不同加工番茄品種的農藝性狀比較分析

摘"要：【目的】""篩選適合新疆阿拉爾市栽培的加工番茄品種。

【方法】""以9個加工番茄品種為材料，測定各加工番茄品種的株高、莖粗、葉面積、葉綠素相對含量、果形指數、單果重、可溶性固形物、可溶性糖含量、VC含量、番茄紅素、總黃酮含量和可溶性蛋白含量等12項性狀指標，進行主成分、隸屬函數和聚類分析。

【結果】""提取加工番茄株高、可溶性固形物、VC含量、可溶性糖含量4個主成分，12個性狀主成分因子的綜合得分由高至低為Q020gt;早得gt;佳義200gt;新引98-1gt;美國世紀紅gt;紅寶石gt;紅果三號gt;麒麟鉆石gt;佳禾紅運。其中Q020品種綜合評價值最大，為0.770。佳禾紅運品種的綜合評價值最小，為0.329。

【結論】""Q020品種各項生長指標表現較好，品質較優，可作為新疆阿拉爾市加工番茄的主要栽培品種。

關鍵詞：""加工番茄；主成分；隸屬函數；農藝性狀

中圖分類號："S641.2""""文獻標志碼："A""""文章編號："1001-4330（2024）11-2676-08

0"引 言

【研究意義】加工番茄含有豐富的黃酮、可溶性糖、可溶性蛋白和番茄紅素等營養物質，是番茄醬、番茄籽油等制品的原材料［1］。新疆光熱資源豐富，是我國番茄以及加工番茄的主產之一［2］。目前加工番茄品種較多，篩選適合當地栽培且優質高產的加工番茄品種至關重要。【前人研究進展】楊進等［3］研究了11種加工番茄11項農藝性狀，認為不同加工番茄品種的成熟期各農藝性狀差異顯著；王亮等［4］認為加工番茄種植應根據株高和株型等設置合理的栽培密度，進而獲得理想產量；李永清等［5］通過株高、葉長等8個性狀對27份加工番茄種質資源進行聚類分析，劃分為3個類群。【本研究切入點】前人對不同加工番茄品種的農藝性狀進行了比較，但針對新疆阿拉爾市不同加工番茄生長和果實品質的研究文獻較少。需篩選適合新疆阿拉爾市栽培的加工番茄品種。【擬解決的關鍵問題】結合隸屬函數和主成分分析，比較9種加工番茄品種的果實品質和生長指標，為新疆阿拉爾市及周邊加工番茄品種的選樣提供理論依據。

1"材料與方法

1.1"材 料

選取佳禾紅運、Q020、早得、美國世紀紅、新引198-1、紅寶石、紅果三號、麒麟鉆石、佳義2009個加工番茄品種為材料品種，來源分別為佳禾紅運（新疆石河子佳禾農業有限公司）、Q020（新疆烏魯木齊玉麒麟公司）、早得（新疆石河子農資種子公司）、美國世紀紅（山東省壽光市富華種業）、新引198-1（新疆昌吉市農業技術推廣站）、紅寶石（新疆天地禾種業有限公司）、紅果三號（新疆天地禾種業有限公司）、麒麟鉆石（新疆烏魯木齊玉麒麟公司）和佳義200（新疆新昊農業科技有限公司）。"

1.2"方 法

1.2.1"試驗設計

試驗于2020年3～7月在塔里木大學園藝試驗站新型日光溫室進行。2020年3月17日將9個加工番茄品種種子浸種催芽后分別播種在72孔的穴盤中，于5月22日將具有6葉1心的番茄幼苗進行單行種植，每個品種各種植3行，株距30 cm，行距1.5 m，每行種植30株。

1.2.2"測定指標

1.2.2.1"生長指標

盛果期每個品種選取10株長勢一致的加工番茄植株測定生長指標。其中，使用卷尺測定基質表面與植株自然生長高度之間的距離為株高；使用數顯游標卡尺測定植株第1片葉基部下1 cm處莖稈粗度為莖粗；直尺測量最大葉長和最大葉寬，并計算葉面積，葉面積=最大葉長×最大葉寬×0.546 8［6］；SPAD-502型手持便攜式葉綠素儀測量葉綠素相對含量（SPAD值）。

