國家第九輪甘蔗區試百色試點品種數據的DTOPSIS法綜合評價

吳蘭芳+王葫青+黃文武+李文教

摘 要 采用DTOPSIS法對國家第九輪區試的12個甘蔗新品種在廣西百色點的13個工、農藝性狀進行綜合評價。結果表明：‘柳城05-136綜合表現優于雙對照，‘閩糖01-77、‘德蔗03-83、‘粵甘40號、‘福農0335、‘福農1110優于‘ROC16，次于‘ROC22；‘粵甘42號、‘云蔗06-80、‘云蔗05-49、‘云瑞06-189綜合表現均次于兩對照。結合參試品種在百色試點的性狀表現，‘柳城05-136、‘閩糖01-77、‘福農1110和‘粵甘40等4個品種綜合性狀表現較好，適宜在百色地區推廣應用。

關鍵詞 甘蔗品種 ；DTOPSIS法 ；綜合評價

中圖分類號 S566.1 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.06.013

DTOPSIS-based Evaluation of Sugarcane Data in the Baise Site

of the Ninth National Sugarcane Varieties Trial

WU Lanfang WANG Huqing HUANG Wenwu LI Wenjiao

（Baise Branch of Guangxi Academy of Agricultural Sciences / Baise Agricultural Scientific Research Institute/Baise Experiment Stations of China Agricultural Research System for Sugarcane， Baise 533600）

Abstract Thirteen parameters of quality and agronomic traits of twelve sugarcane varieties in the ninth National Regional Trial conducted in Baise， Guangxi Province were analyzed by using DTOPSIS. The results showed that sugarcane variety ‘Liucheng05-136 had a better integrated performance than both two controls. Varieties‘Mintang01-77， ‘Dezhe03-83， ‘Yuegan40， ‘Funong0335 and ‘Funong1110 were better than ‘ROC16 in integrated performance， but poorer than‘ROC22. However， the varieties ‘Yuegan42， ‘Yunzhe06-80， ‘Yunzhe05-49 and ‘Yuerui06-189 had a poorer integrated performance than both the two controls. Taking the field performance of these varieties into consideration， varieties ‘Liucheng05-136， ‘Mintang01-77， ‘Funong1110 and ‘Yuegan40 had better integrated performance and were suitable for planting in Baise area.

Keywords Sugarcane variety ； DTOPSIS ； integrative evaluation

選育高產、高糖、抗病性強的甘蔗優良品種是當前育種工作的當務之急。甘蔗區域試驗是鑒定品種豐產性、抗病性和適應性的重要手段，是品種鑒定推廣、良種區域布局的重要依據，也是育種品種迅速轉化為主推或主栽品種的中心環節[1-2]。DTOPSIS法是姚興濤提出的一種多目標決策方法，該方法原理簡單，操作容易，能同時對多個性狀進行評價。目前，DTOPSIS法已經在甘蔗[3-5]、水稻[6]、玉米[7]、大豆[8]、油菜[9]等作物新品種的綜合評價上得到廣泛應用。

本文擬采用DTOPSIS法，對參加國家第九輪區試的12個甘蔗新品種，根據2012～2013年在廣西百色點2年新植1年宿根的試驗結果進行13個工農藝性狀的綜合分析，目的是評價這些品種在廣西百色點的性狀表現，為這些品種的進一步試驗及推廣應用提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗田位于廣西百色國家農業科技園區核心示范基地，東經 106°98′，北緯 23°68′，海拔 82.5 m。地塊土壤屬潴育性沙質壤土，肥力中上。試驗地地勢平坦，陽光充足、排灌方便。前作為甘蔗。

參加國家第九輪區域試驗的品種有‘閩糖01-77、‘德蔗03-83、‘云蔗05-49、‘云蔗06-80、‘云瑞06-189、‘福農1110、‘福農0335、‘粵甘40號、‘粵甘42號、‘柳城05-136、‘ROC22和‘ROC16等12個；其中‘ROC22為對照1（CK1），‘ROC16為對照2（CK2）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗采用隨機區組排列，設3次重復。2012年新植小區長10.4 m，寬3.2 m，面積33.3 m2，每小區種植4行，寬窄行種植，寬行1.2 m，窄行0.4 m，下種量10.5萬芽/hm2；2013年新植小區長6.9 m，寬4.83 m，面積33.3 m2，每小區種植4行，行距1.2 m，下種量10.8萬芽/hm2；設雙對照，CK1為‘ROC22，CK2為‘ROC16。四周鄰近小區種植3行以上的保護行。2012年新植基肥施有機肥（有機質含量≥25%）1 500 kg/hm2、吏丹利復合肥（N∶P2O5∶K=15∶15∶15）450 kg/hm2和云南普鈣（P2O5=16%）50 kg/hm2，大培土時增施尿素450 kg/hm2；2013年新植和宿根蔗基肥施新方向甘蔗緩釋肥（N∶P2O5∶KO2=26∶10∶15）1 500 kg/hm2。大培土時追施司爾特復合肥（N∶P2O5∶KO2=15∶15∶17）450 kg/hm2。

