基于隸屬函數法評價15個石榴品種（系）果實品質

關鍵詞：石榴；果實品質；變異系數；隸屬函數評價法

中圖分類號：S665.4 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2024）11-0068-08

石榴（Punica granatum L.）屬石榴科（Puni-caceae）石榴屬（Punica）落葉灌木或小喬木，原產于伊朗和阿富汗等中亞地區，由漢代張騫經絲綢之路傳入我國，至今已有2000多年的栽培歷史。經過長期的自然進化和人工選擇，我國現有石榴栽培品種300多個，形成了山東棗莊、河南滎陽、陜西臨潼、安徽懷遠、四川會里、云南蒙自和新疆葉城7個石榴主產區。石榴是集食用、藥用、觀賞、綠化于一體的重要經濟林樹種，具有較高的經濟、社會、觀賞和生態價值，發展潛力巨大，深受人們青睞。據統計，2020年，我國石榴種植面積達11.6萬公頃，居世界第一位，石榴產業已成為當地的支柱產業和特色產業，在調整農村農業種植結構、增加農民收入和保障生態安全等方面發揮了重要作用。

果實品質是決定石榴商品價值及能否推廣的重要依據，進行果實品質的科學評價，對優化石榴品種種植結構、篩選優良種質及創制新品種等具有重要意義。目前有關石榴果實品質的評價多是基于單一石榴品種不同成熟期的品質或采后營養物質與生物活性功能的研究，而基于多個品種間的果實品質間差異的綜合評價鮮有報道。本研究選取山東省15個石榴主栽品種（系）引種至河南省滎陽市種植，并對各個品種的7個果實特征性指標（裂果率、單果重、百籽粒重、總籽粒重、皮厚、出汁率和可食率）和6個果實營養品質指標（可溶性固形物、總酸、總糖、還原型抗壞血酸和木質素含量及糖酸比）進行測定分析，再分別采用模糊數學隸屬函數法和聚類分析法對15個石榴品種（系）的果實品質進行綜合評價，旨在為石榴果實的采后處理、優良品種的引種推廣和優良石榴種質資源的開發利用提供科學參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試15個石榴品種（系）均為扦插苗（表1），源于山東省石榴種質資源圃，2016年春種植在位于河南省滎陽市汜水鎮的鄭州成皋生態農業開發有限公司農業生態園，樹體生長良好，無病蟲害。

1.2試驗方法與指標測定

于2020年秋，果實成熟期采收15個品種（系）石榴果實，帶回實驗室進行品質指標測定。以單株為1個重復，每個品種（系）設6個重復。單株產量用電子秤（1g）稱重記產，單果重、百粒籽重和總粒重用天平（0.01g）稱重記錄，果皮厚度用數顯游標卡尺（0.001 mm）測量。可溶性固形物含量用數顯糖度計（ATAGO PAL-3）測定，出汁率用稱重法測定，總酸含量和總糖含量分別采用酸堿滴定法和蒽酮法測定，還原型抗壞血酸含量采用分光光度法測定，木質素含量采用巰基乙酸法測定。

出汁率（%）=（百粒籽粒重一百粒種子重）／百粒籽粒重×100：

可食率（%）=總籽粒重／單果重×100。

1.3數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2019和SPSS 20.0軟件對試驗數據進行處理與分析。文中數據為6個重復的平均值±標準方差（SD）。

變異系數（%）=標準偏差／平均值×100。

采用模糊數學隸屬函數法分別對15個石榴品種（系）的各項果實品質指標進行數據分析，以確定各指標對果實品質的影響程度。通過比較各品種（系）所有測定指標隸屬函數值的平均值大小，確定其果實品質的優劣，平均隸屬函數值越大，則果實品質越優。

隸屬函數值計算方法：

2結果與分析

2.1不同石榴品種（系）單株產量和裂果率表現

如表2所示，不同石榴品種（系）5年生樹單株產量和裂果率的變異系數分別為66.55%和74.39%，表明單株產量和裂果率均存在較大的品種間差異。其中，大青皮酸單株產量最高為8.85kg，其次是發芽紅（7.85kg），第3位是巨籽蜜（5.00kg），青皮甜、謝花甜、霜紅寶石和狀元紅的單株產量在3.0～5.0kg之間，大馬牙、二白、牡丹石榴、青皮酸和泰山紅的單株產量在2.0～3.0kg之間，大紅皮甜、崗榴和蒙陽紅的單株產量均低于2.0kg，特別是蒙陽紅僅為0.74 kg。

