基于DTOPSIS法的廣西崇左市引進甘蔗新品種（系）綜合評價及優良品（系）篩選

郭強 馬文清 秦昌鮮 施澤升 彭崇 閉德金 何洪良 梁永檢 唐利球

摘要：【目的】對廣西崇左市引進甘蔗新品種（系）的農藝性狀、經濟性狀和抗逆性進行綜合評價，篩選出優良品種（系），以期優化崇左蔗區甘蔗品種結構，為崇左蔗區甘蔗新品種示范推廣及生產提供理論參考。【方法】對廣西崇左市引進的10個甘蔗新品種（系）進行一年新植兩年宿根品種比較試驗，調查主要農藝性狀、經濟性狀和抗病蟲害性狀等12個指標，對各性狀指標進行方差分析，并利用DTOPSIS法對其進行綜合性評價，篩選出適合崇左蔗區推廣種植的優良新品種（系）。【結果】10個參試品種（系）中，桂糖08-1375和桂糖08-259的黑穗病率分別達13.65%和9.21%，顯著高于新臺糖22號（對照品種）（P<0.05，下同），其他品種（系）黑穗病率均低于新臺糖22號，其中桂糖08-591黑穗病率為0。蔗莖產量最低的是桂糖09-2005，僅為71323.11 kg/ha，其他品種（系）蔗莖產量均高于新臺糖22號;蔗糖分最低的是桂糖08-1375，僅為13.36%，其他品種（系）蔗糖分均比新臺糖22號高;產糖量最低的是桂糖09-2005，僅為10565.49 kg/ha，其他品種（系）產糖量均比新臺糖22號高。8個參與DTOPSIS法綜合評價的品種（系）Ci從大到小排序為：桂糖09-563>桂糖08-591>SP80-3280>桂糖09-3990>桂糖08-1045>桂糖09-2005>桂南亞08-212>新臺糖22號。【結論】桂糖08-1375和桂糖08-259不適合在崇左蔗區推廣種植;桂糖09-2005和桂南亞08-212需繼續跟蹤調查;桂糖09-563、桂糖08-591、SP80-3280、桂糖09-3990和桂糖08-1045等5個品種（系）適合在崇左蔗區大面積推廣種植。

關鍵詞： 甘蔗;新品種（系）;DTOPSIS法;綜合評價;廣西崇左市

中圖分類號： S566.102.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）02-0341-07

Abstract：【Objective】A comprehensive evaluation of the agronomic traits，economic traits and resistance of new su-garcane varieties（lines） introduced in Chongzuo，Guangxi was conducted to screen out excellent varieties with a view to optimizing the structure of sugarcane varieties in Chongzuo sugarcane area and providing theoretical references for the demon-stration and promotion of new sugarcane varieties and production in Chongzuo sugarcane area. 【Method】Twelve agronomic traits of ten new sugarcane varieties（lines） were evaluated comprehensively by variance analysis and DTOPSIS method，with ROC22 as control and the agronomic traits and economic traits and resistance inone-year plant and two-year ratoon crops were researched，screening out excellent new varieties（lines） suitable for promotion and cultivation in the su garcane area of Chongzuo. 【Result】The results showed that among the ten tested varieties（lines）， the smut rate of Guitang 08-1375 and Guitang 08-259 reached 13.65% and 9.21% and were significantly higher thancontrol variety ROC22（P<0.05，same below），the smut rates of other varieties（lines） were lower than ROC22，among which the smut rate of Guitang 08-591 was 0. The lowest cane yield was Guitang 09-2005，only reached 71323.11 kg/ha，the cane yield of other varieties（lines） were higher than ROC22. The lowest sucrose was Guitang 08-1375，only reached 13.36%，the sucrose of other varieties（lines） were higher than ROC22. The lowest sugar yield was Guitang 09-2005，only reached 10565.49 kg/ha，the sugar yields of other varieties（lines） were higher than ROC22. DTOPSIS analysis results showed that Ci in sequence from high to low was Guitang 09-563>Guitang 08-591>SP80-3280>Guitang 09-3990>Guitang 08-1045>Guitang 09-2005>Guinanya 08-212>ROC22. 【Conclusion】Guitang 08-1375 and Guitang 08-259 are unfit for planting in Chongzuo sugarcane areas. Guitang 09-2005 and Guinanya 08-212 need followed-up survey. And Guitang 09-563，Guitang 08-591，SP80-3280，Guitang 09-3990 and Guitang 08-1045 are suitable for planting in Chongzuo sugarcane areas.