1.2.2.2"外觀品質

盛果期每個品種隨機選取10個成熟度相似的加工番茄。使用電子天平稱取果實重量，計算平均單果重；使用游標卡尺測定果實橫徑、縱徑，計算果形指數，果形指數=果實縱徑/果實橫徑。

1.2.2.3"內在品質

盛果期各品種隨機選取10個成熟度相似的加工番茄果實測定內在品質。使用手持式折光儀測量可溶性固形物［6］；蒽酮-濃硫酸比色法測定可溶性糖含量［7］；紫外分光法測定番茄紅素含量［7］；草酸-EDTA比色法測定VC含量［8］；考馬斯亮藍G-250染色法測定可溶性蛋白含量［9］；亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法測定總黃酮含量［10］。

1.3"數據處理

對9個加工番茄品種各項指標均進行3次重復測定，通過Excel軟件對數據進行整理、隸屬函數分析、綜合評價處理及排序等，利用軟件SPSS 19.0進行數據標準化處理、主成分分析及Duncan多重比較和聚類分析，采用 Graph Pad Prism 8 作圖軟件制圖。

（1）隸屬函數值

U"Fi"="Fi－Fmin"Fmax－Fmin"，i=1，2，3，…，n."（1）

式中，U"Fi"為隸屬函數值，Fi為9個加工番茄第i個因子的各個得分，Fmax、Fmin分別為9個加工番茄第i個因子得分的最大值和最小值［11］。"

（2）權重

Wi=Pi/∑ni=1Pi，i=1，2，3，…，n."（2）

式中，Wi為權重，Pi表示9個加工番茄第i個公因子的方差貢獻率［12］。

（3）綜合評價D值

D值=∑ni=1"U"Fi"×Wi"."（3）

不同加工番茄綜合指標評價結果加權得到的各指標的綜合評價D值［13］。

2"結果與分析

2.1"不同加工番茄品種生長指標比較

研究表明，不同加工番茄品種的株高、莖粗、葉面積、葉綠素相對含量有一定差異。各加工番茄品種株高為61.11～136.61 cm，莖粗為9.63～15.37 mm，葉面積為35.71～61.14 cm2，葉綠素相對含量為29.67～40.03。其中，新引98-1株高最高，為136.61 cm，與其他品種均差異顯著；美國世紀紅莖粗最粗，為15.37 mm，與其他品種均差異顯著；Q020葉面積較大，為61.14cm2，與紅寶石和佳義200差異不顯著，與其它品種差異顯著；佳義200葉綠素相對含量較多，為40.03，與Q020差異不顯著，與其它品種差異顯著。圖1

2.2"不同加工番茄品種果實品質比較

研究表明，9個加工番茄品種果形指數均在1～1.5，9個加工番茄品種的果形接近于圓形或橢圓形，其中Q020和麒麟鉆石果形指數在1左右，該2種果形近圓形，其他品種果形指數均在1.5左右，其中新引98-1果形指數較大，為1.35，與佳禾紅運和美國世紀紅差異不顯著，與其它品種差異顯著；佳禾紅運單果重最重，為129.70 g，與其它品種均差異顯著，早得品種的單果重最輕，為75.45 g。圖2

各加工番茄品種可溶性固形物為4.03%～5.07%，可溶性糖含量為1.10%～2.37%，VC含量為61.51～114.58 mg/kg，番茄紅素含量為10.87～18.36 μg/g，總黃酮含量為10.04～22.20 mg/g，可溶性蛋白含量為10.33～13.41 mg/g。其中早得可溶性固形物最高，為5.07%，與其它品種均差異顯著，佳禾紅運可溶性固形物最低，為4.03%，與早得相比可溶性固形物降低25.62%；早得可溶性糖含量最高，為2.37%，與其它品種均差異顯著，其次為美國世紀紅，可溶性糖含量為2.18%，與早得相比可溶性糖含量降低8.56%；Q020VC含量最高，為114.58 mg/kg，與其他品種均差異顯著，其次為新引98-1，VC含量為107.87 mg/kg，與Q020相比VC含量降低6.22%；佳義200番茄紅素含量最高，為18.36 μg/g，與其他品種均差異顯著，其次為新引98-1，番茄紅素含量為17.30 μg/g，與佳義200相比番茄紅素含量降低6.09%；早得總黃酮含量最高，為22.20 mg/g，與其他品種均差異顯著，其次為紅寶石，總黃酮含量為19.97 mg/g，與早得相比總黃酮含量降低11.19%；麒麟鉆石可溶性蛋白含量較高，為13.41 mg/g，除Q020品種外，與其它品種均差異顯著，佳義200可溶性蛋白含量最低，為10.33 mg/g，與麒麟鉆石相比可溶性蛋白含量降低29.89%。圖3

