應(yīng)用隸屬函數(shù)法評價35個無核葡萄種質(zhì)制干適宜性

李玉玲，蘇來曼·艾則孜，孫鋒，王勇，伍國紅

（新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所，新疆鄯善 838200）

葡萄干因其口感酸甜，營養(yǎng)豐富成為深受人們喜愛的一種加工干果。2021/2022年中國葡萄干產(chǎn)量預(yù)計為18萬 t，占全國80%以上。其中綠色葡萄干約占中國葡萄干總產(chǎn)量的60%，深色葡萄干約占40%[1]。吐魯番盆地是我國最大的葡萄干產(chǎn)區(qū)，氣候炎熱，日照充足，生產(chǎn)的葡萄干糖高酸低，甘甜如蜜，風(fēng)味濃郁[2]。吐魯番每年生產(chǎn)鮮食葡萄約120萬 t，其中70%加工成葡萄干[1]。雖然現(xiàn)在國內(nèi)葡萄品種繁多，但在吐魯番地區(qū)，主要制干品種依然為‘湯普森無核’，占總種植面積的85%～90%，品種單一。因此，對引入品種進(jìn)行分析評價，選出適宜制干品種資源，對豐富葡萄干的品種種類，滿足市場需求，具有十分重要的意義。

目前，國內(nèi)對制干品種的品質(zhì)比較篩選及綜合品質(zhì)評價工作研究較少[3-5]。隸屬函數(shù)評估法是基于模糊數(shù)學(xué)原理，可較為全面地對考察指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，結(jié)果可靠且具有可比性。目前，隸屬函數(shù)分析法在番茄[3]、辣椒[4]、葡萄[5-6]、紫花苜蓿[7]、烤煙[8]等作物研究上均有應(yīng)用。本研究選擇了35份無核葡萄種質(zhì)資源，通過對其制干后的性狀和品質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合隸屬函數(shù)法對其進(jìn)行了綜合評價，以期為葡萄干資源的評價、開發(fā)利用及育種親本的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的35個無核葡萄種質(zhì)資源來源于新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所資源圃，是由近幾年引入品種、老品種和自育品種及優(yōu)株組成，于2021年8月2日和8月31日分兩批晾制。供試品種資源見表1。

表1 供試無核葡萄品種資源Table 1 Materials in the research

1.2 試驗設(shè)計

2021年8—11月于新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所進(jìn)行試驗，每個品種（優(yōu)株）可溶性固形物含量達(dá)20.0%以上進(jìn)行采摘，每個處理采摘5 kg左右，先用促干劑處理，然后懸掛在晾房架子上陰干，11月取樣，測定相關(guān)指標(biāo)。并在鄯善縣連木沁鎮(zhèn)曲旺克爾村組織20位專業(yè)技術(shù)人員及21位村民對葡萄干的外觀和品質(zhì)進(jìn)行綜合評價。

1.3 測定指標(biāo)和方法

調(diào)查指標(biāo)包括葡萄鮮重、干重、粒質(zhì)量、粒長、粒寬、可溶性固形物、含酸量、密度、色差、產(chǎn)量、口感11個指標(biāo)。

1.3.1 葡萄干外觀測定主要項目與方法

粒質(zhì)量以50粒均值計，精確到0.1 g；縱橫徑用游標(biāo)卡尺測量50粒的均值計，精確到0.l mm；可溶性固形物含量采用折射儀法測定[9]；含酸量采用氫氧化鈉滴定法測定[10]；密度采用排水法測量；采用美能達(dá)色差儀CR-10PLUS測量色澤相關(guān)指標(biāo)，用ΔE來表示葡萄干的色澤差異。

1.3.2 農(nóng)藝性狀賦值

將葡萄干的產(chǎn)量、口感、顏色進(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Table 2 Valuation of agronomic traits

1.4 分析方法

評價因素由感官風(fēng)味和測量因子2個部分組成，合理的權(quán)重系數(shù)是隸屬函數(shù)評價法的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著評判結(jié)果。35個無核葡萄品種（優(yōu)株）的產(chǎn)量直接影響著葡萄干的產(chǎn)值，從而影響收入，賦予一定的權(quán)重；而色澤、口感、粒質(zhì)量、可溶性固形物含量、含酸量等影響葡萄干的價格，進(jìn)行綜合評價分析打分，經(jīng)專家建議賦予相應(yīng)的權(quán)重（表3），以對這些品種（優(yōu)株）在制干方面進(jìn)行全面的評估。

表3 葡萄干資源評價要素統(tǒng)計Table 3 Statistics on evaluation factors of raisin resources

1.5 隸屬函數(shù)的建立

要對35個無核葡萄種質(zhì)資源進(jìn)行制干綜合評價，根據(jù)專家意見對每一個個體作出的評價賦予非實數(shù)表示的一個評價指標(biāo)。計算公式為B=A×R(b1，b2，...，bn)，其中B為綜合評價集，A為權(quán)重分?jǐn)?shù)，R為模糊轉(zhuǎn)換矩陣，即所選各葡萄種質(zhì)的生物學(xué)指標(biāo)所獲得的隸屬函數(shù)。具體為試驗過程中所測得原始數(shù)據(jù)按照隸屬函數(shù)公式進(jìn)行隸屬函數(shù)值處理，獲得數(shù)據(jù)在[0，1]區(qū)間的隸屬函數(shù)值，分別將各項生物學(xué)性狀所占權(quán)重值帶入計算得模糊轉(zhuǎn)換矩陣，然后將模糊矩陣進(jìn)行綜合評價35個無核葡萄資源。

