应用层次分析法的优质番茄品种综合评价研究
时间：2022-11-15 09:05:04 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
石奡坤，李衍素，闫 妍，于贤昌，贺超兴
（中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081）
番茄以其营养丰富、口感佳、食法多样等优点已成为人均消费量最大的蔬菜之一，其产量高、效益好，且采收期长、种植技术易掌握，成为周年生产和供应的重要蔬菜种类，而筛选出适宜种植生产的适应性、丰产性、稳产性、抗逆性相对较好的番茄品种是保证生产者经济效益的必要条件。
近年来，我国番茄播种面积占蔬菜总播种面积的4.7%左右，番茄生产已成为农民增收的主导产业和出口创汇的重要途径之一。随着冬春设施蔬菜和夏秋冷链蔬菜的快速发展，我国蔬菜市场均衡供应能力有所加强，价格波幅呈总体下降的趋势，逐渐由追求产量向提升品质转变。2019年蔬菜种植面积2 086万hm，人均年占有量515 kg，2021年蔬菜总种植面积2 133万hm，总产量7.5亿t，商品产量5.74亿t，蔬菜已经连续3年处于平衡有余的阶段。人们对蔬菜的需求已经从追求高产向高品质、多样化转变，蔬菜产量的保持与品质的提升是现阶段农技人员急待解决的问题。
番茄品质指标可划分为3类指标，即商品品质、风味品质和营养品质。商品品质指标包含硬度、果形指数、单果质量等；
风味品质指标包含可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、糖酸比等，其中可溶性固形物、可溶性糖、有机酸的含量直接决定其品质和口感；
营养品质指标包含可溶性蛋白、VC、番茄红素等。番茄每一类品质又有多个衡量指标，不同的品质指标之间又有一定的关联，仅凭单一品质指标不能准确评价番茄的品质，目前，有关权重的确定方法可分为主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法。AHP法以其系统、灵活、简洁，将定性与定量相结合处理复杂决策问题的特点，得到广泛应用，但没有反映观测值的变异程度，是一种主观赋权法。
本试验针对北京地区人口密度大、蔬菜种植面积小、总产量较低、种子市场混杂等因素，通过日光温室内秋冬茬番茄品种筛选试验，旨在寻求品质优、产量高的优质品种，尤其以可溶性糖为代表的风味品质、以番茄红素为代表的营养品质优良的品种，进而在北京地区进行推广，解决品质差、产量低、品种特性不明确等问题；
同时建立番茄综合品质评价体系，应用AHP法收集能基本反映番茄品质的指标，通过计算入选指标的权重，构建指标体系，对不同品系的番茄果实和产量进行综合分析，得到综合评价总分值，进而对番茄各品种作出全面的评价，提出解决番茄综合评价的分析方案，为消费者和销售者在鲜果产品选择时提供决策依据。
1.1 供试品种
供试品种共有22个，分别为：吉诺比利（武汉楚为生物科技股份有限公司），飞天701、嘎啦果、惠福、吐尔奇（寿光格顿农业科技有限公司），普罗旺斯（荷兰德澳特种业集团公司），齐达利、倍盈、瑞菲（寿光先正达种子有限公司），欧贝（圣尼斯种子（北京）有限公司），桃星（日本泷井种苗株式会社），金鹏飞跃、金棚八号（西安金鹏种苗有限公司），瑞星大宝、瑞星五号（上海菲图种业有限公司），意佰芬-5（北京中研益农种苗科技有限公司），中杂201、中杂301、中杂302（中蔬种业科技有限公司），京番401、京番303、京番309（北京市农林科学院蔬菜研究所）。
1.2 试验安排
试验在北京市昌平区中国农业科学院南口中试基地日光温室进行，7月22日干种直播于基质穴盘，8月14日定植于日光温室。土壤基本理化性质：容重1.31 g/cm、有机质含量1.88%、pH值7.11、碱解氮172.67 mg/kg、有效磷76.34 mg/kg、速效钾210 mg/kg。
1.3 试验方法
试验采取随机区组排列，每个品种设3个重复，每个小区面积6.7 m。每小区定植26株，双行定植，畦宽1.1 m，株距33 cm，行距60 cm，单干整枝，土壤栽培，常规栽培管理，各番茄品种为无限生长型，第7花序打顶。