2.3"主成分與特征向量對比

研究表明，共提取4個主要成分。其特征值分別是4.225、2.551、2.117和1.436，4個主成分的貢獻率分別是35.208%、21.261%、17.638%和11.968%，累計貢獻率為86.076%，即前4個主成分可以將12項農藝性狀表示出86.076%。各主成分載荷向量與其對應特征值的算術平方根的比值為特征向量，第1主成分中株高的系數較大，為0.449；第2主成分中可溶性固形物的系數較大，為0.478；第3主成分中VC含量的系數較大，為0.460；第4主成分中可溶性糖含量的系數較大，為0.520。即4個主成分因子分別為株高、可溶性固形物、VC含量、可溶性糖含量。根據特征向量得到4個主成分的函數式如下：

第1主成分：

F1 = - 0.449X1 - 0.259X2 + 0.311X3 + 0.394X4 - 0.384X5 - 0.333X6 + 0.104X7 + 0.015X8 + 0.228X9 + 0.283X10 + 0.232X11 + 0.156X12."

第2主成分：

F2 = 0.016X1 + 0.248X2 - 0.282X3 - 0.183X4 + 0.149X5 - 0.334X6 + 0.478X7 + 0.475X8 + 0.152X9 - 0.131X10 + 0.359X11 + 0.262X12 .

第3主成分：

F3 = 0.074X1 + 0.326X2 + 0.181X3 + 0.016X4 + 0.354X5 - 0.255X6 + 0.169X7 - 0.108X8 + 0.460X9 + 0.410X10 - 0.304X11 - 0.389X12 .

第4主成分：

F4 = -0.229X1 + 0.219X2 - 0.411X3 + 0.338X4 - 0.002X5 + 0.068X6 - 0.438X7 + 0.520X8 - 0.001X9 + 0.238X10 - 0.296X11 + 0.066X12 .

其中，X1表示株高、X2表示莖粗、X3表示葉面積、X4表示葉綠素相對含量、X5表示果形指數、X6表示單果重、X7表示可溶性固形物、X8表示可溶性糖含量、X9表示VC含量、X10表示番茄紅素、X11表示總黃酮含量、X12表示可溶性蛋白含量。F1表示主成分1農藝性狀得分、F2表示主成分2農藝性狀得分、F3表示主成分3農藝性狀得分、F4表示主成分4農藝性狀得分。表1

Q020品種的U（F1）值最大，為1.000，佳禾紅運品種的U（F1）最小，為0.000，Q020品種相較其他品種株高較高，佳禾紅運品種相較其他品種株高較矮；早得品種的U（F2）值最大，為1.000，佳義200品種的U（F2）最小，為0.000，早得品種相較其他品種可溶性固形物較高，佳義200品種相較其他品種可溶性固形物較低；新引98-1品種的U（F3）值最大，為1.000，麒麟鉆石品種的U（F3）最小，為0.000，新引98-1品種相較其他品種VC含量較高，麒麟鉆石品種相較其他品種VC含量較低；佳禾紅運品種的U（F4）值最大，為1.000，紅寶石品種的U（F4）最小，為0.000，佳禾紅運品種相較其他品種可溶性糖含量較高，紅寶石品種相較其他品種可溶性糖含量較低。按照D值大小將各品種進行排序，由高到低排名為Q020gt;早得gt;佳義200gt;新引98-1gt;美國世紀紅gt;紅寶石gt;紅果三號gt;麒麟鉆石gt;佳禾紅運，Q020品種在阿拉爾市周邊生長各項農藝性狀相較其它品種表現較好。表2

