應(yīng)用層次分析法的優(yōu)質(zhì)番茄品種綜合評(píng)價(jià)研究

石奡坤，李衍素，閆 妍，于賢昌，賀超興

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

番茄以其營(yíng)養(yǎng)豐富、口感佳、食法多樣等優(yōu)點(diǎn)已成為人均消費(fèi)量最大的蔬菜之一，其產(chǎn)量高、效益好，且采收期長(zhǎng)、種植技術(shù)易掌握，成為周年生產(chǎn)和供應(yīng)的重要蔬菜種類(lèi)，而篩選出適宜種植生產(chǎn)的適應(yīng)性、豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、抗逆性相對(duì)較好的番茄品種是保證生產(chǎn)者經(jīng)濟(jì)效益的必要條件。

近年來(lái)，我國(guó)番茄播種面積占蔬菜總播種面積的4.7%左右，番茄生產(chǎn)已成為農(nóng)民增收的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和出口創(chuàng)匯的重要途徑之一。隨著冬春設(shè)施蔬菜和夏秋冷鏈?zhǔn)卟说目焖侔l(fā)展，我國(guó)蔬菜市場(chǎng)均衡供應(yīng)能力有所加強(qiáng)，價(jià)格波幅呈總體下降的趨勢(shì)，逐漸由追求產(chǎn)量向提升品質(zhì)轉(zhuǎn)變。2019年蔬菜種植面積2 086萬(wàn)hm，人均年占有量515 kg，2021年蔬菜總種植面積2 133萬(wàn)hm，總產(chǎn)量7.5億t，商品產(chǎn)量5.74億t，蔬菜已經(jīng)連續(xù)3年處于平衡有余的階段。人們對(duì)蔬菜的需求已經(jīng)從追求高產(chǎn)向高品質(zhì)、多樣化轉(zhuǎn)變，蔬菜產(chǎn)量的保持與品質(zhì)的提升是現(xiàn)階段農(nóng)技人員急待解決的問(wèn)題。

番茄品質(zhì)指標(biāo)可劃分為3類(lèi)指標(biāo)，即商品品質(zhì)、風(fēng)味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。商品品質(zhì)指標(biāo)包含硬度、果形指數(shù)、單果質(zhì)量等；風(fēng)味品質(zhì)指標(biāo)包含可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)酸、糖酸比等，其中可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)酸的含量直接決定其品質(zhì)和口感；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)包含可溶性蛋白、VC、番茄紅素等。番茄每一類(lèi)品質(zhì)又有多個(gè)衡量指標(biāo)，不同的品質(zhì)指標(biāo)之間又有一定的關(guān)聯(lián)，僅憑單一品質(zhì)指標(biāo)不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)番茄的品質(zhì)，目前，有關(guān)權(quán)重的確定方法可分為主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法和組合賦權(quán)法。AHP法以其系統(tǒng)、靈活、簡(jiǎn)潔，將定性與定量相結(jié)合處理復(fù)雜決策問(wèn)題的特點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用，但沒(méi)有反映觀測(cè)值的變異程度，是一種主觀賦權(quán)法。

本試驗(yàn)針對(duì)北京地區(qū)人口密度大、蔬菜種植面積小、總產(chǎn)量較低、種子市場(chǎng)混雜等因素，通過(guò)日光溫室內(nèi)秋冬茬番茄品種篩選試驗(yàn)，旨在尋求品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高的優(yōu)質(zhì)品種，尤其以可溶性糖為代表的風(fēng)味品質(zhì)、以番茄紅素為代表的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的品種，進(jìn)而在北京地區(qū)進(jìn)行推廣，解決品質(zhì)差、產(chǎn)量低、品種特性不明確等問(wèn)題；同時(shí)建立番茄綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)體系，應(yīng)用AHP法收集能基本反映番茄品質(zhì)的指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算入選指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建指標(biāo)體系，對(duì)不同品系的番茄果實(shí)和產(chǎn)量進(jìn)行綜合分析，得到綜合評(píng)價(jià)總分值，進(jìn)而對(duì)番茄各品種作出全面的評(píng)價(jià)，提出解決番茄綜合評(píng)價(jià)的分析方案，為消費(fèi)者和銷(xiāo)售者在鮮果產(chǎn)品選擇時(shí)提供決策依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試品種