隸屬函數(shù)度計算公式：

其中，u(x)：隸屬度函數(shù)；x：各品系特征數(shù)值；xmax：最大特征數(shù)值；xmin：最小特征數(shù)值。

由此得出，粒質(zhì)量的隸屬度函數(shù)為：

出干率的隸屬度函數(shù)為：

可溶性固形物含量的隸屬度函數(shù)為：

密度的隸屬度函數(shù)為：

ΔE的隸屬度函數(shù)為：

口感的隸屬度函數(shù)為：

果實顏色的隸屬度函數(shù)為：

豐產(chǎn)性的隸屬度函數(shù)為：

長寬比的隸屬度函數(shù)為：

糖酸比的隸屬度函數(shù)為：

因ΔE值為負(fù)向向量，值越大越降低葡萄干的質(zhì)量，因此各品種（品系）評價分值計算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄干的基本理化指標(biāo)分析

35個葡萄種質(zhì)制干后指標(biāo)測定如表4所示，粒質(zhì)量最大的是‘Y12-1-200’1.72 g，最小的是‘火州紅玉’0.29 g；出干率最大的是‘Y12-1-270’30%，最小的是‘布朗無核’13.56%；果粒的長寬比最大的是‘甜蜜藍(lán)寶石’5.17 cm，最小的是‘無核翠寶’1.35 cm；可溶性固形物含量最高的是‘黑奇無核’79.67%，最低的是‘紫脆無核’70.12%；色差ΔE最大的是‘黎明無核’9.33，最小的是‘火州紅玉’1.07；密度最大的是‘緊穗無籽露’‘艾麥娜無核’1.46 g·mm-3，最小的是‘Y13-5-124’1.12 g·mm-3；糖酸比最大是‘紅無籽露’51.22，最小是‘火星無核’33.83。

表4 參試資源制干后的品質(zhì)指標(biāo)Table 4 Indicators of the quality indicators of dried grapes for testing resources

2.2 隸屬函數(shù)評價結(jié)果

通過對表5的綜合分析可發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過隸屬函數(shù)法對35個無核葡萄品種資源進(jìn)行排名，綜合影響葡萄干品質(zhì)、產(chǎn)量以及口感，名列前5的為‘黑奇無核’‘紫甜無核’‘Y11-8-28’‘黑莫努卡’‘艾莫無核’；排名靠后的有‘無核翠寶’‘京豐無核’‘鄭艷無核’。

表5 參試資源測定指標(biāo)隸屬函數(shù)轉(zhuǎn)換矩陣Table 5 Transformation matrix of membership function for testing resources

2.3 隸屬函數(shù)評價結(jié)果驗證

現(xiàn)場品評人員對無核葡萄干外觀風(fēng)味進(jìn)行感官評分，認(rèn)為最適宜制干的是‘黑奇無核’‘紫甜無核’‘黑莫努卡’‘Y11-8-28’，不適宜制干的是‘鄭艷無核’‘無核翠寶’‘京豐無核’，與隸屬函數(shù)法評價結(jié)果基本一致。

3 討論與結(jié)論

通過隸屬函數(shù)法評價無核葡萄制干適宜性的打分結(jié)果與品評人員評價結(jié)果一致，由此說明運用隸屬函數(shù)法作為制干適宜性評價模型具有一定的客觀性和公正性，可作為制干葡萄加工適宜性的評價模型。

葡萄干適宜品種引種篩選試驗綜合評價方法較少，其中隸屬函數(shù)分析是植物引種評價和應(yīng)用較為廣泛的統(tǒng)計方法之一。應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)分析法對引進(jìn)的無核葡萄品種進(jìn)行制干適宜性評價，關(guān)鍵在于供試的無核葡萄品種各生物學(xué)性狀所占權(quán)重的確定。弓成林等[14]采用灰色關(guān)聯(lián)度對12個葡萄品種進(jìn)行品質(zhì)比較，伍國紅等[3]采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對17個無核制干品種進(jìn)行評價，均得出灰色關(guān)聯(lián)度分析方法與專家評分的結(jié)果一致性好，但從中篩選出的品質(zhì)優(yōu)良品種，有的在生產(chǎn)中存在產(chǎn)量不高的問題，在實際生產(chǎn)中不宜推廣。葡萄干的產(chǎn)量直接影響經(jīng)濟(jì)收入，因此本研究把葡萄干的出干率和葡萄的豐產(chǎn)性作為重要權(quán)重進(jìn)行了賦值，同時選取色差作為評價葡萄干色澤一致性的一個評價指標(biāo)，在無核葡萄品種生物學(xué)性狀所占權(quán)重確定后利用田間調(diào)查及室內(nèi)測量的試驗結(jié)果即可把引進(jìn)無核葡萄品種的制干適應(yīng)性綜合性狀進(jìn)行數(shù)據(jù)量化。

把模糊數(shù)學(xué)的計算方法運用到葡萄引種適宜性評價上，可以克服用粒質(zhì)量、糖度、顏色等單一性狀來評判1個葡萄品種制干適宜性的片面性，能比較客觀地反映該品種的綜合制干性能，是適宜制干葡萄品種引種篩選試驗過程中一種簡單快捷的綜合評價方法。

由試驗結(jié)果可知，‘紫甜無核’和‘黑奇無核’制干后色澤一致，口感和商品性能較好，其中‘紫甜無核’產(chǎn)量更加穩(wěn)定，具有很大的推廣價值。雖然‘黑奇無核’產(chǎn)量稍低，且存在產(chǎn)量不穩(wěn)定的情況，但其制干后肉質(zhì)、口感、商品性均很高，可以作為當(dāng)?shù)馗咂焚|(zhì)栽培品種推廣；‘Y11-8-28’‘黑莫努卡’果粒較大，口感好，出干率高，也具有一定的推廣價值。