灰色關聯度多維綜合評估在結球甘藍品種評定中的應用

曹力強，張 旦

（定西市農業科學研究院，甘肅 定西 743000）

結球甘藍為甘藍的變種，俗稱包菜、蓮花白、洋白菜等，是甘肅省高原夏菜中的優勢品類，近年來甘肅省甘藍年種植面積6 667 hm2左右，全省各地均有分布[1]。目前市場對甘藍品種的需求可以概括為優質、多抗、豐產，隨著經濟水平的發展，消費者對蔬菜品質的要求發生了轉變，為了順應市場的需求，對甘藍品種的口感、質量、顏色、形狀及是否綠色健康都有新的要求[2]。傳統分析方法對甘藍品種的評價僅僅對產量等單個性狀進行方差分析、新復極差測驗及穩產性分析，而對抗病性、品質不能進行綜合分析。灰色關聯度多維綜合評估可同時考慮多個性狀對品種（系）進行綜合評價，其評價結果更為科學、客觀及合理。本文就應用品種灰色關聯度多維綜合評估方法對10個引進的早熟圓球型甘藍品種的9個主要性狀進行全面、客觀的綜合評價，目的是為甘藍品種的合理評判提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

參試品種共10個，品種名稱及來源具體見表1。

表1 參試品種名稱及其來源

1.2 試驗方法

試驗在定西市農業科學研究院試驗地進行。2019年4月21日于溫室內育苗，5月23日移栽于蔬菜展示園。試驗設10個處理，每個品種為1個處理，以常栽品種珍寶為對照，3次重復，隨機排列，小區面積38.4 m2（3.0 m×12.8 m）。覆蓋90 cm黑色地膜，地膜間距25 cm，株行距為28 cm，每小區種植458株。種植前667 m2施袋裝有機肥300 kg、黑金復合肥（N∶P2O5∶K2O比例為18∶18∶18）50 kg作底肥。分別在蓮坐期和結球期澆水，并隨水追施尿素各1次，667 m2用量為15 kg；整個生育期噴施殺菌劑、殺蟲劑各3次，以防病蟲害。

1.3 測定項目及方法

觀察記載各品種物候期，商品性狀成熟時測定小區產量，每小區隨機5點取樣，每點4株，共20株，測其單球質量、葉球縱徑和橫徑、中心柱長等主要生物性狀和經濟性狀。甘藍食用品質（如風味質地等）參照宋明等[3]的甘藍食用品質鑒評方法進行評分。

式中，m為單球質量，H為葉球縱徑，D為橫徑。

霜霉病調查時間及分級標準：在結球中后期調查，統計病株率及病情指數。病癥分級標準：0級，無病癥；1級，外部葉片上產生少量病斑；3級，外部葉片上產生多數病斑但不成片；5級，多數葉片上產生病斑，部分葉片病斑已連成片；7級，多數葉片上產生病斑，病斑連成片或干枯；9級，多數葉片或整株枯死，嚴重減產。

黑腐病調查時間及分級標準：在結球中后期調查，統計病株率及病情指數。病癥分級：0級，葉片無任何癥狀；1級，接種葉片水孔處有黑色枯死斑點，無擴展；3級，葉片病斑從水孔向外擴展，占葉面積5%以下；5級，葉片病斑從水孔向外擴展，占葉面積5%～25%；7級，葉片病斑從水孔向外擴展，占葉面積26%～50%；9級，葉片病斑從水孔向外擴展，占葉面積50%以上。

霜霉病與黑腐病病情指數計算公式：

對部分觀測數據采用Excel 2010軟件和SPSS 19.0軟件進行方差分析與差異顯著性檢驗。

1.4 參考品種構建與原始數據無量綱化

參考品種是理想品種，是參試材料賴以比較的基礎，以參試品種最優生物指標及經濟指標為理想品種的指標（具體取值見表2）。對不同性狀指標數據按不同公式進行無量綱化：（1）結球緊實度、品質、667 m2商品產量3個性狀指標賦值越大表現越好，因此采用上限效果測度，計算公式為Xiu（k）＝Xi（k）/Ximax；（2）生育期、霜霉病和黑腐病病情指數、中心柱長各性狀指標賦值越小表現越好，因此采用下限效果測度，計算公式為Xiu（k）＝Xio/（Xio＋|Xio－X（k）|）；（3）球心指數、單球質量適中性狀，采用適中效果測度，若適中性狀是1個值Xio時，計算公式為Xio（k）＝Xio/（Xio＋|Xio－X（k）|），若適中值是區間值E1～E2（E1＜E2），則計算公式為：Xio（k）＝1（當E1≤Xi（k）≤E2），Xio（k）＝Xi（k）/E1（當Xi（k）＜E1），Xio（k）＝E2/Xi（k）（當Xi（k）＞E2）。式中Xi（k）表示第i個性狀第k點原始數據，Ximax表示第i個性狀最大值，Xiu（k）、Xio（k）分別表示第i個性狀第k點上限效果測度及適中效果測度無量綱化值。

