王佳敏，劉敏，郭詠梅，杜方，王軍娥

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，山西 太谷 030801)

觀賞辣椒(Capsicumfrutescensvar.fasciculatum)屬茄科(Solanaceae)辣椒屬(Capsicum)觀果類蔬菜，多年生草本常做一年生栽培[1]。觀賞辣椒不僅果形奇特美觀而且顏色豐富多變，既可用于日常食用、蔬菜制品加工，又可用于公園綠化、花壇布置及家居裝飾，具有較好的應(yīng)用前景[2，3]。

果實(shí)品質(zhì)主要包括內(nèi)在品質(zhì)和外觀品質(zhì)。果實(shí)品質(zhì)評價(jià)已經(jīng)由定性向定量、單一指標(biāo)向多指標(biāo)的綜合評價(jià)過渡[4]。近年來，果實(shí)品質(zhì)評價(jià)的對象主要有蘋果[5]、梨[6]等果樹和辣椒[7]、番茄[8]等茄果類蔬菜,關(guān)于觀賞辣椒的果實(shí)品質(zhì)評價(jià)鮮有報(bào)道。因此，需要建立一套評價(jià)體系對觀賞辣椒果實(shí)的外觀品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，從而篩選出果實(shí)外觀品質(zhì)優(yōu)良的材料，以此滿足種質(zhì)資源的綜合評估和大眾對觀賞辣椒觀賞性的需求。

層次分析法是美國運(yùn)籌學(xué)家Saaty教授提出的一種多準(zhǔn)則決策方法[9]。因其適用性廣，簡單方便，已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在多學(xué)科領(lǐng)域中?；疑P(guān)聯(lián)分析法是參考觀賞性育種目標(biāo)構(gòu)造出‘理想材料’，在與待測材料進(jìn)行對比分析之后，再結(jié)合層次分析法所得出的權(quán)重值進(jìn)行評價(jià)與分析[10]。這一方法近年來已經(jīng)用于葡萄[11]、櫻桃[12]、棗[13]等果實(shí)的品質(zhì)評價(jià)上。本試驗(yàn)運(yùn)用層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)法對12份觀賞辣椒果實(shí)進(jìn)行綜合分析，以期建立一套較全面的觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)評價(jià)體系，為今后觀賞辣椒的評價(jià)及應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)材料為引自全國不同地區(qū)的12份觀賞辣椒(表1)。在2017年3月挑選籽粒飽滿的種子，開始催芽，待種子露白后播于50孔穴盤育苗，于5月底定植在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站內(nèi)，進(jìn)行統(tǒng)一肥水管理。

表1 試驗(yàn)材料Table 1 Experimental materials

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 測定指標(biāo)

在果實(shí)成熟期，統(tǒng)一測量記錄果形、果橫徑、果縱徑、果肩徑、果形指數(shù)、單果重、果肉厚、果實(shí)著生方式、果表、果柄長、心室數(shù)和果實(shí)顏色變化等指標(biāo)。

1.2.2 測定方法

果實(shí)顏色采用RAL K7色卡比對得出；果形的確定采用田浩[14]的辣椒果實(shí)形態(tài)分類方法；果橫徑、果縱徑、果肩徑和果肉厚等指標(biāo)使用游標(biāo)卡尺隨機(jī)取10個(gè)觀賞辣椒果實(shí)進(jìn)行測量；隨機(jī)取20個(gè)觀賞辣椒果實(shí)，用分析天平稱其質(zhì)量求出平均值即為單果重；果縱徑與果橫徑的比值為果形指數(shù)；橫切出10個(gè)觀賞辣椒果實(shí)的橫截面觀察出心室數(shù)；果表分為光滑、略皺和凹凸不平三種；果實(shí)著生方式分為散生直立、簇生直立和散生下垂三種。

