應用模糊綜合評判和灰色關聯度分析評估烤煙區試新品種

李彥平，丁燕芳，李雪君，孫 煥，段旺軍，朱景偉

（河南省農業科學院煙草研究中心，河南 許昌 461000）

烤煙品種區域試驗是品種選育和審定的重要環節，與烤煙品種的正確評估關系密切，且直接關系到新品種的審定和推廣。目前對烤煙區試材料的評估，傳統方法只以產量、產值結果進行單個的方差分析、回歸分析。而對與產量和產值密切相關的其他性狀，如葉數、抗病性、化學成分等方面，常采用直觀分析或平均數統計分析，分析結果相互獨立，對參試品種優劣的評價不夠全面。一個優良的烤煙新品種，不僅產值高，而且化學成分還要協調，因此對烤煙新品種作出更加全面和適合實際表現的評判顯的尤為重要。模糊綜合評判和灰色關聯度分析法作為作物評估的一種方法，在多個性狀的綜合而定量評價上能夠更加全面、準確的揭示事物的本質[1]，因此已被廣泛應于小麥、玉米、大豆和馬鈴薯等多種作物上[2-5]。本研究是對2008年河南省區試新品種其中一個試點結果進行分析，以期在整體水平上客觀評估新品種，為品種的審定和推廣提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選用 2008年河南省區域試驗中禹州試點的數據進行分析，參試品系共8個，分別為Y100、Y048、H8342、H892、優選1號、洛煙1號、少林1號、NC89，其中NC89為對照品種。試驗采用隨機區組設計，重復3次，大田管理按優質煙生產管理進行。農藝性狀由禹州市煙葉公司測量，煙葉內在化學成由河南省農業科學院煙草研究中心測試分析。選用與烤煙新品種種性優劣的11個性狀作為參考性狀。

1.2 原理和方法

根據灰色系統理論將所有參試品種看成1個灰色系統，而每個參試品種則是該系統中的1個因素，把烤煙新品種選育目標與品種優良性狀的上限指標結合起來，確定“參考品種”，以參考品種各性狀指標構成參考數列，記作X0，以參試品種各性狀指標構成被比較數列，記作Xi（i=1、2、3…n），n為性狀數，由下列公式計算參試品種之間關聯度和關聯系數。

式中ζi(k)為Xi對X0的關聯系數，ρ為分辨系數（一般取0.5)|X0(k)-Xi(k)|為第k點X0與Xi的絕對差值，為X0數列與Xi數列在k點的二級最小差數絕對值，為二級最大差數絕對值，ri為參試品種與參考品種的關聯度，ri′為參試品種與參考品種的加權關聯度，Wk為各性狀的權重系數。

1.3 關聯分析

1.3.1 構造“參考品種” 根據烤煙的育種目標，確定各性狀的理想指標，據此構造出參考品種與參考數列X0，參考品種及供試品種各性狀平均值列于表1。

1.3.2 數據的無量綱化處理 11個性狀原始數據為不同的量綱和數量級，不可直接比較，需對各性狀原始數據進行無量綱化處理。采用初值化法，即所有相應的Xi(k)數據除以X0(k)各點的數值。

表1 參考品種和參試品種的主要性狀Table 1 Major traits of the tested varieties and reference varieties

1.3.3 關聯系數 首先計算出參考數列X0(k)與比較數列Xi(k)相應性狀絕對差值(表2)，即

Δi(k)=|X0(k)-Xi(k)|,i=1,2,3…8,k=1,2,3…11.由表3可知：代入公式(1)，求得參試品種與參考品種的關聯系數(表3)。

1.3.4 關聯度的計算 把關聯系數代入公式(2)，得出各參試品種與參考品種的等權關聯度。這是視各性狀同等條件下的計算結果，實際在烤煙育種中，各性狀的重要性是不同的。根據育種目標的要求，賦予各性狀不同的權重(Wk)列于表3。代入公式(3)，求得各參試品種與參考品種的加權關聯度(表4)。

1.4 模糊綜合評判分析

依據模糊數學理論，參試品種的每一性狀均以一定的隸屬度隸屬于其性狀集合，構成一個隸屬函數。按照隸屬函數的定義，把各性狀的平均值代入公式(4)，求得參試品種各性狀的隸屬度構成模糊轉化矩陣R(表5)。

表2 參考品種與參試品種的絕對差值Table 2 Absolute difference of the tested and reference varieties

表3 參考品種與參試品種的關聯度系數Table 3 Correlation coefficients of the tested varieties and reference varieties

表4 供試品種(系)與參考品種的關聯度及排序Table 4 Correlation and order between the tested varieties and reference varieties