2.4"聚類分析

研究表明，當歐氏距離為15時，其被劃分為4個類群。第Ⅰ類為紅寶石、紅果三號、新引98-1、佳禾紅運和美國世紀紅5個品種的組合，該類群共同特點為株高較高，果形指數較大，產量較高；第Ⅱ類為麒麟鉆石品種，該品種莖粗較細，VC含量較少，可溶性蛋白含量較多；第Ⅲ類為Q020和早得2個品種的組合，該類群共同特點為可溶性糖含量、VC含量、番茄紅素含量、可溶性蛋白含量較高；第Ⅳ類為佳義200品種，該類群可溶性糖含量較低，番茄紅素含量較高，可溶性蛋白含量較少。圖4

3"討 論

按照特征值gt;1、累計貢獻率gt;85%的準則［14］，番茄的生長指標和果實品質有多種評價方法，如主成分分析、隸屬函數法、聚類分析法等，目前研究人員常將多種評價方法結合。程遠等［15］采用相關性分析和比較分析研究發現，可溶性固形物、可溶性糖含量、VC等是影響番茄品質的重要因素，與試驗的主要影響因素基本一致。黃敏等［16］采用聚類分析法和主成分分析對9個加工番茄的13個農藝性狀進行研究，有株高、可溶性固形物、番茄紅素等8個主要性狀，與研究中的2個主要性狀一致。李有福等［17］采用相關性分析、主成分分析和聚類分析方法對河西荒漠綠洲區的14份番茄品系進行綜合評價，認為不同加工番茄品系間果實品質性狀差異較大，提取可溶性糖含量、VC、番茄紅素等5個主成分，與2個主成分一致。

4"結 論

各品種間各項指標均具有一定差異。共提取4個主成分，分別為株高、可溶性固形物、VC含量、可溶性糖含量，累計貢獻率共為86.076%，即可以采用前4個主成分代替12個指標進行綜合分析，其中Q020品種的綜合評價值最大，為0.770。將9個加工番茄品種進行系統聚類分析，被劃分為4個類群，其中第Ⅰ類群，單果重較重，外觀品質較好，第Ⅱ類、第Ⅲ類和第Ⅳ類群內在品質綜合性狀較好。Q020品種各項指標表現較好（其葉面積為61.14 cm2，葉綠素相對含量為39.91，可溶性固形物為4.73%，可溶性糖含量為1.71%，VC含量為114.58 mg/kg，番茄紅素為15.95 μg/g，可溶性蛋白含量為13.04 mg/g），可作為阿拉爾市加工番茄的主要栽培品種。

參考文獻"（References）

［1］"趙美佳， 鄒通， 湯澤君， 等.番茄營養成分以及國內外加工現狀［J］.食品研究與開發， 2016， 37（10）： 215-218.

ZHAO Meijia， ZOU Tong， TANG Zejun， et al.Nutritional ingredient of tomato and processing status in domestic and overseas［J］.Food Research and Development， 2016， 37（10）： 215-218.

［2］ 楊玉珍， 孟超然， 張新疆， 等.氮、鉀肥用量對膜下滴灌加工番茄產量和品質的影響［J］.中國土壤與肥料， 2017，（1）： 61-67.

YANG Yuzhen， MENG Chaoran， ZHANG Xinjiang， et al.Effect of nitrogen and potassium fertilizer on yield and quality of processing tomato under drip irrigation with plastic film mulching［J］.Soil and Fertilizer Sciences in China， 2017，（1）： 61-67.

［3］ 楊進， 嚴海歐， 張東， 等.加工番茄農藝性狀的主成分分析與綜合評價［J］.種子， 2020， 39（12）： 80-84.

YANG Jin， YAN Haiou， ZHANG Dong， et al.Principal component analysis（PCA） and comprehensive evaluation of agronomic traits of processed tomato［J］.Seed， 2020， 39（12）： 80-84.

［4］ 王亮， 李艷， 劉志剛， 等.新疆加工番茄自交系產量與主要農藝性狀關系的研究［J］.西南農業學報， 2014， 27（6）： 2517-2523.

