決定，同時(shí)在很大程度上也受栽培技術(shù)及生態(tài)條件的影響.因此篩選和選育高營養(yǎng)品質(zhì)、宜機(jī)化的菠菜品種，采用科學(xué)的栽培技術(shù)，是推進(jìn)菠菜生產(chǎn)機(jī)械化的重要基礎(chǔ).

本實(shí)驗(yàn)對新引進(jìn)的6份商品性優(yōu)良的菠菜品種的生長特性、營養(yǎng)品質(zhì)、機(jī)械損傷耐受性等綜合性狀進(jìn)行了調(diào)查，利用主成分分析等方法對實(shí)驗(yàn)對象的表型多樣性進(jìn)行了分析，以便篩選出外觀和營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的，并適宜機(jī)械化生產(chǎn)的菠菜品種，為推進(jìn)菠菜栽培機(jī)械化提供參考.

1? 材料與方法

材料與培養(yǎng)條件

供試材料為6個(gè)菠菜品種：Sp001，Sp002，Sp021，Sp031，Sp061（引自甘肅）和皇10-3（引自山東）. 實(shí)驗(yàn)于2021年2—4月在上海師范大學(xué)奉賢校區(qū)金匯港實(shí)驗(yàn)基地內(nèi)進(jìn)行，2月24日采用田間直播的方式進(jìn)行播種，小區(qū)面積6 m，土壤類型為壤土，肥力中等，田間管理按照常規(guī)栽培管理標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一進(jìn)行.

測定指標(biāo)與方法

2021年4月28日，在菠菜8葉期時(shí)，進(jìn)行植物學(xué)性狀的測定. 目測質(zhì)量性狀，使用卷尺、電子天平、質(zhì)構(gòu)分析儀等工具儀器測量數(shù)量性狀. 觀測標(biāo)準(zhǔn)參照《菠菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》.使用紫外分光光度計(jì)測得營養(yǎng)指標(biāo).

1.2.1 質(zhì)量性狀

每種菠菜品種各隨機(jī)選取36株進(jìn)行測定，按株型、葉片挺直度、葉形、葉尖、葉基、葉面微皺、葉光澤、葉色、葉裂刻、根色10個(gè)質(zhì)量性狀進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì).

1.2.2 數(shù)量性狀

按株高、株幅、葉片長、葉片寬、葉柄長、葉柄粗、葉厚、葉片硬度、單株質(zhì)量、地上部質(zhì)量10個(gè)數(shù)量性狀進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì).

菠菜質(zhì)構(gòu)測定由配有HDP/VB Volodkevitch Bite Jaw探頭的質(zhì)構(gòu)分析儀完成.使用咬頜探頭，模擬牙齒咬合.每種菠菜品種各選取10株，每株摘取菠菜第二對真葉中的一片葉片.在每片葉子不同位置上割取3條0.5 cm×2.0 cm長條（避開葉脈）測定菜葉的硬度.測定參數(shù)：測前速度2.00 mm?s;測中速度0.10 mm?s;測后速度10.00 mm?s;應(yīng)變90.0%;觸發(fā)質(zhì)量5.0 g.使用質(zhì)構(gòu)分析儀對菠菜葉片的剪切應(yīng)力-距離進(jìn)行測定，按行業(yè)慣例用應(yīng)力最大峰值對應(yīng)的質(zhì)量表征菠菜葉片的質(zhì)構(gòu)硬度，單位為g.

1.2.3 營養(yǎng)指標(biāo)

在菠菜生長到8葉期時(shí)，每個(gè)品種各隨機(jī)選擇36株，選取自地面往上第1對和第2對真葉進(jìn)行采樣，并進(jìn)行凍干處理，待完全凍干后用研磨儀進(jìn)行磨樣，置于-20 ℃冰箱中待測.將各品種的試樣隨機(jī)3株為一組均勻混合，每個(gè)品種制備12組樣品作為用來測定營養(yǎng)指標(biāo)的生物學(xué)重復(fù).各營養(yǎng)指標(biāo)測定方法如下：硝態(tài)氮和草酸的測定采用KAMINISHI等^[的方法進(jìn)行測定，類胡蘿卜素、抗壞血酸采用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測定，可溶性糖采用蒽酮-硫酸法進(jìn)行測定，可溶性蛋白用考馬斯亮藍(lán)法進(jìn)行測定，纖維素采用蒽酮比色法進(jìn)行測定.

