基于灰色关联度及因子分析法的新疆葡萄矿质营养评价.pdf

第 卷 第期 年月陕西 林 业 科 技S h a a n x iF o r e s t S c i e n c ea n dT e c h n o l o g yV o l N o A p r d o i:/j i s s n 收稿日期:作者简介:马玉娥(),女,硕士,实验师,研究方向为农产品品质分析与评价.通信作者基于灰色关联度及因子分析法的新疆葡萄矿质营养评价马玉娥,李静,朱宁,朱靖蓉,刘河疆(新疆农业科学院 农业质量标准与检测技术研究所,新疆农产品质量安全实验室,乌鲁木齐 )摘要:为客观、有效地评价新疆不同主产区葡萄矿质元素营养品质,依据灰色关联度、因子分析、聚类分析法对不同产区葡萄的N a、M g、K、C a、M n、F e、C u、Z n、S e等种矿物元素营养状况进行了综合评价,结果为不同产地葡萄矿物营养价值由高到低是和硕县玛纳斯县焉耆县昌吉市吐鲁番市哈密市鄯善县,和硕县的为第一类,玛纳斯县、焉耆县的为第二类,昌吉市、吐鲁番市、哈密市、鄯善县的为第三类;本研究采用灰色关联度分析、因子分析和聚类分析等三种方法的研究评价结果完全一致,为提高评价结果的准确性,可采取三种方法相结合的方式.关键词:葡萄;矿质元素;营养评价;灰色关联度;因子分析;新疆中图分类号:S 文献标志码:A文章编号:()G r e yC o r r e l a t i o nD e g r e ea n dF a c t o rA n a l y s i so fG r a p eM i n e r a lN u t r i e n tE l e m e n t s i nX i n j i a n gMAY u e,L I J i n g,Z HU N i n g,Z HUJ i n g r o n g,L I U H e j i a n g(I n s t i t u t e o fQ u a l i t yS t a n d a r d s&T e s t i n gT e c h n o l o g yf o rA g r oP r o d u c t s,K e yL a b o r a t o r yo fA g r o p r o d u c t sQ u a l i t ya n dS a f e t yo fX i n j i a n g,U r m q i,X i n j i a n g )A b s t r a c t:B a s e do ng r e yc o r r e l a t i o nd e g r e e,f a c t o ra n a l y s i sa n dc l u s t e ra n a l y s i s,n i n em i n e r a l n u t r i t i o ne l e m e n t s i ng r a p e s f r o md i f f e r e n t r e g i o n so fX i n j i a n gw e r ee v a l u a t e d T h ee v a l u a t i o ns y s t e m w a se s t a b l i s h e dw i t hr e l a t i v ec o r r e l a t i o nd e g r e ea n ds a m p l ef a c t o rs c o r ea se v a l u a t i o ni n d e x e s T h er e l a t i v ec o r r e l a t i o nd e g r e ea n ds a m p l ef a c t o rs c o r e so fg r a p em i n e r a ln u t r i t i o ne l e m e n t si nd i f f e r e n tr e g i o n sw e r e i nt h e s a m eo r d e r a sH e s u oC o u n t y M a n a sC o u n t y Y a n q iC o u n