應用灰色關聯分析方法綜合評價溫州山藥種質資源

李小俠，吳志剛，魏余煌，陶正明

(1.浙江省亞熱帶作物研究所，浙江 溫州 325005;2.溫州醫學院，浙江 溫州 325035;3.廣州中醫藥大學，廣東 廣州 510006;4.瑞安市農林局，浙江 瑞安 325200)

山藥 (yam)為薯蕷屬 (Dioscorea)植物，是世界上重要的食物來源，特別是在西非、東南亞、加勒比地區食用山藥非常普遍［1］。世界上也超過600種山藥類植物，在我國大陸地區有93種，臺灣有14種［2］。山藥在我國即被作為傳統中藥材，又作為食用佳品得到廣泛的應用。目前，國內生產利用的山藥主要來源于薯蕷 (Dioscorea opposite)、參薯 (D．alata)、褐苞薯蕷 (D．persimilis)、山薯 (D．fordii)等4種薯蕷屬基原植物［3］;臺灣地區則主要生產參薯 (D．alata)、長薯 (D．batatas)、日本山藥 (D．japonic a)、紫田薯 (D．alata L．purpurea)、恒春山藥 (D．doryophor a)等5種來源不同的山藥［2］。

山藥栽培變異大，選育優良品種是提高產量與品質的重要措施。臺灣地區在這方面做了卓有成效的研究工作，也選育出白肉、紅肉12個山藥新品種［4］。近年來，國內也有桂淮2號、桂淮5號、農大長山藥1號、農大短山藥1號、農大雙胞山藥1號等新品種被選育出，提高了山藥的生產力水平。溫州地區具有多年的山藥栽培歷史，逐步形成具有區域特色的栽培物種，俗稱溫州山藥［5］。目前，經過人們高強度的人工定向選擇，產區山藥栽培類型豐富，但由于缺乏科學研究與合理的引導發展，山藥種植業的發展面臨障礙，而溫州山藥新品種選育研究未見報道。為此，本研究組在全面調查的基礎上，確定了產區山藥栽培物種，以初步篩選了10個山藥類型 (家系)［6］為材料，通過田間隨機區組試驗，觀察和測量材料各性狀表現，并利用灰色關聯分析方法對產區山藥資源進行綜合評價，為選育具有區域特色山藥新品種提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗材料為本研究組在2007年6月至2008年3月在產區調查得到10個山藥栽培類型 (家系)，各評價材料具體情況和相關特性詳見表1，材料來源均經江蘇省中科院植物研究所鑒定。

表1 供試材料及其特性

1.2 方法

1.2.1 處理設計

試驗地選擇瑞安市鹿木鄉山藥種植基地，年均溫度19.1℃，極端最高溫度38.8℃，極端最低溫度1.5℃，年日照時數1 552.8 h，年平均降雨量1 780～1 900 mm。試驗地土壤條件:粘壤土，pH值5.7，有機質30.0 g·kg-1(重鉻酸鉀容量法)，有效磷67.0 g·kg-1(碳酸氫鈉-鉬銻抗比色法)，速效鉀45.6 g·kg-1(火焰光度法)。

2008年4月上旬利用10個家系的塊莖育苗，下旬大田種植。田間隨機區組排列，每個家系設立3個小區重復試驗，wsy09按壟距1.5 m、行距40～50 cm雙行定植，其他家系按1.2 m、行距40～50 cm單行定植，小區面積12 m2與15 m2(wsy09)。底肥肥料為農家油菜餅肥占30%、中海石油公司產尿素 (總氮≥46.5%)占30%、俄羅斯ACRON公司產復合肥 (總養分≥48%，氮、磷、鉀養分含量各16%)占40%組成的混合型肥料，定植前每個小區均勻施足1.6 kg底肥，此后不進行追肥。其他管理措施同大田生產，生長期間觀察各家系性狀表現。

1.2.2 抗病性調查

本試驗對山藥易發性的炭疽病，根莖腐病進行調查，田間觀察并記錄植株發病情況。發病率/%=(X/N) ×100，抗病能力=100-發病率，X為發病株數，N為小區植株總數，根莖腐病為小區隨機調查的15株的發病情況。

1.2.3 產量測定和樣品收集

當年11月下旬統一采收，除凈泥土，測定小區產量并折算667 m2產量。每個家系隨機收集具有代表性的塊莖樣品，收集標準按照表1中的家系相關特性進行，每個家系收集4.0 kg的塊莖樣品用于營養成分測定和口感性評價。

1.2.4 商品性和口感評價

山藥選育優良品種，除考慮品種豐產性好以外，商品性好和口感佳也是必要考慮的因素。本試驗按照產區山藥食用偏好和市場流動潛力，把商品性分為好、一般2個等級，塊莖呈規則狀的圓柱形或圓形為好等級，呈不規則狀則為一般等級，相應積分值為5與2。塊莖肉質顏色分為紫紅色、紫白色、白色3類，相應積分值為2，2，1。口感評價采用塊莖蒸熟品嘗法，口感黏度好和粉性足為好等級，黏度一般、甜度好的為較好等級，缺乏黏度或有纖維感的為一般等級，分別積分為5，3，2。