蒙陽紅和霜紅寶石未發現裂果，其他13個品種（系）均存在不同程度的裂果。牡丹石榴和發芽紅的裂果率嚴重，分別為52.17%和50.00%；二白、巨籽蜜、狀元紅、大馬牙、大青皮酸、青皮甜、青皮酸、謝花甜的裂果率在20.00%～40.00%之間：大紅皮甜的裂果率較低，為13.89%；泰山紅和崗榴的裂果率為次低和最低，分別為3.64%和3.13%。

2.2不同石榴品種（系）果實主要經濟性狀表現

如表3所示，15個石榴品種（系）單果重、總籽粒重、百粒籽重和皮厚的變異系數均大于15%，均存在較大程度的品種間變異。青皮甜、大青皮酸、二白、大馬牙和巨籽蜜的單果重均大于400 g，屬于特大型果；霜紅寶石、狀元紅、崗榴和青皮酸的單果重在300～400g之間，屬于大型果；牡丹石榴、泰山紅、謝花甜、發芽紅和大紅皮甜的單果重在150～300g之間，屬于中型果；蒙陽紅的單果重最小，僅為141.65g，屬于小型果。霜紅寶石、牡丹石榴、大馬牙、謝花甜、狀元紅、巨籽蜜、泰山紅、崗榴、青皮甜、二白和青皮酸共11個品種的百粒籽重在30～50 g之間，屬于中等籽粒；蒙陽紅、大青皮酸、發芽紅和大紅皮甜的百粒籽重小于30g，屬于小籽粒。崗榴果實的果皮最厚，為6.70mm;霜紅寶石、巨籽蜜、狀元紅、大馬牙、青皮甜、謝花甜、二白和青皮酸的果皮較厚，在3～5mm之間；蒙陽紅、牡丹石榴、大青皮酸和大紅皮甜的果皮較薄，在2～3mm之間；泰山紅和發芽紅的果皮較薄，小于2mm。

15個石榴品種（系）果實出汁率和可食率的變異系數均小于10%，是較為穩定的指標。15個石榴品種（系）的果實出汁率均大于75.00%，其中大青皮酸最高，為83. 51%，其次是青皮酸（81.19%）、霜紅寶石（81.15%）、泰山紅（80.45%）、謝花甜（80.33%）、二白（80.01%），蒙陽紅的出汁率最低，為75.51%。15個石榴品種（系）中，崗榴的果實可食率最低為44.86%，其他14個品種（系）的果實可食率均大于50.00%，其中狀元紅、巨籽蜜和發芽紅均大于60.00%。

2.3不同石榴品種（系）果實內在品質表現

如表4所示，反映石榴內在品質的6個指標均存在不同程度的變異。其中，總酸含量存在高度變異，變異系數為101.66%；總糖含量、糖酸比、還原型抗壞血酸和木質素含量的變異系數均大于10.00%，品種間變異性較大；可溶性固形物含量的變異系數為4.02%，是較為穩定的指標。

15個石榴品種（系）果實可溶性固形物含量均大于14.00%，達到優良品種標準，其中大紅皮甜、大馬牙、崗榴、大青皮酸和青皮酸的可溶性固形物含量均大于16.00%，霜紅寶石和牡丹石榴的可溶性固形物含量均小于15.00%。供試品種（系）中，果實總酸含量最高的是青皮酸（21.64mg/g），其次是大青皮酸（14.47 mg/g）、牡丹石榴（9.21mg/g），其余12個品種（系）果實總酸含量均小于4.00mg/g，特別是崗榴、大馬牙總酸含量分別位居次低（2.56mg/g）和最低（2.55mg/g）。崗榴、泰山紅、蒙陽紅、巨籽蜜、大青皮酸、發芽紅和牡丹石榴總糖含量均大于400.00mg/g，青皮酸含量最低為277.14mg/g，其余7個品種（系）總糖含量在300.00～400.00m/g之間。青皮酸的糖酸比最小為12.80，其次是大青皮酸（28.69），屬于酸石榴品種，其余13個品種（系）的糖酸比范圍在43.92～178.59之間，均屬于甜石榴品種。二白、發芽紅和狀元紅的還原型抗壞血酸含量均大于600.00μg/g，泰山紅、謝花甜和青皮酸的還原型抗壞血酸含量均小于400.00μg/g，其余9個品種（系）的還原型抗壞血酸含量在400.00～600.00μg/g之間。二白、發芽紅、大馬牙、大青皮酸、青皮酸和蒙陽紅的木質素含量均大于0.30 mg/mg，果實籽粒屬于硬核：巨籽蜜和狀元紅的木質素含量均小于0.20mg/mg，果實籽粒屬于軟籽；其余7個品種（系）的木質素含量在0.20～0.30 mg/mg之間，果實籽粒仁半軟。

