長白山區(qū)藍(lán)莓新品種評價(jià)與篩選

張秋瑩， 魏曉瓊， 韋建辰， 賈文飛， 王 穎， 李金英， 徐德冰，2，4， 吳 林，2，3，4

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，吉林長春 130118； 2.吉林省普藍(lán)高科技有限公司，吉林長春130021；3.吉林省藍(lán)莓研究中心，吉林長春 130118； 4.吉林省普藍(lán)高科技有限公司靖宇分公司，吉林靖宇 135200)

藍(lán)莓作為一個新興的小漿果樹種，果實(shí)口感酸甜，肉質(zhì)細(xì)膩，而且含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，既可鮮食，還可做加工品，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被認(rèn)為是21世紀(jì)新興保健果品。截至2020年年底，全國藍(lán)莓栽培面積6.64萬hm，總產(chǎn)量34.72萬t，其中吉林省栽培面積達(dá)到4 000 hm，產(chǎn)量1.5萬t，位居全國第7位。而白山市的面積達(dá)到3 066 hm，占吉林省總栽培面積75%以上，目前靖宇縣栽培面積達(dá)到1 440 hm，占白山市近一半，在吉林省藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)中占有重要地位。

品種篩選主要評價(jià)植株生長情況、果實(shí)外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)等方面。吳文龍等對南京地區(qū)的13個優(yōu)良藍(lán)莓品種果實(shí)的大小、主要營養(yǎng)物質(zhì)含量及感官指標(biāo)進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，不同品種藍(lán)莓果實(shí)中營養(yǎng)物質(zhì)的組成成分及含量存在差異。熊喜紅等對湖北和云南地區(qū)19個不同品種藍(lán)莓果實(shí)外觀、口感品質(zhì)、加工特性等進(jìn)行研究，為藍(lán)莓加工、品種種植和選育提供參考。隨著科學(xué)研究的深入發(fā)展，越來越多的學(xué)者專注于果實(shí)品質(zhì)的研究，且研究水平不斷深入，研究方法也不斷改進(jìn)。葉霜等利用基于組合賦權(quán)的TOPSIS模型在果實(shí)品質(zhì)評價(jià)中的應(yīng)用，表明該方法模型計(jì)算簡單，結(jié)果客觀可信，有較強(qiáng)的適用性，適用于果實(shí)綜合品質(zhì)評價(jià)。同時，TOPSIS綜合評價(jià)法在玉米、番茄、大豆、辣椒等作物上也被廣泛應(yīng)用。本研究使用基于G1法賦權(quán)TOPSIS模型對22個藍(lán)莓品種的10個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)綜合分析，并結(jié)合田間觀察物候期、植株生長狀態(tài)與結(jié)果表現(xiàn)進(jìn)行綜合評價(jià)，為進(jìn)一步從PL品系中選育適合靖宇縣栽培的藍(lán)莓優(yōu)良新品種提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料與地點(diǎn)

供試材料：2009年定植的4個主栽品種北陸、北春、北藍(lán)和美登與18個PL品系PL1、PL3、PL6、PL8、PL9、PL10、PL12、PL13、PL14、PL17、PL18、PL19、PL21、PL22、PL23、PL51、PL61和PL62。

供試地點(diǎn)：吉林省白山市靖宇縣花園口鎮(zhèn)白山湖景區(qū)入口處，42°47′24″N、127°8′41″E，海拔 447 m，年平均溫度3.7 ℃，年平均降水量 776.4 mm，無霜期130 d左右。

1.2 調(diào)查項(xiàng)目及方法

物候期：于2020年6月開始，選取發(fā)育正常、管理水平一致的無病蟲害植株進(jìn)行調(diào)查，對 22 個參試品種的藍(lán)果期(從20%果實(shí)變藍(lán)開始)、鮮果供應(yīng)期(從10%果實(shí)成熟開始)進(jìn)行觀測記錄。

