李洪磊，王曉敏,2,3,4**，鄭福順，李國花，劉珮君，胡新華，付金軍，高艷明,2,3,4，李建設(shè),2,3,4

(1. 寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2. 寧夏現(xiàn)代設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心，寧夏 銀川 750021；3. 寧夏優(yōu)勢特色作物現(xiàn)代分子育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750021；4. 寧夏設(shè)施園藝（寧夏大學(xué)）技術(shù)創(chuàng)新中心，寧夏 銀川 750021；5. 寧夏巨豐種苗有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750021)

番茄（Solanum lycopersicum）又名西紅柿、洋柿子，原產(chǎn)于南美洲，屬茄科一年生或多年生草本植物[1]. 目前，番茄種植面積擴(kuò)展迅猛，已經(jīng)遍及全球，食用量居蔬菜之首[2]. 中國是全球最大的番茄生產(chǎn)國和消費(fèi)國之一[3]. 國內(nèi)番茄播種面積約占蔬菜播種總面積的4.7%，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[4]. 隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民生活水平提高，普通型番茄已經(jīng)不能滿足消費(fèi)者需求，不同果色番茄因?yàn)榻k爛的色彩、多汁的口感，受到越來越多消費(fèi)者的歡迎. 不同果色番茄還可以應(yīng)用于休閑觀光農(nóng)業(yè)，讓消費(fèi)者享受田園采摘的樂趣. 從營養(yǎng)價(jià)值來看，不同果色番茄中含有豐富的抗氧化劑，可以保養(yǎng)肌膚，起到美容抗皺的效果[5]，番茄紅素可以降低人類患癌癥和心臟病的風(fēng)險(xiǎn)[6]. 從經(jīng)濟(jì)效益來看，品種優(yōu)良的不同果色番茄給生產(chǎn)者帶來的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)比普通番茄高. 因此，從多方面考慮，不同果色番茄有很好的發(fā)展前景，應(yīng)從外地引入其新品種.

引種是提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，增加農(nóng)民收入的必要途徑之一. 關(guān)于引種試驗(yàn)，前人對紫花苜蓿[7]、番茄[8]等多種作物進(jìn)行研究，得出不同品種對不同環(huán)境的適應(yīng)性差別較大，即使在相同的地理環(huán)境、氣候條件及管理水平下，品種間的適應(yīng)性仍存在較大的差異. 通過引種可以迅速利用外來優(yōu)良品種，改善本地品種的組成，解決一個(gè)地區(qū)番茄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題. 寧夏地處溫帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫約8.5 ℃，與番茄喜溫的氣候條件相適應(yīng). 再加之，國內(nèi)外番茄栽培品種繁多，區(qū)內(nèi)自育品種較少，所以積極推廣適宜寧夏栽培的不同果色番茄品種，將會帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益.

主成分分析法可以在不損失原有信息的前提下，將原來多個(gè)彼此相關(guān)的指標(biāo)轉(zhuǎn)換成新的、個(gè)數(shù)較少且彼此獨(dú)立的綜合指標(biāo)，避免了重復(fù)信息的干擾[9]. 隸屬函數(shù)評估法是基于模糊數(shù)學(xué)原理，通過計(jì)算每一個(gè)指標(biāo)相應(yīng)的隸屬函數(shù)值，并進(jìn)行加權(quán)得到其綜合評價(jià)值，可較為全面地對考察指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)，結(jié)果可靠且具有可比性[10]. 目前，主成分分析法和隸屬函數(shù)分析法在番茄[11]、辣椒[12]、大白菜[13]等蔬菜研究上均有應(yīng)用.

本研究根據(jù)寧夏地區(qū)生產(chǎn)需求，結(jié)合當(dāng)?shù)胤言耘嗉夹g(shù)，于2019年3月22日在銀川市永寧縣寧夏大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場種植引進(jìn)的7個(gè)不同果色番茄品種，調(diào)查株高、莖粗、生長勢、葉色、果形、果實(shí)硬度、可溶性固形物含量、肉質(zhì)、口感、商品果率、產(chǎn)量等28個(gè)指標(biāo). 先基于主成分分析法分別對不同果色番茄品種的主要指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，再計(jì)算隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加，評價(jià)其綜合性狀，以期篩選出適合寧夏地區(qū)栽培的優(yōu)良番茄品種，為寧夏番茄引種栽培提供理論參考.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料由哈爾濱農(nóng)信種子有限公司提供7個(gè)不同果色番茄品種，在寧夏大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行種植，供試品種編號、名稱及來源見表1.

