昆山地區櫻桃番茄新品種篩選試驗及綜合評價

黃 婷 周園園 龔奕杰 梁迎暖 倪琳琳 陳 穎

（1 江蘇省昆山市玉山鎮農業服務中心，昆山 215300；2 昆山市優來谷成科創中心，江蘇昆山 215300）

櫻桃番茄（Lycopersicon esculentumvar.cerasiformeA.Gray）是茄科、番茄屬栽培變種，又稱小番茄，是一種高檔的蔬菜水果，其香味獨特，色彩鮮艷，具有防癌、降血壓、降膽固醇等保健作用，其可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比、維生素C、番茄紅素的平均含量均高于普通番茄[1-2]。櫻桃番茄兼具高食用和高商品價值，是聯合國糧農組織優先推廣的“四大蔬果”之一，深受廣大消費者喜愛[3-4]。據統計，目前全世界櫻桃番茄種植面積100 萬hm2左右，主要分布在歐洲的荷蘭、西班牙、俄羅斯，非洲的尼日利亞，美洲的美國、哥倫比亞及亞洲的以色列、日本、中國等。我國櫻桃番茄種植面積約15 萬hm2，其中近8萬hm2為設施櫻桃番茄，主要種植地區有山東、江蘇、廣西、廣東、海南等[3，5]。江蘇省將設施番茄生產作為重點發展的規模化農業產業[6]，昆山圍繞現代都市農業定位，大力實施產業賦能“百村共興”行動，將櫻桃番茄作為設施蔬菜的主要栽培種類之一。近年來，通過引進“三新”技術提升番茄品質，昆山市地區櫻桃番茄年種植面積約13.33hm2（200 余畝），逐步形成“線上銷售、線下采摘、生超配送”三位一體的銷售模式，實現產值超1000 萬元。選擇適宜品種栽培是促進當地產業發展的關鍵，各地通過綜合評價植株生長指標、果實品質指標等展開了一系列品種篩選和對比試驗。谷端銀等[7]通過分析不同櫻桃番茄植株和果實的生長指標、果實品質指標及果實風味品質，篩選出適宜泰安地區栽培的3 個品種；孫雪蕊等[8]從20 個櫻桃番茄品種中篩選出營養品質高、風味佳和綜合性好的2 個品種作為北京地區優良櫻桃番茄品種的參考；葛立傲等[9]在上海市金山地區新引進的9 個櫻桃番茄品種中發現鳳綠表現較好；趙玉紅等[10]運用主成分分析法、模糊隸屬函數綜合評價法，對櫻桃番茄各產量和品質指標進行評價，篩選出4 個適宜陜北地區基質栽培的櫻桃番茄；曲繼松等[11]從17 個日本櫻桃番茄品種中篩選出5 個適宜寧夏中部干旱帶的設施越冬栽培櫻桃番茄優異品種；布卡·歐爾娜等[12]在新疆奎屯墾區從21 個櫻桃番茄品種中選出綜合表現較好的3 個品種。主成分分析法是綜合評價的一種有效方法，它可將多個有一定相關性的變量轉化為幾個互不相關的綜合變量，其方差貢獻率可作為權重構建可量化的綜合評價體系[13]。王丹丹等[14]利用主成分分析方法綜合評價黃瓜的21 項指標，篩選出適宜石家莊地區種植的黃瓜新品種，宋夢圓等[15]利用主成分分析法研究了不同中微量元素葉面肥對櫻桃番茄生長、產量和品質的影響，篩選出提高冷棚櫻桃番茄產量和品質的合理葉面肥噴施方案；周艷超等[16]綜合運用描述性分析、主成分分析、聚類分析和判別分析對櫻桃番茄進行綜合評價，構建出櫻桃番茄品質判別函數。

