基于模糊数学隶属函数法的南太行地区西瓜品种综合评价

李秀启，尹国红，贾宝华，尹雪斌，郝浩浩，张庆社

（1.济源市农业科学院，河南 济源 459002；2.苏州硒谷科技有限公司/江苏省硒生物工程技术研究中心，江苏 苏州 215000；3.中国科技大学苏州高等研究院/功能农业重点实验室，江苏 苏州 215123)

河南省在西瓜生产区域空间布局方面已经发展成为我国第一大主产区之一，规模优势正在逐步显现。其中，周口、商丘、开封、南阳及驻马店5个地区西瓜种植面积占到河南省西瓜种植总面积的近70%。南太行地区位于河南省西北部，虽非西瓜主产区，但是由于干旱半干旱气候加上丘陵山区昼夜温差大等特殊自然条件，区域内西瓜病虫害较轻、用药少、无污染、含糖量高、品质优，特别是济源示范区从2018年起在当地打造富硒西瓜“甜硒瓜”品牌，农户种植效益迅速提升，西瓜产业地方特色突显。杨念等在“燕山—太行山扶贫区”通过引进新品种、推广新技术等方式，转变了西甜瓜传统种植观念，提高了种植技术水平，增加了效益，取得了成功经验。为引导南太行地区西瓜产业健康发展，筛选适合南太行地区早春种植的优良品种，推进河南省西瓜产业均衡发展，选择国内不同单位选育的西瓜品种进行比较试验，并利用模糊数学隶属函数分析法进行综合分析，以期为南太行特色西瓜品种的筛选与引种工作提供指导。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在济源市农业科学院西瓜科技示范基地（济源市承留镇卫佛安村）进行，该地处于河南省西北部、太行山南麓，属暖温带季风气候，年平均温度14.5 ℃，平均降雨量567.9 mm，土壤类型为褐土，试验前采用梅花形布点法采集0～20 cm土层土壤样品，测得基础理化性状为：含有机质18.00 g/kg、全氮1.38 g/kg、有效磷31.80 mg/kg、速效钾343.00 mg/kg、总硒0.23 mg/kg，pH值7.98。

1.2 试验材料

参试7个品种西瓜名称及来源见表1。

表1 参试西瓜品种及其来源

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

试验共设7个品种处理，每处理3次重复，采取随机区组排列，小区面积6 m×5 m，双行定植30株。3月6日播种育苗，4月2日定植，人工辅助授粉，每株留瓜1个。在授粉后喷施含硒叶面肥600倍液2次，间隔10 d。田间管理措施均一致。

1.3.2 指标测定

观察记录物候期（现蕾期、开花期、坐果期、成熟期）；采收前在每个小区随机选取3株测定植株蔓长、茎粗（生长点下20 cm处）、节间长度（生长点下第1片完全叶至生长点下第5片完全展开叶的平均节间长）、最大叶长和叶宽（坐瓜节位前1片功能叶）；于膨瓜期每小区随机选取3株，每株选取叶龄一致的功能叶，于晴天上午9：30—10：30用英国ADC公司的LCi便携式光合仪测定净光合速率（）、气孔导度（）、蒸腾速率（）和细胞间CO浓度（InTCO）。

收获时记录各处理的产量，并折合成每667 m产量；每个小区随机取3个西瓜，用TD-55数显折光仪测定中心可溶性固形物含量和边部可溶性固形物含量；每个小区随机取10个西瓜，将每个西瓜8等分后取1/8可食用部分果肉制成混合样，样品密封冷藏保鲜后委托农业农村部农产品质量监督检测测试中心（郑州）进行总硒含量测定，测定方法参照GB 5009.93—2017《氢化物原子荧光光谱法》；果实特性的记载方法参考《西瓜种质资源描述规范和数据标准》。

1.3.3 品种的综合评价

依据陈德明等的方法，采用模糊数学隶属函数法对参试品种产量、中心可溶性固形物含量、边部可溶性固形物含量、果肉总硒含量、、蔓长、茎粗6个指标进行综合评价，通过下述公式计算隶属函数值；累加得到各品种各指标的总隶属函数值，对品种进行综合排名。

（X）＝（x－x）/（x－x）

式中，（X）为各品种测定指标的隶属函数值，x为品种指标测定值；x为品种指标最小测定值；x为品种指标最大测定值。

1.4 数据分析

试验数据利用IBM SPSS Statistics 20及Excel 2003进行分析处理，数据多重比较选用LSD法。

2 结果与分析

2.1 不同西瓜品种生育期比较

由表2可知，不同西瓜品种在南太行地区果实发育期为32～35 d，全生育期为98～104 d，各品种果实发育期与全生育期基本一致，同属于中早熟类型品种，其中豫艺甜宝最为早熟。

2.2 不同西瓜品种生长指标比较

由表2还可知，秀都、美都、麒麟及中科3号4个品种蔓长均超过了300.0 cm，麒麟茎蔓最长，达322.6 cm，其次为秀都，为307.6 cm，豫艺甜宝茎蔓最短，蔓长为288.0 cm；麒麟和中科182茎粗最大，同为6.4 cm，其余品种茎粗基本一致，在5.6～5.7 cm范围内；节间距以麒麟最大，达21.7 cm，其次为秀都、美都，分别为20.1 cm、19.3 cm，节间距最短者为豫艺甜宝，为16.8 cm；以叶片长、宽衡量叶片大小，麒麟叶片最大，最大叶长和叶宽分别为16.6 cm和18.5 cm，其次为秀都、豫艺甜宝、美莎特。

