基于模糊隶属函数法的波罗蜜品种(系)比较试验

蓝志信,丰 锋,黄慧珊,闵天雨,丁 燕,叶春海

(广东海洋大学滨海农业学院,广东湛江,524088)

波罗蜜ArtocarpusheterophyllusLam.为桑科(Moraceae) 波罗蜜属(Artocarpus)常绿乔木[1],原产印度,主要分布在南亚、非洲、南太平洋等地区[2]。波罗蜜主干结果,雌雄花序着生于树干及主枝上,因果苞质地而有干苞和湿苞之分。近年来,波罗蜜作为小宗水果慢慢发展起来,现海南、广东、广西、福建、云南等地均有栽培[3]。

波罗蜜引入我国已有1 000多年[2],受乳汁影响,嫁接成活率极低,多采用实生繁殖[4],因此,我国波罗蜜种质资源极丰富[5]。受波罗蜜分布范围所限,目前从事波罗蜜研究的单位极少,审定或登记的品种仅有7个[6-12],规模化生产更少,现阶段北方市场的波罗蜜主要来源于越南和泰国[5]。

品种是农业发展的基础,是农业科技进步的重要体现,培育并不断推出新品种是提高市场竞争能力、推动农业可持续发展的重要科技动力之一。品种比较试验是品种审定、品种推广的前提。本试验以2个优良品系及广东省全部审定波罗蜜品种为材料,比较不同品种(系)的综合性状,并通过以变异系数赋权的隶属函数法进行综合评价,为筛选、评价优良波罗蜜品种提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料来源于广东海洋大学波罗蜜资源圃,品种(系)编号见表1。参试材料均为嫁接苗,嫁接方式均为补片芽接,砧木为自播同一来源实生苗,选择大小基本一致的嫁接苗种植。于2012年5月定植,土壤为红壤,每品种(系)10株,顺序排列,株行距6 m×6 m,栽培管理同常规。

表1 供试波罗蜜编号对应品种(品系)名称及来源

1.2 方法

1.2.1 果实农艺性状测定[13-14]

统计单株结果数,称量果实质量,种子质量,纵剖后测量果心横径、纵径、果皮厚度,果肉厚度、果苞长度、宽度;观察果胶含量、嗅闻香气浓郁程度等感官指标。计算果肉可食率(果肉可食率=果肉鲜质量/单果质量×100%),单株产量(单株产量=平均结果数×平均单果质量),果形指数(果形指数=果实纵径/果实横径),单粒种子质量(单粒种子质量=总种子质量/种子粒数)。

1.2.2 果实品质测定

可溶性糖含量测定采用蒽酮-硫酸比色法[15];可滴定酸含量测定采用NaOH滴定法[16](以柠檬酸计);抗坏血酸含量测定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[17];可溶性固形物含量测定采用手持折光仪法[18]。

1.3 数据统计与分析

采用SPSS 25.0软件对数据进行标准化及显著性检验。以《植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 木菠萝》[19]为标准,对比果实的农艺性状。

1.4 模糊隶属函数法[20-23]

将数据进行标准化后,利用公式计算标准化处理后的数据的隶属函数值。指标正相关:a(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin);指标负相关:a(Xi)=1-[(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)];i=1,2,3,…,n,式中,Xi表示第i个指标;Xmin、Xmax分别表示第i指标的最小值与最大值。

2 结果与分析

2.1 不同品种(系)果实农艺性状比较

由表2可知,“红肉波罗蜜”“四季波罗蜜”单果质量大于10 kg,为大果;“2号品系”“常有波罗蜜”“海大3号”“海大2号”单果质量在6～10 kg,为中果;“20号品系”“海大1号”单果质量小于6 kg,为小果。“2号品系”“红肉波罗蜜”“四季波罗蜜”果形指数在1.74～1.95之间,果实长椭圆形;“20号品系”“海大1号”“常有波罗蜜”“海大3号”“海大2号”果形指数在1.25～1.55之间,果实椭圆形。“常有波罗蜜”果皮极显著薄于其他品种(系),“红肉波罗蜜”平均单株产量极显著大于其他品种(系),“2号品系”“海大2号”单粒种子质量显著高于其他品种(系)。“常有波罗蜜”果心横径最大,“海大1号”最小,二者差异显著;“红肉波罗蜜”果心纵径显著大于其他品种(系)。“四季波罗蜜”“海大2号”果苞最大,极显著大于其他品种(系);“海大2号”和“四季波罗蜜”的果肉厚度极显著高于其他品种(系);“2号品系”“海大1号”“海大3号”“红肉波罗蜜”“四季波罗蜜”果实香气浓郁程度较强。“常有波罗蜜”果实无胶,“海大2号”果胶含量较高,其他品种(系)成熟果果胶含量均较少。

表2 供试波罗蜜品种(系)果实农艺性状比较

2.2 不同品种(系)果实品质性状

“2号品系”“海大1号”“海大3号”可溶性固形物含量极显著高于其他品种(系);“红肉波罗蜜”和“四季波罗蜜”可溶性固形物含量极显著低于其他品种(系)。“常有波罗蜜”“红肉波罗蜜”可滴定酸极显著低于其他品种(系);“海大1号”可溶性糖极显著高于其他品种(系)。“海大1号”“常有波罗蜜”“红肉波罗蜜”糖酸比极显著高于其他品种(系),可食率各品种(系)间差异不显著(见表3)。