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和差異性分析，并計(jì)算變異率.數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”來表示.采用SPSS 25.0進(jìn)行相關(guān)性分析和主成分分析.

2? 結(jié)果與分析

不同菠菜品種生長特性的比較

2.1.1 不同菠菜品種質(zhì)量性狀差異性分析

本實(shí)驗(yàn)通過對6個(gè)品種的質(zhì)量性狀進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)6個(gè)品種的株型均為半直立，葉片挺直度為半下垂，葉形均為戟形，葉裂刻較淺，葉尖為尖型葉尖，葉基為平葉基，菠菜葉面微皺，葉面無光澤，葉色為深綠色，根色為粉紅色.

圖1 供試菠菜品種的田間種植.

（a） Sp001;（b） Sp002;（c） Sp021;（d） Sp031;（e） Sp061;（f） 皇10-3

2.1.2 不同菠菜品種數(shù)量性狀差異性分析

不同品種間數(shù)量性狀的差異性分析結(jié)果如表1所示，各性狀間差異顯著，株高和株幅的變異率分別為24.75%和29.82%，其中，Sp002，Sp021和Sp031的表現(xiàn)最為優(yōu)異.單株質(zhì)量和地上部質(zhì)量的變異率最大，分別為56.39%和55.80%，表明該指標(biāo)存在很大差異，其中Sp002和Sp031的單株質(zhì)量和地上部質(zhì)量最大.葉片相關(guān)指標(biāo)的變異率在16.43%～23.00%之間，其中Sp031的葉片長、葉厚、葉柄粗、葉片硬度為最大.本實(shí)驗(yàn)對不同品種的葉片長與葉柄長的比值進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)品種間葉片長/葉柄長的結(jié)果存在較大差異.葉片長/葉柄長的變異率為28.63%，其中Sp031的比值為最大，即為6份材料中葉柄最短的類型.

圖2 供試菠菜品種的植株形態(tài).

（a） Sp001;（b） Sp002;（c） Sp021;（d） Sp031;（e） Sp061;（f） 皇10-3

6個(gè)品種的數(shù)量性狀的相關(guān)性分析表明：葉片硬度與葉厚存在極顯著正相關(guān)關(guān)系（<0.01，0.817）. 葉厚與葉柄長存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.01，-0.175），如表2所示. 另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：株高、株幅與材料質(zhì)量（單株質(zhì)量、地上部質(zhì)量）及葉片指標(biāo)（葉片長、葉片寬、葉柄長、葉柄粗）均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系.

綜合各植物學(xué)性狀發(fā)現(xiàn)，Sp031的整體外觀和葉片綜合指標(biāo)是最為優(yōu)良的，其葉片硬度及葉片長/葉柄長是最大的，葉柄長是最小的，表明其在植物學(xué)性狀優(yōu)良的同時(shí)，在進(jìn)行機(jī)械化加工的過程中也能最大限度地保持葉片的完整性.