1.3 層次分析法確定指標(biāo)的權(quán)重

1.3.1 建立觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)評價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)觀賞辣椒果實(shí)各指標(biāo)間從屬與層次的關(guān)系，建立觀賞辣椒果實(shí)評價(jià)分層模型。第一層是目標(biāo)層(A)，為觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)綜合評價(jià)，第二層是約束層(C)，包括果型、果色、果重和其他。第三層是指標(biāo)層(P)，包括選取的果形、果實(shí)成熟期顏色、果實(shí)變色期顏色等13個(gè)評價(jià)指標(biāo)(表2)。

1.3.2 構(gòu)建判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)

根據(jù)T.L.Saaty 1-9比率標(biāo)度法[15]，按照各評價(jià)指標(biāo)對觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)影響的重要程度，構(gòu)建判斷矩陣并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)(表3)。

1.4 灰色關(guān)聯(lián)度分析

1.4.1 數(shù)據(jù)處理

對于定性的指標(biāo)果形、果實(shí)成熟期顏色、果實(shí)變色期顏色、果實(shí)著生方式和果表采用賦值打分的方法轉(zhuǎn)換為定量數(shù)據(jù)具體參照表4。對于定量數(shù)據(jù)如單果質(zhì)量、果柄長等直接進(jìn)行無量綱化分析。

1.4.2 計(jì)算加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度

根據(jù)鄧聚龍的灰色系統(tǒng)理論[16]中的灰色關(guān)聯(lián)分析得出灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)δij，進(jìn)而按照公式計(jì)算出加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度，得出觀賞辣椒果實(shí)品質(zhì)優(yōu)劣的位次。

δij.Wi

表2 觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)評價(jià)分層結(jié)構(gòu)模型Table 2 Layered structure model for evaluation of appearance quality of ornamental pepper fruits

表3 判斷矩陣及一致性檢驗(yàn)Table 3 Judgment matrix and consistency test

注：一致性比例:0.006 0; λmax:4.015 9。

Note：Consistency ratio:0.006 0; λmax:4.015 9.

C1-Pi

注:果型一致性比例:0.009 5; λmax:5.042 6。

Note：Consistency ratio of fruit shape:0.009 5; λmax:5.042 6.

C2-Pi

注：果色一致性比例:0.000 0; λmax:2.000 0。

Note：Consistency ratio of fruit color:0.000 0; λmax:2.000 0.

C3-Pi

注：果重一致性比例:0.008 8; λmax:3.009 2。

Note：Consistency ratio of fruit weight:0.008 8; λmax:3.009 2.

C4-Pi

注：其他一致性比例:0.003 6; λmax:3.003 7。

Note：Other consistency ratio:0.003 6; λmax:3.003 7.

公式中γi為第i個(gè)材料的灰色關(guān)聯(lián)度，Wi為第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值。

2 結(jié)果與分析

2.1 觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)各評價(jià)指標(biāo)權(quán)重的排序

基于A-Ci 和 Ci-Pi 所得出的權(quán)重值，計(jì)算得出指標(biāo)層(P)中的各評價(jià)指標(biāo)對于目標(biāo)層(A)的權(quán)重值并進(jìn)行排序(表5)。從表5中可以看出，對于約束層中的果型和果色的權(quán)重均為0.425 4，這表明果型和果色是影響觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)的重要因素，果重次之。在所選取的13個(gè)指標(biāo)中，果實(shí)變色期顏色對觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)影響最大，其權(quán)重值為0.319 4；其次為果形，其權(quán)重值為0.136 5；果形指數(shù)和果實(shí)成熟期顏色也是影響觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)的重要因素，其權(quán)重分別為0.124 4和0.106 3；果橫徑、果肩徑、果實(shí)著生方式、果縱徑、單果重、果表、果肉厚、果柄長和心室數(shù)對觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)影響較小，其權(quán)重值分別為0.065 9、0.061 4、0.060 6、0.037 3、0.030 1、0.021 5、0.016 6、0.011 4和0.009 1。因此，果實(shí)變色期顏色和果形成為影響觀賞辣椒外觀品質(zhì)的最為重要的兩個(gè)指標(biāo)，此結(jié)果符合觀賞性評價(jià)的基本要求。