樹高、冠幅、基生枝：采取隨機(jī)抽樣的方法，每處理、隨機(jī)抽取3個標(biāo)準(zhǔn)樣，定株調(diào)查相關(guān)指標(biāo)。用鋼卷尺測量，取平均值。

花芽數(shù)、單芽果粒數(shù)：調(diào)查每處理的3株標(biāo)準(zhǔn)樣株的花芽數(shù)、單芽果粒數(shù)，取平均值。

單株產(chǎn)量：每標(biāo)準(zhǔn)株隨機(jī)選取10粒果實(shí)分別稱其質(zhì)量，重復(fù)3次，取平均值為該株平均單果質(zhì)量，根據(jù)該株粒數(shù)，計(jì)算單株產(chǎn)量。

果形指數(shù)：每株隨機(jī)選取10粒果實(shí)分別測量橫、縱徑，果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑。

可溶性固形物含量：使用手持折光儀進(jìn)行測定。

可溶性糖含量：使用蒽酮比色法測定。

維生素C含量：使用鉬藍(lán)比色法測定。

可滴定酸含量：使用NaOH滴定法測定。

1.3 基于G1賦權(quán)TOPSIS模型

1.3.1 確定評價(jià)矩陣 設(shè)評價(jià)品種個數(shù)為，評價(jià)指標(biāo)個數(shù)為，每個對象的指標(biāo)值為如下初始決策陣。

(1)

1.3.2 指標(biāo)類型的一致化 綜合評價(jià)指標(biāo)里，常含有以下3種類型指標(biāo)：

(1)正向指標(biāo)。該類指標(biāo)數(shù)值越大越好，如果實(shí)產(chǎn)量、可溶性固形物含量、維生素C含量等。

(2)負(fù)向指標(biāo)。該類指標(biāo)數(shù)值越小越好，如可滴定酸含量等。

(2)

(3)居中型指標(biāo)。該類指標(biāo)有一個取值區(qū)間，如果形指數(shù)。

(3)

1.3.3 數(shù)據(jù)無量綱化 將判斷矩陣歸一化處理，得到歸一化判斷矩陣。對于正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)分別用下式計(jì)算：

(4)

(5)

1.3.4 G1序關(guān)系法賦權(quán) G1法又稱序關(guān)系分析法，該方法簡化了評價(jià)指標(biāo)的評判過程，也無需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，G1法的權(quán)重計(jì)算步驟如下：

=-1(=，-1，…，2)。

(6)

(2)計(jì)算權(quán)重。只要計(jì)算出最后1個指標(biāo)的權(quán)重，就可以通過公式(6)計(jì)算出其余指標(biāo)的權(quán)重，的計(jì)算公式如下：

(7)

1.3.5 構(gòu)建加權(quán)決策矩陣和確定其理想解向量 將無量綱化矩陣與各指標(biāo)的權(quán)重相乘，可得到加權(quán)決策矩陣：

=()(=1，2，…，；=1，2，…，)。

(8)

確定矩陣的正理想解向量和負(fù)理想解向量：

(9)

(10)

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003完成數(shù)據(jù)基本處理，采用SPSS 23.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藍(lán)莓品種(品系)物候期、結(jié)果表現(xiàn)與果實(shí)品質(zhì)

2.1.1 藍(lán)莓物候期觀察 由圖1可見，22個藍(lán)莓品種(品系)在靖宇縣的鮮果供應(yīng)期為7月3日至9月15日，持續(xù)74 d。與4個主栽品種相比，PL19和PL21較早進(jìn)入藍(lán)果期，均在6月27日；而PL14最晚進(jìn)入藍(lán)果期，時間為7月25日。供試品種的鮮果供應(yīng)期在7月上旬至9月中旬，其中PL1、PL3、PL19、PL21、PL22和PL23與主栽品種北春、北藍(lán)和美登接近，均在7月上旬至8月中旬，屬于早熟品種(品系)；PL6、PL9、PL10、PL12和PL51的鮮果供應(yīng)期與主栽品種北陸接近，均在7月中旬至8月下旬，屬于中熟品種(品系)；而PL8、PL13、PL14、PL17、PL18、PL61和PL62的鮮果供應(yīng)期均晚于4個主栽品種，屬于晚熟品種(品系)。結(jié)果表明，18個PL品系與4個主栽品種相比，果實(shí)成熟期均有差異，對長白山區(qū)不同品種合理搭配具有重要指導(dǎo)意義。