表1 不同菠菜品種農(nóng)藝性狀的差異性分析

品種

株高/

cm

株幅/

cm

單株質(zhì)量/g

地上部質(zhì)量/g

葉片長/cm

葉寬/cm

葉厚/（10 mm）

葉柄長/cm

葉柄粗/mm

葉片長

/葉柄長

葉片硬度/g

Sp001

27.26±4.75

11.96±3.37

20.82±11.66

20.16±11.10

5.87±1.33

5.09±1.27

44.29±11.70

10.90±2.83

2.75±0.56

0.56±0.14

149.77±33.54

Sp002

38.74±6.58

16.97±4.06

28.47±17.00

28.28±16.08

7.59±1.38

6.47±1.21

36.90±10.74

14.98±4.40

2.94±0.54

0.58±0.17

153.95±24.16

Sp021

31.33±5.44

15.17±4.48

23.11±15.14

22.46±14.55

7.16±1.27

5.97±1.27

39.22±11.99

11.42±3.02

2.96±0.62

0.64±0.14

159.91±38.74

Sp031

29.55±7.07

15.68±3.82

25.11±19.19

24.72±18.71

7.55±1.33

5.67±1.24

45.55±13.93

10.75±3.61

3.16±0.51

0.69±0.19

175.57±35.81

Sp061

32.03±6.91

13.3±6.01b

11.54±4.65

11.23±4.55

6.36±1.06

5.05±1.08

37.09±13.65

14.03±4.37

2.51±0.63

0.51±0.17

175.29±35.41

皇10-3

30.37±4.79

13.76±2.54

15.51±9.08

15.13±8.22

6.58±1.06

5.32±1.45

37.58±10.81

12.02±3.86

2.89±0.57

0.55±0.15

141.30±28.99

均值

32.75

15.03

19.82

19.34

7.04

5.58

37.45

12.10

2.87

0.59

157.66

變異率/%

24.75

29.82

56.39

55.80

18.14

22.28

22.34

23.00

16.43

28.63

16.87

注：表中同列數(shù)據(jù)后上標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著（<0.05）.

表2 不同菠菜品種農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

指標(biāo)

株高

株幅

葉片長

葉寬

葉厚

葉柄長

葉柄粗

單株質(zhì)量

地上部質(zhì)量

葉片硬度

株高

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

株幅

0.516

1

-

-

-

-

-

-

-

-

葉片長

0.475^**

0.609

1

-

-

-

-

-

-

-

葉寬

0.482

0.415

0.695

1

-

-

-

-

-

-

葉厚

-0.176

-0.094

-0.177

-0.146

1

-

-

-

-

-

葉柄長

0.188

0.171

0.124

0.099

-0.175

1

-

-

-

-

葉柄粗

0.311

0.495

0.626

0.548

-0.001

0.259

1

-

-

-

單株質(zhì)量

0.338

0.291

0.268

0.293

0.034

-0.061

0.261

1

-

-

地上部質(zhì)量

0.339

0.297

0.271

0.302

0.029

-0.054

0.266

0.961

1

-

葉片硬度

-0.002

0.071

0.041

-0.013

0.817

-0.142

0.044

-0.029

-0.016

1

注：表示相關(guān)性達(dá)到極顯著水平（<0.01）; 表示相關(guān)性達(dá)到顯著水平（<0.05）.

不同菠菜品種營養(yǎng)品質(zhì)的比較

營養(yǎng)品質(zhì)差異性分析表明（表3），不同品種間抗壞血酸、類胡蘿卜素、可溶性糖、可溶性蛋白和硝態(tài)氮含量存在顯著差異，變異率在10.37%～19.16%.硝態(tài)氮的變異率最大，其中，Sp061的硝態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，達(dá)到1 028.67 mg?kg.供試的6個(gè)菠菜品種抗壞血酸的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為169.57 mg?（100 g），變異率為12.02%，其中Sp031抗壞血酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為204.65 mg?（100 g）;類胡蘿卜素平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為305 μg?g，變異率為10.37%，Sp021的類胡蘿卜素含量顯著低于其他品種;可溶性糖平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.57%，變異率為16.95%，其中Sp021可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為10.16%;可溶性蛋白平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.83 mg?g，變異率為11.52%，Sp061的可溶性蛋白含量顯著低于其他品種;硝態(tài)氮平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為754.82 mg?kg，變異率為19.16%，其中Sp061硝態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為1 028.67 mg?kg.

葉片硬度與營養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性分析如表4所示，葉片硬度與纖維素存在顯著正相關(guān)關(guān)系（<0.05，0.290），與草酸存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.05，-0.257）.同時(shí)發(fā)現(xiàn)抗壞血酸與可溶性蛋白存在顯著正相關(guān)關(guān)系（<0.05，0.387），與硝態(tài)氮存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.01，-0.522）;草酸與纖維素存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.01，-0.372）;類胡蘿卜素與可溶性糖存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.01，-0.542）;硝態(tài)氮與可溶性糖、可溶性蛋白存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系（<0.05，-0.277，-0.402），與纖維素存在顯著正相關(guān)關(guān)系（<0.05，0.268）.