表4 觀賞辣椒部分評價(jià)指標(biāo)賦值標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Appreciation standard for evaluation index of ornamental pepper

表5 指標(biāo)層(P)對目標(biāo)層(A)的權(quán)重值Table 5 The weighted value of the indicator layer (P) to the target layer (A)

2.2 ‘理想材料’的評價(jià)指標(biāo)值和不同觀賞辣椒果實(shí)各指標(biāo)的平均觀測值

綜合分析各材料的觀測值和最佳觀賞果實(shí)的外觀，構(gòu)造出‘理想材料’V0,對于越大越優(yōu)良的指標(biāo)，采取上限測度的方法，如本試驗(yàn)的果形、果實(shí)成熟期顏色、果實(shí)變色期顏色、單果重、果肉厚、果實(shí)著生方式、心室數(shù)和果表。對于越小越優(yōu)良的指標(biāo)，采取下限測度的方法，如本試驗(yàn)的果柄長。對于越適中越優(yōu)良的指標(biāo)，采取適中測度的方法，如本試驗(yàn)的果橫徑、果縱徑、果形指數(shù)和果肩徑，結(jié)果見表6。從表6可以看出對于不同觀賞辣椒果實(shí)果形這一指標(biāo)，Q1、Q4、Q6、W1、W4和B3的果形比較符合美學(xué)原則，W6和B7則相對較差；果橫徑分布在5.92～43.76 mm，以W4最大為43.76 mm，Q3最小為5.92 mm；果縱徑分布在17.08～68.70 mm之間，其中Q5果縱徑最大為68.70 mm，Q6果縱徑最小為17.08 mm；果形指數(shù)分布在0.52～8.65之間，以W4果形指數(shù)最小，Q3果形指數(shù)最大；果肩徑分布在6.04～41.18 mm之間，以B7最小為6.04 mm，W4最大為41.18 mm；果實(shí)成熟期顏色以紅色系為主，橙色系較少；果實(shí)變色期顏色以Q2和Q5變色種類豐富，B7變色種類較少；單果重分布在1.29～18.94 g之間，W4最重為18.94 g，B3最輕為1.29 g；果肉厚分布在0.64～3.55 mm之間，W4最厚為3.55 mm，B3最薄為0.64 mm；心室數(shù)分布在2～3之間；Q6和B7果實(shí)著生方式較好，S1較差；大部分觀賞辣椒果實(shí)的果表表現(xiàn)優(yōu)良；果柄長分布在1.52～4.54 mm之間，以S1最長為4.54 mm，W4最短為1.52 mm。由上述分析可知：不同觀賞辣椒果實(shí)性狀表現(xiàn)各異，在本次試驗(yàn)中使不同觀賞辣椒栽培管理措施相一致，因此觀賞辣椒果實(shí)性狀的差異性來源于材料間的差異。

表6 ‘理想材料’果實(shí)和不同觀賞辣椒果實(shí)各指標(biāo)觀測值Table 6 Observations on the indicators of ‘ideal material’ fruits and different ornamental pepper fruits

2.3 觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)公式求出不同觀賞辣椒果實(shí)品質(zhì)的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度，以觀賞辣椒果實(shí)品質(zhì)的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度的大小來進(jìn)行排名(表7)。根據(jù)計(jì)算的加權(quán)關(guān)聯(lián)度γi，按大小順次排序，用有序樣品聚類法關(guān)于γi進(jìn)行分級。將不同觀賞辣椒果實(shí)品質(zhì)分為3個(gè)層次：第一個(gè)層次γ>0.860 0共5個(gè)材料，分別為Q6、W1、Q1、Q4和W4，觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)表現(xiàn)優(yōu)良；第二個(gè)層次0.800 0≤γ≤0.860 0共四個(gè)材料，分別為B3、Q5、S1和Q2，觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)表現(xiàn)中等；第三個(gè)層次0.750 0<γ<0.800 0共三個(gè)材料，分別為W6、B7和Q3，觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)表現(xiàn)較差。