1.2.2 項目測定

試驗調查項目包括試驗期間的田間調查（出苗率、宿根發株率、分蘗率等）、病蟲害發生情況調查（螟蟲為害枯心率、黑穗病發病率、梢腐病發病率等）、12 月中旬的產量性狀調查（有效莖數、株高、莖徑、單莖重、蔗產量）、每年 11 月中旬開始至翌年 3 月中旬，每月定期對所有參試品種取樣進行室內品質性狀調查（錘度、蔗糖分、糖產量）[6]。

1.2.3 數據分析與處理

采用姚興濤提出的DTOPSIS綜合評價法[10-13]，以出苗率（%）、宿根發株率（%）、分蘗率（%）、株高（cm）、莖徑（cm）、有效莖數（條/hm2）、單莖重（㎏/條）、蔗莖產量（t/hm2）、蔗糖分（%）、蔗糖產量（t/hm2）、枯心苗率（%）、黑穗病率（%）、梢腐病率（%）等13個工農藝性狀2年新植1年宿根的平均值作為綜合評價指標（表1）。

1.2.3.1 數據無量綱化處理

由于各性狀單位不同，不便比較，在分析前，要先對各性狀數據進行無量綱化處理。根據育種目標，將選育過程中數值越大越好的性狀出苗率、宿根發株率、分蘗率、株高、莖徑、有效莖數、蔗莖產量、蔗糖分、蔗糖產量等9個作為正向指標，數值越小越好的性狀枯心苗率、黑穗病率、梢腐病率4個作為負向指標。具體處理公式如下：

正向指標：Zij=Yij/Yimax，其中Yimax=max（Yij），max 代表最大值；

中性指標：Zij=Yj0/[Yj0+abs（Yj0-Yij）]，其中，Yj0代表第j個性狀目標值，abs代表絕對值；

負向指標：Zij=Yimin/Yij，其中，Yimin=min（Yij），min代表最小值；

公式中，i代表甘蔗新品種編號i=1，2，3，……13（下同），j代表性狀指標i=1，2，3，……13（下同），Yij代表第i個品種的第j個性狀。Zij表示 Z中第i個品種第j個性狀的觀察測量值進行無量綱化處理后的對應值。結果詳見表2。

1.2.3.2 各性狀指標權重

根據甘蔗育種目標，將參試品種各性狀按表1中順序賦予相應的權重Wj={0.050 0，0.040 0，0.040 0，0.050 0，0.050 0，0.050 0，0.050 0，0.180 0，0.150 0，0.200 0， 0.050 0，0.050 0，0.040 0}，Wj∈（0，1）其中，各權重值的總和為 1，即■Wj=1。

1.2.3.3 求取決策矩陣

計算對應的決策矩陣Rij（表3），Rij=Wj×Zij式中，Rij為R中第i個品系第j個性狀的相應值。

1.2.3.4 計算理想解數列

正理想解數列X+j=max（Rij），負理想解數列X-j=min（Rij）

1.2.3.5 DTOPSIS 法分析

根據正理想解（X+j）、負理想解（X-j）和決策矩陣（Rij），采用歐幾里德范數作為距離的測度，計算出各品種與正理想解的距離（S+i）和負理想解的距離（S-i），計算公式為：

式中：X+i=X+1，X+2， …，X+13； X-i=X-1，X-2， …，X-13。

按公式Ci=S+i/（S+i+S-i），Ci∈（1，0）計算每個參試品種與理想解的相對接近程度Ci。根據 DTOPSIS 法分析原理，Ci越大，則綜合性狀越好，反之則越差（表4）。

2 結果與分析

2.1 主要農藝性狀

從表1可以看出，出苗率居前3位的是‘福農1110、‘云蔗05-49和‘福農0335，分別達71.86%、66.0%和63.81%；分蘗率在59.1%～140.89%，除‘福農1110和‘云蔗05-49比對照‘ROC22略低外，分蘗率均比對照‘ROC22高。宿根發株率僅‘云蔗06-80比對照‘ROC22略高，其余品種均比對照‘ROC22低，但都高于‘ROC16；‘云蔗05-49、‘柳城05-136及‘德蔗03-83三個品種株高較高，均接近兩對照；‘德蔗03-83、‘云蔗05-49和‘柳城05-136和‘云瑞06-189等4個品種莖粗較‘ROC22略大，分別達2.72、2.68、2.64和2.67 cm；‘福農0335、‘閩糖01-77、‘粵甘40號和‘德蔗03-83、‘福農1110、‘柳城05-136等6個品種有效莖數高于或接近對照‘ROC22和‘ROC16；單莖較重的依次是‘云蔗05-49、‘德蔗03-83和‘柳城05-136，分別達1.919、1.898和1.840 kg/條，較對照‘ROC22略大或接近。

