不同花生品種農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)和品質(zhì)性狀TOPSIS方法評(píng)價(jià)

寧東賢，閆翠萍，趙玉坤，楊秀麗，楊麗萍，李 楠，王 鎮(zhèn)

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，山西臨汾041000）

花生作為我國重要的經(jīng)濟(jì)和油料作物，在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中具有較大優(yōu)勢(shì)[1-5]。良種良法的配套推廣是花生產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)農(nóng)民增收和農(nóng)村發(fā)展的一條重要途徑[6-8]。花生品種的產(chǎn)量與品質(zhì)涉及到多個(gè)數(shù)量性狀，受遺傳基因和栽培環(huán)境的雙重制約[9-13]。如何借助合適的生物統(tǒng)計(jì)方法，科學(xué)而準(zhǔn)確地篩選、評(píng)價(jià)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)花生新品種及其對(duì)不同栽培環(huán)境的適應(yīng)能力，是花生研究的熱點(diǎn)之一[14-17]。TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution）方法是多目標(biāo)決策分析中的常用方法，依據(jù)多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與理想化目標(biāo)的接近程度進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)價(jià)，在系統(tǒng)工程、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)等行業(yè)應(yīng)用較多[18-22]，在花生品種評(píng)價(jià)上應(yīng)用較少。

本研究通過TOPSIS方法綜合分析、評(píng)價(jià)山西南部復(fù)播花生區(qū)12個(gè)花生品種（系）不同農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)及品質(zhì)性狀的優(yōu)劣表現(xiàn)規(guī)律，旨在為新品種選育和綜合比較提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試花生品種（系）共12個(gè)，分別為花育19、冀花13號(hào)、晉花3號(hào)、晉花6號(hào)、晉花8號(hào)、臨花9號(hào)、邢花7號(hào)、徐花14、豫航花1號(hào)、豫花25、豫花9327、中花4號(hào)，均由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所花生研究室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2017年6—11月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所韓村試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)長5 m，寬2.4 m，種6行，播種密度18萬穴/hm2，每品種3次重復(fù)，田間水肥及除草等參照當(dāng)?shù)刂懈弋a(chǎn)花生田管理進(jìn)行。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

參照花生區(qū)域試驗(yàn)記載標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查相關(guān)性狀。

1.3.1 農(nóng)藝性狀 共9個(gè)，即生育期（d）、主莖高（cm）、側(cè)枝長（cm）、總分枝數(shù)、結(jié)果分枝數(shù)、單株果數(shù)、抗旱性（由強(qiáng)到弱分為3級(jí)）、銹病（由無到易感分為5級(jí)）、葉斑病（由無到易感分為5級(jí)）。

1.3.2 經(jīng)濟(jì)性狀 共7個(gè)，即飽果率、出仁率、單株生產(chǎn)力（g）、百果質(zhì)量（g）、百仁質(zhì)量（g）、莢果產(chǎn)量（kg/hm2）、籽仁產(chǎn)量（kg/hm2）。

1.3.3 品質(zhì)性狀 共5個(gè)，即粗蛋白（%）、含油量（%）、油酸（%）、亞油酸（%）、油亞比。

1.4 數(shù)據(jù)分析

各性狀指標(biāo)參考文獻(xiàn)[23]的方法確定權(quán)重值，按累計(jì)貢獻(xiàn)率≥85%確定提取的主成分個(gè)數(shù)，同時(shí)將中優(yōu)性狀指標(biāo)（主莖高等）采用平均值倒數(shù)法正向化為高優(yōu)指標(biāo)，高優(yōu)、低優(yōu)性狀指標(biāo)不作處理。數(shù)據(jù)采用Excel 2010和SPSS 24.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同花生品種（系）農(nóng)藝性狀的TOPSIS分析

通過主成分分析方法求得各農(nóng)藝性狀權(quán)重值。由表 1可知，結(jié)果分枝（0.28）和主莖高（-0.21）2個(gè)性狀分別為農(nóng)藝性狀的最高和最低指標(biāo)。各性狀數(shù)據(jù)提取4個(gè)主成分的方差累計(jì)貢獻(xiàn)率已達(dá)87.43%，故確定主成分個(gè)數(shù)為4。TOPSIS分析結(jié)果表明，綜合農(nóng)藝性狀排名前5位的花生品種（系）分別為：冀花13號(hào)、豫花25、臨花9號(hào)、中花4號(hào)、豫航花1號(hào)。