t y C h a n g j iC i t y T u r p a nc i t yH a m i c i t y S h a n s h a nC o u n t y T h e a n a l y s i s r e s u l t sw e r e c o n s i s t e n tw i t ht h eg r e yc o r r e l a t i o nd e g r e ea n df a c t o r a n a l y s i s r e s u l t sb ys y s t e m a t i c c l u s t e r a n a l y s i s T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e s e t h r e e a n a l y s i sm e t h o d sh a dr e l i a b l es t a t i s t i c a lb a s i sa n da c c u r a t er e s u l t s,a n dc o u l db ea p p l i e df o rt h ee v a l u a t i o no fm i n e r a ln u t r i t i o ne l e m e n t s i ng r a p e f r u i t c o m p r e h e n s i v e l y K e yw o r d s:X i n j i a n gg r a p e;m i n e r a ln u t r i e n t s;g r e yc o r r e l a t i o nd e g r e e;f a c t o ra n a l y s i s新疆是我国葡萄(V i t i sV i n i f e r a)主产区,新疆葡萄主要种植在昌吉州、伊犁、吐鲁番、阿克苏、喀什、和田等地区.葡萄营养价值很高,矿质元素作为其营养的重要组成部分,对果实的品质有着重要的影响,而果实的品质在育种和果实的商用价值中有着重要参考价值.灰色关联度分析是根据相对关联度系数的排序,对品质进行系统的评价,在品质评价中已多有应用,但在葡萄矿质营养元素评价中应用很少.因子分析的方法也被广泛应用于果实品质评价,该方法通过降维分析将测定指标进行简化,且通过计算各样品的因子得分而排序和对果实品质评价.本研究为客观、有效地评价不同采样地点葡萄矿质元素营养品质,结合主要的矿质元素指标(钾、钙、钠、镁、铜、铁、锌、锰、硒)的测定结果,采用灰色关联度法、因子分析法以及聚类分析对不同采样地点的葡萄的矿质营养元素进行评价,以期为葡萄的品质评价提供新思路.材料与设备仪器设备:电感耦合等离子体质谱仪;试剂:硝酸(优级纯);多元素标准储备液;材料:本实验用葡萄样品 年采自于吐鲁番市、鄯善县、哈密市、和硕县、焉耆县、玛纳斯县、昌吉市(表),共有 份,其中吐鲁番市份、鄯善县份、哈密市份、和硕县份、焉耆县份、玛纳斯县份、昌吉市份.表采样信息表序号品种地点所属地区火焰无核吐鲁番市三堡乡吐鲁番红地球吐鲁番市三堡乡吐鲁番无核白吐鲁番市葡萄乡木纳尔村队吐鲁番无核白吐鲁番市葡萄乡木纳尔村队吐鲁番无核白吐鲁番市亚尔乡共青团大队队吐鲁番无核白吐鲁番市 团连吐鲁番无核白吐鲁番市 团连吐鲁番无核白吐鲁番市艾丁湖乡干店村小队吐鲁番无核白(波尔特)吐鲁番市良种场队吐鲁番 红地球鄯善县吐峪沟乡鄯善 火焰无核鄯善县吐峪沟乡鄯善 无核白鄯善县园艺场小队鄯善 无核白鄯善县园艺场小队鄯善 无核白鄯善县七克台镇大队小队鄯善 无核白鄯善县辟展乡库尔干村小队鄯善 无核白鄯善县东巴扎乡村鄯善 无核白鄯善县连木沁镇汗都夏村小队鄯善 赤霞珠和硕县塔合其镇河北新村和硕 赤霞珠和硕县塔合其镇和顺生态酒庄和硕 赤霞珠和硕县曲惠乡瑞峰葡萄酒庄和硕 赤霞珠焉耆县七个星镇桑巴巴克村队焉耆 赤霞珠焉耆县天塞酒庄()焉耆 赤霞珠焉耆县七个星镇乡都酒业有限公司()焉耆 赤霞珠玛纳斯县兰州湾镇大疙瘩村玛纳斯 赤霞珠玛纳斯县园艺场玛纳斯 赤霞珠玛纳斯县园艺场四七户村队玛纳斯 赤霞珠玛纳斯县玛纳斯镇上三宫村玛纳斯 赤霞珠昌吉市六工镇新庄子村组昌吉 贵人香昌吉市六工镇下六工村组昌吉 无核白哈密市六十沟镇开发区哈密 无核白哈密市七角井镇一号井哈密 红提哈密市陶家宫镇新庄子村队哈密 无核白哈密市陶家宫镇乔麦庄子村队哈密研究方法 灰色关联度分析 指标测定本研究中的种矿质营养元素指标按照G B 食品安全国家标准 食品 方法测定,测定结果按照采样地点使用E x c e l 进行汇总分析.