灰色多維綜合隸屬度評估法對短季棉新品種（系）的分析評價

李鳳瑞　張東樓　史加亮　王士立　田春利　楊秀鳳

摘要：用灰色多維綜合隸屬度評估法對參加2013年國家黃河流域夏棉區試和山東省夏棉區試的12個短季棉新品種（系）在德州試驗點的表現進行綜合評價分析。結果表明：錦科707（品系）、德0720（品系）獲優良評價，魯棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品種）、中創185（品系）、魯棉研19（品種）、邯818（品系）7個品種（系）獲較好評價，邯663（品系）表現一般，沃棉2號（品系）、冀178（品系）表現較差。評價結果與品種（系）的田間表現相一致。

關鍵詞：短季棉；新品種（系）；灰色多維綜合隸屬度；評價

中圖分類號：S562.01文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）12-0023-05

短季棉的育種目標是早熟、高產、優質、多抗及綜合性狀優良。但是，由于短季棉品種生育期短，其田間試驗更易受自然環境、氣候因素、土壤類型及土壤肥力等諸多因素的影響，使得參試品種各個性狀的表現帶有明顯的隨機性、波動性、模糊性和不確定性[1]。近年來，隨著社會的發展和科技的進步，從多個性狀綜合評價品種已成為人們的共識，涌現出了許多更為科學的評價方法[5]。灰色多維綜合隸屬度評估就是這些方法中的一種。與通常的方差分析方法相比，該方法更加客觀、公正、科學、合理。因此在玉米、小麥、大豆、綠豆、芝麻等作物新品種的評價中已有較多應用[2～9]，但在棉花育種領域中的應用尚少見報道。本文運用該方法對參加2013年國家黃河流域夏棉區試和山東省夏棉區試的12個短季棉新品種（系）在德州試驗點的表現進行評價分析，以期為選育和評價早熟、高產、優質、多抗的短季棉新品種（系）提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試材料為參加2013年國家黃河流域夏棉區試和山東省夏棉區試的12個短季棉新品種（系），數據來源于德州點的試驗結果。參試品種（系）為錦科707（品系）、德0720（品系）、魯棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品種）、中創185（品系）、魯棉研19（品種）、邯818（品系）、邯663（品系）、沃棉2號（品系）、冀178（品系），分別由A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L代稱。

1.2試驗設計

試驗于5月24日播種，地點在德州市農業科學研究院試驗科技園。隨機區組排列，重復3次。5行區，行長6.67 m，行距0.6 m，小區面積20 m2，留苗密度8.25萬株/hm2。每個小區選取代表性植株20株，分別調查生育期、果枝始節位、株高、單株果枝數、單株鈴數、總鈴數、黃萎病指，室內考種調查單鈴重、籽指、衣分、霜前花率、霜前皮棉產量。

2方法步驟

2.1整理試驗數據

對12個品種（系）的12個性狀采用灰色多維綜合隸屬度評估法進行評價。由于評估集合的等級類別界限值的確定僅適用于數值越大越好的性狀，對于數值越小越好的性狀如株高、生育期、黃萎病指作倒數轉換；果枝始節位以適中值6為最好，取值為1，每增大或減小一個小數點，其取值均減小0.02（表1）。

2.2確定各性狀評語等級類別的界限值

以產量為例，在12個品種（系）中，規定最高產量780.9 kg/hm2為上限，最低產量3.9 kg/hm2為下限，據此將產量分為優良、較好、一般、較差4個等級；在上限與下限之間劃分為3等份，每等份為259.0 kg/hm2，這樣便可求得產量4個評語等級類別界限值，其余性狀等級界限值的確定與此相同（表2）。

2.3構建各等級隸屬函數值子矩陣

以F表示某品種、某性狀、某等級的隸屬函數值，x表示其相應的觀察值，a表示其對應的界限值，則當等級為優良時，F=x/a；當等級為較好、一般時，x≤a時，F=x/a，當a3a時，F=（4a-x）/a；當等級為較差時，F=（M-x）/（M-a），M為各性狀的上限值。

