基于果实品质模糊综合评判的砂梨熟期配套品种初步筛选

万春雁，糜 林，郭 达，乔玉山，霍恒志，陈丙义，李金凤，陈雪平

(1江苏丘陵地区镇江农业科学研究所，江苏 句容 212400；2 南京农业大学 园艺学院，江苏 南京210095)

梨(Pyrusspp.)为蔷薇科梨属植物，原产于我国，已有3000多年的栽培历史，适应性强、分布广泛，从南到北从东到西均有栽培，是我国仅次于苹果、柑橘的第3大水果[1-2]。砂梨是原产于中国的4个栽培种之一，目前在我国南部省份均有栽培，在国外以日本、韩国、朝鲜等栽培较多[1-5]。地处长江中下游的苏南地区是砂梨优势产区之一，在我国梨果生产中具有重要地位[2-4]。目前该地区存在品种结构不合理、成熟期过于集中等问题，通过不同成熟期品种的组合栽培是解决这一问题的有效手段。

如何高效、科学地组合栽培砂梨品种成为砂梨示范推广工作中面临的重要课题。随着社会、经济和果业的快速发展，消费者对梨果实外观、风味、营养等方面的要求越来越高，果实品质是决定梨果市场竞争力的主要因素[5]。影响梨果实品质的因子很多，如单果质量、可溶性固形物含量、可溶性糖、石细胞、可滴定酸及维生素等，各因子间相互作用，相互影响，共同决定了果实的外观和内在品质性状[2-5]。研究者都在寻求一种简便评价果实品质的方法，在脐橙、苹果、桃、冬枣、龙眼、梨果等中已开展了相关的研究和探索，主要采用的方法有主成分分析法、聚类分析法、多元统计法、合理满意度和多维价值理论合并规则等[2-14]，为定量评价果实品质提供了依据。模糊综合评判法，是对受到多个因素影响的事物做出全面评价的一种有效的多因素决策方法，已在工程科学、生命科学与经济管理等各领域广泛应用，并具有广泛的实用价值[15-17]，但截止目前在砂梨果评价中鲜见报道。

综上，笔者以国内外综合表现优良的42个砂梨品种为试材，统一定植于镇江农业科学研究所砂梨示范园，调查不同品种成熟期，并对不同品种果实(成熟度一致)的外观、内在品质指标进行评价、测定，运用模糊综合评判方法构建砂梨品质评价体系，计算各品种综合评判值并依此进行品种分级，旨在为苏南地区不同成熟期砂梨品种的组合栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年在江苏丘陵地区镇江农业科学研究所进行。参试优质砂梨品种42个(表1)。各品种随机布置，每品种3株。样品果均采自镇江农业科学研究所砂梨示范园。该示范园土壤系黏土，岗坡地，高干两主枝水平棚架栽培，株行距为4 m×4 m，树龄5年，砧木为杜梨，果实套袋，管理水平较高。于果实成熟期，从每个品种树冠中部外围随机采集10个成熟果实，置4 ℃保存，于采样当日或次日进行指标测定，设3次重复。

表1 参试砂梨品种及其来源Table 1 Cultivars and origins of tested sand pears

表1(续) Continued table 1

1.2 试验方法

1.2.1 果实成熟期调查 记录各品种70%果实充分成熟的日期。并参照沈德绪[18]的方法进行早、中、晚熟品种分类。

1.2.2 果实品质性状测定 在已采收的果实中随机取5个果实测量并取平均值。单果质量使用电子天平称量；可溶性固形物用Atago pal-1型折射仪测定；可溶性糖、维生素C、果肉石细胞和可滴定酸含量参照曹玉芬等[19]编著的《梨种质资源描述规范和数据标准》测定。

1.2.3 果实内外品质综合评价 参照曹玉芬等[19]的标准，由梨项目组成员综合评价参试品种果实外观、内质性状，固定5人进行，其中男3名，女2名；45～55岁2名，35～45岁1名，25～35岁2名。外观综合评价按等级分为极好、好、中等、差，分别赋值4，3，2，1；果实内质综合评价按等级分为极上、上、中、下，分别赋值4，3，2，1。最终评价值取5人打分平均值。

1.2.4 果实品质模糊综合评判 通过测定和分析得到不同品种果实经济性状的原始数据(所有数据均为该品种采集样品的平均值)，运用极差标准化法对原始数据进行标准化处理，得到评判模糊矩阵R，R=(rij)，rij=(xij-xmin ij)/(xmax ij-xmin ij)，其中xij指第j个样品第i个指标的原始测定值；xmax ij和xmin ij分别指样品第i组指标的最大值和最小值[3]。将不同品种果实经济性状的标准值与同一行向量和做比值，建立评判关系；并通过计算各个经济性状的平均值确定权重，建立评判模型，得到权重矩阵A。通过矩阵运算，计算各因素综合评判值B=A×R[20-22]。综合评判值越高，果实品质越优。