表1 供試番茄品種名稱及來源Tab. 1 Name and source of tested tomato varieties

1.2 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地設(shè)在寧夏大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場（寧夏中部黃河沖積平原的永寧縣）番茄育種基地的露地上，該地位于北緯38°26′～38°38′，東經(jīng)105°49′～106°22′. 試驗(yàn)地地處中溫帶干旱氣候區(qū)，光照充足，晝夜溫差大，年平均氣溫8.7 ℃，降水量201.4 mm，無霜期平均167 d，平均日照時(shí)數(shù)達(dá)2 866.7 h，全年太陽總輻射量141.7 kJ·cm-2[14].

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)按照完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)有7個(gè)處理，每個(gè)處理種植20株，重復(fù)3次，各處理互為對照. 每個(gè)小區(qū)面積為5.85 m2，試驗(yàn)區(qū)兩邊各設(shè)置1壟保護(hù)行，各處理田間管理措施一致. 整個(gè)試驗(yàn)區(qū)長10 m，寬14.65 m，面積為146.5 m2.試驗(yàn)采用膜下滴灌，半高壟雙行栽培，壟高 20 cm，東西方向定植，行間距為40 cm×65 cm. 小區(qū)施肥標(biāo)準(zhǔn)為（kg/hm2）：有機(jī)肥15 000，復(fù)合肥600，磷酸二銨300，重過磷酸鈣300，純硫酸鉀300，尿素150.

1.3.2 田間管理 試驗(yàn)于2019年3月22日播種育苗，5月9日定植，隨后各處理常規(guī)水肥管理. 植株主莖留5穂果后進(jìn)行打頂. 總共采收5次，整個(gè)生育期為156～160 d.

1.4 農(nóng)藝性狀測定方法

1.4.1 植株性狀測定方法 每個(gè)品種隨機(jī)選擇5株進(jìn)行調(diào)查，首花序節(jié)位觀測在第1花序開花期，主莖第1片真葉到第1花序的葉片數(shù)；花序間隔觀測每2個(gè)花序之間的葉片數(shù)；株高用3 m長卷尺測量主莖留5穗果打頂之后的高度；莖粗在打頂之后用電子游標(biāo)卡尺測量2～3穂果之間主莖的最大直徑；生長類型、生長勢、葉色參考李錫香等[15]的調(diào)查方法.

1.4.2 果實(shí)品質(zhì)測定方法 請5位觀察員觀察果實(shí)顏色，并按照每個(gè)觀察員的評判結(jié)果進(jìn)行匯總；果肩觀測在第2穂果實(shí)成熟期，番茄第2穂果實(shí)上花萼周圍是否形成肩狀；果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果形指數(shù)、果形參考李錫香等[15]的調(diào)查方法. 果實(shí)硬度測量方法為選取第2穂果上有代表性的果實(shí)并且達(dá)到商品成熟度，用GY-4數(shù)字式果實(shí)硬度計(jì)插入果實(shí)縱徑中部進(jìn)行讀數(shù)，具體參考張澤等[16]的方法；可溶性固形物含量的主要成分是糖分，用TD-45手持式數(shù)顯糖度計(jì)，在每次讀數(shù)前打開遮光板，滴入2～3滴蒸餾水進(jìn)行校準(zhǔn)，具體參考聶繼云等[17]的方法；心室數(shù)將番茄橫向切開調(diào)查；果肉厚剝?nèi)スぃ瑱M向切開果實(shí)，用電子游標(biāo)卡尺測量；請5位評嘗員對每個(gè)品種果實(shí)的肉質(zhì)和口感的評判結(jié)果進(jìn)行匯總，具體參考李錫香等[15]的方法.

1.4.3 抗病性和商品性測定方法 每個(gè)品種標(biāo)記5株，測定裂果率（裂果數(shù)/整株果實(shí)數(shù)×100%）；畸形果率（畸形果數(shù)/整株果實(shí)數(shù)×100%）；商品果率（1-裂果率-畸形果率）；每株番茄隨機(jī)選取25片葉調(diào)查葉霉病發(fā)病率（發(fā)病葉片數(shù)/調(diào)查葉片數(shù)×100%）；病毒病發(fā)病率（發(fā)病植株/小區(qū)植株數(shù)×100%），具體參考陳宇飛[18]的方法.

1.4.4 產(chǎn)量測定方法 在標(biāo)記的5株番茄中選取5個(gè)具有代表性的第2穗果，用電子秤測量單果重（g）；單株產(chǎn)量（kg）每一穂果成熟后測1次，直到第5穂果成熟后的總產(chǎn)量；小區(qū)產(chǎn)量（kg），每個(gè)小區(qū)按照5.85 m2計(jì)算，20株番茄的總產(chǎn)量；折合產(chǎn)量（t/hm2）.

