基于隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)15個(gè)石榴品種（系）果實(shí)品質(zhì)

關(guān)鍵詞：石榴；果實(shí)品質(zhì)；變異系數(shù)；隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法

中圖分類號(hào)：S665.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2024）11-0068-08

石榴（Punica granatum L.）屬石榴科（Puni-caceae）石榴屬（Punica）落葉灌木或小喬木，原產(chǎn)于伊朗和阿富汗等中亞地區(qū)，由漢代張騫經(jīng)絲綢之路傳入我國(guó)，至今已有2000多年的栽培歷史。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的自然進(jìn)化和人工選擇，我國(guó)現(xiàn)有石榴栽培品種300多個(gè)，形成了山東棗莊、河南滎陽(yáng)、陜西臨潼、安徽懷遠(yuǎn)、四川會(huì)里、云南蒙自和新疆葉城7個(gè)石榴主產(chǎn)區(qū)。石榴是集食用、藥用、觀賞、綠化于一體的重要經(jīng)濟(jì)林樹種，具有較高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、觀賞和生態(tài)價(jià)值，發(fā)展?jié)摿薮螅钍苋藗兦嗖A。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年，我國(guó)石榴種植面積達(dá)11.6萬(wàn)公頃，居世界第一位，石榴產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)和特色產(chǎn)業(yè)，在調(diào)整農(nóng)村農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)、增加農(nóng)民收入和保障生態(tài)安全等方面發(fā)揮了重要作用。

果實(shí)品質(zhì)是決定石榴商品價(jià)值及能否推廣的重要依據(jù)，進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)的科學(xué)評(píng)價(jià)，對(duì)優(yōu)化石榴品種種植結(jié)構(gòu)、篩選優(yōu)良種質(zhì)及創(chuàng)制新品種等具有重要意義。目前有關(guān)石榴果實(shí)品質(zhì)的評(píng)價(jià)多是基于單一石榴品種不同成熟期的品質(zhì)或采后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與生物活性功能的研究，而基于多個(gè)品種間的果實(shí)品質(zhì)間差異的綜合評(píng)價(jià)鮮有報(bào)道。本研究選取山東省15個(gè)石榴主栽品種（系）引種至河南省滎陽(yáng)市種植，并對(duì)各個(gè)品種的7個(gè)果實(shí)特征性指標(biāo)（裂果率、單果重、百籽粒重、總籽粒重、皮厚、出汁率和可食率）和6個(gè)果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)（可溶性固形物、總酸、總糖、還原型抗壞血酸和木質(zhì)素含量及糖酸比）進(jìn)行測(cè)定分析，再分別采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法和聚類分析法對(duì)15個(gè)石榴品種（系）的果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，旨在為石榴果實(shí)的采后處理、優(yōu)良品種的引種推廣和優(yōu)良石榴種質(zhì)資源的開發(fā)利用提供科學(xué)參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試15個(gè)石榴品種（系）均為扦插苗（表1），源于山東省石榴種質(zhì)資源圃，2016年春種植在位于河南省滎陽(yáng)市汜水鎮(zhèn)的鄭州成皋生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司農(nóng)業(yè)生態(tài)園，樹體生長(zhǎng)良好，無(wú)病蟲害。

1.2試驗(yàn)方法與指標(biāo)測(cè)定

于2020年秋，果實(shí)成熟期采收15個(gè)品種（系）石榴果實(shí)，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定。以單株為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)品種（系）設(shè)6個(gè)重復(fù)。單株產(chǎn)量用電子秤（1g）稱重記產(chǎn)，單果重、百粒籽重和總粒重用天平（0.01g）稱重記錄，果皮厚度用數(shù)顯游標(biāo)卡尺（0.001 mm）測(cè)量?？扇苄怨绦挝锖坑脭?shù)顯糖度計(jì)（ATAGO PAL-3）測(cè)定，出汁率用稱重法測(cè)定，總酸含量和總糖含量分別采用酸堿滴定法和蒽酮法測(cè)定，還原型抗壞血酸含量采用分光光度法測(cè)定，木質(zhì)素含量采用巰基乙酸法測(cè)定。

出汁率（%）=（百粒籽粒重一百粒種子重）／百粒籽粒重×100：

可食率（%）=總籽粒重／單果重×100。

1.3數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2019和SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。文中數(shù)據(jù)為6個(gè)重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)方差（SD）。

