基于層次分析法的旱地不同番茄品種產(chǎn)量和品質(zhì)比較

蘇秀敏，韓文清，王 佼，李 鵬，王秋蘭，李萬(wàn)星，曹晉軍，靳鯤鵬，李 丹，李小霞，劉永忠*

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)谷子研究所，山西 長(zhǎng)治 046000；2.山西省長(zhǎng)治市潞州區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山西 長(zhǎng)治 046000）

番茄是我國(guó)主栽果菜之一，含有13 種維生素及礦物質(zhì)元素，其中維生素C含量豐富，番茄紅素含量居各種蔬菜之首，是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高果蔬之一[1]。我國(guó)番茄品種資源豐富，研究者在引進(jìn)和育種方面開展大量工作，為番茄育種奠定良好基礎(chǔ)，已培育出大批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效番茄品種應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐[2]。

旱地番茄種在旱季，長(zhǎng)在雨季，收在秋季，番茄是喜光喜溫度植物，溫度、光照等對(duì)番茄品質(zhì)均有影響[3-4]。番茄品質(zhì)可分為商品品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)和衛(wèi)生品質(zhì)等[5]。研究表明，番茄最佳風(fēng)味形成需較高糖度和相對(duì)較高酸度，低糖導(dǎo)致果實(shí)毫無(wú)風(fēng)味，低糖和高酸會(huì)使果實(shí)偏酸，而高糖和低酸導(dǎo)致果實(shí)風(fēng)味偏淡[6]。糖酸均過(guò)低，則淡而無(wú)味。合適糖酸比為6.9～10.8[7]，但也有人認(rèn)為糖酸比應(yīng)為4～6[8]。除甜味和酸味以外，研究發(fā)現(xiàn)氨基酸是蔬菜重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也是番茄纖維主要決定因素[9]。

2018年5 ～10 月在山西省長(zhǎng)治市壺關(guān)縣種植15個(gè)旱地番茄品種，分別為硬粉風(fēng)暴、CM160、浙粉713、百盛、冀番137、菲騰一號(hào)、華錦二號(hào)、日潤(rùn)天下、乾德M725、圓粉209、1721、伯爵Ⅱ、佳寶1602、申粉988及農(nóng)博粉6號(hào)15個(gè)品種。分析參試品種產(chǎn)量和品質(zhì)，日潤(rùn)天下、乾德M725、1721、伯爵Ⅱ和冀番137表現(xiàn)較好。

目前對(duì)旱作農(nóng)業(yè)研究限于提高水分利用率[12]，鑒選抗旱高產(chǎn)優(yōu)良品種研究較少。結(jié)合2018 年試驗(yàn)結(jié)果及當(dāng)?shù)胤N植戶推薦，2019 年以16 個(gè)番茄品種為試驗(yàn)材料，通過(guò)測(cè)定植物學(xué)性狀、產(chǎn)量、硬度、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及食味，利用層次分析法綜合評(píng)價(jià)，篩選冀番137、旱地粉霸王和乾德M725 適合于壺關(guān)縣等干旱缺水，缺少灌溉條件地區(qū)種植。旱地番茄整個(gè)生育期全部依靠天然降水，不追肥，農(nóng)藥施用量少。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2019年5～10月在山西省長(zhǎng)治市壺關(guān)縣東關(guān)壁村開展，番茄供試品種見表1。

1.2 氣候條件與土壤肥力

試驗(yàn)當(dāng)年（2019 年）所在地5～10 月份降雨量為306.6 mm（其中 5 月 0 mm，6 月 39.8 mm，7 月 72.6 mm，8月71.4 mm，9月73.6 mm，10月49.2 mm）。

表1 供試材料Table 1 Tested Material Varieties

土壤中全氮0.085 g·kg-1；堿解氮74.62 mg·kg-1；有效磷 15.78 mg·kg-1；速效鉀 158.95 mg·kg-1；有機(jī)質(zhì)15.32 g·kg-1；pH 8.42。試驗(yàn)田施用雞糞（來(lái)源于壺關(guān)附近養(yǎng)殖場(chǎng)，發(fā)酵劑腐熟后使用）54 t·hm-2，氮肥150 kg·hm-2，磷肥75 kg·hm-2，鉀肥225 kg·hm-2，所有肥料均作為基肥一次性施入，作物生育期不追加肥料。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)共設(shè)16 個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共48個(gè)小區(qū)。每小區(qū)3畦（畦寬1.2 m×畦長(zhǎng)5.04 m），小區(qū)面積為18.14 m2，試驗(yàn)地兩邊各設(shè)5 行保護(hù)行。試驗(yàn)取中間兩行實(shí)收計(jì)產(chǎn)。

