朱婷婷 姜波

摘要：為探索加工番茄品質(zhì)與其影響因素的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，選取番茄紅素、可溶性固形物、色差3種品質(zhì)性狀作為母因素，平均氣溫、灌水總量、氮肥投入量、磷肥投入量、鉀肥投入量作為子因素，通過(guò)關(guān)聯(lián)分析法得出上述番茄品質(zhì)性狀與影響因素的關(guān)聯(lián)程度，并對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)勢(shì)分析。結(jié)果表明，上述影響因素與番茄紅素的關(guān)聯(lián)度次序?yàn)槠骄鶜鉁?灌水總量>鉀肥投入量>氮肥投入量>磷肥投入量，且最大關(guān)聯(lián)度數(shù)值達(dá)0.760 4；與可溶性固形物含量的關(guān)聯(lián)度次序?yàn)榈释度肓?灌水總量>鉀肥投入量>磷肥投入量>平均氣溫，氮肥投入量與可溶性固形物顯著相關(guān)，數(shù)值達(dá)0.786 6；與色差的關(guān)聯(lián)度次序?yàn)楣嗨偭?氮肥投入量>磷肥投入量>平均氣溫>鉀肥投入量，色差與灌水總量相關(guān)性最大，數(shù)值為0.697 0。根據(jù)關(guān)聯(lián)矩陣優(yōu)勢(shì)分析結(jié)果，得出灌水總量為相對(duì)優(yōu)勢(shì)因素，其對(duì)番茄品質(zhì)的相對(duì)影響最大。

關(guān)鍵詞：番茄品質(zhì)；關(guān)聯(lián)性；可溶性固形物；灌水總量；氮肥投入量

中圖分類號(hào)：S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）21-5334-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.032

Correlation Analyses of Processing Tomato Quality and Influence Factors

ZHU Ting-ting1， JIANG Bo2

（1. Department of Electric Engineering， Xinjiang Institue of Engineering， Urumqi 830023， China； 2.School of Electrical Engineering， Xinjiang University， Urumqi 830047， China）

Abstract： In order to explore the intrinsic relevance of processing tomato quality with influence factors， lycopene， soluble solids content and color difference were selected as the mother factors， average temperature， total irrigation， nitrogen， phosphate，and potassium fertilizer inputs were selected as sub-factors. Through correlation analysis method， the association degree of the tomato quality traits and factors were obtained， furthermore， the advantage analysis of correlation results was conducted. The results showed that the correlation degree of lycopene with the influencing factors followed this order： average temperature>total irrigation>potassium fertilizer inputs>nitrogen fertilizer inputs>phosphate fertilizer inputs，and the maximum value is 0.760 4； The related degree order of soluble solids content with the influencing factors is： nitrogen fertilizer inputs>total irrigation>potassium fertilizer inputs>phosphate fertilizer inputs>average temperature. Soluble solids content is significantly correlated with nitrogen fertilizer inputs， the value is 0.786 6； the correlation order of color difference with the influencing factors is：total irrigation>nitrogen fertilizer inputs>phosphate fertilizer inputs average temperature>potassium fertilizer inputs. Thus color difference has the largest correlation of 0.697 0 with the total irrigation. According to the correlation matrix analysis results， the total irrigation is comparative advantage factors and have the greatest relative impact with tomato quality.

Key words： tomato quality； correlation； soluble solids content； total irrigation； nitrogen inputs

加工番茄品質(zhì)不僅受品種基因的影響，還與其生長(zhǎng)環(huán)境有著密切的聯(lián)系，包括光照、氣溫、水、肥等因素[1-3]。因此，探索其不同品質(zhì)性狀與影響因素之間的內(nèi)在聯(lián)系對(duì)番茄優(yōu)勢(shì)育種、提高果實(shí)品質(zhì)具有重要意義。近年來(lái)，有關(guān)加工番茄品質(zhì)與其影響因素的研究多集中在分析某一種或幾種因素對(duì)番茄品質(zhì)的影響[4-13]方面，而關(guān)于番茄品質(zhì)與影響因素內(nèi)在的關(guān)聯(lián)關(guān)系并分析其優(yōu)勢(shì)因素的研究較少。為此，本文嘗試研究加工番茄不同品質(zhì)性狀與其影響因素的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)勢(shì)分析，識(shí)別相對(duì)優(yōu)勢(shì)因素，以期為加工番茄的種植管理提供決策支持。