品质、产量指标：可溶性固形物含量采用手持糖度计（PAL-1，日本ATAGO公司）测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，有机酸含量采用酸碱滴定法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定，VC含量采用二甲苯萃取比色法测定，番茄红素含量采用紫外-可见分光光度法测定；
对各处理的单株产量和总产量进行统计。
1.4 统计分析与综合评价体系构建
采用DPS18.0软件对数据进行方差分析和计算各层次相应元素的权重。不同处理间的多重比较采用Duncan新复极差法（α=0.05）；
采用层次分析（AHP）法对选取指标进行分析。
2.1 不同番茄品种果实性状及产量的比较
2.1.1 不同番茄品种果实性状比较
由表1可知，在果形方面，桃星横径最大，为8.45 cm，中杂302纵径最大，为6.85 cm。飞天701、嘎啦果、惠福、吐尔奇、普罗旺斯、齐达利、倍盈、金棚飞跃、瑞星大宝、意佰芬-5、中杂301、中杂302、京番401、京番303、京番309的果形指数≥0.80，属于近圆果形；
中杂302果形指数为0.86，属于圆果形，其余的9个品种果形指数为0.75～0.79，属于扁圆果形。瑞星五号、意佰芬-5两个品种果实硬度显著高于其他品种，硬度分别为9.27、9.18 kg/cm，其中硬度≥6.00 kg/cm的品种有10个，惠福、吐尔奇、京番309硬度显著低于其他品种。
表1 不同番茄品种产量及果实性状比较
2.1.2 不同番茄品种产量比较
由表1可知，单果质量意佰芬-5最高，为231.07 g，京番309最低，为104.34 g；
意佰芬-5与吉诺比利、飞天701、普罗旺斯、金棚八号、瑞星五号、中杂302、京番303差异不显著，但显著高于其他品种；
嘎啦果、惠福、吐尔奇、京番309显著低于其他18个品种。单株质量京番401最高，为3.60 kg，嘎啦果最低，为1.73 kg；
京番401与倍盈、金棚八号、瑞星大宝差异不显著，与其他18个品种差异显著。在667 m产量上，京番401最高，为9 323.01 kg，显著高于其他品种；
嘎啦果最低，为4 487.14 kg，显著低于其他品种。
2.2 不同番茄品种品质比较
2.2.1 不同番茄品种风味品质比较
由表2可知，在可溶性固形物方面，京番309最高（5.37%），金棚飞跃最低（3.30%）；
京番309与吐尔奇、惠福、中杂301、嘎啦果无显著性差异，但显著高于其他17个品种。在可溶性糖方面，惠福最高（5.91%），瑞星五号最低（1.74%）；
惠福与嘎啦果、吉诺比利和吐尔奇之间无显著性差异，但显著高于其他18个品种。在有机酸方面，吐尔奇最高（0.57%），京番401最低（0.35%），二者分别与其他品种差异显著。在糖酸比方面，嘎啦果最高（13.07），瑞星五号最低（3.71）；
嘎啦果与惠福之间无显著性差异，二者显著高于其他品种。
表2 不同番茄品种风味与营养品质比较
2.2.2 不同番茄品种营养品质比较
由表2可知，在可溶性蛋白方面，吐尔奇最高（1.85 μg/g），京番401最低（0.50 μg/g）；
吐尔奇与京番309之间无显著性差异，但与其他20个品种差异显著。在维生素C方面，惠福最高（162.73 μg/g），金棚飞跃最低（125.83 μg/g）；
惠福与普罗旺斯、吉诺比利之间无差异，但与其他品种间差异显著。在番茄红素方面，惠福最高（28.38 μg/g），倍盈最低（12.33 μg/g）；
惠福与京番309间无显著性差异，但均显著高于其他品种。
2.3 综合评价体系构建与分析
2.3.1 综合评价层次构建
根据所测10个指标的性质和关联程度建立综合评价层次结构图（图1），将目标层综合评价分为商品性状、风味品质和营养品质3个准则层，商品性状包括3个指标层，分别为果形指数、单果质量和果实硬度；
风味品质包括4个指标层，分别为可溶性固形物、有机酸、可溶性糖和糖酸比；
营养品质包括3个指标层，分别为可溶性蛋白、维生素C和番茄红素。为便于数据综合分析，在进行综合品质评价前，将不同指标间的数据量纲和单位进行归一化处理，对数据进行转化。
图1 供试番茄品种的综合评价层次结构