参考序列选择由于参考数据一般以给定的标准作为参考序列,在没有标准的情况下,可使用各指标的最大值和最小值作为参考序列.本研 究以各指标 的最大值和 最小值作为 参考序列.数据均值化处理及关联度计算由于原始数据数值差异大,采用均值化处理方法对原始陕西林业科技数据进行处理并依其进行关联系数、关联度、相对关联度等计算 .因子分析使用S P S S软件对 个葡萄样品的种矿质元素指标进行因子分析,并计算每个样品的因子得分(F).聚类分析对 个葡萄样品的项矿质元素指标使用S P S S软件进行聚类分析.在对原始数据进行标准化处理后,采用欧氏平方根的方法进行系统聚类分析.结果与分析 不同地区葡萄果实矿物质元素含量新疆个葡萄主产区葡萄果实种矿质元素含量测定结果及其初步统计结果如表,从中可知,各矿质元素指标变异系数范围为 ,其 中 以 铁 元 素 的 变 异 系 数 最 大,为 ,变异系数超过 的为F e、Z n、N a,其他元素含量不同地区间差异较小,表明新疆葡萄果实中F e、Z n、N a元素含量在各地区间变化较广.表不同采样区葡萄矿质元素含量单位:m gk g采样地点N aM gKC aM nF eC uZ nS e吐鲁番市 鄯善县 哈密市 和硕县 焉耆县 玛纳斯县 昌吉市 平均值 标准差 变异系数/灰色关联度分析法的不同产地葡萄矿物营养评价 样品数据均值化处理结果对测定的新疆个县市 个葡萄果品样品的种矿物质元素含量(表)进行均值化处理的结果如表.关联系数计算得出的新疆个县市 个葡萄果品样品种矿物质元素含量的最优和最差关联系数如表、.表不同地区葡萄果品矿物质元素含量均值化结果地点N aM gKC aM nF eC uZ nS e吐鲁番市 鄯善县 哈密市 和硕县 焉耆县 玛纳斯县 昌吉市 表不同地区葡萄果品矿物质元素含量最优关联度系数地点N aM gKC aM nF eC uZ nS e吐鲁番市 鄯善县 哈密市 和硕县 焉耆县 玛纳斯县 昌吉市 年 第 卷 第期马玉娥等基于灰色关联度及因子分析法的新疆葡萄矿质营养评价表不同地区葡萄果品矿物质元素含量最差关联度系数地点N aM gKC aM nF eC uZ nS e吐鲁番市 鄯善县 哈密市 和硕县 焉耆县 玛纳斯县 昌吉市 关联度和相对关联度从计算得出的新疆个县市 个葡萄果品样品种矿物质元素含量相对关联度及排序结果(表)可知,个县市葡萄果品种矿物质元素含量相对关联度为 ,由大到小顺序为和硕县玛纳斯县焉耆县昌吉市吐鲁番市哈密市鄯善县,说明和硕县的葡萄样品矿质营养元素整体含量较高,其次是玛纳斯县,鄯善县最低,哈密市也较低.表相对关联度及排序地点最优关联度最差关联度相对关联度排序吐鲁番市 鄯善县 哈密市 和硕县 焉耆县 玛纳斯县 昌吉市 因子分析法的不同产地葡萄矿物营养评价表表明,对新疆个地区葡萄样品的种矿质营养元素进行因子分析时,提取的个主成分 方 差 贡 献 率 分 别 为 、,累计贡献率为 ;对各主成分的形成起主要作用 的各元素存在差异,第一主成分综合了个矿质元素的信息,第二主成分综合了个矿质元素(M n、Z n)的信息,第三主成分主要反映了F e元素在原始数据中的分布信息.依据不同地区葡萄的矿质元素得分(表),及利用方差贡献率(作为权重)和矿质元素得分值计算矿质元素品质主成分综合得分(I)公式:I F F F,计算得出不同地区葡萄矿物元素品质指标综合分值及其排序如表所示,可看出其排序结果与灰色关联度分析法的评价结果相同.表葡萄中矿质营养元素指标主成分载荷矩阵元素指标第主成分第主成分第主成分N a M g K C a M n F e C u Z n S e 特征值 方差贡献率/累积贡献率/表葡萄中矿质营养元素因子得分值地区FFF吐鲁番市 鄯善县 哈密市 和硕县 焉耆县 玛纳斯县 昌吉市 根据主成分综合得分公式和加权关联度计算方法得到综合评价结果(表).