變異系數(shù)（%）=標(biāo)準(zhǔn)偏差／平均值×100。

采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法分別對(duì)15個(gè)石榴品種（系）的各項(xiàng)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以確定各指標(biāo)對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響程度。通過(guò)比較各品種（系）所有測(cè)定指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均值大小，確定其果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)劣，平均隸屬函數(shù)值越大，則果實(shí)品質(zhì)越優(yōu)。

隸屬函數(shù)值計(jì)算方法：

2結(jié)果與分析

2.1不同石榴品種（系）單株產(chǎn)量和裂果率表現(xiàn)

如表2所示，不同石榴品種（系）5年生樹單株產(chǎn)量和裂果率的變異系數(shù)分別為66.55%和74.39%，表明單株產(chǎn)量和裂果率均存在較大的品種間差異。其中，大青皮酸單株產(chǎn)量最高為8.85kg，其次是發(fā)芽紅（7.85kg），第3位是巨籽蜜（5.00kg），青皮甜、謝花甜、霜紅寶石和狀元紅的單株產(chǎn)量在3.0～5.0kg之間，大馬牙、二白、牡丹石榴、青皮酸和泰山紅的單株產(chǎn)量在2.0～3.0kg之間，大紅皮甜、崗榴和蒙陽(yáng)紅的單株產(chǎn)量均低于2.0kg，特別是蒙陽(yáng)紅僅為0.74 kg。

蒙陽(yáng)紅和霜紅寶石未發(fā)現(xiàn)裂果，其他13個(gè)品種（系）均存在不同程度的裂果。牡丹石榴和發(fā)芽紅的裂果率嚴(yán)重，分別為52.17%和50.00%；二白、巨籽蜜、狀元紅、大馬牙、大青皮酸、青皮甜、青皮酸、謝花甜的裂果率在20.00%～40.00%之間：大紅皮甜的裂果率較低，為13.89%；泰山紅和崗榴的裂果率為次低和最低，分別為3.64%和3.13%。

2.2不同石榴品種（系）果實(shí)主要經(jīng)濟(jì)性狀表現(xiàn)

如表3所示，15個(gè)石榴品種（系）單果重、總籽粒重、百粒籽重和皮厚的變異系數(shù)均大于15%，均存在較大程度的品種間變異。青皮甜、大青皮酸、二白、大馬牙和巨籽蜜的單果重均大于400 g，屬于特大型果；霜紅寶石、狀元紅、崗榴和青皮酸的單果重在300～400g之間，屬于大型果；牡丹石榴、泰山紅、謝花甜、發(fā)芽紅和大紅皮甜的單果重在150～300g之間，屬于中型果；蒙陽(yáng)紅的單果重最小，僅為141.65g，屬于小型果。霜紅寶石、牡丹石榴、大馬牙、謝花甜、狀元紅、巨籽蜜、泰山紅、崗榴、青皮甜、二白和青皮酸共11個(gè)品種的百粒籽重在30～50 g之間，屬于中等籽粒；蒙陽(yáng)紅、大青皮酸、發(fā)芽紅和大紅皮甜的百粒籽重小于30g，屬于小籽粒。崗榴果實(shí)的果皮最厚，為6.70mm;霜紅寶石、巨籽蜜、狀元紅、大馬牙、青皮甜、謝花甜、二白和青皮酸的果皮較厚，在3～5mm之間；蒙陽(yáng)紅、牡丹石榴、大青皮酸和大紅皮甜的果皮較薄，在2～3mm之間；泰山紅和發(fā)芽紅的果皮較薄，小于2mm。

15個(gè)石榴品種（系）果實(shí)出汁率和可食率的變異系數(shù)均小于10%，是較為穩(wěn)定的指標(biāo)。15個(gè)石榴品種（系）的果實(shí)出汁率均大于75.00%，其中大青皮酸最高，為83. 51%，其次是青皮酸（81.19%）、霜紅寶石（81.15%）、泰山紅（80.45%）、謝花甜（80.33%）、二白（80.01%），蒙陽(yáng)紅的出汁率最低，為75.51%。15個(gè)石榴品種（系）中，崗榴的果實(shí)可食率最低為44.86%，其他14個(gè)品種（系）的果實(shí)可食率均大于50.00%，其中狀元紅、巨籽蜜和發(fā)芽紅均大于60.00%。

2.3不同石榴品種（系）果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)表現(xiàn)