2.3.2 不同番茄品种各品质指标一致性检验及权重
相关研究表明，番茄硬度品质具有很好的实用性，果实越硬，运输、贮藏越方便，货架期越长。影响番茄果实风味品质较大的是含糖量和糖酸比，对番茄果实口感评价的指标可用可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、糖酸比等，在风味综合品评中，得分次序由高到低为味甜＞酸甜适中或偏甜＞味酸＞味淡，良好的风味必须建立在较高的含糖量及较好的糖酸比的基础上，糖酸比在6.0以上时，番茄果实风味较佳。番茄营养品质中主要体现在番茄红素及VC含量上，番茄红素是VA合成的唯一来源，具有较强的抗氧化性和抗肿瘤的功效。VC是非酶抗氧化剂，可以协同消除对人体细胞膜有伤害的自由基，因此两者具有抗癌、抗衰老的作用。
基于前人的研究，构建了番茄品质综合评价体系，根据所建立的层次结构图（图1），运用1～9比例标度法确定属性指标间的优先级并建立判断矩阵，利用DPS18.0软件计算各层次相应元素的权重，并对各判断矩阵进行一致性检验。由表3、4可知，目标层—准则层、商品性状指标层、风味品质指标层、营养品质指标层的一致性比率CR分别为0.000 0、0.073 8、0.021 9、0.051 8，均小于0.1，即构建的判断矩阵通过一致性检验。由表3可以看出，番茄果实的商品性状、风味品质、营养品质的权重分别为0.090 9、0.454 5、0.454 5，营养品质与风味品质权重相同，商品性状所占权重最低。由表4可以看出，番茄各品质指标所占权重由高到低依次为：番茄红素、可溶性糖、可溶性固形物、维生素C、硬度、有机酸、可溶性蛋白、糖酸比、单果质量、果形指数，所占权重分别为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 判断矩阵目标层—准则层一致性检验及权重
表4 判断矩阵商品性状、风味品质、营养品质一致性检验及权重
2.3.3 不同番茄品种综合品质分析
由表5可知，依据果形指数、单果质量及硬度指标筛选出商品性状较好的品种为瑞星五号、意佰芬-5、中杂302；
依据可溶性固形物、有机酸、糖酸比及可溶性糖含量指标筛选出风味品质较好的品种为惠福、嘎啦果、吐尔奇；
依据可溶性蛋白、维生素C及番茄红素含量指标筛选出营养品质较好的品种为惠福、京番309、吐尔奇。
表5 不同番茄品种综合品质得分
可溶性糖和番茄红素含量2个指标得分均在前5名的是惠福、嘎啦果；
综合品质得分前5名的依次是惠福、嘎啦果、吐尔奇、京番309、吉诺比利。农户选择番茄品种的因素重要性产量为88.1%，品质76.3%，相比之前在品种选择上只追求高产，逐渐向产量与品质兼顾方向转型，但产量指标目前依旧是农户的最高追求。按照产量与品质1∶1的权重比例进行分析，得到产量与品质的最终得分（表6），得分由高到低依次为京番401、瑞星大宝、金棚八号、京番309、普罗旺斯、吉诺比利、惠福、倍盈、瑞菲、桃星、中杂301、欧贝、京番303、意佰芬-5、吐尔奇、嘎啦果、中杂302、金鹏飞跃、齐达利、飞天701、瑞星五号、中杂201。
表6 品质、产量综合得分与排名
通过构建番茄品质综合评价体系，得到各层级、指标的权重，番茄果实的商品性状、风味品质、营养品质的权重分别为0.090 9、0.454 5、0.454 5；
各品质指标所占权重从高到低依次为：番茄红素、可溶性糖、可溶性固形物、维生素C、硬度、有机酸、可溶性蛋白、糖酸比、单果质量、果形指数，所占权重分别为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，番茄红素与可溶性糖所占权重和为0.646 4，是衡量番茄综合品质的重要指标。
本评价方式中，综合品质较好的品种为惠福、嘎啦果、吐尔奇、京番309，适宜鲜食。丰产性以京番401、金棚八号、瑞星大宝和倍盈为佳，667 m产量均超过8 000.00 kg，京番401 667 m产量最高，为9 323.01 kg，较为适合农户选择，适宜于生产番茄酱等；
综上，在番茄的综合品质方面，综合评分较高的为惠福、嘎啦果、吐尔奇和京番309；
结合品质与产量性状，京番401、瑞星大宝、金棚八号、京番309及普罗旺斯均可作为优选品种。
