基于隸屬函數(shù)法對15種旱地番茄品質(zhì)的綜合評價

王佼，蘇秀敏，韓文清，王秋蘭，李萬星，曹晉軍，靳鯤鵬，李丹，李小霞，劉永忠

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 谷子研究所，山西 長治 046000)

番茄又名西紅柿，起源于南美洲，其果實風(fēng)味獨特且具有較高的營養(yǎng)價值，可生食、煮食、涼拌，也可制作番茄醬或番茄汁，被稱為神奇的菜中之果，深受廣大消費者的喜愛[1-4]。

環(huán)境因子是番茄品質(zhì)提高的主要限制因素[5-6]。旱地番茄在生產(chǎn)季節(jié)上打了一個時間差，比常規(guī)季節(jié)(水地)的番茄播種期推遲一個月，生長期在7—9月，即種在旱季，長在雨季，收在秋季，靠自然降雨和科學(xué)栽培管理而生長，巧用了自然降水，充分利用了光熱資源，既節(jié)約了種植成本，又提高了果實的商品性[7]。

2016年，壺關(guān)旱地番茄獲得“國家地理標(biāo)志證明商標(biāo)”認證。目前，壺關(guān)縣旱地番茄種植面積達5萬余畝，已成為農(nóng)民增收致富的特色主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。但由于市場上可供選擇品種種類繁多，各品種品質(zhì)參差不齊，對農(nóng)民選擇優(yōu)質(zhì)的番茄品種造成困擾，因此，開展旱地番茄品質(zhì)對比試驗勢在必行。

1 材料與方法

1.1 供試土壤狀況

試驗田選在山西省長治市壺關(guān)縣東關(guān)壁村。供試土壤基本理化性狀為全氮0.085 g·kg-1，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為74.62、15.78、158.95 mg·kg-1，有機質(zhì)含量為15.32 g·kg-1，pH值8.42。

1.2 供試肥料與作物

試驗田每667 m2施用雞糞(來源于壺關(guān)附近養(yǎng)殖場，經(jīng)過發(fā)酵劑腐熟后使用)3 500 kg，氮肥10 kg，磷肥5 kg，鉀肥15 kg，所有肥料均作為基肥一次性施入，作物的整個生育期不追加肥料。

供試番茄品種為硬粉風(fēng)暴、CM160、浙粉713、百盛、冀番137、菲騰1號、華錦2號、日潤天下、乾德M725、圓粉209、1721、伯爵Ⅱ、佳寶1602、申粉988及農(nóng)博粉6號共15個品種，以當(dāng)年農(nóng)戶主要種植品種農(nóng)博粉6號為對照。幼苗選用穴盤育苗法獲得，于5月28日定植。定植時澆足水，緩苗后整個生育期依靠天然降水進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在番茄盛果期采集第三穗果果實，并測定其品質(zhì)。

1.3 試驗地降雨情況

2018年所在地6—9月降雨量為310.4 mm，其中6、7、8、9月降雨量分別為55.6、147.7、35.7、71.4 mm。

1.4 測量指標(biāo)

測量各參試番茄品種果實的各項指標(biāo)含量，并計算糖酸比。番茄果實中可溶性固形物含量利用阿貝折射儀直接測定，數(shù)值統(tǒng)一換算為20 ℃下的可溶性固形物含量值；可溶性總糖含量利用蒽酮比色法進行測定；有機酸含量采用標(biāo)準滴定法測定；維生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法測定；可溶性蛋白質(zhì)含量利用考馬斯亮藍比色法進行測定；硝酸鹽含量采用紫外分光光度計法測定[8-9]。

1.5 試驗設(shè)計

共設(shè)15個處理，重復(fù)3次，隨機排列，共45個小區(qū)。每小區(qū)3畦(1.2 m×6.6 m)，小區(qū)面積為23.76 m2，兩邊各設(shè)4行保護行[10-11]，種植密度為46 320株·hm-2。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS軟件進行Duncan’s方差分析，采用Excel軟件繪制，結(jié)果用平均值表示[12]。

根據(jù)王飛等[13]用的模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的方法，對各指標(biāo)求其隸屬值并累加綜合比較。

隸屬函數(shù)值=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中，X為某材料的某一指標(biāo)測定值，Xmax為所有待鑒定材料某一指標(biāo)測定值的最大值，Xmin為所有待鑒定材料某一指標(biāo)測定值的最小值。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗品種糖酸對比

