利用DTOPSIS法綜合評價甘蔗新品種

孫玉勇　鐘坤　莫皓藍　何雪丹　盧景潤　蔣明健　陳偉　李家文

摘要：【目的】對國家甘蔗產業技術體系第四輪集成示范桂林點甘蔗新品種的農藝性狀進行綜合評價，為桂北地區甘蔗新品種的推廣提供參考。【方法】以ROC22為對照，利用DTOPSIS法對9個甘蔗新品種的14個農藝性狀進行綜合評價。【結果】9個集成示范品種中，有7個品種的綜合農藝性狀表現優于對照ROC22，其中福農1110和柳成03-1137蔗莖、蔗糖產量較高，云蔗05-49、桂糖32和粵甘39有效莖數較多。各品種按照DTOPSIS分析結果Ci排序依次為福農1110>柳城03-1137>粵甘39>桂糖32>云蔗05-49>粵甘42>桂糖31>ROC22（CK）>云蔗99-596>福農0335。【結論】DTOPSIS評價結果與桂北地區田間生產結果一致，福農1110、柳城03-1137、粵甘39、桂糖32、云蔗05-49、粵甘42和桂糖31等品種的綜合農藝性狀優于對照ROC22，可在桂北地區進一步示范推廣。

關鍵詞： 甘蔗；DTOPSIS法；綜合評價；區域試驗；桂林

中圖分類號： S566.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）03-0348-05

0 引言

【研究意義】廣西是我國糖料蔗主產區，桂北地區是廣西區內甘蔗產地之一。近年來，在國際糖價競爭影響下，糖料蔗價格逐年降低，且甘蔗生產中主栽品種抗性退化、品質和產量下降等問題凸顯，進一步影響了農民種植糖料蔗的積極性。因此，篩選在桂北地區自然條件下豐產性、抗逆性、適應性等綜合表現較優的甘蔗品種進行示范推廣，對促進桂北地區及廣西甘蔗產業的健康持續發展具有重要意義。【前人研究進展】甘蔗品種的優劣取決于其多個農藝性狀的綜合表現，如出苗率、宿根性、單莖重、蔗莖產量、蔗糖分等，因此需選用一種成熟、科學合理的分析方法對甘蔗多個農藝性狀進行綜合評價。DTOPSIS法是一種接近理想解的多決策目標分析法，因其編程簡單、可操作性強、分析結果簡明，近年來已廣泛應用于玉米（衛勇強等，2009）、水稻（胡其明等，2013）、小麥（董超等，2013）、大豆（陳學川等，2013）、棉花（馬輝等，2015）等作物綜合農藝性狀評價。在甘蔗評價方面，周清明等（2012）、經艷芬等（2012）、俞華先等（2013，2015）分別對國家第六輪、第七輪、第八輪和第九輪區試甘蔗新品系在云南瑞麗點的表現進行DTOPSIS評價，篩選出綜合農藝性狀優于對照ROC22的柳城03-1137、福農1110和粵甘26等甘蔗新品種并進行示范推廣。覃耀冠等（2014）也采用DTOPSIS法對新品種區試廣西柳州點7個甘蔗新品種的綜合性狀進行評價，結果表明，桂輻98/296、桂糖04/120和玉林1號適宜在柳州地區及與其氣候相似的蔗區推廣應用。【本研究切入點】利用DTOPSIS法評價甘蔗新品種的方法已較成熟，且篩選結果與大田實際表現相符，因此適宜采用此方法進行國家甘蔗體系新品種在桂北地區農藝性狀表現的綜合評價。【擬解決的關鍵問題】采用DTOPSIS法對國家甘蔗產業體系第四輪集成示范桂林點9個新品種的性狀表現進行綜合評價，為桂北地區甘蔗新品種的示范推廣提供科學依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試甘蔗品種共9個，分別為桂糖31、桂糖32、福農1110、福農0335、云蔗99-596、云蔗05-49、粵甘39、粵甘42和柳城03-1137，均為國家甘蔗產業技術體系第四輪集成示范品種，對照為當地主栽品種ROC22。