1.2.5 品质分级标准 根据综合评判值，将参试42个砂梨品种划分为 4个等级，综合评判值大于0.60为一等品，综合评判值>0.50～≤0.60为二等品，综合评判值在 >0.40～≤0.50为三等品，综合评判值小于0.40为四等品。

1.3 数据处理与分析

运用IBM SPSS Statistics 21和Excel 2007进行数据分析以及相关图、表的制作。

2 结果与分析

2.1 42个砂梨品种的成熟期

42个参试砂梨品种成熟期的观察结果见表2。

表2 参试砂梨品种果实成熟期Table 2 Maturity dates of tested cultivars

表2显示，42个参试砂梨成熟时间跨度为77 d。其中‘早生新水’成熟最早，于7月20日成熟；‘王秋’成熟最晚，成熟期为10月5日。将‘早生新水’、‘筑水’等12个品种划分为早熟品种(8月15前成熟)；‘凉丰’、‘秋月’、‘清香’等20个品种划分为中熟品种(8月16日～9月10日成熟)；‘黄金梨’、‘八里’、‘中梨1号’等10个品种划分为晚熟品种(9月10以后成熟)。

2.2 42个砂梨品种果实品质及综合模糊评价

测定和分析得到42个砂梨品种果实品质性状原始数据如表3所示。

表3 不同品种砂梨果实品质性状及综合评价值Table 3 Pear fruit quality and synthetic evaluation of different cultivars

由表3可知，砂梨平均单果质量为434 g，‘香梨2号’和‘杨水’的平均单果质量最大，达640 g；‘寿新水’最小，仅200 g。早熟品种的平均单果质量为324 g，中熟品种的平均单果质量为470 g，晚熟品种的平均单果质量为466 g，中、晚熟品种的平均单果质量较早熟品种大，分别增加45.06%和43.83%。42个砂梨品种的可溶性固形物平均含量为13.20%，其中‘筑水’最低(10.70%)，‘秋月’最高(15.60%)；可溶性糖的平均含量为90.69 mg/g，其中‘若光’最高(142.44 mg/g)，‘华山’最低(64.08 mg/g)；维生素C的平均含量为2.95 mg/g，其中‘香梨2号’最高，为5.01 mg/g，‘南月’最低，为1.73 mg/g；石细胞的平均含量为0.888 g/kg，其中‘日引1号’最高(2.419 g/kg)，‘美人酥’最低(0.221 g/kg)；可滴定酸的平均含量为0.138%，其中‘凉丰’最高(0.244%)，‘杨水’最低(0.066%)。

表3中各指标的计量单位不同，所以数据量纲也不一致，不便统一比较，因此采用极差标准化法即rij=(xij-xmin ij)/(xmax ij-xmin ij)，将各指标转化为0～1的标准化数据，得到评判模糊矩阵R(表4)。

表4 砂梨不同品种果实性品质状综合评判模糊矩阵RTable 4 Fuzzy matrix of synthetic evaluation in pear fruit quality of different cultivars

将表4中不同品质指标的标准值与同一行向量和做比值，建立评判关系(表5)。

表5 不同品种砂梨果实品质性状的评判关系Table 5 Relationship of fruit characters in different pear cultivars

将表5中不同品质指标评判值取平均值，得出各品质指标的权重，具体结果见表6。

通过矩阵运算，算出各因素综合评判值，结果见表7。按照品种等级划分标准，‘彩玉’、‘幸水’、‘秋月’等8个品种综合评判值均大于0.60，果实性状优良，属于一等品；‘黄金梨(日引)’、‘晚秀’等11个品种综合评判值为 0.50～0.60，属于二等品；‘香梨1号’、‘秋明’等13个品种综合评判值为0.40～0.50，属于三等品；‘金二十世纪’、‘南月’等10个品种综合评判值小于0.40，属于四等品，占23.8%(表7)。

表6 砂梨果实品质性状的权重ATable 6 Weights of pear fruit characters

表7 不同品种砂梨果实品质性状的综合评判值Table 7 Comprehensive evaluation on fruit quality of different cultivars

2.3 不同成熟期砂梨品种等级分布

根据不同品种评判值结果，结合表1中早熟、中熟、晚熟品种的划分结果，得到的砂梨品种等级分布见图1。

图1 不同成熟期砂梨品种等级分布 Fig.1 Distribution of sand pears in different grades based on maturity periods