1.4.5 農(nóng)藝性狀指標(biāo)賦值 將所測生長類型、生長勢、葉色、果實(shí)顏色、果肩、果型、肉質(zhì)、口感進(jìn)行賦值以便于數(shù)據(jù)處理，見表2.

表2 農(nóng)藝性狀指標(biāo)賦值Tab. 2 Assignment of agronomic characters

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Execl2010進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算及隸屬函數(shù)分析，DPS7.01統(tǒng)計(jì)軟件中新復(fù)極差法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析，SPSS2.0進(jìn)行主成分分析.

利用公式計(jì)算各不同果色番茄品種標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)的綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值[19-20]：

式中，Xj表示第j個(gè)綜合指標(biāo)；Xmax和Xmin分別表示第j個(gè)綜合指標(biāo)的最大值和最小值.

權(quán)重計(jì)算公式：

式中，Pj表示不同果色番茄品種第j個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率.

綜合評價(jià)D值計(jì)算公式：

用SPSS軟件進(jìn)行主成分分析、相關(guān)性分析和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，得出因子得分系數(shù)矩陣與權(quán)重（Wn）計(jì)算綜合評價(jià)F值，計(jì)算公式：

其中Wi表示因子為i時(shí)的權(quán)重，F(xiàn)i表示因子為i時(shí)得分.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同果色番茄品種的植株性狀比較從表3可以看出，紫珍珠的首花序節(jié)位最高（8.6），顯著高于其余參試品種；花序間隔最大的是紫珍珠（3.4），最小的是黃櫻桃和綠香蕉（2.6）；7個(gè)品種生長類型均為無限生長；小紫彩、紫珍珠、黃櫻桃和黃香蕉生長勢均為強(qiáng)；綠皮球和綠香蕉的葉色為淺綠色，其余5個(gè)品種均為綠色；黃櫻桃植株最高（171.2 cm），極顯著高于其余參試品種；黃香蕉莖桿最粗（16.94 mm），黃櫻桃莖桿最細(xì)（12.60 mm）.

2.2 不同果色番茄品種的果實(shí)品質(zhì)比較由表4可知，小紫彩和紫珍珠果實(shí)顏色都是紫色，綠皮球果實(shí)顏色是綠色，黃虎皮和黃櫻桃是黃色，黃香蕉的果實(shí)顏色是金黃色，綠香蕉的果實(shí)顏色是淺綠色；小紫彩、綠皮球和紫珍珠都有果肩，其余4個(gè)品種均無果肩；綠香蕉果形指數(shù)最大（1.81），屬于長圓形果，極顯著高于其余參試品種；黃虎皮的果實(shí)硬度最?。?.28 kg/cm2），顯著低于其余參試品種，綠皮球的果實(shí)硬度最大（2.56 kg/cm2）；黃櫻桃的可溶性固形物含量最高（9.94%），極顯著高于其余參試品種，黃香蕉最低（6.74%）；綠皮球的心室數(shù)最多（4個(gè)），極顯著高于其余參試品種；黃櫻桃的果肉最?。?.90 mm），極顯著低于其余參試品種，黃香蕉果肉最厚（5.77 mm）. 其中，小紫彩、黃虎皮和綠香蕉的肉質(zhì)屬于沙類型，其余4個(gè)品種肉質(zhì)屬于軟類型；紫珍珠和黃櫻桃口感酸甜，其余5個(gè)品種口感甜酸.

表4 不同果色番茄品種的果實(shí)品質(zhì)比較Tab. 4 Fruit quality comparison of tomato varieties with different fruit colors

2.3 不同果色番茄品種的抗病性和商品性比較如表5所示，綠皮球的裂果率最高（5.93%），極顯著高于其余參試品種；黃虎皮的畸形果率最高（4.89%），極顯著高于其余參試品種；紫珍珠的商品果率最低（92.66%），小紫彩、黃櫻桃和綠香蕉的商品果率最高（100%），極顯著高于其余參試品種；小紫彩的葉霉病發(fā)病率最高（10.4%），黃香蕉的葉霉病發(fā)病率最低（0.8%），小紫彩與黃櫻桃和黃香蕉葉霉病發(fā)病率之間存在極顯著性差異. 綠皮球的病毒病發(fā)病率最高（5%），紫珍珠和黃櫻桃病毒病發(fā)病率均為0.