采用主成分分析和灰色关联度分析得出的果实矿质营养元素品质综合评价排名结果一致,因此这种方法的评价结果具有一致性.不同地区葡萄矿物营养价值的聚类分析从以欧氏距离为,对个地区葡萄矿物营养进行的聚类分析结果(图)可知,新疆主产区葡萄依矿物营养可分为三大类,和硕县的为第一类,玛纳斯县的为第二类,吐鲁番市、昌吉市、鄯善县、焉耆县哈密市的为第三类.聚类结果与灰色陕西林业科技关联度分析和因子分析法的分析结果一致,也进一步证实了聚类分析可将不同性质的样品进行聚合、分类的结论 .表基于因子分析法的不同地区葡萄矿质元素品质综合分值及排序地区综合分值排序地区综合分值排序吐鲁番市 焉耆县 鄯善县 玛纳斯县 哈密市 昌吉市 和硕县 图使用平均联接(组间)的谱系图结论与讨论本研究对新疆个葡萄主产区的葡萄果实N a、M g、K、C a、M n、F e、C u、Z n、S e等种矿物元素营养进行综合评价,结果为营养价值由高到低是和硕县玛纳斯县焉耆县昌吉市吐鲁番市哈密市鄯善县,和硕县的为第一类,玛纳斯县、焉耆县的为第二类,昌吉市、吐鲁番市、哈密市、鄯善县的为第三类.本研究采用灰色关联度分析、因子分析和聚类分析等三种方法的研究评价结果完全一致,证实这三种方法都分别可以对葡萄矿物元素营养进行评价.灰色关联度分析具有方法简便、所需样本少、结果准确等特点,且改进的关联度算法既满足保序性,亦满足规范性 ,已被应用于品质评价研究领域 .因子分析是一种常见的对多指标进行降维评价的方法 ,可根据各样品的因子得分对其品质进行综合评价,评价结果客观、合理 .目前葡萄果实品质评价研究多采用主成分分析法与聚类分析法 ,少见灰色关联度分析法、因子分析法、聚类分析法等三种方法相结合,为提高评价结果的准确性,建议评价时这三种方法相结合.参 考 文 献:马千里,田英姿,英犁,等模糊综合评价法在新疆葡萄质量评价分 析 中 的 应 用 J现 代 食 品 科 技,():李慧,魏天军基于主成分和灰色关联度分析的鲜食枣果实品质评价J经济林研究,():吕伟奇,张霁,左智天,等基于灰色关联度分析法的滇龙胆质量评 价 J中 国 实 验 方 剂 学 杂 志,():龚雨虹,罗光明,张风波,等基于灰色关联度法评价栀子药材质 量 J中 国 实 验 方 剂 学 杂 志,():崔露露石韦的H P L C指纹图谱研究与灰色关联度分析D济南:山东中医药大学,关树光,韩曦英,宋美薇,等吉林省不同产地关黄柏药材质量的灰色关联度法综合评J药物分析杂志,():马小卫,马永利,武红霞,等基于因子分析和聚类分析的杧果种质矿 质 元 素 含 量 评 价 J园 艺 学 报,():李跃红,冉茂乾,徐孟怀,等不同产地红心猕猴桃品质的主成分 及 聚 类 分 析 J食 品 工 业 科 技,():苏欣欣,肖洋,胡晓航,等基于灰色关联度分析和主成分分析法评估糖用甜菜品种的适应性J中国农学通报,():孙振阳,张景珍,王思雨,等基于灰色关联度法评价西红花饮片质量J中成药,():邓杰,常国伟,孙丽芳,等利用灰色关联度分析对 份玉米品系的综合评价J黑龙江八一农垦大学学报,():,王平喜,进茜宁,吴向远,等 个玉米品系主要农艺性状与产量的灰色关联度分析J河南科技学院学报(自然科学版),():田兵,冉雪琴,薛红,等贵州 种野生牧草营养价值灰色关联度分析J草业学报,():郝麒麟,陈媛,黄先智,等巫山脆李营养品质评价J食品与发酵工业,():D O I:/j c n k i /t s (下转第 页)年 第 卷 第期马玉娥等基于灰色关联度及因子分析法的新疆葡萄矿质营养评价 Z e n gM,W a nB,W a n gL,e ta l I d e n t i f i c a t i o na n dc h a r a c t e r i z a t i o no fL t y p e l e c t i nr e c e p t o r l i k ek i n a s e s i n v o l v e d i nG l y c i n em a xP h y t o p h t h o r as o j a ei n t e r a c t i o nJP l a n t a,():S c h e r mB,B a l