隨著消費水平的提升及鄉村振興產業發展需求，常年種植的櫻桃番茄品種已經無法滿足消費者多元化的需求，不斷更新、優化當地櫻桃番茄品種，篩選出適合本地區種植，且口味佳、產量高、效益高的櫻桃番茄品種，對提升當地番茄產業有著至關重要的作用[17]。昆山地區有關番茄的研究目前集中在探索栽培技術、土壤改良以及不同施肥方式等處理對番茄生長發育及土壤影響等方面[18-24]，利用綜合評價方法篩選引進新品種的研究較少。為進一步促進昆山地區櫻桃番茄產業的發展，輻射帶動鄉村農業種植、農業觀光、休閑農業等產業的發展，本研究擬對11 個櫻桃番茄品種開展篩選試驗，結合主成分分析和模糊隸屬函數綜合評價法對其進行綜合評價，為篩選出適合昆山地區大棚栽培的高品質櫻桃番茄品種提供參考，為昆山地區高效農業發展提供品種支撐。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試櫻桃番茄品種共11 個（包括對照），具體品種名稱及供種單位見表1。

表1 供試櫻桃番茄品種及來源

1.2栽培管理方法本試驗于 2021 年10 月至2022 年6 月在江蘇省昆山市玉葉蔬菜基地內進行。2021 年10 月25 日 育 苗，2021 年12 月28 日定植，選取生長狀態一致的不同品種幼苗定植于排灌方便、土壤肥沃、通風透氣性好的土壤中，前茬為生菜。采用雙行高畦栽培，溝寬0.5m、株行距為30cm×50cm。底肥以有機肥為主，配施平衡型三元復合肥等。田間管理與當地生產相同，定植、施肥、通風等各項農事操作在試驗重復內保持一致，且在同一天內完成。

1.3測定指標及方法調查記錄番茄始花期和始收期，膨果初期第一穗花高、株高、莖粗、葉片數、葉長、葉寬、花穗數、節間長、單株結果數、單果重和產量等。株高：從地面到植株最高處的高度（cm）；莖粗：用游標卡尺測量植株最粗處所得數據（cm）；產量指標：統計從采收開始持續2 個月的產量為前期產量，同時測定平均單株結果數、單果質量和單株產量；可溶性固形物用手持式糖度計測量。

1.4統計分析采用Excel 2007、IBM SPSS 22.0軟件對數據進行方差分析（ANOVA）、DUNCAN 新復極差法顯著性分析以及主成分分析。隸屬函數值計算公式如下。

式中：μ代表隸屬函數值；Xi為第i個綜合指標數值；Xmax為第i個綜合指標的最大值；Xmin為第i個綜合指標的最小值。

不同綜合指標所占權重公式如下。

式中：Wi表示第i個綜合指標在所有綜合指標中的重要程度即權重；Pi為第i個綜合指標貢獻率。

綜合評價指數（D值）采用以下公式進行計算。

2 結果與分析

2.1不同櫻桃番茄品種生育期情況由表2 可知，相同的環境及田間管理下，不同櫻桃番茄品種的始花期具有較大差別，分布在2022 年2 月13-19 日，陽光櫻桃、黃妃始花期較早，相較于紅風鈴（CK）提前6d，JSJD15、金陵黛玉與紅風鈴（CK）一致。各櫻桃番茄品種的始收期在4 月12-18 日，其中JSJD11、JSH21S03、玉金香和黃妃的始收期最早，比紅風鈴（CK）提前6d，JSJD15 的始收期與紅風鈴（CK）一致。從始花期到始收期，JSH21S03、金陵黛玉歷經時間最短，為56d，與紅風鈴（CK）相比短2d，歷時最長的為陽光櫻桃，比紅風鈴（CK）晚2d。