如表4所示，反映石榴內(nèi)在品質(zhì)的6個(gè)指標(biāo)均存在不同程度的變異。其中，總酸含量存在高度變異，變異系數(shù)為101.66%；總糖含量、糖酸比、還原型抗壞血酸和木質(zhì)素含量的變異系數(shù)均大于10.00%，品種間變異性較大；可溶性固形物含量的變異系數(shù)為4.02%，是較為穩(wěn)定的指標(biāo)。

15個(gè)石榴品種（系）果實(shí)可溶性固形物含量均大于14.00%，達(dá)到優(yōu)良品種標(biāo)準(zhǔn)，其中大紅皮甜、大馬牙、崗榴、大青皮酸和青皮酸的可溶性固形物含量均大于16.00%，霜紅寶石和牡丹石榴的可溶性固形物含量均小于15.00%。供試品種（系）中，果實(shí)總酸含量最高的是青皮酸（21.64mg/g），其次是大青皮酸（14.47 mg/g）、牡丹石榴（9.21mg/g），其余12個(gè)品種（系）果實(shí)總酸含量均小于4.00mg/g，特別是崗榴、大馬牙總酸含量分別位居次低（2.56mg/g）和最低（2.55mg/g）。崗榴、泰山紅、蒙陽(yáng)紅、巨籽蜜、大青皮酸、發(fā)芽紅和牡丹石榴總糖含量均大于400.00mg/g，青皮酸含量最低為277.14mg/g，其余7個(gè)品種（系）總糖含量在300.00～400.00m/g之間。青皮酸的糖酸比最小為12.80，其次是大青皮酸（28.69），屬于酸石榴品種，其余13個(gè)品種（系）的糖酸比范圍在43.92～178.59之間，均屬于甜石榴品種。二白、發(fā)芽紅和狀元紅的還原型抗壞血酸含量均大于600.00μg/g，泰山紅、謝花甜和青皮酸的還原型抗壞血酸含量均小于400.00μg/g，其余9個(gè)品種（系）的還原型抗壞血酸含量在400.00～600.00μg/g之間。二白、發(fā)芽紅、大馬牙、大青皮酸、青皮酸和蒙陽(yáng)紅的木質(zhì)素含量均大于0.30 mg/mg，果實(shí)籽粒屬于硬核：巨籽蜜和狀元紅的木質(zhì)素含量均小于0.20mg/mg，果實(shí)籽粒屬于軟籽；其余7個(gè)品種（系）的木質(zhì)素含量在0.20～0.30 mg/mg之間，果實(shí)籽粒仁半軟。

2.4不同石榴品種（系）果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

本研究基于13個(gè)石榴果實(shí)的外在、內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)15個(gè)石榴品種（系）的果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表5。15個(gè)石榴品種（系）的平均隸屬函數(shù)值范圍為0.39～0.69。將平均隸屬函數(shù)值≥0.6的劃為一類，主要包含二白、狀元紅、巨籽蜜、大青皮酸、大馬牙、青皮甜、崗榴；將0.5≤平均隸屬函數(shù)值lt;0.6的劃為一類，主要包含泰山紅、大紅皮甜、霜紅寶石和蒙陽(yáng)紅、發(fā)芽紅；將平均隸屬函數(shù)值lt;0.5的劃為一類，主要包含謝花甜、牡丹石榴和青皮酸。

3討論與結(jié)論

果實(shí)品質(zhì)是評(píng)價(jià)石榴品種優(yōu)劣的重要依據(jù)之一，主要由外觀品質(zhì)（包括果實(shí)形狀、果實(shí)大小、單果重、果實(shí)顏色等）與內(nèi)在品質(zhì)（主要包括風(fēng)味、香氣、糖酸比、可溶性固形物含量、營(yíng)養(yǎng)成分組成等）構(gòu)成，且存在較大的品種間差異。本研究對(duì)河南滎陽(yáng)引自山東的15個(gè)石榴品種（系）的果實(shí)品質(zhì)，包括7個(gè)果實(shí)特征性指標(biāo)（裂果率、單果重、百籽粒重、總籽粒重、皮厚、出汁率和可食率）和6個(gè)果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)（可溶性固形物、總酸、總糖、還原型抗壞血酸、木質(zhì)素含量和糖酸比）進(jìn)行了綜合測(cè)定分析。