m a sV,S p a n uF,e ta l F u s a r i u mc u l m o r u m:c a u s a l a g e n to f f o o ta n dr o o tr o ta n dh e a db l i g h to nw h e a t JM o l e c u l a rp l a n tp a t h o l o g y,():G o s l i n gP,H o d g eA,G o d l e s sG,e t a l A r b u s c u l a rm y c o r r h i z a l f u n g i a n do r g a n i cf a r m i n gJA g r i c u l t u r e,E c o s y s t e m s a n dE n v i r o n m e n t,():鲍士旦土壤农化分析M中国农业出版社,闫德仁,张胜男,闫婷苔藓结皮层土壤矿质元素含量变化特征J干旱区资源与环境,():缪白玉四川苍溪猕猴桃产区土壤地球化学特征研究D成都理工大学,李雪萍,李建宏,漆永红,等根腐病对青稞根际土壤酶活性及土壤微生物群落结构的影响:绿色生态可持续发展与植物保护 中国植物保护学会第十二次全国会员代表大会暨学术年会C,中国湖南长沙,冯雨星香榧根腐病株根区土壤微生物群落特征研究D浙江农林大学,刘东海,张学江,王鹏,等不同施肥处理对小麦根际土壤真菌多样性及根腐病的影响J湖北农业科学,():T i n l i n eR D,U k r a i n e t zH,S p u nD T E f f e c t o f f e r t i l i z e r sa n do f l i m i n ga c i ds o i lo nc o mm o nr o o tr o t i nw h e a t,a n do f c h l o r i d eo nt h ed i s e a s e i nw h e a t a n db a r l e yJC a n a d i a nJ o u r n a l o fP l a n tP a t h o l o g y,():F e r n a n d e zM R,Z e n t n e rR P T h e i m p a c t o f c r o p r o t a t i o na n dNf e r t i l i z e r o nc o mm o nr o o t r o t o f s p r i n gw h e a t i nt h eB r o w ns o i lz o n eo f w e s t e r n C a n a d aJC a n a d i a nJ o u r n a l o fP l a n tS c i e n c e,():赵林艳,官会林,向萍,等白及根腐病植株根际土壤微生物群落组成特征分析J生物 技术通报,():L i a n g l i a n gL,X i n q iH,J i n b oZ,e t a l D e c i p h e r i n g t h e r e l a t i v e i m p o r t a n c eo f s o i l a n dp l a n t t r a i t so nt h ed e v e l o p m e n to f r h i z o s p h e r em i c r o b i a l c o mm u n i t i e sJS o i l B i o l o g ya n dB i o c h e m i s t r y,(p r e p u b l i s