根據以上公式可求得各品種、各性狀4個級別的隸屬函數值。以參試品種A為例說明具體計算過程。其產量屬于“優良”的隸屬函數值=780.9/780.9=1；屬于“較好”的隸屬函數值=（2×521.9-780.9）/521.9=0.5037；屬于“一般”的隸屬函數值=（3×262.9-780.9）/262.9=0.0297；屬于“較差”的隸屬函數值=（780.9-780.9）/（780.9-3.9）=0.0000。同理可得其它各個性狀各個等級的隸屬函數值，其它參試品種（系）各性狀的隸屬函數值計算與此類同，并構成以下子矩陣。

2.4確定各性狀因素的權重

根據德州短季棉生產實際情況和育種目標，參考專家意見及相關的文獻資料，確定各性狀因素的權重，因為區域試驗目的在于篩選高產品種，所以產量性狀的權重應較大。全生育期、株高、果枝始節位、黃萎病指、單株果枝數、單株鈴數、總鈴數、鈴重、籽指、衣分、霜前花率、霜前皮棉產量12個性狀的權重W分別為0.03、0.02、0.03、0.03、0.03、0.04、0.04、0.03、0.02、0.03、0.10、0.60為宜。

2.5求綜合隸屬度值，構成綜合隸屬度矩陣

3結果與分析

綜合隸屬度矩陣R中，行代表各品種，列代表優良、較好、一般、較差四個等級。從矩陣平行著看，最大數值所處的級別即是該品種綜合評估的優劣結果，現將參試的12個品種（系）的等級評估結果列于表3。

從表3看出，錦科707（A）、德0720（B）兩個品系獲得優良評價；魯棉241（C）、邯258（D）、邯686（E）、中棉所50（F）、中創185（G）、魯棉研19（H）、邯818（I）7個品種（系）列3～9位，獲較好評價；邯663（J）表現一般；沃棉2號（K）、冀178（L）兩個品系表現較差。

僅考慮產量一個因素的方差分析方法與灰色多維綜合評估分析結果基本相同，總體趨勢一致。但由于多維隸屬度分析是多因素綜合分析的結果，因此排序稍有變化。如魯棉241（C）、邯258（D）、邯686（E）、中棉所50（F）、中創185（G）5個品系在方差分析中的排序分別是3、4、5、6、7，由于其單株果枝數、單株鈴數、鈴重、籽指、衣分、霜前花率、黃萎病指等性狀綜合表現不同，所以綜合評估結果為7、4、6、3、5。其它品系的綜合評估結果與方差分析結果相同。從田間觀察情況來看，各品種（系）表現與灰色多維綜合評估分析結果十分吻合。

4討論與結論

4.1灰色多維綜合隸屬度評估法能夠全面客觀地分析短季棉各品種（系）的綜合表現，直接求出品種的評語集合，將品種界定在相應的評語等級，品種優劣可一目了然，而且運算簡單，便于掌握，也不容易丟失信息，克服了以往只考慮產量因素數理評判方法的局限性，在試驗中可以有效避免埋沒優良品種。

4.2各品種（系）在各點的適應性不同，性狀表現也不同，同時性狀表現年際間也有變化。2013年德州試點的氣象條件很特殊，7月初至8月中旬連續強降雨，下部成鈴較少，長勢普遍偏旺，株高較往年偏高；8月中旬至9月下旬連續一個多月晴朗高溫天氣，上部大量成鈴，生長旺盛。本文只是對參試短季棉品種（系）在德州試點一年的試驗結果進行評估，有一定的區域性和局限性。

4.3各性狀權重的確定對綜合評價至關重要，它直接影響到評估的結果，考查性狀的數量變化，權重向量會隨之變化，育種目標不同，權重向量也會不同，因此，在應用中，權重的確定要依據當時的育種目標、生產需要和所考慮的性狀來確定。本文采用參考專家意見及相關的文獻資料來確定權重，有一定的局限性。

4.4本試驗結果表明：錦科707（品系）、德0720（品系）獲優良評價，魯棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品種）、中創185（品系）、魯棉研19（品種）、邯818（品系）7個品種（系）獲較好評價，邯663（品系）表現一般，沃棉2號（品系）、冀178（品系）表現較差。評價結果與品種（系）的田間表現相一致。

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