1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本研究基于新疆天山北坡某加工番茄試驗(yàn)田四年的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。番茄采用壟單行鋪膜栽種模式，溝心距130 cm，溝深20 cm，壟背寬100～110 cm，株距22 cm。土壤狀況：含氮45.4 mg/kg、磷6.1 mg/kg、鉀174 mg/kg、有機(jī)質(zhì)1.42 mg/kg，土壤偏堿性。灌溉方式為加壓滴管方式。本文選取與番茄生產(chǎn)加工相關(guān)的3個(gè)重要品質(zhì)性狀[14，15]番茄紅素、可溶性固形物、色差為分析母因素。田間管理信息及品質(zhì)性狀數(shù)據(jù)如表1（溫度信息為當(dāng)?shù)貧庀笳咎峁?/p>

2 加工番茄品質(zhì)與影響因素的相關(guān)性分析

研究采用關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行加工番茄品質(zhì)與影響因素的關(guān)聯(lián)分析[16，17]。

2.1 原始數(shù)據(jù)的初始化

為消除量綱間的差異，番茄性狀及影響因素的數(shù)值必須進(jìn)行初值化。令{X}與{X′}為兩離散函數(shù)，μ為映射。

μi：{X}→{X′}，μi∈μ

μi：{X}=■，■，…，■

=x′i（1），x′i（2），…，x′i（n） （1）

其中，Xi為X′i的原函數(shù)；X′i為Xi的像函數(shù)，亦可稱為初值化函數(shù)或純量函數(shù)；μi稱為初值化映射。由式（1）得：

X′0=■，■，■，■

=■，■，■，■

=1，0.957 6，1.228 8，1.017 0

同理可得：

X′1=1，0.872 3，1.021 3，0.914 9

X′2=1，1.053 3，1.065 6，0.942 6

X′3=1，0.903 1，1.255 5，1.167 4

X′4=1，0.900 9，1.104 9，0.992 6

X′5=1，0.889 8，1.060 6，0.079 9

X′6=1，0.875 0，1.285 3，1.214 7

X′7=1，0.875 0，1.235 3，1.178 9

2.2 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

關(guān)聯(lián)系數(shù)是各離散點(diǎn)上因素與目標(biāo)函數(shù)的關(guān)聯(lián)程度，由式（2）：

？著i（k）=■ （2）

其中，Δmin=■·■|x′0（1）-x′i（k）|；

Δmax=■·■|x′0（1）-x′i（k）|；

Δ（k）=|x′0（1）-x′i（k）|；

k∈N（數(shù)列的個(gè)數(shù)）；

i∈I（因素?cái)?shù)）；

？孜∈（0，1）為分辨系數(shù)（指定實(shí)數(shù)）。

？著i（k）=？著i（1），？著i（2），…，？著i（N）為關(guān)聯(lián)離散函數(shù)。

為求？著i（k），需要進(jìn)行下列步驟。

由于本文研究影響因素與番茄3種品質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)性分析，首先針對(duì)番茄紅素（x0）進(jìn)行上述5種影響因素的關(guān)聯(lián)性分析。

1）求差序列 Δ1i（k）。

Δ11（k）=|x′0（k）-x′3（k）|

={（1-1），（0.957 6-0.903 1），（1.255 5-1.228 8），（1.1674-1.017 0）}

={0，0.054 5，0.026 7，0.150 4}

同理可得

Δ12（k）=|x′0（k）-x′4（k）|={0，0.056 7，0.124 3，0.024 4}

Δ13（k）=|x′0（k）-x′5（k）|={0，0.067 8，0.168 2，0.062 9}

Δ14（k）=|x′0（k）-x′6（k）|={0，0.082 6，0.056 5，0.197 7}

Δ15（k）=|x′0（k）-x′7（k）|={0，0.082 6，0.006 5，0.161 9}

2）求Δmin和Δmax。

Δmin=■·■{|x′0（k）-x′i（k）|}

=■·■{Δ（k）}

=■{Δ11（1），Δ12（1），Δ13（1），Δ14（1），Δ15（1）}

=0

Δmax=■·■{|x′0（k）-x′i（k）|}=■·■{Δ（k）}

=■{Δ11（4），Δ12（4），Δ13（4），Δ14（4），Δ15（4）}

=0.197 7

3）求關(guān)聯(lián)系數(shù)？著i（k）（??？孜=0.5，Δmin=0，Δmax=0.197 7）。

由式2得：

？孜11（k）={1，0.642 3，0.787 3，0.396 1}

？孜12（k）={1，0.635 5，0.443 0，0.802 0}

？孜13（k）={1，0.593 2，0.370 2，0.611 1}

？孜14（k）={1，0.548 8，0.636 3，0.333 3}

？孜15（k）={1，0.544 8，0.938 3，0.379 1}

2.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

由于關(guān)聯(lián)系數(shù)的數(shù)目較多，信息過(guò)于分散，不便比較，為此取平均關(guān)聯(lián)系數(shù)作為關(guān)聯(lián)度。