裂果是果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中普遍發(fā)生的一種生理性病害，它不僅導(dǎo)致果實(shí)外觀破壞、品質(zhì)降低，而且顯著增加果實(shí)受病原菌和寄生蟲侵害的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致其保質(zhì)期縮短，易發(fā)生腐敗變質(zhì)，嚴(yán)重影響果實(shí)的商品特性和銷售特性，是限制石榴產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。研究表明，影響石榴裂果的主要因素有品種自身遺傳特性（如果實(shí)大小、形狀、生長(zhǎng)速度、含水量、果皮特性、果實(shí)開裂相關(guān)基因表達(dá)情況等）、生長(zhǎng)環(huán)境條件（如溫度、光照、降水、病蟲害等）和栽培管理方式（如施肥、灌溉、防曬、套袋及生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的施用等）等20-21]。本研究中，河南滎陽(yáng)引種的15個(gè)石榴品種（系）果實(shí)裂果率的變異系數(shù)為74.39%，存在較大的品種間變異，其中牡丹石榴和發(fā)芽紅的裂果率大于50.00%，泰山紅和崗榴的裂果率低于5%，蒙陽(yáng)紅和霜紅寶石未發(fā)現(xiàn)裂果。石榴果實(shí)果皮厚度是衡量果實(shí)耐運(yùn)特征的重要指標(biāo)之一，存在很大的品種間差異，一般來(lái)說(shuō)果皮越厚，其粗纖維含量越高，細(xì)胞間連接越緊密，越難斷裂，越不容易裂果，果實(shí)越耐貯耐運(yùn)，然而，果皮過(guò)厚也會(huì)降低果實(shí)的有效可食率。本研究中，崗榴果實(shí)的果皮最厚，為6.70mm，可食率最低為44.86%，耐貯運(yùn)，可跨區(qū)域運(yùn)輸銷售加工；霜紅寶石、巨籽蜜、狀元紅、大馬牙、青皮甜、謝花甜、二白和青皮酸的果皮較厚，大于3mm，較耐貯運(yùn)，可食率大于50.00%；蒙陽(yáng)紅、牡丹石榴、大青皮酸、大紅皮甜、泰山紅和發(fā)芽紅的果皮較薄，小于3mm，不耐貯運(yùn)，果實(shí)可食率均大于50.00%，適宜于產(chǎn)地加工或鮮食。本研究發(fā)現(xiàn)15個(gè)品種（系）果實(shí)的果皮厚度與裂果率不存在一致性，推測(cè)裂果率的品種間差異可能與石榴品種的其他果皮特性（果皮的力學(xué)特征、果皮細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)等）有關(guān)，該研究結(jié)果可為培育抗裂果石榴品種提供參考依據(jù)。

籽粒是石榴的主要食用部分，籽粒品質(zhì)（包括籽粒重、籽粒硬度、出汁率、籽粒營(yíng)養(yǎng)成分組成等）是石榴果實(shí)品質(zhì)的主要組成部分。百粒籽重和出汁率是評(píng)價(jià)石榴籽粒大小及是否適合鮮榨加工的重要指標(biāo)。研究表明，果實(shí)籽粒大小與出汁率呈正相關(guān)，即籽粒越大，出汁率越高。本研究中15個(gè)石榴品種（系）百粒籽重和出汁率的變異系數(shù)分別為15.01%和2.48%。霜紅寶石、牡丹石榴、大馬牙、謝花甜、狀元紅、巨籽蜜、泰山紅、崗榴、青皮甜、二白和青皮酸共11個(gè)品種（系）的百粒籽重為30～50 g，屬于中等籽粒；蒙陽(yáng)紅、大青皮酸、發(fā)芽紅和大紅皮甜的百粒籽重小于30g，屬于小籽粒。15個(gè)石榴品種（系）的果實(shí)出汁率均大于75.00%，均適宜于鮮榨加工用，其中大青皮酸的最高，為83.51%，其次是青皮酸（81.19%），蒙陽(yáng)紅的出汁率最低，為75.51%。籽粒硬度是鮮食石榴的重要品質(zhì)指標(biāo)，直接影響石榴的口感、可食性及消費(fèi)者的認(rèn)可度。木質(zhì)素作為植物細(xì)胞壁的基本結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其含量的差異是影響石榴籽粒硬度的主要因素，是被用作評(píng)價(jià)石榴籽粒硬度的生理指標(biāo)。研究表明，硬籽石榴種皮木質(zhì)素含量較高，不方便食用，而軟籽石榴種皮木質(zhì)素含量較低，可直接食用，無(wú)需吐渣，更受消費(fèi)者的青睞。本研究中果實(shí)籽粒木質(zhì)素含量的變異系數(shù)為20.45%，存在較大程度的品種間變異。二白、發(fā)芽紅、大馬牙、大青皮酸、青皮酸和蒙陽(yáng)紅的木質(zhì)素含量大于0.30mg/mg，果實(shí)籽粒屬于硬核：巨籽蜜和狀元紅的木質(zhì)素含量小于0.20 mg/mg，果實(shí)籽粒屬于軟籽；其余7個(gè)品種（系）的木質(zhì)素含量在0.20～0.30mg/mg之間，果實(shí)籽粒仁半軟。該研究結(jié)果可為軟籽石榴新種質(zhì)的培育提供參考依據(jù)。