其中，Xij為第i個品種第j個性狀值，Xjmax為參試品種第j個性狀中的最大值，Xjmin為參試品種第j個性狀中的最小值，Wi為各性狀的權重系數(同表3中Wk)。利用公式(5)和(6)，求得等權、加權綜合評判集B和B′(表6)。

2 結 果

2.1 灰色關聯度分析

經灰色關聯度分析，各參試結果與參考品種的關聯度及排序見表4，結果表明：少林1號和優選1號與參考品種的關聯度最大，其關聯度分別為:r少林1號=0.7658、r優選1號=0.7080,根據關聯度分析原則，關聯度越大的數列與參考品種數列越接近，越接近參考品種，由此說明在今年參試表現中，少林1號和優選1號與參考品種最接近，其綜合性狀最好；其次 Y100和 Y048，其關聯度分別為 0.6613和0.6601，這兩個品種的綜合性狀也較好；H892與參考品種的關聯度最小，其rH892=0.6197，綜合性狀最差；其它品種關聯度居中，綜合性狀表現中等。

表5 模糊轉化矩陣RTable 5 Fuzzy transition matrix R

表6 模糊綜合評判結果Table 6 Results of fuzzy comprehensive evaluation

在加權灰色關聯度分析中，(表3)，突出了產值量性狀、質量性狀和抗病性的各指標，均賦予 0.1的權重系數，而單葉重、葉片數和株高系數分別賦予了0.05、0.03和0.02的權重系數，從表4可以看出，等權關聯分析與加權關聯分析的結果基本一致，除品種Y048外，在加權灰色關聯度中排名和等權相差較大，其余品種表現基本與等權排名保持一致，綜合性狀最好的品種仍是少林1號和優選1號，其次是Y100，綜合表現差仍為H892和H8342。

2.2 模糊綜合評判分析

模糊綜合評判分析結果見表6，在等權情況下，少林1號綜合評判最好，其次為優選1號、Y100；表現最差是H892，其它表現居中；在加權情況下，仍然為少林1號表現最好，其次表現好的品種為優選1號與Y100，表現最差是H892，其它品系居中，可以看出，除品種Y048在加權灰色關聯度中排名和等權相差較大外，加權和等權的結果也基本一致。

3 討 論

3.1 等權與加權的比較

本研究中，兩種分析方法中的等權分析結果和加權分析結果均存在一定差異(表4、表6)，在等權分析中，11個被分析的性狀均被視為同等重要，但在實際育種工作中，不同的作物、不同的區域條件、不同的育種目標，各性狀重要性不同，因此加權分析結果較等權分析更接近實際。在計算關聯度時應根據具體情況給出不同的權重比例，這樣所得的結果會更理想，更接近生產。

3.2 兩種分析方法比較

從本研究結果看，灰色關聯度分析法和模糊綜合評判分析法的結果一致，且與實際品種的表現相符合，因此，使用這兩種方法應用于烤煙品種和品系的綜合評估是可行的，這與謝小丹[6]的研究結論相一致。從研究結果看，模糊綜合評判分析法比灰色關聯度分析法更簡便。

4 結 論

1）兩種方法得出結果基本一致，可以看出：在今年參試的區試品種中，少林1號綜合表現最好;優選1號、Y100次之，綜合表現也較好；H892表現最差。其它品種綜合表現一般。

2）灰色系統理論和模糊綜合評判分析法是近年來發展起來的決策科學，該法計算簡單，評價內容全面，評價結果客觀可靠，為品種的綜合評價提供了更直接的量化指標。將該方法應用于烤煙品種的綜合評價，使灰色系統理論和模糊綜合評判分析從育種領域擴展到生產應用領域，指導煙草生產的引種、推廣具有一定的科學性和實際意義。

[1]安有國，李君朋，王素華.模糊綜合評判方法在品種審定中的應用[J].種子科技，2000(3)：166-167.

[2]王春平，張改生，張偉，等.應用模糊綜合評判和灰色關聯度分析評估小麥新品種[J].西北農林科技大學學報，2005(8)：127-130.

[3]宮萬明，何文安，鄧少華，等.玉米雜交種主要農藝性狀的灰色關聯度分析及綜合評價[J].吉林農業科學，2006，31(3)：7-10.

[4]郭建秋，孔蓓蓓，雷全奎，等.灰色關聯分析在大豆育種試驗中的應用[J].河南科技大學學報(自然科學版)，2006，27(2)：78-80，87.

[5]何二良，趙跟虎，郭天順，等.采用灰色多維綜合評估法評價馬鈴薯品種[J].中國馬鈴薯，2006，20(3)：176-177.

[6]謝小丹，陳順輝，巫升鑫，等.烤煙新引品種的模糊綜合評判和灰色關聯度分析[J].福建農林大學學報(自然科學版)，2002(1)：160-163.