表2 10個早熟圓球形結球甘藍的生物指標及經濟指標

1.5 參試品種關聯系數、加權關聯度估算

參照郭瑞林[4]的作物灰色育種方法，視所有參試材料為一個灰色系統，每1個參試材料為灰色系統中的1個因素，以參考品種為參考序列，記為{X0（k）}，其他各參試材料為比較序列，記為{Xi（k）}；依據公式εi（k）＝|X0（k）－Xi（k）|）計算出參考序列與比較序列的差序列并求出最大、最小級差；令分辨序數ρ＝0.5，按照公式εoi（k）＝ρΔmax/（Δoi（k）＋ρΔmax）計算比較品種與參考品種的關聯系數，εoi（k）為關聯系數，Δmax為比較品種與參考品種間最大無量綱化數差，Δoi（k）為比較品種與參考品種間無量綱化數差；本文以667 m2商品產量為參考數列，其他性狀為比較數列，根據表4分別計算各性狀與產量的絕對差值可知Δmin＝0.000 2，Δmax＝0.450 7，ρ＝0.5，將相應的絕對差值代入εi（k）＝（Δmin+ρΔmax）/（Δoi（k）+ρΔmax）可得到產量與其他性狀的關聯系數εi（k），然后計算產量與各性狀的灰色關聯度R（k），對關聯度進行統一規劃處理，即得到各性狀的權重。按照公式r＝εi（1·W（1）＋εi（2）·W（2）＋ ……＋εi（k）·W（k）計算各參試品種綜合評估關聯度r（加權關聯度），對參試品種優劣進行評價與排序。

2 結果與分析

2.1 甘藍新品種性狀指標分析及理想品種的構建

10個參試品種的生物指標及經濟指標數據見表2，以參試品種最優生物指標及經濟指標為理想品種的指標構建理想品種，其中，生育期以凱麗的71 d為標準，霜霉病、黑腐病病情指數分別以中甘591的0.28、0.18為標準，結球緊實度以中甘591的0.77為標準，中心柱長以滿月甘藍的5.6 cm為標準，品質以中甘591等品種的5分為標準，商品產量以先甘520的667 m2產量（7 832.47 kg）為標準，球心指數以葉球縱徑和葉球橫徑相等為標準，單球質量以當地甘藍市場收購要求1.00～1.50 kg為標準。對表2數據進行無量綱化處理，結果見表3。

表3 各性狀指標的無量綱化處理值

2.2 甘藍新品種灰色關聯度多維綜合評估

通過計算，得出參試品種各性狀指標與理想品種的加權關聯度，見表4。灰色系統理論認為，關聯度越大的品種與參考品種越靠近。由灰色關聯度多維綜合評估結果（表4）可以看出，中甘591加權關聯度最大，為0.872 4；WG-1803次之，為0.794 4；凱麗第3，為0.772 3；珍寶最小，為0.572 7。中甘591、WG-1803、凱麗3個新品種綜合性狀表現優良，生育期、重要病情、球心指數、結球緊實度、中心柱長、單球質量、品質、商品產量等生物及經濟性狀得到較好兼顧，其田間表現優良。

表4 10個早熟圓球形結球甘藍與參考品種的關聯系數及加權關聯度

2.3 產量與各性狀的關聯性

10個早熟圓形結球甘藍各性狀與產量的關聯度見表5。從表5可見，與產量關聯度最大的性狀指標為球心指數，其后依次為生育期、單球質量、中心柱長、結球緊實度。與產量關聯度較小的指標為病情指數。

表5 10個早熟圓球形結球甘藍各性狀與產量的關聯系數、關聯度及權重

3 結論與討論

試驗結果表明：應用灰色關聯度多維綜合評估分析方法對10個甘藍品種的生育期、病情指數、球心指數、結球緊實度、中心柱長、單球質量、品質、商品產量等生物及經濟性狀進行分析，根據以上方法計算的理想品種加權關聯度為1.000 0，中甘591加權關聯度最大，為0.872 4；WG-1803次之，為0.794 4；凱麗第3，為0.772 3；珍寶最小，為0.572 7。根據灰色關聯度多維綜合評估分析方法，關聯度最靠近參考品種的綜合性狀最優；因此，中甘591、WG-1803、凱麗3個品種在豐產性、抗病性、品質等綜合性狀表現好，應加強跟蹤試驗與觀察，并進行示范推廣。

隨著人們生活水平的提高，優質、高抗、商品性好是市場對新品種的要求。傳統對品種的評價僅僅對產量單個性狀進行分析，同時，參考抗病性及品質等其他性狀指標，已不能適應市場對甘藍新品種的要求。品種灰色關聯度多維綜合評估分析方法不僅考慮產量性狀，同時還能綜合品種多個性狀指標，全面綜合分析和評定，對甘藍品種的評價更加客觀全面和合理，更接近市場對甘藍品種的要求，本試驗證明與產量關聯度最大的性狀指標為球心指數，然后依次為生育期、單球質量、中心柱長、結球緊實度，病情指數與產量關聯度最小；應用灰色關聯度多維綜合評估分析方法對甘藍品種進行評價是完全可行的。

本研究是對灰色關聯度多維綜合評估在結球甘藍品種評定中應用的嘗試。在性狀指標的確定、參考品種的構建、權重系數的確定方面有待進一步研究。如在性狀指標的確定中，對葉球顏色、幫葉比等性狀指標沒有納入分析，一定程度上影響分析的準確度；在構建參考品種、確定各性狀的權重系數中，只有在試驗中結合市場需求不斷進行調整，才能準確、合理地評價甘藍新品種，為新品種的選育及應用提供可行的依據。