1. 2 試驗方法

試驗在桂林市農業科學院核心基地進行，試驗地土地平坦，規整，水利便利，前茬為甘蔗。2012年引進品種擴繁，2013年3月進行第1年新植品比試驗，2014年留宿根蔗繼續觀察，2014年3月進行第2年新植蔗品比試驗。隨機區組排列，3次重復，行距1.2 m，行長8.0 m，4行區，下種量為202芽/區（105000芽/ha），四周設保護行。

1. 3 調查項目及方法

農藝性狀：新植蔗下種和宿根蔗開壟松蔸至分蘗結束，每15 d調查小區的總苗數，并計算出苗率、宿根發蔸率和分蘗率。收獲前調查株高、莖徑、小區有效莖數和蔗莖產量。

品質性狀：11月中旬～翌年1月每月定期調查田間錘度，并參照楊麗華等（2014）的方法換算蔗糖分。

病蟲害調查：在甘蔗全生育期調查病蟲害發生率和危害情況。

1. 4 數據處理及統計分析

數據處理軟件為Excel 2003。以出苗率、發蔸率、分蘗率、株高、莖徑、單莖重、有效莖數、蔗莖產量、蔗糖產量、蔗糖分、枯心苗率、黑穗病發病率、花葉病發病率和梢腐病發病率等14個性狀值兩年新植和一年宿根的平均值作為評價指標，采用DTOPSIS法進行綜合評價（俞華先等，2013，2015）。

1. 4. 1 原始數據無量綱化處理 由于各性狀單位不同不便進行比較，需對各性狀原始數據進行無量綱化處理。根據高產、高糖、高抗、強宿根性的目標要求，將出苗率、發蔸率、分蘗率、單莖重、有效莖數、蔗莖產量和蔗糖產量按正向指標進行無量綱化處理，發病率等按負向指標進行無量綱化處理，株高和莖徑按中性指標進行無量綱化處理，數據無量綱化處理公式如下：

正向指標按Zij={Yij /Yimax}，Yimax=Max（Yij）

中性指標按Zij={Yj 0 /[Yj0+abs（Yj 0-Yij）]}

負向指標按Zij={Yimin /Yij}，Yimin=Min（Yij）

式中，i為甘蔗新品種編號，j表示甘蔗性狀指標（i=1，2，3……10；j=1，2，3……14），Yij表示第i個甘蔗品種性狀值為j，Yj 0表示甘蔗新品種第j個性狀值，abs表示絕對值。

1. 4. 2 根據權重計算決策矩陣 根據前人研究結果（李奇偉和鄧海華，2011；經艷芬等，2012；俞華先等，2013）賦予甘蔗新品種各農藝性狀權重Wj，根據公式Rij=Wi×Zij（i=1，2，3……12，j=1，2，3……14）得出決策矩陣；其中Rij代表第i個甘蔗品種的第j個性狀值，Zij代表第i個甘蔗品種第j個性狀值。得出決策矩陣后，根據正理想解公式Xij-=Max（ij）、負理想解公式Xij-=Min（ij）得出各甘蔗品種性狀值的正、負理想解數列。其中枯心苗率、黑穗病率、花葉病率和梢腐病率按負理想解公式計算，其余按正理想解公式計算。

1. 4. 3 計算甘蔗新品種對理想解的接近度 根據距離測度公式和歐幾里德范數計算各品種與理想解的距離，其中Xj+、Xj-、Rij代表正理想解、負理想解和決策矩陣。

按公式Ci=St-+St-，Ci∈（0，1）得出每個甘蔗品種與理想解的相對接近度，根據DTOPSIS法分析理論按照Ci大小對甘蔗新品種進行排序，Ci越大代表甘蔗品種綜合農藝性狀越優。