可溶性固形物、總酸、總糖含量及糖酸比是決定石榴果實(shí)風(fēng)味的主要因素，還原型抗壞血酸含量是評(píng)價(jià)石榴營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)之一。本研究15個(gè)石榴品種（系）中，反映石榴內(nèi)在品質(zhì)的這5個(gè)指標(biāo)均存在不同程度的變異，其中總酸含量存在高度變異，變異系數(shù)為101.66%；總糖含量、糖酸比、還原型抗壞血酸含量和木質(zhì)素含量的變異系數(shù)均大于10.00%，表明品種間的變異性較大；可溶性固形物含量的變異系數(shù)為4.02%，是較為穩(wěn)定的指標(biāo)。15個(gè)石榴品種（系）的果實(shí)可溶性固形物含量均大于14.00%，達(dá)到優(yōu)良品種標(biāo)準(zhǔn)。青皮酸的糖酸比最小為12.80，其次是大青皮酸（28.69），屬于酸甜石榴品種，其余13個(gè)品種（系）的糖酸比范圍為43.92～178.59，均屬于甜石榴品種。二白、發(fā)芽紅和狀元紅的還原型抗壞血酸含量均大于600.00μg/g，具有較好的抗氧化功能。

果實(shí)品質(zhì)是一個(gè)復(fù)合性狀，單一指標(biāo)不能說(shuō)明某一品種果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)劣?；诙嘀笜?biāo)的模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法消除了品種（系）間的固有差異，能夠較準(zhǔn)確地反映不同品種（系）的差異，評(píng)價(jià)結(jié)果客觀可靠，已成為經(jīng)濟(jì)林果實(shí)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的主要方法。楊雪梅等基于平均單果重、可溶性固形物含量、籽粒含水量、果形指數(shù)、百粒籽重和籽粒硬度等指標(biāo)運(yùn)用隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法對(duì)山東、河南、安徽、新疆4個(gè)石榴主產(chǎn)區(qū)的21個(gè)主栽品種進(jìn)行了品質(zhì)評(píng)價(jià)，并根據(jù)綜合隸屬因子將21個(gè)品種分為4個(gè)等級(jí)：綜合隸屬因子≥3.6的品種劃為Ⅰ級(jí)，為優(yōu)質(zhì)品種；3.2≤綜合隸屬因子lt;3.6的品種劃為Ⅱ級(jí)，為次優(yōu)級(jí)品種；2.8≤綜合隸屬因子lt; 3.2的品種劃為Ⅲ級(jí)，為中等品質(zhì)；綜合隸屬因子lt;2.8的品種劃為Ⅳ級(jí)，品質(zhì)低等。本研究基于13個(gè)石榴果實(shí)的外在和內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)，采用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)法對(duì)15個(gè)石榴品種（系）的果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果為：狀元紅、巨籽蜜、二白、青皮甜、崗榴、大青皮酸、大馬牙的平均隸屬函數(shù)值≥0.6，品質(zhì)優(yōu)；0.5≤平均隸屬函數(shù)值lt;0.6的有泰山紅、大紅皮甜、霜紅寶石、蒙陽(yáng)紅、發(fā)芽紅，品質(zhì)中等；謝花甜、牡丹石榴、青皮酸的平均隸屬函數(shù)值lt;0.5，品質(zhì)較差。該評(píng)價(jià)結(jié)果與各品種（系）石榴果實(shí)生長(zhǎng)狀況和形態(tài)表現(xiàn)基本一致，說(shuō)明隸屬函數(shù)法可準(zhǔn)確反映不同石榴品種的果實(shí)綜合品質(zhì)。該結(jié)果可為專用型石榴品種篩選提供參考。