表3 不同菠菜品種品質(zhì)性狀的差異性分析

品種

質(zhì)量分?jǐn)?shù)

抗壞血酸/[mg?（100 g）]

草酸/（mg?g）

類胡蘿卜素/

（μg?g）

可溶性糖/%

可溶性蛋白/（mg?g）

硝態(tài)氮/（mg?kg）

纖維素/（mg?g）

Sp001

163.30±14.47

24.34±0.06

291.61±28.50

8.74±0.95

52.81±6.24

742.52±96.48

125.32±4.91

Sp002

175.48±28.56

24.34±0.08

318.18±23.41

8.05±2.02

52.66±5.33

793.34±112.41

123.48±7.46

Sp021

168.58±18.69

24.41±0.21

262.21±28.98

10.16±1.12

54.09±7.94

627.55±41.54

125.14±8.98

Sp031

204.65±32.21

24.41±0.13

304.41±25.14

6.72±1.27

54.20±5.07

688.86±82.93

125.12±12.08

Sp061

147.31±24.82

24.34±0.16

329.47±33.73

7.29±1.29

45.35±4.06

1028.67±99.93

126.23±5.54

皇10-3

180.49±21.84

24.44±0.18

318.03±15.71

7.85±1.24

54.94±4.40

774.83±95.97

122.32±7.61

均值

169.57

24.40

305.00

8.57

52.83

754.82

124.60

變異率 /%

12.02

0.75

10.37

16.95

11.52

19.16

6.37

注：表中同列數(shù)據(jù)后上標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著（<0.05）.

表4 不同菠菜品種營養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性分析

指標(biāo)

抗壞血酸

草酸

類胡蘿卜素

可溶性糖

可溶性蛋白

硝態(tài)氮

葉片硬度

纖維素

抗壞血酸

1

—

—

—

—

—

—

—

草酸

0.149

1

—

—

—

—

—

—

類胡蘿卜素

0.019

-0.095

1

—

—

—

—

—

可溶性糖

-0.064

-0.016

-0.542

1

—

—

—

—

可溶性蛋白

0.387

0.194

0.072

0.125

1

—

—

—

硝態(tài)氮

-0.522

-0.200

0.181

-0.277

-0.402

1

—

—

葉片硬度

-0.173

-0.257

-0.002

0.005

-0.173

0.203

1

—

纖維素

-0.173

-0.372

0.010

0.077

-0.033

0.268

0.290

1

注：表示相關(guān)性達(dá)到極顯著水平（<0.01）; 表示相關(guān)性達(dá)到顯著水平（<0.05）.

綜合性狀的主成分分析

綜合性狀的主成分如表5所示，共提取到了5個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率為84.105%，且特征值都大于1，即5個(gè)主成分可以解釋84.105%的變異.由表5可知：主成分1的貢獻(xiàn)率最大為42.542%，特征值為7.657，表明主成分1在評價(jià)分析中起著主導(dǎo)作用，第2～5主成分的重要性依次降低.在主成分1中，葉片長為載荷較高的特征向量，表明葉片長度因子是評定菠菜綜合品質(zhì)的重要農(nóng)藝性狀. 主成分2的貢獻(xiàn)率為14.030%，特征值為2.525，第2主成分上載荷較大的是可溶性蛋白.主成分3的貢獻(xiàn)率為13.312%，特征值為2.396，纖維素為主成分3中載荷較高的特征向量.主成分4的貢獻(xiàn)率為8.432%，特征值為1.518，第4主成分上載荷較大的是草酸和葉片硬度.主成分5的貢獻(xiàn)率為5.790%，特征值為1.042，第5主成分上載荷較大的是硝態(tài)氮.

將提取到的5個(gè)主成分劃分為葉片因子和營養(yǎng)品質(zhì)因子，代表了所考察的17個(gè)性狀的信息，包括了菠菜產(chǎn)量和品質(zhì)兩個(gè)方面.因此，可對葉片因子和營養(yǎng)品質(zhì)因子進(jìn)行分析，篩選出理想的菠菜品種. 葉片因子的關(guān)鍵指標(biāo)為葉片長及葉片硬度，營養(yǎng)品質(zhì)因子的關(guān)鍵指標(biāo)為可溶性蛋白、纖維素、草酸及硝態(tài)氮.