1.2.5 營養成分測定

各家系塊莖樣品經去皮、切片后，在50℃下烘干，并研磨成分粉末，裝封口塑料袋中備用。淀粉、粗蛋白、Vc、VB1、總多糖、鐵、鋅、鎂、硒等含量分別按照國家食品中的規定標準方法進行測定，總氨基酸則按照參照水果、蔬菜汁 游離氨基酸含量的測定 (GB/T 12292—90)。

1.2.6 評價方法

評價方法參照參考文獻 ［7］。

構建虛擬參考品種。根據產區山藥種植習慣，確定16個主要性狀的理想值，組成山藥參考品種。

分析方法。灰色關聯是對一個發展變化的系統發展動態的量比比較，根據各因素曲線間的幾何形狀的相似度進行判別關聯度，關聯度愈大說明因素間的變化態勢越接近，相互關系愈密切。

具體步驟如下:參考品種的各性狀值構成參考數列X0(k)={X0(1)，X0(2)，X0(3)，…，X0(m)}，品比品種構成數列 Xi(k)={Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…，Xi(m)}，其中 k=1，2，3，…，m，m是品種的性狀數，i=1，2，3，…，n，n是品比品種的個數。則X0與Xi在第k點的關聯系數為:

2 結果與分析

2.1 觀察與測定結果

10個溫州山藥家系的16個性狀的觀察與測定結果見表2。

從表2可以看出:wsy05，wsy04具有較高的產量，但商品性和口感性卻表現的較差;wsy02，wsy06產量不高，而商品性和口感性均最佳;wsy10抗病性最好，但產量和口感性一般;10個營養評價指標在10個家系中表現的規律均不是一致性。因此，單從某一個或幾個指標來評價的溫州山藥的品種性能缺乏科學性。根據產區溫州山藥選育的參考要求，構建了一個理想的溫州山藥參考品種，對10家系的品種性能進行綜合評價。

表2 溫州山藥的主要農藝性狀與營養成分

2.2 溫州山藥種質資源綜合評價

對表2中的結果按照X0(k)/Xi(k)無量綱化處理，隨后計算二級最小差與二級最大差，以公式計算各性狀的關聯系數，以公式計算10個家系與參考品種的加權關聯度。表3結果可知:與參考品種關聯度依次表現為wsy02＞wsy06＞wsy10＞wsy09＞wsy01＞wsy07＞wsy08＞wsy05＞wsy04＞wsy03;wsy02與參考品種最為接近，關聯度為0.775 2，wsy06其次，關聯度為0.738 6，wsy03關聯度最小，為0.588 9。因此，按照灰色關聯分析的原則，可知wsy02與wsy06更加接近參考品種，其綜合品種性能相比其他家系更加優越，是產區適宜發展的品種。表3還可以看出，wsy02，wsy06品種性能高主要是由于其商品性、口感性、產量等性狀指標與參考品種關聯系數高引起，而wsy03表現較差則主要是由于總氨基酸含量表現較差且其他性狀指標表現一般造成的。

表3 溫州山藥主要農藝性狀與營養成分的關聯系數及關聯度

3 小結與討論

3.1 溫州山藥優良品種選育

溫州山藥世代延續種植，多年的種植歷史且經過產區人們有意識的定向選擇，產區出現多個溫州山藥栽培家系，而對這些家系普遍缺乏綜合性的品種性能比較。本研究通過收集產區山藥資源，綜合評價各資源的品種性能，為產區優良品種的選育具有實際的指導意義。試驗應用灰色關聯分析表明wsy02、wsy06與參考品種關聯度分別達到了0.775 2，0.738 6，2個栽培家系商品性好、口感佳是產區適宜發展的主要品種。因此，今后應加強wsy02、wsy06小區性狀穩定性試驗，并開展大田品比，以進行優良品種的推廣應用。

3.2 灰色關聯分析法在品種性能評價方面的應用

自鄧聚龍提出灰色關聯系統理論以來，其在農作物新品種的綜合評價方面得到廣泛應用［8-9］。灰色關聯分析在品種性能評價方面的優勢在于集中、全面、真實地反映參試品種與對照品種 (參考品種)的關聯程度，提高了品種綜合評價的準確性和有效性［7］。本試驗首次利用該方法評價溫州山藥資源，結合產區人們對山藥的種植習慣、食用性、商品性等方面特點，客觀地評價了產區山藥的品種性能。如肉質呈紫紅色的家系、口感黏度好、塊莖形狀規則受到產區人們歡迎，在設立性狀權重比例時也有相應的提高。當然不同的選育目標，可能會得出的不同的家系。因此，利用灰色關聯分析方法評價作物品種性能時，應充分結合該品種的選育經驗和目的，才能得到適宜本區發展的優良品種。

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