h):唐涛,袁斌,王帆帆,等黄连根腐病发生与根际土壤、根茎内生、叶内生细菌群落结构变化关系J植物保护,():马汇泉靳学彗孙伟萍辛惠普大豆根腐病生态学研究不同土壤条件对大豆根腐病的影响J中国油料,():曾升,周蓬勃,周明全一种三维模型多层级视点描述符J西北大学学报(自然科学版),():李雪萍,李建宏,姚拓,等土壤理化性质与青稞根腐病发生的关系J草原与草坪,():王璐,喻阳华,邢容容,等喀斯特高原山地区主要人工林土壤生态化学计量特征J南方农业学报,():吴凤云三七连作对土壤酶活及土壤化学性质的影响研究D云南师范大学,赵杰山东省烟草镰刀菌根腐病病原及生物学特性的研究D中国农业科学院,(上接第页)宋慧,任锡亮,张香琴芥菜种质资源分子聚类分析J浙江农业科学,():王丹,梁锦,黄天姿,等基于主成分和聚类分析的不同品种猕猴桃鲜食品质评价J食品工业科技,():辛明,李昌宝,孙健,等基于主成分和聚类分析的冬瓜酒品质评价J热带作物学报,():叶开梅,陈泽辉,祝云芳,等基于主成分分析与灰色关联度分析的玉米自交系综合评价J种子,():,李力,潘倩雯,刘宏灰色关联度分析法在中药谱效学研究中的应用J中国药房,():聂根新,周瑶敏,胡丽芳,等井冈蜜柚主要品质灰色关联度分析评价J农产品质量与安全,():王轩,毕金峰,刘璇,等不同产地红富士苹果品质的灰色关联度分析J食品科学,():李倩,梁宗锁,董娟娥,等丹参品质与主导气候因子的灰色关联度分析J生态学报,():L I ANGDN,HU QJ,XU Q H,e ta l G e n e t i c i n h e r i t a n c ea n a l y s i so fm e l o na p h i d(A p h i sg o s s y p i iG l o v e r)r e s i s t a n c e i nc u c u m b e r(C u c u m i s s a t i v u sL)JE u p h y t i c a,():MA S T I L OV I JS,HO R VA TDI,I VANE VDR,e t a l A n a l y s i so f i n t e r r e l a t i o n sb e t w e e nw h e a tp r o t e i nf r a c t i o n sc o m p o s i t i o na n di t st e c h n o l o g i c a lq u a l i t y w i t hc o m b i n e dm u l t i v a r i a t ea n du n i v a r i a t es t a t i s t i c sJH e m i j s k aI n d u s t r i j a,():P R OUMA LA,A D D E N E TS,R O C HE F O R TK,e t a l V a r i a b i l i t yo ft r a i t sa n db i o a c t i v ec o m p o u n d si nt h ef r u i ta n dp u l po f s i xm a m e ya p p l e(M a mm e aa m e r i c a n aL)a c c e s s i o n sJF o o dC h e m i s t r y,:GAN O P OU L O SI,MO Y S I A D I ST,X ANTHO P OU L OUA,e ta l M o r p h o p h y s i o l o g i c a ld i v e r s i t yi nt h ec o l l e c t i o no fs o u rc h e r r y(P r u n u sc e r a s u s)c u l t i v a r so ft h eF r u i tG e n e b a n ki nN a o u s s a,G r e e c eu s i n gm u l t i v a r i a t ea n a l y s i sJS c i e n t i aH o r t i c u l t u r a e,:D O I:/j s c i e n t a 林蝉蝉,何舟阳,单文龙,等基于主成分与聚类分析综合评价杨凌 地 区 红 色 鲜 食 葡 萄 果 实 品 质 J果 树 学 报,():康露,刘河疆,王帅,等新疆葡萄果实矿质元素的主成分及聚类分析J山东农业大学学报(自然科学版),():年 第 卷 第期张雪倩等根腐病花椒根际和非根际土壤养分特征研究