r1i=■■？孜1i（k） （3）

由式（3）可得：r11=0.760 4，r12=0.720 1，r13=0.643 6，r14=0.628 6，r15=0.715 6。

上述過(guò)程通過(guò)計(jì)算確定番茄紅素（x0）與平均氣溫（x3）、灌水總量（x4）、氮肥（x5）、磷肥（x6）和鉀肥（x7）投入量5種影響因素的關(guān)聯(lián)度。同理可得到可溶性固形物（x1）、色差（x2）與上述5種影響因素的關(guān)聯(lián)度如下。

r21=0.648 1，r22=0.774 3，r23=0.786 6，r24=0.663 6，r25=0.684 9

r31=0.528 5，r32=0.697 0，r33=0.683 9，r34=0.617 8，r35=0.518 7

由此得出關(guān)聯(lián)度矩陣：

R=r11 r12 r13 r14 r15r21 r22 r23 r24 r25r31 r32 r33 r34 r35

=0.760 4 0.720 1 0.643 6 0.628 6 0.715 60.648 1 0.774 3 0.786 6 0.663 6 0.684 90.528 5 0.697 0 0.683 9 0.617 8 0.518 7

將上述關(guān)聯(lián)度矩陣數(shù)據(jù)結(jié)果列入表2。

由表2可以得出，番茄紅素含量與上述影響因素的關(guān)聯(lián)度次序?yàn)椋浩骄鶜鉁?灌水總量>鉀肥投入量>氮肥投入量>磷肥投入量，可以看出平均氣溫對(duì)番茄紅素的積累影響最大。可溶性固形物含量與上述影響因素的關(guān)聯(lián)度次序?yàn)椋旱释度肓?灌水總量>鉀肥投入量>磷肥投入量>平均氣溫，此結(jié)果與適量施用氮肥可顯著提高番茄可溶性固形物含量及含氮物質(zhì)含量[18]等研究結(jié)果一致。此外，灌水總量也是影響固形物含量的重要因素，劉明池等[19]研究表明，不同時(shí)期虧缺灌溉對(duì)果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量有顯著影響。因此，為提高番茄可溶性固形物含量，應(yīng)考慮固形物含量與氮肥投入量及灌水總量的顯著相關(guān)性。色差與上述影響因素的關(guān)聯(lián)度次序?yàn)椋汗嗨偭?氮肥投入量>磷肥投入量>平均氣溫>鉀肥投入量，可見(jiàn)色差與灌水總量相關(guān)性最大。

由于某一影響因素的部分動(dòng)態(tài)行為可能比其他影響因素大，但往往又不是處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此有必要對(duì)上述5種影響因素中的相對(duì)優(yōu)勢(shì)因素進(jìn)行分析與識(shí)別。

2.4 優(yōu)勢(shì)分析

為識(shí)別優(yōu)勢(shì)因素，引入理想數(shù)列，它對(duì)系統(tǒng)所有動(dòng)態(tài)行為的影響都是最大的。則取式（4）和式（5）作為參考數(shù)列。

x*max（i）=■（j=1，2，…，n） （4）

x*min（i）=■（j=1，2，…，n） （5）

由關(guān)聯(lián)度矩陣和式（4）和式（5）得出：

x*max=0.760 40.786 60.697 0 x*min=0.628 60.648 10.518 7

將關(guān)聯(lián)度矩陣R的每一列作為比較數(shù)列，計(jì)算比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)結(jié)果得出：

emax（j）=r（{x*max}，{rj}）=（0.623 2，0.862 4，0.904 8， 0.497 8，0.489 8）（j=1，2，…，5）

emin（j）=r（{x*min}，{rj}）=（0.774 1，0.422 6，0.543 4， 0.698 5，0.746 4）（j=1，2，…，5）

則第j個(gè)因素的相對(duì)優(yōu)勢(shì)為：

e（j）=■=（0.843 8，2.040 7，1.665 1，0.712 7， 0.656 2）（j=1，2，…，5）

由上述相對(duì)優(yōu)勢(shì)結(jié)果得出各因素的e（j）值，次序?yàn)椋汗嗨偭?氮肥投入量>平均氣溫>磷肥投入量>鉀肥投入量。研究結(jié)果表明，灌水總量是5種影響因素中的相對(duì)優(yōu)勢(shì)因素，因此在番茄種植管理過(guò)程中，為滿足番茄品質(zhì)性狀不同需求并兼顧其他品質(zhì)要求，可通過(guò)灌水總量與不同性狀的相對(duì)優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)提高加工番茄果實(shí)品質(zhì)。