WANG Liang， LI Yan， LIU Zhigang， et al.Study on correlations between yield of processing tomato inbred lines and major characters in Xinjiang［J］.Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2014， 27（6）： 2517-2523.

［5］ 李永清， 邱胤暉， 曾紹貴.27份加工型番茄種質資源的聚類分析［J］.安徽農業科學， 2022， 50（3）： 56-58.

LI Yongqing， QIU Yinhui， ZENG Shaogui.Cluster analysis of 27 processing tomato germplasm resources［J］.Journal of Anhui Agricultural Sciences， 2022， 50（3）： 56-58.

［6］ 呂躍強.溫度對溫室番茄生長產量和品質的影響［D］.泰安： 山東農業大學， 2021.

LYU Yueqiang.The Influence of Temperature on the Growth， Yield and Quality of Tomato in Greenhouse［D］.Taian： Shandong Agricultural University， 2021.

［7］ 李合生.植物生理生化實驗原理和技術［M］. 北京： 高等教育出版社， 2000.

LI Hesheng.Principles and techniques of plant physiological biochemical experiment［M］. Beijing： Higher Education Press， 2000.

［8］ 陳剛， 李勝.植物生理學實驗［M］. 北京： 高等教育出版社， 2016.

CHEN Gang， LI Sheng.Plant physiology experiment［M］. Beijing： Higher Education Press， 2016.

［9］ Luo H， Li F S.Tomato yield， quality and water use efficiency under different drip fertigation strategies［J］.Scientia Horticulturae， 2018， 235： 181-188.

［10］ 張志良， 瞿偉菁.植物生理學實驗指導（3版）［M］. 北京： 高等教育出版社， 2003.

ZHANG Zhiliang， QU Weijing.The experimental guide for plant physiology（3rd ed）［M］. "Beijing： Higher Education Press， 2003.

［11］ 張倩男.基于表型性狀及SSR、SNP標記的櫻桃番茄種質資源遺傳多樣性分析［D］.銀川： 寧夏大學， 2018.

ZHANG Qiannan.Genetic Diversity Analysis of Cherry Tomato Germplasm Resources Based on Morphological、SSR and SNP Markers［D］.Yinchuan： Ningxia University， 2018.

［12］ 鄭金鳳， 米少艷， 婧姣姣， 等.小麥代換系耐低磷生理性狀的主成分分析及綜合評價［J］.中國農業科學， 2013， 46（10）： 1984-1993.

ZHENG Jinfeng， MI Shaoyan， JING Jiaojiao， et al.Principal component analysis and comprehensive evaluation on physiological traits of tolerance to low phosphorus stress in wheat substitution［J］.Scientia Agricultura Sinica， 2013， 46（10）： 1984-1993.

［13］ 于崧， 郭瀟瀟， 梁海蕓， 等.不同基因型綠豆萌發期耐鹽堿性分析及其鑒定指標的篩選［J］.植物生理學報， 2017， 53（9）： 1629-1639.

YU Song， GUO Xiaoxiao， LIANG Haiyun， et al.Analysis of saline-alkaline tolerance and screening of identification indicators at the germination stage among different mung bean genotypes［J］.Plant Physiology Journal， 2017， 53（9）： 1629-1639.

［14］ 程云霞， 譚占明， 熊仁次， 等.南疆不同砧木組合對黃瓜生長發育及品質的影響［J］.山西農業大學學報（自然科學版）， 2022， 42（3）： 80-89.

CHENG Yunxia， TAN Zhanming， XIONG Renci， et al.Effects of different rootstock combinations on growth and quality of cucumbers in southern Xinjiang［J］.Journal of Shanxi Agricultural University （Natural Science Edition）， 2022， 42（3）： 80-89.

［15］ 程遠， 萬紅建， 劉超超， 等.十六個櫻桃番茄品種果實風味品質相關指標比較分析［J］.浙江農業學報， 2018， 30（11）： 1859-1869.