2 結果與分析

2. 1 不同甘蔗品種各性狀表現

由表1可知，各甘蔗品種出苗率為51.4%～69.1%，高于CK的品種僅有福農1110；宿根發蔸率為97.8%～

158.6%，優于CK的品種依次為粵甘39、云蔗05-49、粵甘42、福農1110、桂糖32和柳城03-1137；9個參試品種分蘗率為75.0%～182.8%，均高于CK；有效莖數為48469.2～81552.2條/ha，高于CK的品種依次為云蔗05-49、桂糖32、粵甘39、福農1110和柳城03-1137；蔗莖產量為51.1～107.2 t/ha，高于CK的品種依次為福農1110、柳城03-1137、桂糖32、粵甘39和云蔗05-49；蔗糖產量為7.5～15.6 t/ha，高于CK的品種依次為柳城03-1137、福農1110、桂糖32、粵甘39、云蔗05-49和粵甘42，與對照蔗糖產量相當的品種為桂糖31；平均蔗糖分為12.8%～16.6%，高于CK的品種依次為柳城03-1137、福農0335、桂糖32、粵甘39、粵甘42、云蔗05-49、福農1110和桂糖31。在病害發生方面，CK僅有黑穗病發生；9個參試品種零星發生枯心病和花葉病，黑穗病和梢腐病發病率分別為0～5.0%和0～3.1%。

2. 2 原始數據無量綱化處理

根據高產、高糖、高抗、強宿根性目標要求，將出苗率、發蔸率、分蘗率、單莖重、有效莖數、蔗莖產量和蔗糖產量按正向指標進行無量綱化處理，發病率等按負向指標進行無量綱化處理，株高、莖徑按中性指標進行無量綱化處理（表2）。

2. 3 甘蔗新品種決策矩陣

根據DTOPSIS法決策矩陣計算公式得出決策矩陣（表3），根據正理想解和負理想解公式計算得出Xij+={0.05， 0.10， 0.05， 0.05， 0.05， 0.05， 0.05， 0.10， 0.20， 0.10， 0.05， 0.05， 0.05， 0.05}，Xij-={0.04， 0.06， 0.02， 0.02， 0.04， 0.03， 0.03， 0.05， 0.10， 0.08， 0.03， 0.03， 0.03， 0.03}。

2. 4 甘蔗新品種對理想解的接近度

由表4可知，甘蔗新品種福農1110、柳城03-1137、粵甘39、桂糖32、云蔗05-49、粵甘42和桂糖31與理想解的Ci高于對照ROC22，說明上述7個品種的綜合農藝性狀優于對照ROC22，在桂北地區有進一步示范推廣的價值。

3 討論

目前，DTOPSIS法已廣泛用于甘蔗品比試驗結果分析與新品種評價，通過數據無量綱化處理，建立理想模型，設置各性狀權重進行綜合統計分析，彌補了單用蔗莖產量和蔗糖產量進行評價的不足，其評價結果客觀、科學合理，能定量、全面客觀地考慮多個性狀對品種優劣的影響（趙培方等，2008；昝逢剛等，2011）。本研究在前人研究的基礎上，利用DTOPSIS法對國家第四輪甘蔗新品種進行綜合評價，評價結果客觀合理。

本研究結果表明，9個參試品種中，福農1110和柳城03-1137排名前兩位，與國家甘蔗區試在瑞麗點的品比結果一致；其中在國家第八輪區試瑞麗點甘蔗新品系評價中，柳城03-1137排名第一，國家第九輪區試瑞麗點甘蔗新品系法評價中，福農1110排名第一，也證明了福農1110和柳城03-1137在桂北地區和瑞麗點的適應性強，可進一步推廣應用。

桂北地區地理位置和氣候條件特殊，春季常出現陰雨霜凍天氣，受到冷害影響后甘蔗和蔗糖產量均會受到損失，使蔗農、制糖企業和糖業發展受到影響（楊榮仲等，2011）。因此，今后應將抗寒性指標加入到品比試驗中，繼續篩選高產、高糖、強宿根、抗病蟲害且抗寒的新品種進行示范推廣。

4 結論

本研究利用DTOPSIS法對國家甘蔗產業技術體系第四輪集成示范品種在桂林點的表現進行分析評價，結果表明，福農1110、柳城03-1137、粵甘39、桂糖32、云蔗05-49、粵甘42和桂糖31等品種在桂北地區的綜合農藝性狀表現優于對照ROC22，排名先后與品種蔗莖產量和產糖量高度一致，可在桂北地區進一步示范推廣。

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（責任編輯 王 暉）