2.2不同櫻桃番茄品種植物學性狀分析根據不同櫻桃番茄品種的植物學性狀調查顯示（表3），11 個櫻桃番茄品種長勢不同，不同品種間各植物學性狀差異顯著。從株高來看，各品種均顯著高于紅風鈴（CK），JSJD15、黃妃、金陵黛玉較高，與紅風鈴（CK）分別相差56.4%、49.7%、48.8%，株高較低的品種有陽光櫻桃、釜山88，與紅風鈴（CK）分別相差15.8%、31.0%；從第一穗花高來看，JSJD11、浙櫻粉顯著高于紅風鈴（CK），分別高98.5%、47.0%；從葉片數來看，浙櫻粉、黃妃、玉金香、釜山88、JSH21S03 均顯著高于紅風鈴（CK），分別多82.4%、70.6%、64.8%、61.8%、50.0%，陽光櫻桃較紅風鈴（CK）少5.8%；從節間長來看，除珍味1 號顯著高于紅風鈴（CK）外，其他品種與紅風鈴（CK）差異均不顯著，比紅風鈴（CK）短的品種有陽光櫻桃和玉金香，分別短19.6%、15.7%；從莖粗來看，JSJD11、JSH21S03、JSJD15 與紅風鈴（CK）差異顯著，分別超出62.6%、48.4%、47.3%，陽光櫻桃、珍味1 號分別比紅風鈴（CK）細14.3%、9.9%。

2.3不同櫻桃番茄品種產量及營養品質比較由表4 可知，11 個櫻桃番茄品種的產量指標差異顯著。從花穗數來看，靠前的分別是釜山88、浙櫻粉，均與紅風鈴（CK）差異顯著，均超出31.6%，最少的是JSJD15 和JSJD11，與紅風鈴（CK）差異顯著，均低于紅風鈴（CK）31.6%；從單株結果數來看，釜山88、浙櫻粉、陽光櫻桃、JSH21S03、黃妃均與紅風鈴（CK）差異顯著，單株結果數較多的是釜山88、浙櫻粉和陽光櫻桃，分別超出紅風鈴（CK）106.7%、86.0%、78.0%，最少的是JSJD11，低于紅風鈴（CK）24.0%；從單果重來看，各櫻桃番茄品種均高于紅風鈴（CK），釜山88、金陵黛玉、浙櫻粉、JSJD15、JSJD11 與紅風鈴（CK）差異顯著，分別比紅風鈴（CK）高244.7%、168.9%、106.8%、89.6%、62.0%；從單株產量和小區產量來看，釜山88、浙櫻粉、金陵黛玉顯著高于紅風鈴（CK），單株產量分別是紅風鈴（CK）的7.1 倍、3.8 倍、3.4 倍。

表4 不同櫻桃番茄品種產量

不同櫻桃番茄品種營養品質如圖1 所示。釜山88、浙櫻粉、黃妃、珍味1 號的可溶性固形物含量均顯著高于紅風鈴（CK），分別超出41.0%、22.9%、15.7%、13.3%。可溶性固形物含量最高的品種是釜山88，均顯著高于其他品種，最低的是JSJD11，但與JSH21S03、陽光櫻桃、玉金香、紅風鈴（CK）差異不顯著。

圖1 不同櫻桃番茄品種營養品質

2.4櫻桃番茄各指標間的相關性分析如表5 所示，葉片數與葉長呈極顯著正相關（P＜0.01）；葉長與葉寬呈顯著正相關（P＜0.05）；葉寬與單果重呈極顯著正相關（P＜0.01），與可溶性固形物、單株產量呈顯著正相關（P＜0.05）；花穗數與單株結果數呈極顯著正相關（P＜0.01），與單株產量、可溶性固形物呈顯著正相關（P＜0.05）；單株結果數與單株產量呈極顯著正相關（P＜0.01），與可溶性固形物呈顯著正相關（P＜0.05）；單果重與可溶性固形物、單株產量呈極顯著正相關（P＜0.01）；單株產量與可溶性固形物呈極顯著正相關（P＜0.01）。直接利用這些指標提供的信息來評價櫻桃番茄的綜合品質，很容易導致信息的重疊，進而影響評價結果，而利用單個指標無法得出櫻桃番茄綜合品質的優劣，因此應綜合各品質和產量指標進行綜合評價。