表5 不同果色番茄品種的抗病性和商品性比較Tab. 5 Disease resistance and commodity comparisons of tomato varieties with different fruit colors

2.4 不同果色番茄品種的產(chǎn)量比較由產(chǎn)量結(jié)果比較（表6）得出，綠皮球的單果重最大（74.58 g），顯著高于其余參試品種. 黃櫻桃的單果重最?。?9.18 g），極顯著低于其余參試品種，其中黃虎皮與紫珍珠、黃櫻桃、黃香蕉和綠香蕉之間存在極顯著性差異. 綠皮球的折合產(chǎn)量最高（87.73 t/hm2），顯著高于其余參試品種，黃櫻桃的折合產(chǎn)量最低（39.87 t/hm2），極顯著低于其余參試品種，其中，小紫彩和綠香蕉的折合產(chǎn)量也存在極顯著性差異.

表6 不同果色番茄品種的產(chǎn)量比較Tab. 6 The yield comparison of tomato varieties with different fruit colors

2.5 不同果色番茄品種農(nóng)藝性狀的主成分分析主成分的特征值和貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)，因此對不同果色番茄品種的27個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行了主成分分析. 結(jié)果（表7）顯示，提取的6個(gè)主成分的特征值都在1.0以上，能夠更加充分地反映出各品種之間全部指標(biāo)的信息.

第1主成分特征值最大，為10.625，貢獻(xiàn)率為39.353%. 單株產(chǎn)量、小區(qū)產(chǎn)量和折合產(chǎn)量的載荷正向值最大，都為0.30，這些性狀主要與產(chǎn)量有關(guān).株高和可溶性固形物含量的載荷負(fù)向值較高，分別為-0.26和-0.23，說明在第1主成分中株高和可溶性固形物含量會制約不同果色番茄品種的產(chǎn)量.

第2主成分特征值為7.138，貢獻(xiàn)率為26.437%.果形指數(shù)的載荷正向值最大（0.33），這一性狀主要與果實(shí)品質(zhì)有關(guān). 首花序節(jié)位的載荷負(fù)向值較高（-0.29），主要與植株性狀有關(guān)，說明在第2主成分中首花序節(jié)位會制約番茄品質(zhì).

第3主成分特征值為3.245，貢獻(xiàn)率為12.019%.葉霉病發(fā)病率的載荷正向值最大（0.42），主要與抗病性有關(guān). 莖粗的載荷負(fù)向值較高（-0.44），主要與植株性狀，說明在第3主成分中莖粗會制約番茄發(fā)生病害.

第4主成分特征值為2.772，貢獻(xiàn)率為10.266%.花序間隔的載荷正向值最大（0.39），主要與植株性狀有關(guān). 葉色賦值結(jié)果的載荷負(fù)向值較高（-0.46），也與植株性狀.

第5主成分特征值為2.218，貢獻(xiàn)率為8.216%.果肉厚的載荷正向值最大（0.39），主要與果實(shí)品質(zhì)有關(guān). 生長勢賦值結(jié)果的載荷負(fù)向值較高（-0.38），主要與植株性狀有關(guān)，說明在第5主成分中長勢賦值結(jié)果會制約番茄的果實(shí)品質(zhì).

第6主成分特征值為1.001，貢獻(xiàn)率為3.709%.首花序節(jié)位的載荷正向值最大（0.41），主要與植株性狀有關(guān). 口感賦值結(jié)果的載荷負(fù)向值較高（-0.24），與果實(shí)品質(zhì)有關(guān)，說明在第6主成分中口感賦值結(jié)果會制約番茄的植株性狀.

2.6 不同果色番茄品種農(nóng)藝性狀的隸屬函數(shù)分析

采用隸屬函數(shù)法，對標(biāo)準(zhǔn)化后的綜合指標(biāo)利用公式（1）計(jì)算隸屬函數(shù)值u(Xj)，然后運(yùn)用公式（2）計(jì)算6個(gè)主成分的權(quán)重，分別為0.393、0.264、0.120、0.102、0.082和0.370 （表8）. 最后按照公式（3）計(jì)算綜合指標(biāo)D值，并依據(jù)D值的大小進(jìn)行綜合排序：綠皮球＞黃虎皮＞綠香蕉＞小紫彩＞黃香蕉＞紫珍珠＞黃櫻桃. 從中可見綠皮球D值最大（0.698），說明其綜合性狀在這7個(gè)品種中最優(yōu)；黃櫻桃D值最?。?.306），說明其綜合性狀在這7個(gè)品種中最差.