2.4不同石榴品種（系）果實品質綜合評價

本研究基于13個石榴果實的外在、內在品質指標，采用模糊數學隸屬函數法對15個石榴品種（系）的果實品質進行綜合評價，結果見表5。15個石榴品種（系）的平均隸屬函數值范圍為0.39～0.69。將平均隸屬函數值≥0.6的劃為一類，主要包含二白、狀元紅、巨籽蜜、大青皮酸、大馬牙、青皮甜、崗榴；將0.5≤平均隸屬函數值lt;0.6的劃為一類，主要包含泰山紅、大紅皮甜、霜紅寶石和蒙陽紅、發芽紅；將平均隸屬函數值lt;0.5的劃為一類，主要包含謝花甜、牡丹石榴和青皮酸。

3討論與結論

果實品質是評價石榴品種優劣的重要依據之一，主要由外觀品質（包括果實形狀、果實大小、單果重、果實顏色等）與內在品質（主要包括風味、香氣、糖酸比、可溶性固形物含量、營養成分組成等）構成，且存在較大的品種間差異。本研究對河南滎陽引自山東的15個石榴品種（系）的果實品質，包括7個果實特征性指標（裂果率、單果重、百籽粒重、總籽粒重、皮厚、出汁率和可食率）和6個果實營養品質指標（可溶性固形物、總酸、總糖、還原型抗壞血酸、木質素含量和糖酸比）進行了綜合測定分析。

裂果是果實生長發育過程中普遍發生的一種生理性病害，它不僅導致果實外觀破壞、品質降低，而且顯著增加果實受病原菌和寄生蟲侵害的風險，導致其保質期縮短，易發生腐敗變質，嚴重影響果實的商品特性和銷售特性，是限制石榴產業發展的一個重要因素。研究表明，影響石榴裂果的主要因素有品種自身遺傳特性（如果實大小、形狀、生長速度、含水量、果皮特性、果實開裂相關基因表達情況等）、生長環境條件（如溫度、光照、降水、病蟲害等）和栽培管理方式（如施肥、灌溉、防曬、套袋及生長調節劑的施用等）等20-21]。本研究中，河南滎陽引種的15個石榴品種（系）果實裂果率的變異系數為74.39%，存在較大的品種間變異，其中牡丹石榴和發芽紅的裂果率大于50.00%，泰山紅和崗榴的裂果率低于5%，蒙陽紅和霜紅寶石未發現裂果。石榴果實果皮厚度是衡量果實耐運特征的重要指標之一，存在很大的品種間差異，一般來說果皮越厚，其粗纖維含量越高，細胞間連接越緊密，越難斷裂，越不容易裂果，果實越耐貯耐運，然而，果皮過厚也會降低果實的有效可食率。本研究中，崗榴果實的果皮最厚，為6.70mm，可食率最低為44.86%，耐貯運，可跨區域運輸銷售加工；霜紅寶石、巨籽蜜、狀元紅、大馬牙、青皮甜、謝花甜、二白和青皮酸的果皮較厚，大于3mm，較耐貯運，可食率大于50.00%；蒙陽紅、牡丹石榴、大青皮酸、大紅皮甜、泰山紅和發芽紅的果皮較薄，小于3mm，不耐貯運，果實可食率均大于50.00%，適宜于產地加工或鮮食。本研究發現15個品種（系）果實的果皮厚度與裂果率不存在一致性，推測裂果率的品種間差異可能與石榴品種的其他果皮特性（果皮的力學特征、果皮細胞的組織結構等）有關，該研究結果可為培育抗裂果石榴品種提供參考依據。