供試品種共有22個(gè)，分別為：吉諾比利（武漢楚為生物科技股份有限公司），飛天701、嘎啦果、惠福、吐?tīng)柶妫▔酃飧耦D農(nóng)業(yè)科技有限公司），普羅旺斯（荷蘭德澳特種業(yè)集團(tuán)公司），齊達(dá)利、倍盈、瑞菲（壽光先正達(dá)種子有限公司），歐貝（圣尼斯種子（北京）有限公司），桃星（日本瀧井種苗株式會(huì)社），金鵬飛躍、金棚八號(hào)（西安金鵬種苗有限公司），瑞星大寶、瑞星五號(hào)（上海菲圖種業(yè)有限公司），意佰芬-5（北京中研益農(nóng)種苗科技有限公司），中雜201、中雜301、中雜302（中蔬種業(yè)科技有限公司），京番401、京番303、京番309（北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所）。

1.2 試驗(yàn)安排

試驗(yàn)在北京市昌平區(qū)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口中試基地日光溫室進(jìn)行，7月22日干種直播于基質(zhì)穴盤(pán)，8月14日定植于日光溫室。土壤基本理化性質(zhì)：容重1.31 g/cm、有機(jī)質(zhì)含量1.88%、pH值7.11、堿解氮172.67 mg/kg、有效磷76.34 mg/kg、速效鉀210 mg/kg。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)品種設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積6.7 m。每小區(qū)定植26株，雙行定植，畦寬1.1 m，株距33 cm，行距60 cm，單干整枝，土壤栽培，常規(guī)栽培管理，各番茄品種為無(wú)限生長(zhǎng)型，第7花序打頂。

品質(zhì)、產(chǎn)量指標(biāo)：可溶性固形物含量采用手持糖度計(jì)（PAL-1，日本ATAGO公司）測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定，有機(jī)酸含量采用酸堿滴定法測(cè)定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定，VC含量采用二甲苯萃取比色法測(cè)定，番茄紅素含量采用紫外-可見(jiàn)分光光度法測(cè)定；對(duì)各處理的單株產(chǎn)量和總產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析與綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

采用DPS18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和計(jì)算各層次相應(yīng)元素的權(quán)重。不同處理間的多重比較采用Duncan新復(fù)極差法（α=0.05）；采用層次分析（AHP）法對(duì)選取指標(biāo)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同番茄品種果實(shí)性狀及產(chǎn)量的比較

2.1.1 不同番茄品種果實(shí)性狀比較

由表1可知，在果形方面，桃星橫徑最大，為8.45 cm，中雜302縱徑最大，為6.85 cm。飛天701、嘎啦果、惠福、吐?tīng)柶?、普羅旺斯、齊達(dá)利、倍盈、金棚飛躍、瑞星大寶、意佰芬-5、中雜301、中雜302、京番401、京番303、京番309的果形指數(shù)≥0.80，屬于近圓果形；中雜302果形指數(shù)為0.86，屬于圓果形，其余的9個(gè)品種果形指數(shù)為0.75～0.79，屬于扁圓果形。瑞星五號(hào)、意佰芬-5兩個(gè)品種果實(shí)硬度顯著高于其他品種，硬度分別為9.27、9.18 kg/cm，其中硬度≥6.00 kg/cm的品種有10個(gè)，惠福、吐?tīng)柶?、京?09硬度顯著低于其他品種。

表1 不同番茄品種產(chǎn)量及果實(shí)性狀比較

2.1.2 不同番茄品種產(chǎn)量比較

由表1可知，單果質(zhì)量意佰芬-5最高，為231.07 g，京番309最低，為104.34 g；意佰芬-5與吉諾比利、飛天701、普羅旺斯、金棚八號(hào)、瑞星五號(hào)、中雜302、京番303差異不顯著，但顯著高于其他品種；嘎啦果、惠福、吐?tīng)柶?、京?09顯著低于其他18個(gè)品種。單株質(zhì)量京番401最高，為3.60 kg，嘎啦果最低，為1.73 kg；京番401與倍盈、金棚八號(hào)、瑞星大寶差異不顯著，與其他18個(gè)品種差異顯著。在667 m產(chǎn)量上，京番401最高，為9 323.01 kg，顯著高于其他品種；嘎啦果最低，為4 487.14 kg，顯著低于其他品種。