試驗(yàn)品種于2019 年4 月15 號(hào)作穴盤育苗，對(duì)照品種為早圣，當(dāng)幼苗達(dá)到六葉一心標(biāo)準(zhǔn)時(shí)定植，幼苗于2019 年5 月25 日定植，澆足水，緩苗后生育期全部依靠天然降水，留四穗果打頂。定植方式：采用高壟栽培模式，壟寬60 cm，番茄定植在壟邊5 cm處，溝寬60 cm、株距36 cm，種植密度為46 305株·hm-2。

采收時(shí)期：于 2019 年 8 月 2 日～9 月 30 日采收，共10次。

測(cè)量指標(biāo)：主要包括植株莖粗、株高、小區(qū)產(chǎn)量、營(yíng)養(yǎng)和食味品質(zhì)及硬度。株高、莖粗于生長(zhǎng)后期測(cè)量。以各小區(qū)每次采收量總和為各小區(qū)總產(chǎn)量，折算成667 m2產(chǎn)量。于第三棚果采收期，取樣作食味品嘗和品質(zhì)及硬度測(cè)定，品質(zhì)測(cè)定包括：可溶性固形物含量、可溶性糖含量、有機(jī)酸含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、硝酸鹽含量及番茄紅素并計(jì)算糖酸比。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 品質(zhì)測(cè)定

在番茄第3棚果成熟期，選取尺寸和色澤一致果實(shí)，用蒸餾水洗干凈并去皮，用組織搗碎機(jī)研磨均勻，測(cè)定果實(shí)品質(zhì)，每個(gè)品種設(shè)置3 次重復(fù)。測(cè)量各參試番茄品種果實(shí)可溶性固形物含量、可溶性糖含量、有機(jī)酸含量、維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、硝酸鹽含量及番茄紅素含量，計(jì)算糖酸比。

番茄果實(shí)中可溶性固形物含量利用阿貝折射儀直接測(cè)定，數(shù)值統(tǒng)一換算為20 ℃下可溶性固形物含量值；可溶性總糖含量利用蒽酮比色法測(cè)定[13]；有機(jī)酸含量采用標(biāo)準(zhǔn)滴定法測(cè)定；維生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定[14]；可溶性蛋白質(zhì)含量利用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定；硝酸鹽含量采用紫外分光光度計(jì)法測(cè)定[15]；番茄紅素委托測(cè)試機(jī)構(gòu)測(cè)定。

1.4.2 番茄食味品質(zhì)測(cè)定

在番茄第3棚果成熟期，選取尺寸和色澤一致果實(shí)，食味品質(zhì)打分。

1.4.3 硬度測(cè)定

用手持果實(shí)硬度儀測(cè)量，型號(hào)GY-4。

1.4.4 產(chǎn)量測(cè)定

每個(gè)小區(qū)測(cè)量28株番茄果實(shí)數(shù)量和產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

1.5.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

采用SPSS 軟件作Duncan 方差分析，檢測(cè)顯著水平a=0.05。結(jié)果用平均值表示。

在綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)前，采用隸屬函數(shù)法對(duì)數(shù)值作轉(zhuǎn)化[16]。

式中，U表示該指標(biāo)隸屬函數(shù)值；Xmin為指標(biāo)最小值；Xmax為指標(biāo)最大值。

1.5.2 指標(biāo)體系構(gòu)建

選擇反映果實(shí)商品性狀指標(biāo)，采集數(shù)據(jù)構(gòu)建綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，根據(jù)所用指標(biāo)權(quán)重，計(jì)算不同品系番茄果實(shí)綜合評(píng)分，根據(jù)分值對(duì)番茄商品性狀作出綜合評(píng)價(jià)見圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物學(xué)性狀調(diào)查

由圖2～3 可知，不同品種番茄植物學(xué)性狀上略有差異。旱地粉霸王和冀番137 莖粗較大，>12 mm。冀番135 莖粗最小，為9.26 mm。華錦七號(hào)和京番102 株高較高，>200 cm，硬粉8 號(hào)株高最低，為117 cm。株高最粗旱地粉霸王和冀番137，兩個(gè)品種株高134.22和137.22 cm。

2.2 產(chǎn)量和硬度分析

試驗(yàn)表明，與對(duì)照相比，所有試驗(yàn)材料均不同程度增產(chǎn)（見表2）。產(chǎn)量為37.11～54.41 t·hm-2，其中，乾德M725 產(chǎn)量最高，為5.41 t·hm-2。較對(duì)照增產(chǎn)47%。增產(chǎn)30%以上品種包括：京番102、冀番137、旱地粉霸王、菲騰一號(hào)、仙客1 號(hào)、京番402 和乾德M725。冀番137、旱地粉霸王、仙客1號(hào)和乾德M725 產(chǎn)量較對(duì)照差異性顯著。單果重差異顯著，其中，旱地粉霸王最大，為0.14 kg。硬度是番茄重要指標(biāo)，具有耐貯運(yùn)性、耐分揀性。尤其旱地番茄多數(shù)鮮食或者加工成番茄醬，耐儲(chǔ)藏和耐運(yùn)輸是一個(gè)重要評(píng)價(jià)因素。相關(guān)研究表明，番茄硬度多為3～8 kg·cm-2[17]。試驗(yàn)品種都在13 kg·cm-2以上。其中伯爵Ⅱ、京番102 、旱地粉霸王、乾德M725、京番402 硬度均在23 kg·cm-2。