表5 不同菠菜品種農(nóng)藝性狀及營養(yǎng)品質(zhì)的主成分分析

供試指標(biāo)

主成分

1

2

3

4

5

株高

0.814

-0.060

0.045

0.363

-0.253

株幅

0.874

-0.122

0.153

-0.192

-0.006

葉片長

0.958

-0.008

-0.144

-0.014

-0.008

葉寬

0.865

-0.261

-0.149

0.170

-0.164

葉厚

-0.574

-0.275

-0.618

0.157

-0.164

葉柄長

0.617

-0.220

-0.588

-0.030

0.231

葉柄粗

0.894

0.243

-0.226

0.040

0.183

單株質(zhì)量

0.859

0.115

0.267

0.148

-0.217

地上部質(zhì)量

0.856

0.113

0.266

0.153

-0.214

硬度

0.338

0.220

0.047

0.639

0.495

抗壞血酸

0.135

0.790

-0.299

0.365

0.146

草酸

-0.461

-0.182

0.439

0.644

-0.336

類胡蘿卜素

0.390

-0.713

-0.246

0.154

0.195

可溶性糖

0.563

0.228

0.037

-0.388

-0.162

可溶性蛋白

-0.060

0.877

-0.068

-0.144

0.048

硝態(tài)氮

0.214

-0.434

0.479

-0.108

0.499

纖維素

-0.315

0.076

0.823

0.055

0.219

特征值

7.657

2.525

2.396

1.518

1.042

貢獻(xiàn)率/%

42.542

14.030

13.312

8.432

5.790

累計(jì)貢獻(xiàn)率/%

42.542

56.572

69.884

78.315

84.105

3? 討 論

在本實(shí)驗(yàn)中，6個(gè)菠菜品種的栽培環(huán)境、水肥管理以及各性狀指標(biāo)測定方法均一致，因此，調(diào)查分析得出的性狀指標(biāo)差異能夠體現(xiàn)不同品種間的差異. 通過分析發(fā)現(xiàn)，6個(gè)菠菜品種質(zhì)量性狀無顯著性差異，體現(xiàn)了市場消費(fèi)菠菜類型的取向?yàn)榱芽梯^淺的戟形葉，尖型葉尖，平葉基，深綠色葉表面微皺. 比較結(jié)果表明，不同菠菜品種的數(shù)量性狀存在顯著性差異，其中單株質(zhì)量差異最大.

果蔬在受到碰撞和跌落沖擊時(shí)會產(chǎn)生沖擊損傷，是因?yàn)闆_擊力超過了果蔬自身的硬度. 對于硬質(zhì)水果，如薯芋類作物、蘋果等，自身硬度與機(jī)械損傷敏感性呈反比，由此可以得出，硬度是機(jī)械損傷的敏感性因素之一.而對于葉菜類作物，其葉片厚度和葉片硬度共同影響著其機(jī)械韌性.葉片組織厚度與葉片抗逆性、水分保持、CO傳輸以及葉片的光合效力都存在密切關(guān)系.SUN等的研究表明，植物的水分傳輸能力和CO傳輸能力與植物光合速率正相關(guān)，而植物所制造的有機(jī)物主要有兩個(gè)去向，植物正常消耗和增加抗逆性（如增加葉片的物理和機(jī)械韌性）.因此葉片厚度越大的植物，其葉片的機(jī)械韌性也就越大.在本實(shí)驗(yàn)中，葉片厚度最大的品種Sp031，其葉片硬度也最大.

葉柄與機(jī)械損傷也存在密切的關(guān)系.葉柄是連接植物葉片和莖干的通道，水分從莖干傳輸?shù)饺~片層必須經(jīng)過葉柄導(dǎo)管.因此，葉柄導(dǎo)管直徑?jīng)Q定了葉片的水分供應(yīng)狀況.在本實(shí)驗(yàn)中，Sp031的葉柄粗為最大，葉柄長為最小，使得水分供應(yīng)到葉片的效率最高，提高了葉片制造有機(jī)物的量，進(jìn)而提高了葉片的韌性. 同時(shí)，葉柄長的菠菜品種在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)更加容易折斷，因此葉片長與葉柄長的比值也是評價(jià)菠菜機(jī)械屬性的一個(gè)重要指標(biāo).