表1 不同花生品種（系）農(nóng)藝性狀的主成分及TOPSIS分析

2.2 不同花生品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀的TOPSIS分析

在花生產(chǎn)量相關(guān)經(jīng)濟(jì)性狀中，百果質(zhì)量指標(biāo)權(quán)重值最高，為最低值（莢果產(chǎn)量）的5倍，各性狀指標(biāo)權(quán)重大小排序依次為：百果質(zhì)量＞單株生產(chǎn)力＞百仁質(zhì)量＞飽果率＞出仁率＝籽仁產(chǎn)量＞莢果產(chǎn)量。4個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到90.54%。與最優(yōu)向量距離（）較近的有：臨花9號(hào)、晉花6號(hào)、晉花3號(hào)、冀花13號(hào)；與最劣向量距離（）近的有：花育19、豫航花1號(hào)、豫花25、中花4號(hào)；與綜合向量距離（Ci）較大的品種有：臨花9號(hào)、晉花6號(hào)、冀花13號(hào)（表2）。

表2 不同花生品種（系）經(jīng)濟(jì)性狀的主成分及TOPSIS分析

2.3 不同花生品種（系）品質(zhì)性狀的TOPSIS分析

利用主成分分析提取的3個(gè)主成分和特征值、方差累計(jì)貢獻(xiàn)率，可確定各品質(zhì)性狀的權(quán)重值。其大小依次為：粗蛋白＞油酸＞油亞比＞含油量＞亞油酸。用TOPSIS方法單獨(dú)分析各品種的品質(zhì)性狀時(shí)，綜合Ci值較大的品種有：晉花6號(hào)、冀花13號(hào)、豫航花1號(hào)、中花4號(hào)、晉花8號(hào)，最高Ci值（晉花6號(hào)）為最低Ci值（臨花9號(hào)）的4.47倍（表3）。

表3 不同花生品種（系）品質(zhì)性狀的主成分及TOPSIS分析

2.4 不同花生品種（系）綜合性狀的TOPSIS分析

將花生農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)3類性狀都納入一個(gè)整體進(jìn)行TOPSIS分析，與每類性狀單獨(dú)的TOPSIS分析結(jié)果存在差異（表4）。按方差累計(jì)貢獻(xiàn)率≥85%確定6個(gè)主成分，按公式計(jì)算后可得各性狀的權(quán)重值。權(quán)重值較高的性狀為：側(cè)枝長、單株果數(shù)、總分枝數(shù)和百果質(zhì)量。12個(gè)品種綜合Ci值較大的前5位依次為：晉花6號(hào)＞冀花13號(hào)＞豫花9327＞晉花3號(hào)＞臨花9號(hào)，這與田間產(chǎn)量各品種表現(xiàn)（臨花9號(hào)＞豫花25＞晉花6號(hào)＞中花4號(hào)＞晉花3號(hào)）不一致，可能是由于統(tǒng)計(jì)方法的不同而使其存在差異。

表4 不同花生品種（系）綜合性狀的主成分及TOPSIS分析

3 結(jié)論

TOPSIS方法可為不同性狀指標(biāo)最優(yōu)化及目標(biāo)群體的綜合評(píng)價(jià)提供有效的解決方案，利用主成分分析方法確定各個(gè)性狀的權(quán)重值，能夠簡(jiǎn)化多性狀變量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可作為一種花生高產(chǎn)育種和品種（系）比較的輔助分析手段，提高工作效率和準(zhǔn)確率。在本研究中，單獨(dú)農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)、品質(zhì)3類性狀的TOPSIS分析結(jié)果與綜合全部性狀的結(jié)果存在差異。在品種推廣栽培中，應(yīng)根據(jù)育種目標(biāo)將相近性狀作TOPSIS分析，再結(jié)合全部性狀的分析結(jié)果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，以確定合適的推廣品種。如現(xiàn)階段晉南花生主產(chǎn)區(qū)對(duì)花生新品種的要求是優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)，可重點(diǎn)考慮品質(zhì)和多性狀的TOPSIS分析結(jié)果，結(jié)合各品種的田間實(shí)際產(chǎn)量表現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)性狀的TOPSIS結(jié)果，將冀花13號(hào)、晉花6號(hào)、臨花9號(hào)和晉花8號(hào)4個(gè)品種作為重點(diǎn)推薦品種予以推廣種植。