3 小結(jié)與討論

加工番茄生長(zhǎng)過(guò)程中，平均氣溫、灌水總量、氮肥、磷肥、鉀肥投入量均成為番茄果實(shí)品質(zhì)積累的重要因素。然而這5個(gè)因素對(duì)番茄不同品質(zhì)性狀形成過(guò)程的影響反映出不同的相關(guān)性。因此，為探索番茄品質(zhì)性狀與影響因素的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，本研究選取番茄紅素、可溶性固形物、色差3個(gè)重要品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為關(guān)聯(lián)因素分析母因素，采用關(guān)聯(lián)分析法分別得出3種性狀與上述影響因素的相關(guān)性。結(jié)果顯示，平均氣溫與番茄紅素的相關(guān)系數(shù)最高，為0.760 4；氮肥施入量與番茄可溶性固形物呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.786 6；上述5個(gè)因素中灌水總量對(duì)色差影響最大。

通過(guò)對(duì)關(guān)聯(lián)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)勢(shì)分析，識(shí)別出不同品質(zhì)性狀的相對(duì)優(yōu)勢(shì)因素。研究發(fā)現(xiàn)，灌水總量為相對(duì)優(yōu)勢(shì)因素，與番茄紅素、固形物含量、色差具有相對(duì)明顯的相關(guān)性。期望通過(guò)品質(zhì)與影響因素的關(guān)聯(lián)性研究，為提高加工番茄管理模式的精準(zhǔn)性和改善果實(shí)品質(zhì)提供理論參考依據(jù)。由于影響番茄品質(zhì)的因素較多，本研究?jī)H選取了5個(gè)主要影響因素，更多影響因素下的關(guān)聯(lián)分析有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 齋藤隆.番茄生理基礎(chǔ)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981.

[2] 米國(guó)全，王晉華，趙肖斌，等.番茄品質(zhì)育種研究進(jìn)展討論[J].北方園藝，2010（21）：218-221.

[3] 張春奇，查素娥，李紅波.番茄育種研究概況及展望[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2011（3）：29-32.

[4] 趙 明，蔡 葵，孫永紅，等.不同施肥處理對(duì)番茄產(chǎn)量品質(zhì)及土壤有效態(tài)重金屬含量的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010， 29（6）：1072-1078.

[5] 姜慧敏，張建峰，楊俊誠(chéng)，等.不同氮肥用量對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤硝態(tài)氮累積的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2010， 29（12）：2338-2345.

[6] 李 俊，李建明，胡曉輝，等.亞低溫及鉀肥對(duì)溫室番茄光合作用和品質(zhì)的影響[J].西北植物學(xué)報(bào)，2012，32（12）：2471-2478.

[7] 張 宇，宋敏麗，李利平.亞高溫下不同空氣濕度對(duì)番茄光合作用和物質(zhì)積累的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2012，31（2）：342-347.

[8] 郭金強(qiáng)，王肖娟，危常州，等.坐果-成熟期光溫因子對(duì)新疆加工番茄品質(zhì)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2009，30（增2）：235-237.

[9] MACHADO R M A，LIVEIRA M R G.Tomato root distribution， yield and fruit quality under different subsurface drip irrigation fegimes and depths[J].Irrigation Sience，2005，24（1）：15-24.

[10] GRIGOROV S M，AKIMOV Y O. Quality control of tomato fruits during drip irrigation[J].Russian Agricultural Sciences， 2007，33（4）：248-249.

[11] GARBA M， CORNELIS W M， STEPPE K. Effect of termite mound material on the physical properties of sandy soil and on the growth characteristics of tomato（Solanum lycopersicum L.） in semi-arid Niger[J]. Plant and Soil，2011，338（1）：451-466.

[12] 張 潔，李天來(lái)，徐 晶.晝間亞高溫對(duì)日光溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（6）：1051-1055.

[13] 李戰(zhàn)國(guó).不同灌溉施肥方式對(duì)櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（18）：7623-7624，7936.

[14] 劉 靜，霍建勇，馮 輝.番茄風(fēng)味品質(zhì)相關(guān)形狀研究綜述[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（6）：39-40.

[15] 羅 穎， 薛 琳，黃 帥，等.番茄果實(shí)可溶性固形物含量與果實(shí)指標(biāo)的相關(guān)性狀研究[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，28（1）：23-27.

[16] 劉鐵梅，謝國(guó)生.農(nóng)業(yè)系統(tǒng)分析與模擬[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[17] 曹衛(wèi)星，朱 艷.作物管理知識(shí)模型[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2005.

[18] 張旭偉，徐明磊，李紅艷，等.番茄果實(shí)可溶性固形物的作用及研究概況[J].科技資訊，2011（15）：160-161.

[19] 劉明池，張慎好，劉向莉.虧缺灌溉時(shí)期對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21（z2）：92-95.