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基于层次分析法的旱地不同番茄品种产量和品质比较

2020-10-13苏秀敏韩文清王秋兰李万星曹晋军靳鲲鹏李小霞刘永忠

东北农业大学学报 2020年9期
关键词:糖酸旱地可溶性

苏秀敏,韩文清,王 佼,李 鹏,王秋兰,李万星,曹晋军,靳鲲鹏,李 丹,李小霞,刘永忠*

(1.山西农业大学谷子研究所,山西 长治 046000;2.山西省长治市潞州区农业农村局,山西 长治 046000)

番茄是我国主栽果菜之一,含有13 种维生素及矿物质元素,其中维生素C含量丰富,番茄红素含量居各种蔬菜之首,是营养价值较高果蔬之一[1]。我国番茄品种资源丰富,研究者在引进和育种方面开展大量工作,为番茄育种奠定良好基础,已培育出大批高产、优质、高效番茄品种应用于生产实践[2]。

旱地番茄种在旱季,长在雨季,收在秋季,番茄是喜光喜温度植物,温度、光照等对番茄品质均有影响[3-4]。番茄品质可分为商品品质、风味品质、营养品质、加工品质和卫生品质等[5]。研究表明,番茄最佳风味形成需较高糖度和相对较高酸度,低糖导致果实毫无风味,低糖和高酸会使果实偏酸,而高糖和低酸导致果实风味偏淡[6]。糖酸均过低,则淡而无味。合适糖酸比为6.9~10.8[7],但也有人认为糖酸比应为4~6[8]。除甜味和酸味以外,研究发现氨基酸是蔬菜重要营养物质,也是番茄纤维主要决定因素[9]。

2018年5 ~10 月在山西省长治市壶关县种植15个旱地番茄品种,分别为硬粉风暴、CM160、浙粉713、百盛、冀番137、菲腾一号、华锦二号、日润天下、乾德M725、圆粉209、1721、伯爵Ⅱ、佳宝1602、申粉988及农博粉6号15个品种。分析参试品种产量和品质,日润天下、乾德M725、1721、伯爵Ⅱ和冀番137表现较好。

目前对旱作农业研究限于提高水分利用率[12],鉴选抗旱高产优良品种研究较少。结合2018 年试验结果及当地种植户推荐,2019 年以16 个番茄品种为试验材料,通过测定植物学性状、产量、硬度、营养品质及食味,利用层次分析法综合评价,筛选冀番137、旱地粉霸王和乾德M725 适合于壶关县等干旱缺水,缺少灌溉条件地区种植。旱地番茄整个生育期全部依靠天然降水,不追肥,农药施用量少。

1 材料与方法

1.1 试验材料与地点

试验于2019年5~10月在山西省长治市壶关县东关壁村开展,番茄供试品种见表1。

1.2 气候条件与土壤肥力

试验当年(2019 年)所在地5~10 月份降雨量为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 供试材料Table 1 Tested Material Varieties

土壤中全氮0.085 g·kg-1;碱解氮74.62 mg·kg-1;有效磷 15.78 mg·kg-1;速效钾 158.95 mg·kg-1;有机质15.32 g·kg-1;pH 8.42。试验田施用鸡粪(来源于壶关附近养殖场,发酵剂腐熟后使用)54 t·hm-2,氮肥150 kg·hm-2,磷肥75 kg·hm-2,钾肥225 kg·hm-2,所有肥料均作为基肥一次性施入,作物生育期不追加肥料。

1.3 试验设计

试验采用完全随机区组设计,试验共设16 个处理,每个处理3次重复,共48个小区。每小区3畦(畦宽1.2 m×畦长5.04 m),小区面积为18.14 m2,试验地两边各设5 行保护行。试验取中间两行实收计产。

试验品种于2019 年4 月15 号作穴盘育苗,对照品种为早圣,当幼苗达到六叶一心标准时定植,幼苗于2019 年5 月25 日定植,浇足水,缓苗后生育期全部依靠天然降水,留四穗果打顶。定植方式:采用高垄栽培模式,垄宽60 cm,番茄定植在垄边5 cm处,沟宽60 cm、株距36 cm,种植密度为46 305株·hm-2。

采收时期:于 2019 年 8 月 2 日~9 月 30 日采收,共10次。

测量指标:主要包括植株茎粗、株高、小区产量、营养和食味品质及硬度。株高、茎粗于生长后期测量。以各小区每次采收量总和为各小区总产量,折算成667 m2产量。于第三棚果采收期,取样作食味品尝和品质及硬度测定,品质测定包括:可溶性固形物含量、可溶性糖含量、有机酸含量、维生素C含量、可溶性蛋白质含量、硝酸盐含量及番茄红素并计算糖酸比。

1.4 测定方法

1.4.1 品质测定

在番茄第3棚果成熟期,选取尺寸和色泽一致果实,用蒸馏水洗干净并去皮,用组织捣碎机研磨均匀,测定果实品质,每个品种设置3 次重复。测量各参试番茄品种果实可溶性固形物含量、可溶性糖含量、有机酸含量、维生素C含量、可溶性蛋白质含量、硝酸盐含量及番茄红素含量,计算糖酸比。

番茄果实中可溶性固形物含量利用阿贝折射仪直接测定,数值统一换算为20 ℃下可溶性固形物含量值;可溶性总糖含量利用蒽酮比色法测定[13];有机酸含量采用标准滴定法测定;维生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[14];可溶性蛋白质含量利用考马斯亮蓝比色法测定;硝酸盐含量采用紫外分光光度计法测定[15];番茄红素委托测试机构测定。