图1表明，一等品中早熟品种有4个，分别为‘幸水’、‘若光’、‘翠冠’、‘爱甘水’；中熟品种有3个，分别为‘丰水’、‘秋月’、‘彩玉’，晚熟品种1个，为‘王秋’。二等品中无早熟品种，中熟品种有7个，包括‘黄金梨(日引)’、‘晚秀’‘圆黄’等；晚熟品种有4个，包括‘鞍月’、‘早生黄金’等；在二等品种类型中‘黄金梨(日引)’的综合评判值最高，性状优良。三等品中早熟、中熟和晚熟品种分别为3，5和5个。四等品中包括3个早熟品种，4个中熟品种，3个晚熟品种。

根据不同砂梨品种果实品质性状的综合评判结果，结合成熟期，在今后的引种及建园时推荐选择‘若光’、‘翠冠’、‘爱甘水’、‘幸水’、‘秋月’、‘彩玉’、‘丰水’、‘王秋’等优质砂梨品种，形成一套涵盖7月下旬到10月上旬成熟的砂梨品种组合。

3 讨 论

与我国传统品种相比，日韩选育品种风味、口感略差，但外形周正、果色漂亮，目前在国际梨果市场十分抢手，且价格是我国传统品种的几倍[4]。本研究选用的国内外优良砂梨品种42个，集中定植于示范园内进行统一记录评价，其中以日本品种居多，为31个，韩国品种5个，国内自主选育品种6个，所占比例相对较少。与前人研究结果相比，各项果实品质性状评价数据都相对较好，充分展示出各品种在苏南地区的自有特性，其中单果质量、可溶性固形物和石细胞含量最为突出[2-5]，参试各品种果实的外观综合评价值平均为3(外观好)，内质综合评价值2.79(中偏上)，可能与园区长期施用有机肥、修剪树形、严格疏花疏果等管理措施有关。今后，在注重引栽日韩优良新品种的同时，也要加强国内自有新品种的示范试点工作，目前由江苏省农业科学研究院选育的‘苏翠1号’，在园区表现较好，有待进一步综合评价。

沈德绪[18]提出8月15日前成熟的梨为早熟梨。结合苏南地区生产和销售实际，建议早熟梨的划分以‘幸水’成熟期为界，即8月10日前成熟的梨品种为早熟梨；中熟梨是8月中旬至9月上旬成熟的梨，晚熟梨是到9月中旬之后成熟的梨。参试品种中早、中、晚熟品种比例分别为6∶10∶5，早、中熟品种所占比例为76.1%，且早、中熟梨在一等品中所占比例高达87.5%，这对改善我国南方早熟梨栽培面积少[23]和我省大力发展早、中熟砂梨品种的要求相符。

模糊综合评判是以模糊数学为基础，应用模糊关系合成的原理，对受到多个因素影响的事物做出全面评价的一种有效的多因素决策方法[15,21-22]，目前该方法在果实品质评价、果品流通渠道优化、草种选择等方面已经发挥了科学的决策指导作用。本研究运用模糊综合评判方法评价不同砂梨品种品质的优劣，与传统的评价方法相比，排除了单因素筛选的局限性。利用数理统计综合、全面地对品质各因子进行量化(权重)[20-22]，得出单果质量、外观综合评价值、内质综合评价值以及可溶性固形物、可溶性糖、维生素C、石细胞和可滴定酸含量的权重分别为0.145，0.178，0.164，0.134，0.09，0.100，0.083和0.108。权重的确定是评价结果是否准确的关键[17]，参试品种的评价结果与笔者团队对砂梨品质进行感官打分评价的结果基本一致，说明本研究构建的砂梨品质评价体系准确、实用。

科学、合理的果实品质评价是对果树品种进行全面评价的基础[3]。砂梨性状表现包括许多方面，如生长性状、丰产性状、品质性状和抗逆性等[2-4,19]，这些都是品种筛选过程中应该重点研究的方面，因此今后一段时间内将在本研究基础上，继续对‘若光’、‘翠冠’、‘爱甘水’、‘幸水’、‘秋月’、‘彩玉’、‘丰水’、‘王秋’等优质砂梨品种在丰产性、抗逆性等方面进行进一步评价，并尽量扩大调查范围，使所得权重尽可能靠近客观值，准确反映不同砂梨品种的综合特性，为生产和推广提供依据。

4 结 论

运用模糊综合评判法建立了一套砂梨果实品质评价模型，其中单果质量、外观综合评价值、内质综合评价值以及可溶性固形物、可溶性糖、维生素C、石细胞和可滴定酸含量的权重分别为0.145，0.178，0.164，0.134，0.09，0.100，0.083，0.108；苏南地区在引种及建园时推荐选择‘若光’、‘翠冠’、‘爱甘水’、‘幸水’、‘秋月’、‘彩玉’、‘丰水’、‘王秋’等优质砂梨品种，形成一套涵盖7月下旬到10月上旬成熟的砂梨品种组合。