2.2 不同番茄品種品質(zhì)比較

2.2.1 不同番茄品種風(fēng)味品質(zhì)比較

由表2可知，在可溶性固形物方面，京番309最高（5.37%），金棚飛躍最低（3.30%）；京番309與吐?tīng)柶?、惠福、中雜301、嘎啦果無(wú)顯著性差異，但顯著高于其他17個(gè)品種。在可溶性糖方面，惠福最高（5.91%），瑞星五號(hào)最低（1.74%）；惠福與嘎啦果、吉諾比利和吐?tīng)柶嬷g無(wú)顯著性差異，但顯著高于其他18個(gè)品種。在有機(jī)酸方面，吐?tīng)柶孀罡撸?.57%），京番401最低（0.35%），二者分別與其他品種差異顯著。在糖酸比方面，嘎啦果最高（13.07），瑞星五號(hào)最低（3.71）；嘎啦果與惠福之間無(wú)顯著性差異，二者顯著高于其他品種。

表2 不同番茄品種風(fēng)味與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較

2.2.2 不同番茄品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較

由表2可知，在可溶性蛋白方面，吐?tīng)柶孀罡撸?.85 μg/g），京番401最低（0.50 μg/g）；吐?tīng)柶媾c京番309之間無(wú)顯著性差異，但與其他20個(gè)品種差異顯著。在維生素C方面，惠福最高（162.73 μg/g），金棚飛躍最低（125.83 μg/g）；惠福與普羅旺斯、吉諾比利之間無(wú)差異，但與其他品種間差異顯著。在番茄紅素方面，惠福最高（28.38 μg/g），倍盈最低（12.33 μg/g）；惠福與京番309間無(wú)顯著性差異，但均顯著高于其他品種。

2.3 綜合評(píng)價(jià)體系構(gòu)建與分析

2.3.1 綜合評(píng)價(jià)層次構(gòu)建

根據(jù)所測(cè)10個(gè)指標(biāo)的性質(zhì)和關(guān)聯(lián)程度建立綜合評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)圖（圖1），將目標(biāo)層綜合評(píng)價(jià)分為商品性狀、風(fēng)味品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)3個(gè)準(zhǔn)則層，商品性狀包括3個(gè)指標(biāo)層，分別為果形指數(shù)、單果質(zhì)量和果實(shí)硬度；風(fēng)味品質(zhì)包括4個(gè)指標(biāo)層，分別為可溶性固形物、有機(jī)酸、可溶性糖和糖酸比；營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)包括3個(gè)指標(biāo)層，分別為可溶性蛋白、維生素C和番茄紅素。為便于數(shù)據(jù)綜合分析，在進(jìn)行綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)前，將不同指標(biāo)間的數(shù)據(jù)量綱和單位進(jìn)行歸一化處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

圖1 供試番茄品種的綜合評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)

2.3.2 不同番茄品種各品質(zhì)指標(biāo)一致性檢驗(yàn)及權(quán)重

相關(guān)研究表明，番茄硬度品質(zhì)具有很好的實(shí)用性，果實(shí)越硬，運(yùn)輸、貯藏越方便，貨架期越長(zhǎng)。影響番茄果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)較大的是含糖量和糖酸比，對(duì)番茄果實(shí)口感評(píng)價(jià)的指標(biāo)可用可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)酸、糖酸比等，在風(fēng)味綜合品評(píng)中，得分次序由高到低為味甜＞酸甜適中或偏甜＞味酸＞味淡，良好的風(fēng)味必須建立在較高的含糖量及較好的糖酸比的基礎(chǔ)上，糖酸比在6.0以上時(shí)，番茄果實(shí)風(fēng)味較佳。番茄營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)中主要體現(xiàn)在番茄紅素及VC含量上，番茄紅素是VA合成的唯一來(lái)源，具有較強(qiáng)的抗氧化性和抗腫瘤的功效。VC是非酶抗氧化劑，可以協(xié)同消除對(duì)人體細(xì)胞膜有傷害的自由基，因此兩者具有抗癌、抗衰老的作用。

基于前人的研究，構(gòu)建了番茄品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)體系，根據(jù)所建立的層次結(jié)構(gòu)圖（圖1），運(yùn)用1～9比例標(biāo)度法確定屬性指標(biāo)間的優(yōu)先級(jí)并建立判斷矩陣，利用DPS18.0軟件計(jì)算各層次相應(yīng)元素的權(quán)重，并對(duì)各判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。由表3、4可知，目標(biāo)層—準(zhǔn)則層、商品性狀指標(biāo)層、風(fēng)味品質(zhì)指標(biāo)層、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)層的一致性比率CR分別為0.000 0、0.073 8、0.021 9、0.051 8，均小于0.1，即構(gòu)建的判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)。由表3可以看出，番茄果實(shí)的商品性狀、風(fēng)味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的權(quán)重分別為0.090 9、0.454 5、0.454 5，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與風(fēng)味品質(zhì)權(quán)重相同，商品性狀所占權(quán)重最低。由表4可以看出，番茄各品質(zhì)指標(biāo)所占權(quán)重由高到低依次為：番茄紅素、可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、硬度、有機(jī)酸、可溶性蛋白、糖酸比、單果質(zhì)量、果形指數(shù)，所占權(quán)重分別為0.350 2、0.296 2、0.075 2、0.073 5、0.063 2、0.052 6、0.030 9、0.030 6、0.020 8、0.006 9。