籽粒是石榴的主要食用部分，籽粒品質（包括籽粒重、籽粒硬度、出汁率、籽粒營養成分組成等）是石榴果實品質的主要組成部分。百粒籽重和出汁率是評價石榴籽粒大小及是否適合鮮榨加工的重要指標。研究表明，果實籽粒大小與出汁率呈正相關，即籽粒越大，出汁率越高。本研究中15個石榴品種（系）百粒籽重和出汁率的變異系數分別為15.01%和2.48%。霜紅寶石、牡丹石榴、大馬牙、謝花甜、狀元紅、巨籽蜜、泰山紅、崗榴、青皮甜、二白和青皮酸共11個品種（系）的百粒籽重為30～50 g，屬于中等籽粒；蒙陽紅、大青皮酸、發芽紅和大紅皮甜的百粒籽重小于30g，屬于小籽粒。15個石榴品種（系）的果實出汁率均大于75.00%，均適宜于鮮榨加工用，其中大青皮酸的最高，為83.51%，其次是青皮酸（81.19%），蒙陽紅的出汁率最低，為75.51%。籽粒硬度是鮮食石榴的重要品質指標，直接影響石榴的口感、可食性及消費者的認可度。木質素作為植物細胞壁的基本結構物質，其含量的差異是影響石榴籽粒硬度的主要因素，是被用作評價石榴籽粒硬度的生理指標。研究表明，硬籽石榴種皮木質素含量較高，不方便食用，而軟籽石榴種皮木質素含量較低，可直接食用，無需吐渣，更受消費者的青睞。本研究中果實籽粒木質素含量的變異系數為20.45%，存在較大程度的品種間變異。二白、發芽紅、大馬牙、大青皮酸、青皮酸和蒙陽紅的木質素含量大于0.30mg/mg，果實籽粒屬于硬核：巨籽蜜和狀元紅的木質素含量小于0.20 mg/mg，果實籽粒屬于軟籽；其余7個品種（系）的木質素含量在0.20～0.30mg/mg之間，果實籽粒仁半軟。該研究結果可為軟籽石榴新種質的培育提供參考依據。

可溶性固形物、總酸、總糖含量及糖酸比是決定石榴果實風味的主要因素，還原型抗壞血酸含量是評價石榴營養價值的重要指標之一。本研究15個石榴品種（系）中，反映石榴內在品質的這5個指標均存在不同程度的變異，其中總酸含量存在高度變異，變異系數為101.66%；總糖含量、糖酸比、還原型抗壞血酸含量和木質素含量的變異系數均大于10.00%，表明品種間的變異性較大；可溶性固形物含量的變異系數為4.02%，是較為穩定的指標。15個石榴品種（系）的果實可溶性固形物含量均大于14.00%，達到優良品種標準。青皮酸的糖酸比最小為12.80，其次是大青皮酸（28.69），屬于酸甜石榴品種，其余13個品種（系）的糖酸比范圍為43.92～178.59，均屬于甜石榴品種。二白、發芽紅和狀元紅的還原型抗壞血酸含量均大于600.00μg/g，具有較好的抗氧化功能。

果實品質是一個復合性狀，單一指標不能說明某一品種果實品質的優劣。基于多指標的模糊數學隸屬函數評價法消除了品種（系）間的固有差異，能夠較準確地反映不同品種（系）的差異，評價結果客觀可靠，已成為經濟林果實品質綜合評價的主要方法。楊雪梅等基于平均單果重、可溶性固形物含量、籽粒含水量、果形指數、百粒籽重和籽粒硬度等指標運用隸屬函數評價法對山東、河南、安徽、新疆4個石榴主產區的21個主栽品種進行了品質評價，并根據綜合隸屬因子將21個品種分為4個等級：綜合隸屬因子≥3.6的品種劃為Ⅰ級，為優質品種；3.2≤綜合隸屬因子lt;3.6的品種劃為Ⅱ級，為次優級品種；2.8≤綜合隸屬因子lt; 3.2的品種劃為Ⅲ級，為中等品質；綜合隸屬因子lt;2.8的品種劃為Ⅳ級，品質低等。本研究基于13個石榴果實的外在和內在品質指標，采用模糊數學隸屬函數法對15個石榴品種（系）的果實品質進行綜合評價，結果為：狀元紅、巨籽蜜、二白、青皮甜、崗榴、大青皮酸、大馬牙的平均隸屬函數值≥0.6，品質優；0.5≤平均隸屬函數值lt;0.6的有泰山紅、大紅皮甜、霜紅寶石、蒙陽紅、發芽紅，品質中等；謝花甜、牡丹石榴、青皮酸的平均隸屬函數值lt;0.5，品質較差。該評價結果與各品種（系）石榴果實生長狀況和形態表現基本一致，說明隸屬函數法可準確反映不同石榴品種的果實綜合品質。該結果可為專用型石榴品種篩選提供參考。