石奡坤,李衍素,閆 妍,于賢昌,賀超興
(中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
番茄以其營養(yǎng)豐富、口感佳、食法多樣等優(yōu)點已成為人均消費量最大的蔬菜之一,其產量高、效益好,且采收期長、種植技術易掌握,成為周年生產和供應的重要蔬菜種類,而篩選出適宜種植生產的適應性、豐產性、穩(wěn)產性、抗逆性相對較好的番茄品種是保證生產者經濟效益的必要條件。
近年來,我國番茄播種面積占蔬菜總播種面積的4.7%左右,番茄生產已成為農民增收的主導產業(yè)和出口創(chuàng)匯的重要途徑之一。隨著冬春設施蔬菜和夏秋冷鏈蔬菜的快速發(fā)展,我國蔬菜市場均衡供應能力有所加強,價格波幅呈總體下降的趨勢,逐漸由追求產量向提升品質轉變。2019年蔬菜種植面積2 086萬hm,人均年占有量515 kg,2021年蔬菜總種植面積2 133萬hm,總產量7.5億t,商品產量5.74億t,蔬菜已經連續(xù)3年處于平衡有余的階段。人們對蔬菜的需求已經從追求高產向高品質、多樣化轉變,蔬菜產量的保持與品質的提升是現(xiàn)階段農技人員急待解決的問題。
番茄品質指標可劃分為3類指標,即商品品質、風味品質和營養(yǎng)品質。商品品質指標包含硬度、果形指數(shù)、單果質量等;風味品質指標包含可溶性固形物、可溶性糖、有機酸、糖酸比等,其中可溶性固形物、可溶性糖、有機酸的含量直接決定其品質和口感;營養(yǎng)品質指標包含可溶性蛋白、VC、番茄紅素等。番茄每一類品質又有多個衡量指標,不同的品質指標之間又有一定的關聯(lián),僅憑單一品質指標不能準確評價番茄的品質,目前,有關權重的確定方法可分為主觀賦權法、客觀賦權法和組合賦權法。AHP法以其系統(tǒng)、靈活、簡潔,將定性與定量相結合處理復雜決策問題的特點,得到廣泛應用,但沒有反映觀測值的變異程度,是一種主觀賦權法。
本試驗針對北京地區(qū)人口密度大、蔬菜種植面積小、總產量較低、種子市場混雜等因素,通過日光溫室內秋冬茬番茄品種篩選試驗,旨在尋求品質優(yōu)、產量高的優(yōu)質品種,尤其以可溶性糖為代表的風味品質、以番茄紅素為代表的營養(yǎng)品質優(yōu)良的品種,進而在北京地區(qū)進行推廣,解決品質差、產量低、品種特性不明確等問題;同時建立番茄綜合品質評價體系,應用AHP法收集能基本反映番茄品質的指標,通過計算入選指標的權重,構建指標體系,對不同品系的番茄果實和產量進行綜合分析,得到綜合評價總分值,進而對番茄各品種作出全面的評價,提出解決番茄綜合評價的分析方案,為消費者和銷售者在鮮果產品選擇時提供決策依據(jù)。
供試品種共有22個,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、吐爾奇(壽光格頓農業(yè)科技有限公司),普羅旺斯(荷蘭德澳特種業(yè)集團公司),齊達利、倍盈、瑞菲(壽光先正達種子有限公司),歐貝(圣尼斯種子(北京)有限公司),桃星(日本瀧井種苗株式會社),金鵬飛躍、金棚八號(西安金鵬種苗有限公司),瑞星大寶、瑞星五號(上海菲圖種業(yè)有限公司),意佰芬-5(北京中研益農種苗科技有限公司),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(北京市農林科學院蔬菜研究所)。
試驗在北京市昌平區(qū)中國農業(yè)科學院南口中試基地日光溫室進行,7月22日干種直播于基質穴盤,8月14日定植于日光溫室。土壤基本理化性質:容重1.31 g/cm、有機質含量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。
試驗采取隨機區(qū)組排列,每個品種設3個重復,每個小區(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,各番茄品種為無限生長型,第7花序打頂。
品質、產量指標:可溶性固形物含量采用手持糖度計(PAL-1,日本ATAGO公司)測定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定,有機酸含量采用酸堿滴定法測定,可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定,VC含量采用二甲苯萃取比色法測定,番茄紅素含量采用紫外-可見分光光度法測定;對各處理的單株產量和總產量進行統(tǒng)計。
采用DPS18.0軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析和計算各層次相應元素的權重。不同處理間的多重比較采用Duncan新復極差法(α=0.05);采用層次分析(AHP)法對選取指標進行分析。
2.1.1 不同番茄品種果實性狀比較
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、吐爾奇、普羅旺斯、齊達利、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個品種果形指數(shù)為0.75~0.79,屬于扁圓果形。瑞星五號、意佰芬-5兩個品種果實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,惠福、吐爾奇、京番309硬度顯著低于其他品種。
表1 不同番茄品種產量及果實性狀比較
2.1.2 不同番茄品種產量比較
由表1可知,單果質量意佰芬-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、瑞星五號、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、吐爾奇、京番309顯著低于其他18個品種。單株質量京番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、瑞星大寶差異不顯著,與其他18個品種差異顯著。在667 m產量上,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。
2.2.1 不同番茄品種風味品質比較