2.1.2 藍(lán)莓植株生長情況 由表1可見，與4個主栽品種相比，PL1、PL6、PL8和PL19樹勢生長較旺，株高比北陸高出15%～22%；而PL13、PL23和PL51與北陸類似，樹勢中庸；PL14、PL18和PL21與北藍(lán)相近，樹勢較弱。大部分PL品系與主栽品種比較，株高與冠幅相近，但PL9和PL17的冠幅大于株高，在實(shí)際生產(chǎn)中，修剪時應(yīng)支持直立枝干，適當(dāng)剪除橫向枝條，增加植株高度，充分利用空間，在樹體更新上提高果實(shí)產(chǎn)量和質(zhì)量。與北陸和北藍(lán)相比，PL1和PL19的基生枝較多，更新能力較強(qiáng)。綜上所述，PL1、PL6、PL8和PL19樹勢生長較好，適當(dāng)修剪即可。

表1 不同品種藍(lán)莓植株生長狀態(tài)

2.1.3 不同藍(lán)莓品種(品系)的結(jié)果表現(xiàn) 果樹產(chǎn)量是生產(chǎn)中獲得經(jīng)濟(jì)效益的主要指標(biāo)，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本目標(biāo)。由表2可知，PL1的單株產(chǎn)量顯著高于北陸、北春和美登，PL19的單株產(chǎn)量顯著高于北陸和北春，其中PL1的單株產(chǎn)量最高，顯著高于其他PL品系和4個主栽品種。美登的花芽數(shù)最高，顯著高于其他品種。單芽果粒數(shù)各品種間也存在差異，與4個主栽品種相比，PL13的單芽果粒數(shù)最高；PL1和PL61其次；PL14和PL18的單芽果粒數(shù)與主栽品種相比較低。不同藍(lán)莓品種的單果質(zhì)量在1.67～3.67g之間，與主栽品種相比，PL9、PL18和PL61單果質(zhì)量較高，明顯高于其他品種；而PL13單果質(zhì)量最少，顯著低于主栽品種中的北春、北藍(lán)和美登，與北陸無顯著差異。

表2 不同藍(lán)莓品種的結(jié)果表現(xiàn)

2.1.4 藍(lán)莓品種(品系)果實(shí)內(nèi)在品質(zhì) 可溶性固形物是由糖和酸等多種成分組成的混合物，其含量多少決定了鮮食藍(lán)莓風(fēng)味品質(zhì)的優(yōu)劣，對藍(lán)莓果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值、風(fēng)味口感等方面有重要影響。由表3可知，PL1和PL51的可溶性固形物含量顯著高于主栽品種；而PL21和PL23與主栽品種相比，可溶性固形物含量較低。不同品種間的可溶性糖含量在7.38%～13.05%，與北陸相比，PL品系的可溶性糖含量均顯著較低；但PL12和PL18的可溶性糖含量顯著高于主栽品種北陸、北藍(lán)和美登，糖度較高，口感偏甜。而不同藍(lán)莓品種的可滴定酸含量在0.61%～3.90%，差異較大。與主栽品種相比，PL8、PL12和PL13的可滴定酸含量較高，而PL3、PL6、PL14、PL61和PL62的可滴定酸含量較低，與北陸和北藍(lán)無顯著差異。