表3 供试波罗蜜品种(系)果实品质性状比较

2.3 不同品种(系)结果习性

“四季波罗蜜”和“海大2号”以主干及中心主枝结果为主,占比极显著大于其他品种(系);“四季波罗蜜”主枝结果占比最大,占54.63 %,极显著大于其他品种(系);“海大1号”侧枝结果占比最大,为68.52 % (见表4)。

表4 供试波罗蜜品种(系)结果习性

2.4 不同品种(系)果实的综合评价

将8个供试品种(系)的品质、产量指标进行标准化处理,利用公式计算不同品种(系)标准化后的数据指标的隶属函数值[21],结果见表5。根据模糊隶属函数法的原理可知,指标隶属函数值越大,表示此品种(系)该性状表现越突出[21]。“四季波罗蜜”“海大2号”果苞长度的隶属函数值分别为1.00、0.56,果苞宽度的隶属函数值均为1.00,果肉厚度的隶属函数值分别为0.76、1.00,说明2个品种(系)果苞长度、宽度,果肉厚度方面表现突出。“2号品系”“20号品系”“海大1号”可滴定酸含量的隶属函数值分别为1.00、0.83、0.80,说明3个品种(系)在该方面表现突出;“海大1号”可溶性糖含量的隶属函数值为1.00,说明该品种在该方面表现突出;“2号品系”“四季波罗蜜”抗坏血酸含量的隶属函数值分别为0.65、1.00,说明2个品种(系)在该方面表现突出;“2号品系”“海大1号”“海大3号”可溶性固形物含量的隶属函数值分别为0.85、0.90、1.00,说明3个品种(系)在该方面表现突出;“常有波罗蜜”“红肉波罗蜜”可食率的隶属函数值分别为1.00、0.91,说明2个品种(系)在该方面表现突出,两个品种(系)的平均单株产量的隶属函数值分别为0.60、1.00,说明2个品种(系)在该方面表现突出。

表5 指标的隶属函数值、变异系数、权重、各品种(系)的综合得分及综合排序

根据D值计算公式得出8个供试品种(系)综合得分及排序结果,得分越高,代表在测量的多项指标中综合表现越佳[21]。不同品种(系)得分排序为:“常有波罗蜜”>“红肉波罗蜜”>“2号品系”>“四季波罗蜜”>“海大3号”>“海大2号”>“海大1号”>“20号品系”。

3 讨论

果实品质由多个因子组成,不同的因子相对独立又密切相关,本研究在模糊隶属函数法[20]的基础上,对各个因子进行赋权,进而能将8个供试品种(系)进行综合评价。此方法普遍被用于小麦[20]、甜瓜[21]、欧李[22]、苹果[23]等品质性状的分析评价中。本研究得到8个供试品种(系)的综合评价排序为:“常有波罗蜜”>“红肉波罗蜜”>“2号品系”>“四季波罗蜜”>“海大3号”>“海大2号”>“海大1号”>“20号品系”,分析结果达到预期目标。

果实大小是一种品质性状,也是一种商品性状[24],但波罗蜜与荔枝[25],龙眼[26]等水果不同,荔枝、龙眼等水果果实越大,越受欢迎,商品价值越高,但消费者基本不会购买波罗蜜大果、中果,故波罗蜜大果多用于深加工或切分售卖,而小果更适于家庭食用,往往小果价格更高[28]。

果实品质、果肉可食率决定着波罗蜜的经济价值,可溶性固形物可评价风味,其值越高代表风味越佳[29],可溶性糖、可滴定酸含量也有决定性的影响。本试验8个供试品种(系)中,“红肉波罗蜜”“四季波罗蜜”单果质量大于10 kg,为大果,是非常理想的深加工原材料;“2号品系”“常有波罗蜜”“海大3号”“海大2号”为中果,单果质量在6～10 kg之间,“海大2号”由于果苞大、果肉厚,鲜食口感更好;“2号品系”“海大3号”可溶性固形物、可溶性糖含量较高,风味最佳;“常有波罗蜜”果肉可食率、产量高且无胶;“20号品系”“海大1号”为小果,单果质量小于6 kg,为家庭鲜食上品。综上所述,大果类型以“红肉波罗蜜”产量较高、糖酸比较高,但可溶性固形物含量低、果皮较厚;“四季波罗蜜”果苞大、果肉厚,但可溶性固形物含量低、果皮最厚;中果类型以“常有波罗蜜”产量较高、果皮最薄、果实无胶、糖酸比高;“2号品系”可溶性固形物含量最高,总体品质、风味最优,“海大3号”次之,小果类型中“海大1号”可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比均较高,品质较优;“20号品系”果肉薄、可溶性糖含量、可溶性固形物含量较低,品质较次。

本研究供试品种(系)中,最终筛选出“常有波罗蜜”“红肉波罗蜜”“2号品系”“四季波罗蜜”“海大3号”等5个优良品种(系)。其中“2号品系”已通过品种审定委员会专家现场鉴定。因本研究仅对波罗蜜的部分关键性状进行了鉴定评价,在波罗蜜的品质评价方面有一定的科学性。为更加准确了解8个供试品种(系)的性状差异,需扩大性状鉴定,对8个供试品种(系)的不同器官的内在相关理化性质进行研究,结合当地的水分、光照、温度等进行综合分析,以提高评价的准确性与科学性。