表7 主成分特征向量及累計(jì)貢獻(xiàn)率Tab. 7 Principal component eigenvectors and cumulative contribution rates

3 討論

國內(nèi)很多農(nóng)業(yè)研究者進(jìn)行了番茄品種引種栽培試驗(yàn)，對引種后番茄的植物學(xué)特性、果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量及抗病性進(jìn)行了綜合研究，并相應(yīng)的提出了一些高產(chǎn)栽培技術(shù)措施，促進(jìn)了番茄品種交流及產(chǎn)業(yè)發(fā)展[21-23]. 目前，國內(nèi)外番茄栽培品種繁多，區(qū)內(nèi)自育品種較少，符合觀光農(nóng)業(yè)發(fā)展需求的新品種更少，因此選擇優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗的不同果色番茄新品種是改善寧夏當(dāng)?shù)胤哑焚|(zhì)、增加經(jīng)濟(jì)效益的必要途徑.

表8 不同果色番茄品種綜合指標(biāo)值、隸屬函數(shù)值、權(quán)重、D值及綜合評價(jià)值Tab. 8 Comprehensive index value, subordinate function value, weight, D value and comprehensive evaluation value of different fruit color tomato varieties

番茄的品質(zhì)除了果實(shí)大小、形狀、色澤等，可溶性固形物含量、風(fēng)味及耐裂性等均是重要指標(biāo)[24]. 番茄風(fēng)味品質(zhì)在很大程度上不僅取決于糖和酸的含量，而且與糖酸比也有很大關(guān)系[25]. 在番茄果實(shí)糖和酸含量均高的情況下，則番茄風(fēng)味濃郁；低酸高糖會導(dǎo)致番茄淡而無味；高酸低糖就會顯得酸味比較重；低酸低糖的番茄風(fēng)味一定不會好[26].趙云霞等[27]通過試驗(yàn)篩選出適合寧夏設(shè)施冬春茬栽培番茄品種有粉果品種001、004、580、590和巴特，紅果品種929、凱立娜. 鐘勇等[8]和張松等[28]對紅果番茄和粉果番茄進(jìn)行引種試驗(yàn)，篩選出產(chǎn)量、抗病性、品質(zhì)和商品性等方面優(yōu)良的品種. 本研究選取了哈爾濱的7個(gè)不同果色番茄品種在銀川進(jìn)行試種，對其植株性狀、果實(shí)品質(zhì)、抗病性和商品性、產(chǎn)量等進(jìn)行比較分析，并且發(fā)現(xiàn)在果實(shí)品質(zhì)方面，酸多略甜、口感較脆或較軟的品種比甜多略酸、口感較面或較沙的品種更加適合評嘗員的口味. 與普通型粉果番茄和紅果番茄相比，不同果色番茄色澤更加鮮艷、果型更美觀、口味更受消費(fèi)者歡迎. 可見，不同果色的番茄品種不僅符合寧夏當(dāng)?shù)赜^光農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求，而且符合目前寧夏市場消費(fèi)趨勢.

在番茄引種試驗(yàn)中很少有人運(yùn)用主成分和隸屬函數(shù)分析法. 本研究運(yùn)用主成分分析法提取出了6個(gè)主成分，更加充分地反映出不同果色番茄品種之間全部指標(biāo)的信息，并且得出了產(chǎn)量、品質(zhì)和商品性在實(shí)際生產(chǎn)中占有的重要地位. 模糊隸屬函數(shù)分析方法則是全面、客觀地反映番茄品種綜合性狀的優(yōu)異，并依據(jù)D值得出從大到小排名為綠皮球＞黃虎皮＞綠香蕉＞小紫彩＞黃香蕉＞紫珍珠＞黃櫻桃. 由試驗(yàn)結(jié)果可知，黃櫻桃番茄雖然產(chǎn)量最低，但是肉質(zhì)、口感和商品性都很好，可以作為高品質(zhì)栽培品種，是寧夏休閑農(nóng)業(yè)和旅游觀光農(nóng)業(yè)的最佳選擇；若農(nóng)民以及小型企業(yè)兼顧產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病性，綠香蕉為最佳選擇；小紫彩、綠皮球和紫珍珠的硬度較高，可作為貯運(yùn)品種. 綠皮球是以上品種中產(chǎn)量最高的，但是該品種裂果率、病毒病發(fā)病率都比較高，原因有以下幾點(diǎn)：①氣候和栽培條件，不適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛟斐缮唐饭氏陆?；②定植后的防治措施不到位，沒有及時(shí)煉苗，培育壯苗，導(dǎo)致抗病性下降. 因此，為了創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益，滿足當(dāng)?shù)叵M(fèi)者需求，農(nóng)戶可以根據(jù)本研究的理論依據(jù)，以不同的栽培目的，選擇不同的品種進(jìn)行栽植，從而達(dá)到理想化的收益.