此外，固酸比與糖酸比也是影響藍(lán)莓風(fēng)味的重要指標(biāo)。從表3可知，不同藍(lán)莓品種的固酸比在3.84～27.67，其中PL51顯著高于北陸、北藍(lán)和美登，與北春無顯著差異；北藍(lán)、美登、PL6、PL8、PL12、PL13、PL14、PL22和PL23的固酸比較低，口感較酸。不同品種的糖酸比范圍在2.30～20.39，PL品系糖酸比值均低于北春，但PL9、PL17、PL18和PL51的糖酸比值均顯著高于其他3個主栽品種。除相關(guān)風(fēng)味指標(biāo)外，本試驗(yàn)還測定了不同藍(lán)莓果實(shí)中的維生素C含量，范圍在27.12～59.46 mg/100 g，4個主栽品種中，北陸和北春的維生素C含量最高，PL品系中大部分品種的維生素C含量均顯著低于主栽品種。綜上所述，PL1、PL9、PL17、PL18和PL51的口感風(fēng)味優(yōu)于主栽品種，但維生素C含量不高。

表3 不同藍(lán)莓品種果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)

2.1.5 藍(lán)莓品種(品系)果實(shí)外觀品質(zhì) 由表4可知，美登果形為近圓形，其他品種均為扁圓形。PL1、PL6，PL9、PL10、PL14、PL17、PL18、PL19、PL21、PL23和PL62的最大單果質(zhì)量均高于北陸，其中PL9和PL18最大單果質(zhì)量最高，約為北陸的2倍。最大單果質(zhì)量從大到小依次排列為PL9>PL8>PL14=PL19=PL61>PL6>北藍(lán)>PL17>PL10>PL21=PL62>PL23>PL1>PL3>PL51>PL12>PL13>PL22>PL8>北陸>美登>北春。

表4 不同藍(lán)莓品種果實(shí)外觀品質(zhì)

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

2.2.1 果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)指標(biāo) 根據(jù)藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的基本性質(zhì)、指標(biāo)之間的相互關(guān)聯(lián)影響以及層次隸屬關(guān)系，建立藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)評價(jià)的指標(biāo)體系如圖2所示。該評價(jià)體系分為3層：第1層目標(biāo)層(S)為藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)模型；第2層準(zhǔn)則層(T)為藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)要素；第3層指標(biāo)層(U)為藍(lán)莓的具體品質(zhì)指標(biāo)。

2.2.2 權(quán)重計(jì)算 以調(diào)查問卷的形式，向8位吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)相關(guān)專業(yè)的專家進(jìn)行權(quán)重調(diào)查。專家對外觀品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味品質(zhì)的重要性持不同意見。外觀品質(zhì)中專家大部分認(rèn)為單果質(zhì)量、果形指數(shù)較其他指標(biāo)重要，營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)中可溶性固形物最重要，在風(fēng)味品質(zhì)方面，多數(shù)專家認(rèn)為糖酸比較固酸比重要。G1法總權(quán)重等于各指標(biāo)層(T)權(quán)重乘以對應(yīng)要素層(U)權(quán)重。根據(jù)表5、表6數(shù)據(jù)可以計(jì)算出藍(lán)莓果實(shí)各品質(zhì)指標(biāo)的G1法權(quán)重值，分別為0.111(單果質(zhì)量)、0.063(縱徑)、0.068(橫徑)、0.08(果形指數(shù))、0.078(可溶性糖)、0.064(維生素C)、0.063(可滴定酸)、0.085(可溶性固形物)、0.196(糖酸比)、0.192(固酸比)。其中糖酸比的權(quán)重值最大，其次為固酸比；縱徑、可滴定酸、維生素C的權(quán)重值均較低，且權(quán)重值相差不大。

表5 藍(lán)莓品質(zhì)要素和指標(biāo)層排序及rk賦值

表6 藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)體系中各要素層和指標(biāo)層的權(quán)重

2.3 加權(quán)評價(jià)矩陣及理想、負(fù)理想樣本的確定

用公式構(gòu)造加權(quán)評價(jià)矩陣，即將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)與圖中的權(quán)重值相乘，得到理想樣本和負(fù)理想樣本分別為

=[0.034，0.016，0.018，0.020，0.021，0.019，0.022，0.021，0.076，0.076]；

=[0.007，0.010，0.009，0.015，0.012，0.008，0.003，0.015，0.009，0.010]。

2.4 果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)

表7 不同藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)