表5 櫻桃番茄各指標間的Pearson 相關性分析

2.5不同櫻桃番茄品種各指標的主成分分析由表6、表7 可知，通過對11 個櫻桃番茄品種的12 個指標進行主成分分析，提取特征值大于1 的主成分，共提取4 個主成分，其累積方差貢獻率達86.337%，保留了櫻桃番茄大部分原始信息。根據旋轉后的載荷矩陣對主成分進行解釋，第1 主成分中，特征值為5.462，方差貢獻率為45.518%，單株產量、可溶性固形物、單株結果數、花穗數、單果重的載荷均在0.727以上，其余指標載荷均在0.500 以下；第2 主成分特征值為2.710，方差貢獻率為22.586%，決定其大小的指標主要是葉片數、葉長、株高、莖粗；第3 主成分特征值為1.170，方差貢獻率為9.747%，載荷較大的指標主要是第一穗花高、葉寬；第4 主成分特征值為1.018，方差貢獻率為8.486%，決定其大小的指標主要是節間長。

表6 旋轉后的成分矩陣

表7 櫻桃番茄各指標間主成分分析（特征向量、特征值和貢獻率）

以株高（X1）、第一穗花高（X2）、葉片數（X3）、葉長（X4）、葉寬（X5）、節間長（X6）、莖粗（X7）、花穗數（X8）、單株結果數（X9）、單果重（X10）、單株產量（X11）、可溶性固形物（X12）12 個指標建立4 個線性表達式，各主成分的表達式如下。

Y1=0.162X1+0.081X2+0.305X3+0.338X4+0.353X5+0.215X6+0.109X7+0.286X8+0.273X9+0.361X10+0.387X11+0.375X12；

Y2=0.435X1+0.385X2+0.128X3+0.228X4+0.191X5+0.072X6+0.467X7-0.345X8-0.384X9-0.023X10-0.195X11-0.171X12；

Y3=-0.043X1-0.041X2+0.569X3+0.300X4-0.128X5-0.555X6+0.104X7+0.249X8+0.163X9-0.347X10-0.170X11-0.095X12；

Y4=0.459X1-0.583X2+0.162X3+0.104X4-0.327X5+0.500X6+0.012X7+0.063X8+0.057X9-0.144X10-0.142X11-0.085X12。

X1～ X12是12 個性狀的數據標準化以后的變量，由以上線性表達式計算每一個主成分的得分。以各主成分方差貢獻率在累積貢獻率中所占的比重為權重，建立綜合評價標準：F=0.527Y1+ 0.262Y2+0.113Y3+ 0.098Y4，計算每個櫻桃番茄品種的綜合得分，由表8 可知，綜合得分排名前3 位的櫻桃番茄品種為釜山88、浙櫻粉、黃妃。

表8 不同櫻桃番茄品種各主成分得分及排名

2.6不同櫻桃番茄品種品質綜合評價分別對11個櫻桃番茄品種的12 個指標進行模糊隸屬函數綜合評價，根據式（1）～（3），分別計算11 個品種的隸屬函數值，由表9 可知，對同一綜合指標如第一綜合指標而言，釜山88 值最大，為1.000，表明釜山88在主成分1 的表現最好，紅風鈴（CK）最差。綜合D值的大小反映不同櫻桃番茄品種的綜合品質大小，D 值越大，越適宜在該地區種植，從D 值排序可得，綜合排名靠前的3 個品種分別是釜山88、浙櫻粉、黃妃。

表9 不同櫻桃番茄品種隸屬函數值及排名

3 討論和結論

櫻桃番茄為高檔蔬菜水果，其果實品質是影響消費者選購的重要因素，選擇推廣品種時應從植物學性狀、產量及品質等方面進行綜合考量。始花期的早晚直接影響番茄早熟性[25]，較短的生育期能夠減少種植過程的成本投入[26]，根據熟性設置茬口，合理布局品種，可以獲取最大經濟收益。本試驗中，不同品種櫻桃番茄的始花期、始收期差距在1 周左右，陽光櫻桃、JSJD11、JSH21S03、黃妃和玉金香可以作為早期上市品種的選擇。

植株株高、莖粗和葉片數等生長指標及生物量反映了不同櫻桃番茄品種的植株長勢差異及與種植地區的適應性[27-28]。夏秀波等[29]在研究不同處理情況下番茄的長勢時，運用番茄株高、葉面積和節間長等農藝表型性狀作為植株發育的形態指標。本試驗中，JSJD15、黃妃、金陵黛玉、浙櫻粉、JSJD11 植株長勢較旺盛，較適宜本地環境，在種植過程中需對種植密度進行合理控制。