CHENG Yuan， WAN Hongjian， LIU Chaochao， et al.Comparative analysis of flavor/nutrient determination parameters in 16 different cherry tomato varieties［J］.Acta Agriculturae Zhejiangensis， 2018， 30（11）： 1859-1869.

［16］ 黃敏， 布卡·歐爾娜， 宋梅， 等.新疆奎屯墾區加工番茄品種多性狀綜合評價［J］.中國農學通報， 2022， 38（19）： 25-29.

HUANG Min， Buka Ouerna ， SONG Mei， et al.Multiple traits of processing tomato varieties in Kuitun of Xinjiang： comprehensive evaluation［J］.Chinese Agricultural Science Bulletin， 2022， 38（19）： 25-29.

［17］ 李有福， 張歡歡， 段惠敏， 等.河西荒漠綠洲區加工番茄果實品質綜合評價［J］.西北農林科技大學學報（自然科學版）， 2022， 50（10）： 125-134.

LI Youfu， ZHANG Huanhuan， DUAN Huimin， et al.Comprehensive evaluation of processing tomato lines quality in Hexi Desert-oasis ecosystem region［J］.Journal of Northwest A amp; F University （Natural Science Edition）， 2022， 50（10）： 125-134.

Comparative analysis of agronomic traits of ""different processing tomato varieties

LI Chunyu1， TAN Zhanming2， CHENG Yunxia2， SHU Sheng3，"""MA Quanhui2， HE Miao2， DUAN Yifan1， WU Hui4

（1. College of Information Engineering， Tarim University， Aral Xinjiang 843300， China；2. College of Horticulture and Forestry/South Xinjiang Facility Agriculture Brigade Key Laboratory， Tarim University， Aral Xinjiang 843300，China；3. College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095，China；4. College of Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract：【Objective】 ""Select suitable processing tomato varieties suitable for cultivation in Aral，Xinjiang.

【Methods】 ""Nine processing tomato varieties were used as experimental materials.Twelve traits including plant height， stem diameter， leaf area， chlorophyll content， fruit shape index， single fruit weight， soluble solids， soluble sugar content， VC content， lycopene， total flavonoids content and soluble protein content of each variety were measured.Meanwhile， principal component analysis， membership function and cluster analysis were carried out.

【Results】 ""Four principal components including plant height， soluble solids， VC content and soluble sugar were extracted.The comprehensive scores of principal component factors of 12 traits were calculated by weighting the eigenvalues of principal components.The order from high to low was Q020 gt; Zaode gt; Jiayi 200 gt; Xinyin 98-1 gt; American Century Red gt; Ruby gt; Hongguo No.3 gt; Qilin Diamond gt; Jiahehongyun.Among them， the comprehensive evaluation value of Q020 was the highest， which was 0.770.The comprehensive evaluation value of Jiahehongyun was the smallest， which was 0.329.

【Conclusion】 ""Q020 has good growth indexes and good quality， which can be used as the main cultivar of processing tomato in Aral，Xinjiang.

Key words：""processing tomato; principal component; membership function; agronomic traits

Fund projects：""Agricultural Key Core Technology Research Project of XPCC （NYHXGG2023AA311）; 2021 Tarim University College Students Innovation and Entrepreneurship Training Plan Project （2021131）; The Third Division Tumushuke City Science and Technology Program Project （KY2022GG05）

Correspondence author：""TAN Zhanming （1991-）， male， from Inner Mongolia，associate professor， master's degree， research direction：efficient cultivation and resistance physiology of protected vegetables， （E-mail）tlmdxtzm@taru.edu.cn

收稿日期（Received）：

2024-04-28

基金項目：

新疆生產建設兵團農業關鍵核心技術攻關項目（NYHXGG2023AA311）；塔里木大學大學生創新創業訓練計劃項目（2021131）；第三師圖木舒克市科技計劃項目（KY2022GG05）

作者簡介：

李春雨（1992-），女，黑龍江齊齊哈爾人，講師，碩士研究生，研究方向為農業信息化，（E-mail）1871916786@qq.com

通訊作者：

譚占明（1991-），男，內蒙古人，副教授，碩士，研究方向為設施蔬菜高效栽培及抗逆性生理，（E-mail）tlmdxtzm@taru.edu.cn