3 討論與結(jié)論

影響藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的因素主要有單果質(zhì)量、果形指數(shù)、可溶性固形物等，這直接影響鮮食和加工效果，而且不同品種間差異顯著。劉丙花等通過測量果型指數(shù)、單果質(zhì)量、可溶性固形物和維生素C含量等評價(jià)山東引種的22個藍(lán)莓品種的果實(shí)品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)不同品種間，上述指標(biāo)均有較大差異。吳林等、陽翠等和邱霞等的研究也表明，不同藍(lán)莓品種之間的可溶性糖、可滴定酸含量等均有顯著差異。除此之外，還有研究表明，藍(lán)莓不同品種間植株生長表現(xiàn)、單株產(chǎn)量、成熟期等均有差異，均可用來評價(jià)篩選藍(lán)莓生長與結(jié)實(shí)表現(xiàn)。本研究通過觀察藍(lán)莓不同品種的生長狀況、結(jié)果表現(xiàn)、物候期等，并測量其果型指數(shù)、可溶性固形物含量等果實(shí)品質(zhì)，對22個藍(lán)莓品種進(jìn)行評價(jià)篩選，結(jié)果表明，不同品種間基本生長情況、果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)均存在顯著差異，其中PL1和PL19綜合表現(xiàn)強(qiáng)于北陸，PL18、PL17和PL51等果實(shí)品質(zhì)突出。

在果實(shí)品質(zhì)綜合評價(jià)中，核心評價(jià)指標(biāo)的篩選及評價(jià)指標(biāo)的數(shù)學(xué)處理是評價(jià)數(shù)學(xué)模型建立和確保其評價(jià)合理性的關(guān)鍵。李玲等應(yīng)用PCA-Entropy TOPSIS對45個甘薯品種塊根的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)，研究表明評價(jià)結(jié)果與甘薯實(shí)際生產(chǎn)表現(xiàn)一致，確定該方法是甘薯質(zhì)構(gòu)品質(zhì)體系構(gòu)建的重要手段。陳賢等運(yùn)用AHP-TOPSIS對7個番茄品系的果實(shí)商品性狀進(jìn)行綜合分析，結(jié)果表明此方法對番茄果實(shí)商品性狀的綜合評價(jià)適用性較好。李燦等采用G1法賦權(quán)TOPSIS模型對蘋果品質(zhì)進(jìn)行綜合評價(jià)分析，篩選出最適滴灌施肥方式。本研究利用基于G1法賦權(quán)TOPSIS模型對22個藍(lán)莓品種的10個品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)綜合分析，結(jié)合田間觀察物候期及植株生長狀態(tài)與結(jié)果表現(xiàn)進(jìn)行綜合評價(jià)，針對評價(jià)結(jié)果，篩選適宜靖宇縣的新品種，從而進(jìn)行品種合理的篩選與搭配。利用G1法向8位相關(guān)專業(yè)的專家進(jìn)行權(quán)重調(diào)查，對核心指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重賦予，建立藍(lán)莓綜合評價(jià)數(shù)學(xué)模型，計(jì)算不同種的綜合評價(jià)指數(shù)，來評價(jià)不同藍(lán)莓品種果實(shí)品質(zhì)綜合性狀優(yōu)劣。分析結(jié)果表明，基于G1法賦權(quán)TOPSIS模型對22個藍(lán)莓品種分類的判定結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)表現(xiàn)較為一致，這與Sun等和Rasool等在酸棗和番茄上得到的結(jié)果也類似，說明該方法均可用來分析藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)，綜合評價(jià)不同藍(lán)莓品種果實(shí)品質(zhì)的優(yōu)劣。

本研究發(fā)現(xiàn)，18個 PL品系與4個藍(lán)莓主栽品種相比，果實(shí)物候期、植株生長情況、結(jié)果表現(xiàn)、果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)均存在顯著差異。PL1、PL17、PL18、PL19和PL51綜合表現(xiàn)良好，可作為長白山區(qū)候選藍(lán)莓新品種推廣種植。