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與吐爾奇、惠福、中雜301、嘎啦果無顯著性差異,但顯著高于其他17個品種。在可溶性糖方面,惠福最高(5.91%),瑞星五號最低(1.74%);惠福與嘎啦果、吉諾比利和吐爾奇之間無顯著性差異,但顯著高于其他18個品種。在有機酸方面,吐爾奇最高(0.57%),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),瑞星五號最低(3.71);嘎啦果與惠福之間無顯著性差異,二者顯著高于其他品種。
表2 不同番茄品種風味與營養(yǎng)品質比較
2.2.2 不同番茄品種營養(yǎng)品質比較
由表2可知,在可溶性蛋白方面,吐爾奇最高(1.85 μg/g),京番401最低(0.50 μg/g);吐爾奇與京番309之間無顯著性差異,但與其他20個品種差異顯著。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間無顯著性差異,但均顯著高于其他品種。
2.3.1 綜合評價層次構建
根據(jù)所測10個指標的性質和關聯(lián)程度建立綜合評價層次結構圖(圖1),將目標層綜合評價分為商品性狀、風味品質和營養(yǎng)品質3個準則層,商品性狀包括3個指標層,分別為果形指數(shù)、單果質量和果實硬度;風味品質包括4個指標層,分別為可溶性固形物、有機酸、可溶性糖和糖酸比;營養(yǎng)品質包括3個指標層,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,在進行綜合品質評價前,將不同指標間的數(shù)據(jù)量綱和單位進行歸一化處理,對數(shù)據(jù)進行轉化。
圖1 供試番茄品種的綜合評價層次結構
2.3.2 不同番茄品種各品質指標一致性檢驗及權重
相關研究表明,番茄硬度品質具有很好的實用性,果實越硬,運輸、貯藏越方便,貨架期越長。影響番茄果實風味品質較大的是含糖量和糖酸比,對番茄果實口感評價的指標可用可溶性固形物、可溶性糖、有機酸、糖酸比等,在風味綜合品評中,得分次序由高到低為味甜>酸甜適中或偏甜>味酸>味淡,良好的風味必須建立在較高的含糖量及較好的糖酸比的基礎上,糖酸比在6.0以上時,番茄果實風味較佳。番茄營養(yǎng)品質中主要體現(xiàn)在番茄紅素及VC含量上,番茄紅素是VA合成的唯一來源,具有較強的抗氧化性和抗腫瘤的功效。VC是非酶抗氧化劑,可以協(xié)同消除對人體細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,構建了番茄品質綜合評價體系,根據(jù)所建立的層次結構圖(圖1),運用1~9比例標度法確定屬性指標間的優(yōu)先級并建立判斷矩陣,利用DPS18.0軟件計算各層次相應元素的權重,并對各判斷矩陣進行一致性檢驗。由表3、4可知,目標層—準則層、商品性狀指標層、風味品質指標層、營養(yǎng)品質指標層的一致性比率CR分別為0.000 0、0.073 8、0.021 9、0.051 8,均小于0.1,即構建的判斷矩陣通過一致性檢驗。由表3可以看出,番茄果實的商品性狀、風味品質、營養(yǎng)品質的權重分別為0.090 9、0.454 5、0.454 5,營養(yǎng)品質與風味品質權重相同,商品性狀所占權重最低。由表4可以看出,番茄各品質指標所占權重由高到低依次為:番茄紅素、可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、硬度、有機酸、可溶性蛋白、糖酸比、單果質量、果形指數(shù),所占權重分別為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 判斷矩陣目標層—準則層一致性檢驗及權重
表4 判斷矩陣商品性狀、風味品質、營養(yǎng)品質一致性檢驗及權重
2.3.3 不同番茄品種綜合品質分析
由表5可知,依據(jù)果形指數(shù)、單果質量及硬度指標篩選出商品性狀較好的品種為瑞星五號、意佰芬-5、中雜302;依據(jù)可溶性固形物、有機酸、糖酸比及可溶性糖含量指標篩選出風味品質較好的品種為惠福、嘎啦果、吐爾奇;依據(jù)可溶性蛋白、維生素C及番茄紅素含量指標篩選出營養(yǎng)品質較好的品種為惠福、京番309、吐爾奇。
表5 不同番茄品種綜合品質得分
可溶性糖和番茄紅素含量2個指標得分均在前5名的是惠福、嘎啦果;綜合品質得分前5名的依次是惠福、嘎啦果、吐爾奇、京番309、吉諾比利。農戶選擇番茄品種的因素重要性產量為88.1%,品質76.3%,相比之前在品種選擇上只追求高產,逐漸向產量與品質兼顧方向轉型,但產量指標目前依舊是農戶的最高追求。按照產量與品質1∶1的權重比例進行分析,得到產量與品質的最終得分(表6),得分由高到低依次為京番401、瑞星大寶、金棚八號、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、吐爾奇、嘎啦果、中雜302、金鵬飛躍、齊達利、飛天701、瑞星五號、中雜201。
表6 品質、產量綜合得分與排名
通過構建番茄品質綜合評價體系,得到各層級、指標的權重,番茄果實的商品性狀、風味品質、營養(yǎng)品質的權重分別為0.090 9、0.454 5、0.454 5;各品質指標所占權重從高到低依次為:番茄紅素、可溶性糖、可溶性固形物、維生素C、硬度、有機酸、可溶性蛋白、糖酸比、單果質量、果形指數(shù),所占權重分別為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重和為0.646 4,是衡量番茄綜合品質的重要指標。
本評價方式中,綜合品質較好的品種為惠福、嘎啦果、吐爾奇、京番309,適宜鮮食。豐產性以京番401、金棚八號、瑞星大寶和倍盈為佳,667 m產量均超過8 000.00 kg,京番401 667 m產量最高,為9 323.01 kg,較為適合農戶選擇,適宜于生產番茄醬等;綜上,在番茄的綜合品質方面,綜合評分較高的為惠福、嘎啦果、吐爾奇和京番309;結合品質與產量性狀,京番401、瑞星大寶、金棚八號、京番309及普羅旺斯均可作為優(yōu)選品種。