表3 判斷矩陣目標(biāo)層—準(zhǔn)則層一致性檢驗(yàn)及權(quán)重

表4 判斷矩陣商品性狀、風(fēng)味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)一致性檢驗(yàn)及權(quán)重

2.3.3 不同番茄品種綜合品質(zhì)分析

由表5可知，依據(jù)果形指數(shù)、單果質(zhì)量及硬度指標(biāo)篩選出商品性狀較好的品種為瑞星五號(hào)、意佰芬-5、中雜302；依據(jù)可溶性固形物、有機(jī)酸、糖酸比及可溶性糖含量指標(biāo)篩選出風(fēng)味品質(zhì)較好的品種為惠福、嘎啦果、吐?tīng)柶妫灰罁?jù)可溶性蛋白、維生素C及番茄紅素含量指標(biāo)篩選出營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較好的品種為惠福、京番309、吐?tīng)柶妗?/p>

表5 不同番茄品種綜合品質(zhì)得分

可溶性糖和番茄紅素含量2個(gè)指標(biāo)得分均在前5名的是惠福、嘎啦果；綜合品質(zhì)得分前5名的依次是惠福、嘎啦果、吐?tīng)柶?、京?09、吉諾比利。農(nóng)戶選擇番茄品種的因素重要性產(chǎn)量為88.1%，品質(zhì)76.3%，相比之前在品種選擇上只追求高產(chǎn)，逐漸向產(chǎn)量與品質(zhì)兼顧方向轉(zhuǎn)型，但產(chǎn)量指標(biāo)目前依舊是農(nóng)戶的最高追求。按照產(chǎn)量與品質(zhì)1∶1的權(quán)重比例進(jìn)行分析，得到產(chǎn)量與品質(zhì)的最終得分（表6），得分由高到低依次為京番401、瑞星大寶、金棚八號(hào)、京番309、普羅旺斯、吉諾比利、惠福、倍盈、瑞菲、桃星、中雜301、歐貝、京番303、意佰芬-5、吐?tīng)柶?、嘎啦果、中雜302、金鵬飛躍、齊達(dá)利、飛天701、瑞星五號(hào)、中雜201。

表6 品質(zhì)、產(chǎn)量綜合得分與排名

3 結(jié)論與討論

通過(guò)構(gòu)建番茄品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)體系，得到各層級(jí)、指標(biāo)的權(quán)重，番茄果實(shí)的商品性狀、風(fēng)味品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的權(quán)重分別為0.090 9、0.454 5、0.454 5；各品質(zhì)指標(biāo)所占權(quán)重從高到低依次為：番茄紅素、可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、硬度、有機(jī)酸、可溶性蛋白、糖酸比、單果質(zhì)量、果形指數(shù)，所占權(quán)重分別為0.350 2、0.296 2、0.075 2、0.073 5、0.063 2、0.052 6、0.030 9、0.030 6、0.020 8、0.006 9，番茄紅素與可溶性糖所占權(quán)重和為0.646 4，是衡量番茄綜合品質(zhì)的重要指標(biāo)。

本評(píng)價(jià)方式中，綜合品質(zhì)較好的品種為惠福、嘎啦果、吐?tīng)柶妗⒕┓?09，適宜鮮食。豐產(chǎn)性以京番401、金棚八號(hào)、瑞星大寶和倍盈為佳，667 m產(chǎn)量均超過(guò)8 000.00 kg，京番401 667 m產(chǎn)量最高，為9 323.01 kg，較為適合農(nóng)戶選擇，適宜于生產(chǎn)番茄醬等；綜上，在番茄的綜合品質(zhì)方面，綜合評(píng)分較高的為惠福、嘎啦果、吐?tīng)柶婧途┓?09；結(jié)合品質(zhì)與產(chǎn)量性狀，京番401、瑞星大寶、金棚八號(hào)、京番309及普羅旺斯均可作為優(yōu)選品種。