3 討論與結(jié)論

觀賞辣椒作為觀果類植物，其觀賞性評價(jià)主要以果實(shí)性狀評價(jià)為主。本論文以12份觀賞辣椒果實(shí)為研究對象，觀測果形、果形指數(shù)、果實(shí)成熟期顏色、果實(shí)變色期顏色等13個(gè)指標(biāo)，建立層次分析法和灰色關(guān)聯(lián)法相結(jié)合的觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)評價(jià)體系。在此評價(jià)體系下，對不同觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)，得出：Q6、W1、Q1、Q4和W4五個(gè)材料果實(shí)品質(zhì)較優(yōu)；B3、Q5、S1和Q2四個(gè)材料果實(shí)品質(zhì)良好；W6、B7和Q3三個(gè)材料果實(shí)品質(zhì)較差。

表7 12份觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)的灰色關(guān)聯(lián)分析

Table7 Gray relation analysis of 12 ornamental pepper fruit appearance quality

編號Numbers加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度Weighted grey correlation degree排名RankQ60.906 01W10.892 52Q10.881 33Q40.866 64W40.864 25B30.850 46Q50.843 47S10.830 38Q20.818 89W60.791 610B70.761 711Q30.759 912

本試驗(yàn)建立的觀賞辣椒觀賞性評價(jià)AHP模型，分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和方案層，方案層包含觀果類植物觀賞性狀相關(guān)的13個(gè)指標(biāo)性狀，建立的5個(gè)判斷矩陣一致性比例均小于0.1，故通過一致性檢驗(yàn)，說明建立的判斷矩陣合理。在本試驗(yàn)中，果實(shí)變色期顏色和果形的權(quán)重值分別為0.319 4和0.136 5，在所有指標(biāo)的權(quán)重值中排名分別為第一和第二，這與金翡翡[17]得出的果色和果形是影響觀賞茄果類蔬菜觀賞價(jià)值最重要的兩個(gè)指標(biāo)的結(jié)果相一致，說明果色和果形是影響觀賞辣椒外觀品質(zhì)最為重要的兩個(gè)指標(biāo)，這符合果實(shí)外觀品質(zhì)(果形美觀、果色鮮艷和變色豐富)評價(jià)的要求。AHP 法指標(biāo)的重要性采用主觀標(biāo)度的方法進(jìn)行, 易出現(xiàn)較大偏差，故本試驗(yàn)將AHP法與灰色關(guān)聯(lián)分析法相結(jié)合。使用灰色關(guān)聯(lián)法對觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，較重要的步驟是‘理想材料’的確定。‘理想材料’必須符合觀賞性的基本要求，可以使得評價(jià)體系更加合理客觀。范士杰[18]認(rèn)為‘理想材料’的各評價(jià)指標(biāo)值均應(yīng)高于所有待測材料的指標(biāo)值。王東棟[19]則從實(shí)際情況出發(fā)，在株高、花徑和花梗長采用適中性的測度方法，節(jié)間長采用下限測度的方法，株型和花期長短采用上限測度方法。本試驗(yàn)中果橫徑、果縱徑、果形指數(shù)、果肩徑采取適中測度方法，果柄長采用下限測度的方法，其余指標(biāo)采取上限測度的方法，得出的觀賞性較優(yōu)的五種材料均表現(xiàn)為果形奇特、小巧精致、果色豐富，符合大眾審美，而品質(zhì)較差的三種材料果型較普通，且果色較單一。將AHP法和灰色關(guān)聯(lián)度兩種分析方法相結(jié)合，可以降低層次分析法中各指標(biāo)的人為賦予分值和灰色關(guān)聯(lián)法中指標(biāo)權(quán)重的主觀賦值的誤差，從而使得觀賞辣椒果實(shí)外觀品質(zhì)評價(jià)體系更加合理客觀。