番茄果實單果重屬于多基因控制的數量性狀，其大小取決于細胞膨脹和細胞分裂[30]，本研究得出單果重與單株產量呈極顯著正相關關系，與楊永政等[31]單果重對單株產量具有直接作用的研究結果一致。花穗數與單株結果數呈極顯著正相關，與單株產量呈顯著正相關，說明花開的越多，結實率越高，從而能實現更高單產。鄭錦榮等[3]的研究表明，櫻桃番茄的株型、果數和單果重與產量關系密切，與本研究結論一致，因此從提高產量角度出發，需關注花穗數、每穗的結果數和單株結果數。王明媚[32]的研究指出，消費者對櫻桃番茄品種的大小更傾向于10～20g 之間的果實，本研究中浙櫻粉、黃妃、珍味1 號、玉金香、陽光櫻桃、JSH21S03、JSJD11、JSJD15 單果重均處于該范圍內，是消費者可接受的品種。

可溶性固形物是糖（果糖和葡萄糖）、酸（檸檬酸和蘋果酸）以及微量成分的總和，其含量高低直接影響番茄品質及口感，是高效表征番茄果實的整體內在品質的重要指標之一[6，33-34]，本研究選擇的品種除JSJD11、JSH21S03 兩個品種低于紅風鈴（CK）外，其余櫻桃番茄品種均表現出較高的品質。本研究中，葉長與葉寬呈顯著正相關，與夏修新等[35]的研究結果一致。葉寬與單果重呈極顯著正相關，與單株產量呈顯著正相關，葉寬一定程度表征了葉片面積，植物的生長和干物質的積累與光合作用密切相關，番茄果實生長依賴于光合作用[36]，而葉片又是光合作用的主要場所[37]。單株結果數與可溶性固形物呈顯著正相關，這與馬越等[38]研究結果略有不同，可能是由于表型性狀對栽培環境和自然條件較為敏感造成的。

目前國內在農業方面進行品種篩選的綜合評價的方法很多，如層次分析法、主成分分析法、主成分聚類分析、模糊隸屬函數綜合評價法、灰色關聯度分析法、灰色評判DTOPSIS 法等，應用范圍較為廣泛。賈東海等[39]利用灰色評判分析法篩選出適宜在新疆地區生產應用的首選品種；王丹丹等[14]選取21 項指標對12 個黃瓜新品種展開主成分分析，篩選出最適宜在石家莊地區種植的黃瓜新品種；孫濤等[40]以14個薄皮甜瓜品種為試材，應用主成分分析方法確定了陜北地區適宜有機基質栽培的4 種甜瓜。主成分分析方法能夠用少量綜合指標代替原來多個指標大部分信息，可從多個角度指導品種選擇[16]，適宜作為綜合評價的依據，同時結合隸屬函數分析法也能得到綜合判定。本試驗中，對11 個櫻桃番茄品種的12個指標進行主成分分析，可綜合成4 個主成分，代表了86.337%的原始信息，由主成分分析結果得到4 個主成分的函數表達式及綜合評價標準：F=0.527Y1+0.262Y2+ 0.113Y3+ 0.098Y4，由此得出11 個櫻桃番茄品種的綜合得分，釜山88、浙櫻粉、黃妃的得分排名靠前，同時模糊隸屬函數綜合評價也得出同樣的結果。

同一地區連續種植同一番茄品種會引發連作障礙，伴隨而來的問題是病蟲害增加，從而導致番茄產量和品質下降[41]。因此，需要優化品種結構，根據不同的生產目標選用不同類型的品種。綜合以上分析，適宜在昆山地區推廣的番茄新品種可以考慮釜山88、浙櫻粉、黃妃。性狀和品質的主成分分析為品種選擇提供了理論依據，但更需結合投入產出比和市場需求，進一步增強櫻桃番茄新品種篩選評價的準確性和可推廣性。