2.3 不同試驗(yàn)材料品質(zhì)性狀表現(xiàn)

冀番137 糖酸比為11，乾德M725 糖酸比為7。由表3可知，不同番茄品種各品質(zhì)差異顯著，其中可溶性糖和有機(jī)酸均較高的為硬粉8 號(hào)和冀番137。番茄紅素最高是乾德M725，為14.75 mg·kg-1。

表2 不同番茄品種產(chǎn)量和硬度比較Table 2 Yield and hardes straits of different tomato varieties

表3 不同品種番茄品質(zhì)性狀比較Table 3 Quality traits of different tomato varieties

2.4 權(quán)重確立

影響番茄商品性狀指標(biāo)較多，既包括定量指標(biāo)如：可溶性固形物、維生素C、糖酸比、蛋白質(zhì)含量、番茄紅素含量及亞硝酸鹽含量、產(chǎn)量等，還包括食味品質(zhì)等定性指標(biāo)；層次分析法講定性與定量評(píng)判相結(jié)合，構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，綜合評(píng)價(jià)參試番茄品種果實(shí)。按照AHP 法構(gòu)造番茄品系指標(biāo)比較方陣，計(jì)算權(quán)重見表4～6。

二級(jí)指標(biāo)總權(quán)重=一級(jí)指標(biāo)權(quán)重值×二級(jí)指標(biāo)權(quán)重值（例如：有機(jī)酸總權(quán)重0.00580=果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)權(quán)重0.25×有機(jī)酸權(quán)重0.0232）。對(duì)9個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果按AHP 法圖示法匯集，可得到不同番茄品種綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重分布，結(jié)果見圖4。

2.5 指標(biāo)值采集及計(jì)算分值

按小區(qū)測(cè)定分析各指標(biāo)值，不同番茄品種各指標(biāo)平均值見表7，計(jì)算各指標(biāo)隸屬函數(shù)值見表8。

隸屬函數(shù)值計(jì)算方法如下：

式中，U表示該指標(biāo)隸屬函數(shù)值；Xmin為指標(biāo)最小值；Xmax為指標(biāo)最大值。

2.6 計(jì)算各品種綜合得分值

將番茄果實(shí)商品性狀各指標(biāo)權(quán)重乘以得分值獲得各指標(biāo)權(quán)重分值，累加得到各品種綜合評(píng)價(jià)總分值（有機(jī)酸權(quán)重分值0.0031=有機(jī)酸權(quán)重0.0058×得分值0.53），結(jié)果見表9。

表4 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系一級(jí)指標(biāo)比較方陣Table 4 Comparison phalanx for the first layers of synthetic evaluation system

表5 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系二級(jí)指標(biāo)比較方陣Table 5 Comparison phalanx for the second layers of synthetic evaluation system

表6 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系二級(jí)指標(biāo)比較方陣Table 6 Comparison phalanx for the second layers of synthetic evaluation system

表7 不同番茄品種果實(shí)各指標(biāo)值采集Table7 Collection data of trade traits of nine varieties different tomato varieties

表8 不同番茄品種果實(shí)各指標(biāo)值隸屬函數(shù)值Table 8 Membership function values of different tomato varieties fruits

表9 不同番茄品種商品性綜合評(píng)價(jià)總分值Table 9 Total score of synthetic evaluation of trade trait of different tomato varieties

2.7 各品種綜合得分分析

不同番茄品種果實(shí)品系綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可見，乾德M725、冀番137 和旱地粉霸王是商品性較優(yōu)品種，其果實(shí)經(jīng)濟(jì)品質(zhì)分值在綜合得分中所占比重大。

3 討論與結(jié)論

目前，番茄多為適宜溫室環(huán)境栽培品種，缺乏適宜在露地栽培品種，尤其是缺少灌溉條件干旱地區(qū)栽培品種。王永珍等育有露地栽培新品種[18]，但適宜無(wú)灌溉條件地區(qū)栽培番茄品種有待深入研究。本研究通過(guò)比較16 個(gè)番茄品種經(jīng)濟(jì)品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及食味品質(zhì)，根據(jù)層次分析法打分，冀番137、乾德M725和旱地粉霸王等3個(gè)品種因產(chǎn)量高、品質(zhì)好、硬度高等特點(diǎn)得分較高，適宜干旱缺水地區(qū)栽培。