由于實(shí)驗(yàn)中所測得的性狀存在相關(guān)性關(guān)系，直接用其指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，會受到信息疊加的影響，造成結(jié)果的偏差.而主成分分析法能夠在最大程度保存原有信息的前提下，把原來個(gè)數(shù)較多且彼此相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)化為個(gè)數(shù)較少且彼此獨(dú)立或相關(guān)性較小的綜合指標(biāo)，可避免重復(fù)信息的干擾并簡化選擇程序，便于綜合評價(jià)候選個(gè)體，具有準(zhǔn)確性和科學(xué)性.本實(shí)驗(yàn)將6個(gè)菠菜品種的植物學(xué)性狀和營養(yǎng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為了5個(gè)主成分，分別為葉片長度因子、可溶性蛋白因子、纖維素因子、草酸和葉片硬度因子以及硝態(tài)氮因子.EBADI-SEGHELOO等通過對伊朗121種菠菜地方品種進(jìn)行了主成分分析，提取到了第2個(gè)主成分與葉片特性有關(guān)，其葉片特性包括葉寬、葉柄長度、葉柄直徑和葉面積，與本實(shí)驗(yàn)所得到的葉片長度因子對菠菜評分分析起主導(dǎo)作用的結(jié)果一致.表明本實(shí)驗(yàn)所得出的主成分分析具有科學(xué)性.ZHANG等通過對崇明有機(jī)栽培的菠菜的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，第1個(gè)主成分中包括葉片長度因子，第2個(gè)主成分中包括可溶性蛋白指標(biāo)，與本實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論一致.TIAN等以14個(gè)來自不同地區(qū)的菠菜品種為材料，對菠菜的主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行主成分分析.最終得到株幅和葉長為重要的產(chǎn)量指標(biāo)構(gòu)成因素，維生素C含量為重要的質(zhì)量指標(biāo)構(gòu)成因素.本實(shí)驗(yàn)篩選出的Sp031品種在耐機(jī)械損傷的同時(shí)，其株幅和葉片長表現(xiàn)是最為優(yōu)良的.表明本實(shí)驗(yàn)所篩選出的材料是可靠的.

4? 結(jié) 論

在本實(shí)驗(yàn)生態(tài)環(huán)境條件和栽培條件下，綜合比較分析了10個(gè)質(zhì)量性狀、10個(gè)數(shù)量性狀及7個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)的表現(xiàn)，結(jié)果表明，Sp031的質(zhì)量性狀符合市場消費(fèi)菠菜類型，其葉片綜合指標(biāo)最為優(yōu)良，葉片硬度、葉片長/葉柄長和葉柄粗均是最大的，符合機(jī)械化加工的要求.另外，Sp031的抗壞血酸含量最高，硝態(tài)氮含量較低，綜合營養(yǎng)指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)異.最終確定6個(gè)品種中Sp031為適宜機(jī)械化生產(chǎn)和加工，且植物學(xué)性狀和營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的品種，可以作為優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源，且具有較高的推廣價(jià)值.

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（責(zé)任編輯：顧浩然，郁慧）

收稿日期： 2021-12-05

基金項(xiàng)目： 上海市部分地方院校能力建設(shè)專項(xiàng)（19070502600）;上海植物種質(zhì)資源工程技術(shù)研究中心項(xiàng)目（17DZ2252700）;上海市協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目（ZF1205）

作者簡介： 孔 猛（1996—），男，碩士研究生，主要從事菠菜種質(zhì)資源評價(jià)和遺傳育種方面的研究. E-mail：18731235087@163.com

* 通信作者： 徐晨曦（1982—），女，博士，副教授，主要從事菠菜遺傳育種及分子生物學(xué)等方面的研究. E-mail：chenxixu@shnu.edu.cn

引用格式： 孔猛， 葛晨輝， 任麗， 等. 耐機(jī)械損傷菠菜品種的比較實(shí)驗(yàn) [J]. 上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，51（1）：101?109.

?KONG M， GE C H， REN L， et al. Comparative test on identification of spinach varieties resistant to mechanical damage [J]. Journal of Shanghai Normal University（Natural Sciences），2022，51（1）：101?109.