表2 不同西瓜品种生育期和生长指标比较

2.3 不同西瓜品种果实特性及品质比较

如表3所示，7个西瓜品种果实整齐度均较好，果形指数介于1.02～1.06，都为圆形、果皮淡绿色覆墨绿色条纹类型，田间均未出现裂果现象，果肉红色、质地脆甜，其中美莎特和豫艺甜宝果肉酥脆；果皮厚度为8.3～10.8 mm，以麒麟最薄，其次为美莎特，均显著小于秀都，秀都果皮最厚，为10.8 mm。

可溶性固形物含量是衡量西瓜品种市场前景的关键因素之一。参试品种中心可溶性固形物含量最高的是秀都和豫艺甜宝，同为11.8%，与美莎特差异不显著，但极显著高于美都、麒麟、中科3号和中科182；美莎特含量次之，显著高于美都，极显著高于麒麟、中科3号和中科182；中科182含量最低，与麒麟、中科3号差异不显著。边部可溶性固形物含量以豫艺甜宝最大，其次是秀都，二者与美莎特差异均不显著，但均极显著高于美都、麒麟、中科3号和中科182；美莎特显著高于美都、麒麟、中科3号和中科182（表3）。

果肉总硒含量最高的品种是豫艺甜宝，为0.30 mg/k g，极显著高于其他品种；其次是美莎特，为0.19 mg/kg；最低的是中科182，为0.10 mg/kg，极显著低于其他品种。说明豫艺甜宝品种硒富集能力极显著高于其他品种（表3）。

表3 不同西瓜品种的果实特征与品质比较

2.4 不同西瓜品种产量比较

产量是衡量西瓜品种市场前景的另一关键因素。从表4可以看出，中科182品种单瓜质量和667 m产量均最高，分别为4.15 kg和4 565.00 kg，其次是中科3号、美莎特、麒麟、豫艺甜宝，667 m产量都超过了3 000.00 kg。

2.5 不同西瓜品种叶片光合特性比较

由表4可知，参试品种最高的是美都，最低的是秀都，各品种间差异不显著；G最大的品种是美莎特，其次是豫艺甜宝，二者差异不显著，其中美莎特与其他5个品种差异均达显著水平；T最高的是豫艺甜宝，最小的是秀都，二者差异显著，其余品种间差异不显著；InTCO最高的是美莎特，其次是豫艺甜宝，二者差异不显著，但均显著高于麒麟、中科3号和中科182。

表4 不同西瓜品种产量性状和叶片光合特性比较

2.6 不同西瓜品种综合评价

产量和可溶性固形物含量是西瓜新品种评价的主要指标，目前这2个指标之间一般都是独立描述的。利用模糊数学隶属函数法对参试品种进行综合评价，隶属函数值越大表明该品种这一性状表现越好。由表5结果可知，在产量方面，中科182隶属函数值最大，为0.87，说明该品种的产量性状表现突出；在果实中心可溶固形物含量方面，隶属函数值以秀都和豫艺甜宝最大，都为0.80，其次是美莎特，为0.66；边部可溶性固形物含量隶属函数值排名前3的也是豫艺甜宝、秀都和美莎特，说明这3个品种果实可溶固形物含量均较高；果肉总硒含量方面，以豫艺甜宝隶属函数值最大，表明其硒富集能力较强；的隶属函数值以美都最大，其次为豫艺甜宝、中科3号和美莎特；蔓长的隶属函数值以麒麟最大，其次为秀都；茎粗的隶属函数值以中科182最大，其次为麒麟。各西瓜品种总隶属函数值大小依次分别为豫艺甜宝＞美莎特＞秀都＞麒麟＞中科182＞中科3号＞美都，说明豫艺甜宝综合表现最好，其次是美莎特和秀都。

表5 不同西瓜品种各性状指标隶属函数值

3 讨论与结论

干旱是限制南太行地区西瓜生产的关键因素，西瓜产业只有选好品种、做出特色才能走出高质量发展之路。利用模糊数学隶属函数法，可以对不同品种多个性状进行综合分析，且已在粮食、蔬菜、果树、中药材等作物品种上得到应用。发展功能农业，有利于现代农业的转型升级、提质增效、供给侧结构性改革和新动能培育，筛选硒富集能力强的品种对于指导发展富硒西瓜特色产业有着重要的现实意义。

本试验参试7个西瓜品种物候期基本一致，由于南太行地区的特殊地理环境和气候条件，西瓜品种较平原地区生长滞后，果实发育期有所延长；品种田间整齐度较好，生长势以麒麟和中科182品种表现较强；秀都、美莎特、豫艺甜宝的果实可溶固形物含量表现较突出；豫艺甜宝硒富集能力最强；产量以中科182最高，属高产品种。利用模糊数学隶属函数法对参试品种产量、品质、生长指标等进行综合排名，结果表明豫艺甜宝、美莎特、秀都3个品种综合表现优良，推荐在南太行地区进行示范应用。

本试验结果有待进一步进行多点和多年观测检验，由于试验当年气候原因，西瓜果实可溶固形物含量整体较往年积累减少；另外，由于试验在生茬地进行，加之南太行地区特殊气候条件，西瓜田间病害发生极少，品种的综合抗性有待进一步观察。