1.4.2 番茄食味品质测定

在番茄第3棚果成熟期,选取尺寸和色泽一致果实,食味品质打分。

1.4.3 硬度测定

用手持果实硬度仪测量,型号GY-4。

1.4.4 产量测定

每个小区测量28株番茄果实数量和产量。

1.5 数据分析

1.5.1 试验数据

采用SPSS 软件作Duncan 方差分析,检测显著水平a=0.05。结果用平均值表示。

在综合品质评价前,采用隶属函数法对数值作转化[16]。

式中,U表示该指标隶属函数值;Xmin为指标最小值;Xmax为指标最大值。

1.5.2 指标体系构建

选择反映果实商品性状指标,采集数据构建综合评价指标体系,根据所用指标权重,计算不同品系番茄果实综合评分,根据分值对番茄商品性状作出综合评价见图1。

2 结果与分析

2.1 植物学性状调查

由图2~3 可知,不同品种番茄植物学性状上略有差异。旱地粉霸王和冀番137 茎粗较大,>12 mm。冀番135 茎粗最小,为9.26 mm。华锦七号和京番102 株高较高,>200 cm,硬粉8 号株高最低,为117 cm。株高最粗旱地粉霸王和冀番137,两个品种株高134.22和137.22 cm。

2.2 产量和硬度分析

试验表明,与对照相比,所有试验材料均不同程度增产(见表2)。产量为37.11~54.41 t·hm-2,其中,乾德M725 产量最高,为5.41 t·hm-2。较对照增产47%。增产30%以上品种包括:京番102、冀番137、旱地粉霸王、菲腾一号、仙客1 号、京番402 和乾德M725。冀番137、旱地粉霸王、仙客1号和乾德M725 产量较对照差异性显著。单果重差异显著,其中,旱地粉霸王最大,为0.14 kg。硬度是番茄重要指标,具有耐贮运性、耐分拣性。尤其旱地番茄多数鲜食或者加工成番茄酱,耐储藏和耐运输是一个重要评价因素。相关研究表明,番茄硬度多为3~8 kg·cm-2[17]。试验品种都在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 不同试验材料品质性状表现

冀番137 糖酸比为11,乾德M725 糖酸比为7。由表3可知,不同番茄品种各品质差异显著,其中可溶性糖和有机酸均较高的为硬粉8 号和冀番137。番茄红素最高是乾德M725,为14.75 mg·kg-1。

表2 不同番茄品种产量和硬度比较Table 2 Yield and hardes straits of different tomato varieties

表3 不同品种番茄品质性状比较Table 3 Quality traits of different tomato varieties

2.4 权重确立

影响番茄商品性状指标较多,既包括定量指标如:可溶性固形物、维生素C、糖酸比、蛋白质含量、番茄红素含量及亚硝酸盐含量、产量等,还包括食味品质等定性指标;层次分析法讲定性与定量评判相结合,构建评价指标体系,综合评价参试番茄品种果实。按照AHP 法构造番茄品系指标比较方阵,计算权重见表4~6。

二级指标总权重=一级指标权重值×二级指标权重值(例如:有机酸总权重0.00580=果实营养品质权重0.25×有机酸权重0.0232)。对9个评价指标权重计算结果按AHP 法图示法汇集,可得到不同番茄品种综合评价指标权重分布,结果见图4。

2.5 指标值采集及计算分值

按小区测定分析各指标值,不同番茄品种各指标平均值见表7,计算各指标隶属函数值见表8。

隶属函数值计算方法如下:

式中,U表示该指标隶属函数值;Xmin为指标最小值;Xmax为指标最大值。

2.6 计算各品种综合得分值

将番茄果实商品性状各指标权重乘以得分值获得各指标权重分值,累加得到各品种综合评价总分值(有机酸权重分值0.0031=有机酸权重0.0058×得分值0.53),结果见表9。

表4 评价指标体系一级指标比较方阵Table 4 Comparison phalanx for the first layers of synthetic evaluation system

表5 评价指标体系二级指标比较方阵Table 5 Comparison phalanx for the second layers of synthetic evaluation system

表6 评价指标体系二级指标比较方阵Table 6 Comparison phalanx for the second layers of synthetic evaluation system

表7 不同番茄品种果实各指标值采集Table7 Collection data of trade traits of nine varieties different tomato varieties

表8 不同番茄品种果实各指标值隶属函数值Table 8 Membership function values of different tomato varieties fruits

表9 不同番茄品种商品性综合评价总分值Table 9 Total score of synthetic evaluation of trade trait of different tomato varieties

2.7 各品种综合得分分析

不同番茄品种果实品系综合评价结果可见,乾德M725、冀番137 和旱地粉霸王是商品性较优品种,其果实经济品质分值在综合得分中所占比重大。

3 讨论与结论

目前,番茄多为适宜温室环境栽培品种,缺乏适宜在露地栽培品种,尤其是缺少灌溉条件干旱地区栽培品种。王永珍等育有露地栽培新品种[18],但适宜无灌溉条件地区栽培番茄品种有待深入研究。本研究通过比较16 个番茄品种经济品质、营养品质及食味品质,根据层次分析法打分,冀番137、乾德M725和旱地粉霸王等3个品种因产量高、品质好、硬度高等特点得分较高,适宜干旱缺水地区栽培。

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