由表1可知，不同番茄品種的糖酸含量差異較大。其中，佳寶1602可溶性總糖含量最低，為9.3%；華錦2號和乾德M725可溶性總糖含量最高，為25.4%；大部分品種的有機酸含量為2%左右，百盛的有機酸含量最高，為4.1%；各番茄品種中華錦2號和乾德M725糖酸比最高，為12.7；CM160糖酸比最低，為3.1。通過對15個番茄品種組織品嘗試驗，調(diào)查顯示，冀番137最受民眾喜愛。

表1 不同品種糖酸含量

2.2 試驗品種可溶性固形物、可溶性蛋白、Vc含量對比

由表2可知，供試番茄品種可溶性固形物含量變化范圍為4.17%～6.10%。其中，CM160、浙粉713、百盛、冀番137、申粉988的可溶性固形物顯著高于對照，冀番137和申粉988的可溶性固形物含量顯著高于其他品種；華錦2號的可溶性固形物含量顯著低于其他品種；大部分番茄品種的可溶性固形物在5%以上。供試番茄品種中，申粉988的Vc含量顯著高于對照農(nóng)博粉6號，冀番137、日潤天下、圓粉209、伯爵Ⅱ的Vc含量較對照不顯著。不同番茄品種的可溶性蛋白含量變化較大，其中，CM160、冀番137、菲騰1號、華錦2號、日潤天下、伯爵Ⅱ、申粉988的可溶性蛋白含量顯著高于對照，菲騰1號的可溶性蛋白含量顯著高于其他品種。

表2 不同品種品質(zhì)對比

2.3 試驗品種硝酸鹽含量對比情況

蔬菜的硝酸鹽含量是健康食品的重要指標(biāo)，硝酸鹽對人體的潛在威脅早受到人們的普遍關(guān)注，科學(xué)控制施氮量與氮源種類是降低硝酸鹽含量的首要措施[14-16]。由圖1可知，日潤天下的硝酸鹽含量最低，為61 mg·kg-1；冀番137的硝酸鹽含量最高，為244 mg·kg-1。由此可知，在同一施肥條件下，相同作物不同品種對硝酸鹽的吸收利用水平存在差異，但各試驗品種的硝酸鹽含量均在432 mg·kg-1以下，均低于國家無公害蔬菜可食用部分硝酸鹽含量標(biāo)準[17]。

圖1 試驗品種硝酸鹽含量

2.4 供試番茄的隸屬函數(shù)值

單個測定指標(biāo)很難評價番茄的品質(zhì)高低，且不同的測定指標(biāo)最大值與最小值之間差異大小不一致，若差異大，則該指標(biāo)的絕對值在參與整個評價過程中所占的比重就比較大，對評價結(jié)果影響也較大；若差異較小，則該指標(biāo)的絕對值在綜合評價過程中的貢獻就可能比較小。這樣就可能錯誤擴大或縮小某一個性狀與品種品質(zhì)的相關(guān)性。根據(jù)王飛等[13]用的模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的方法，將各待評材料各項指標(biāo)的具體特性隸屬值進行累加，并求取平均數(shù)，平均數(shù)越大，其品種優(yōu)良性越強。

由表3可知，通過對試驗品種的可溶性總糖、有機酸、糖酸比、可溶性固形物、Vc含量等指標(biāo)進行隸屬函數(shù)分析，冀番137、申粉988的平均隸屬函數(shù)值最高，均達0.59以上；伯爵Ⅱ次之；佳寶1602的平均隸屬函數(shù)值最低。

表3 各試驗品種隸屬函數(shù)值

3 討論與小結(jié)

露天種植番茄受外界環(huán)境因素影響較大，光照強度、降雨量等環(huán)境因素存在年度差異，而這些環(huán)境因素會對旱地番茄的品質(zhì)產(chǎn)生較大影響，試驗地所在區(qū)域較為干旱少雨，且試驗地土壤pH較大，該地區(qū)適種番茄品種的抗逆性相對較高，鑒選出優(yōu)質(zhì)番茄品種對農(nóng)民的經(jīng)濟收益大有裨益。同時也可通過適當(dāng)追施氮、鉀養(yǎng)分或施用微生物菌肥、大量元素水溶肥料、微生物菌劑與化肥混施對番茄的光合效率和果實產(chǎn)量及品質(zhì)進行進一步改善[18-23]，并可通過施加有機肥改善土壤理化性狀。

本文基于隸屬函數(shù)法綜合分析，通過對15種旱地番茄品種的各項品質(zhì)數(shù)據(jù)計算其平均隸屬函數(shù)值，結(jié)果表明，冀番137和申粉988的品質(zhì)相對較高，且糖酸比較為適宜，可作為優(yōu)質(zhì)品種材料，為選育優(yōu)質(zhì)的旱地番茄品種奠定了基礎(chǔ)。