2.2 主要經濟指標

從表1可以看出，只有‘德蔗03-83的蔗莖產量高于對照‘ROC22（CK1），‘德蔗03-83、‘柳城05-136、‘福農1110、‘閩糖01-77和‘福農0335等5個參試品種蔗莖產量高于對照‘ROC16（CK2）。其中，蔗莖產量最高的是‘德蔗03-83，平均產蔗量為141.712 t/hm2，較對照‘ROC22（CK1）和‘ROC16 （CK2）分別增產8.60%和19.32%。除‘德蔗03-83、‘云蔗05-49、‘粵甘42號和‘粵甘40號等4個品種的平均蔗糖分比對照‘ROC22（CK1）低外，其余6個品種的蔗糖分均比對照‘ROC22（CK1）高；平均蔗糖分最高的品種是‘柳城05-136，為15.39%，較對照‘ROC22（CK1）和‘ROC16（CK2）分別高0.61和1.05個百分點。參試品種中，除‘柳城05-136的平均公頃產糖量高于對照‘ROC22（CK1），其余品種的產糖量都低于對照‘ROC22（CK1），‘柳城05-136平均產糖量為19.91 t/hm2較對照‘ROC22（CK1）增產3.34%；較對照‘ROC16（CK2）增產17.04%。

2.3 抗病性

在田間自然條件下參試品種的枯心率在1.12%～4.94%，其中‘云蔗05-49、‘福農0335、‘福農1110的枯心率稍高，分別達4.94%、3.92%和3.76%；梢腐病發生率在0.84%～7.73%，以‘云蔗05-49、‘德蔗03-83、‘福農0335表現略高；此外，各品種均出現不同程度的黑穗病，發病率在0.03%～0.28%，但均低于兩對照‘ROC22（0.32%）和‘ROC16（0.31%）。

2.4 綜合評價

根據DTOPSIS法分析原理，Ci值越大，綜合性狀越好[10-13]。由表4可以看出，各品種Ci值從高到低排序依次為‘柳城05-136、‘ROC20、‘閩糖01-77、‘德蔗03-83、‘粵甘40號、‘福農0335、‘福農1110、‘ROC16、‘粵甘42號、‘云蔗06-80、‘云瑞06-189；Ci值大于2個對照的品種有‘柳城05-136，說明其綜合性狀優于雙對照；‘閩糖01-77、‘德蔗03-83、‘粵甘40號、‘福農0335、‘福農1110等5個品種的Ci值大于對照‘ROC16而小于‘ROC22，說明這5個品種的綜合性優于對照‘ROC16，但次于‘ROC22；‘粵甘42號、‘云蔗06-80、‘云蔗05-49和‘云瑞06-189等4個品種的Ci均小于2個對照，說明其綜合性相對比雙對照差，可做進一步試驗觀察或給予淘汰。

3 討論

3.1 DTOPSIS法主要解決多目標間的不可公度性和目標間的矛盾性，可以將作物多個性狀數據無量綱化后進行綜合評價，評價結果更加科學、合理，能全面客觀考慮多個性狀對品種優劣的影響[13]。本研究中國家第九輪區試12個品種13個工農藝性狀的DTOPSIS法綜合分析，不僅彌補了僅從產量和含糖量進行評價的不足，獲得的評價結果也更為客觀，比如，本文中‘柳城05-136雖然蔗莖產量第三，但其分蘗率、蔗糖分、產糖量均排第一，枯心苗率最少，所以綜合性狀排名第一。類似地，在姚麗等[5]用DTOPSIS法對云蔗05型甘蔗品系的綜合評價表明，‘云蔗05-39雖然含糖量排第七，但是其蔗莖產量較高，蔗糖分較高，出汁率較高，重力錘度高及田間不發生黑穗病，故其綜合評價較好，排名第四。

3.2 DTOPSIS法評價作物新品種的核心在于各性狀權重系數的賦值[5，10]。本研究根據高產、高糖的育種目標，對株高、莖徑、單莖重、公頃有效莖、蔗莖產量等產量性狀賦予權重占總權重38%，對蔗糖分、蔗糖產量等糖分性狀賦予權重占35%，抗蟲性和抗病性占總權重14%，其他性狀占13%。按以上權重系數篩選出來的品種，較符合蔗農和糖企的要求。

3.3 ‘柳城05-136Ci排第一，綜合性狀優于雙對照，其綜合性狀表現最好。‘德蔗03-83蔗莖產量和含糖量都高于‘閩糖01-77，但其抗病蟲害性狀均比‘閩糖01-77差，故其綜合性狀次于‘閩糖01-77。‘粵甘40號蔗莖產量和蔗糖產量均次于雙對照，但其宿根發株率、分蘗率、有效徑、單莖重等性狀表現均高于‘ROC16，黑穗病率發病率、螟害枯心率較低，故其綜合性狀優于‘ROC16，排名第五。

4 結論

通過DTOPSIS 法對甘蔗各品種性狀進行綜合評價，結合各品種在田間的性狀表現，‘柳城05-136、‘閩糖01-77、‘福農1110和‘粵甘40等4個品種綜合性狀表現較好，適宜在百色地區大面積推廣應用。‘德蔗03-83、‘云蔗05-49雖然在百色試點產量高，但存在糖分較低、抗倒性差等缺陷，可能較難推廣，建議作為育種資源加以保護。其他品種在本試點表現較差，難以在百色地區推廣。

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