應(yīng)用隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)35個(gè)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(jì)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(duì)引入品種進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，選出適宜制干品種資源，對(duì)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(duì)制干品種的品質(zhì)比較篩選及綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)工作研究較少[3-5]。隸屬函數(shù)評(píng)估法是基于模糊數(shù)學(xué)原理，可較為全面地對(duì)考察指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，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(duì)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(duì)其進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，以期為葡萄干資源的評(píng)價(jià)、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(gè)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(yàn)設(shè)計(jì)

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(yàn)，每個(gè)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(gè)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(duì)葡萄干的外觀和品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

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(gè)指標(biāo)。

1.3.1 葡萄干外觀測定主要項(xiàng)目與方法

粒質(zhì)量以50粒均值計(jì)，精確到0.1 g；縱橫徑用游標(biāo)卡尺測量50粒的均值計(jì)，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(píng)價(jià)因素由感官風(fēng)味和測量因子2個(gè)部分組成，合理的權(quán)重系數(shù)是隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)法的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著評(píng)判結(jié)果。35個(gè)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(jià)格，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析打分，經(jīng)專家建議賦予相應(yīng)的權(quán)重（表3），以對(duì)這些品種（優(yōu)株）在制干方面進(jìn)行全面的評(píng)估。

表3 葡萄干資源評(píng)價(jià)要素統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics on evaluation factors of raisin resources

1.5 隸屬函數(shù)的建立

要對(duì)35個(gè)無核葡萄種質(zhì)資源進(jìn)行制干綜合評(píng)價(jià)，根據(jù)專家意見對(duì)每一個(gè)個(gè)體作出的評(píng)價(jià)賦予非實(shí)數(shù)表示的一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。計(jì)算公式為B=A×R(b1，b2，...，bn)，其中B為綜合評(píng)價(jià)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(yàn)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(xiàng)生物學(xué)性狀所占權(quán)重值帶入計(jì)算得模糊轉(zhuǎn)換矩陣，然后將模糊矩陣進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)35個(gè)無核葡萄資源。

隸屬函數(shù)度計(jì)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(shí)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(píng)價(jià)分值計(jì)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(gè)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(píng)價(jià)結(jié)果

通過對(duì)表5的綜合分析可發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過隸屬函數(shù)法對(duì)35個(gè)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(píng)價(jià)結(jié)果驗(yàn)證

現(xiàn)場品評(píng)人員對(duì)無核葡萄干外觀風(fēng)味進(jìn)行感官評(píng)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(píng)價(jià)結(jié)果基本一致。

3 討論與結(jié)論

通過隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)無核葡萄制干適宜性的打分結(jié)果與品評(píng)人員評(píng)價(jià)結(jié)果一致，由此說明運(yùn)用隸屬函數(shù)法作為制干適宜性評(píng)價(jià)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(píng)價(jià)模型。

葡萄干適宜品種引種篩選試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)方法較少，其中隸屬函數(shù)分析是植物引種評(píng)價(jià)和應(yīng)用較為廣泛的統(tǒng)計(jì)方法之一。應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)分析法對(duì)引進(jìn)的無核葡萄品種進(jìn)行制干適宜性評(píng)價(jià)，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(duì)12個(gè)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(duì)17個(gè)無核制干品種進(jìn)行評(píng)價(jià)，均得出灰色關(guān)聯(lián)度分析方法與專家評(píng)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(shí)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(shí)選取色差作為評(píng)價(jià)葡萄干色澤一致性的一個(gè)評(píng)價(jià)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(yàn)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(jì)算方法運(yùn)用到葡萄引種適宜性評(píng)價(jià)上，可以克服用粒質(zhì)量、糖度、顏色等單一性狀來評(píng)判1個(gè)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(yàn)過程中一種簡單快捷的綜合評(píng)價(jià)方法。

由試驗(yàn)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(jià)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(jià)值。