Key words： sugarcane; new varieties（lines）; DTOPSIS method; comprehensive evaluation; Chongzuo， Guangxi

Foundation item：Modern Agro-industry Technology Research System Project（nycytxgxcxtd-03-04）; Earmarked Fund for Central Government Guides Local Science and Technology（Guike ZY19183010）; Science and Technology Development Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke 2020YM152）;Open Project of Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Biology（NYS20190125）

0 引言

【研究意義】甘蔗（Saccharum officinarum）為多年生高大實心草本，是世界上最主要的糖料作物。我國作為世界第三大蔗糖生產國，蔗糖總產量占全國食糖總產量的90%以上（Siti Nordahliawate et al.，2007;李楊瑞和楊麗濤，2009）。廣西崇左市作為我國最大的蔗糖生產基地，享有“中國糖都”的美譽，甘蔗種植面積26.67萬ha以上，蔗糖總產量占全國蔗糖總產量的20%以上，可見，廣西崇左市蔗糖業對我國食糖安全、區域經濟發展和社會穩定具有舉足輕重的作用（李楊瑞，2019）。近年來，廣西甘蔗育種已取得了突破性進展，據廣西糖業發展辦公室統計，2018和2019年度桂糖系列品種和桂柳系列品種（系）分別占廣西甘蔗種質面積的28.55%和23.80%，其中桂糖42號和桂柳05136已取代新臺糖22號成為廣西的主栽品種，甘蔗品種結構得到了明顯改善（李楊瑞，2019）。但由于桂糖42號和桂柳05136均是新臺糖22號的后代，經過多年的種植后，其黑穗病發病率高、宿根發株率低、缺株斷壟、產量下降等缺點逐漸顯現出來（李楊瑞，2019;羅奧柔等，2019）。因此，為滿足甘蔗生產需求，必須源源不斷地篩選出高糖、豐產、抗逆性強、宿根性好的優良甘蔗品種（系），對廣西崇左市引進甘蔗新品種（系）進行綜合評價，對促進崇左市甘蔗產業的可持續發展具有重要意義。【前人研究進展】近年來，已有大量關于甘蔗新品種（系）區域性比較試驗的研究報道。譚秦亮等（2019）在廣西南寧開展甘蔗一新一宿品比試驗，對農藝性狀、抗逆性狀和產量構成性狀進行綜合評價，結果發現桂熱2號、涼蔗02-186和桂糖42號綜合表現優異。王小明等（2019）在廣西來賓采用小區試驗與大田示范相結合的評價方法，篩選出在廣西來賓具有推廣價值的優良新品種桂柳05136、桂糖49號和福農41號。李佳慧等（2020）在廣西防城港對9個甘蔗品種（系）進行一新一宿區域性比較試驗，結果發現桂熱2號、桂柳05136和桂糖46號適合在防城港蔗區推廣種植。甘蔗品種的評價不能依賴于某個單一性狀指標評價，要綜合多個性狀指標，傳統的評價方法僅對單個指標進行分析，信息量太少，不能全面、客觀地評價甘蔗品種。DTOPSIS法是一種接近理想解的多決策目標分析方法，將各品種的性狀指標無量綱化處理，使原始數據轉變為可比較的規范化數值后進行綜合評價，有效解決了各指標間無統一的度量標準及最優解不統一的難題（吳志會等，2005）。DTOPSIS法與其他評價方法相比，其優勢在于育種者可根據育種目標賦予不同性狀不同的權重，以選育出符合育種者目標的品種。與灰色關聯度法相比，DTOPSIS法能準確客觀評價甘蔗品種（楊昆等，2015）。DTOPSIS法已廣泛應用于小麥（吳志會等，2005）、大豆（陳學川等，2013）、甘蔗（覃耀冠等，2014）和玉米（宋秀麗等，2020）等作物的品種綜合評價。其中，在甘蔗新品種評價方面，覃耀冠等（2014）采用DTOPSIS法對7個甘蔗新品種（系）在廣西柳州試點的田間表現進行綜合評價，篩選出桂輻98-296、桂糖04-120和玉林1號等3個優良品種（系）。孫玉勇等（2016）以新臺糖22號為對照，利用DTOPSIS法對9個甘蔗新品種（系）的14個農藝性狀進行綜合評價，篩選出7個優良品種（系）在桂北蔗區推廣種植。可見，利用DTOPSIS法綜合評價甘蔗新品種（系）已非常成熟，評價結果與田間表現相一致。【本研究切入點】目前鮮見利用DTOPSIS法對廣西崇左市引進的甘蔗新品種（系）進行綜合評價的研究報道。【擬解決的關鍵問題】利用DTOPSIS法對10個甘蔗新品種（系）的性狀指標進行綜合評價，篩選出適合崇左蔗區推廣種植的優良新品種（系），進一步優化崇左蔗區甘蔗品種結構，為崇左蔗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 試驗地概況

試驗于2017年3月—2020年3月在廣西南亞熱帶農業科學研究所甘蔗種植基地內進行。試驗基地屬于南亞熱帶季風氣候，氣候暖和濕潤，年平均溫度22.3～23.0 ℃，年有效積溫7362～7756 ℃，常年降水量1700 mm以上，年日照時數1675 h，年霜日0～7 d。該基地地勢平坦，土壤為紅壤土，土層結構疏松，土壤表層深厚，肥力中等，耕作層有機質含量2.40%～3.73%、全氮1.36%～1.99%、速效磷1125 g/kg、速效鉀60～130 g/kg、pH 4.5～6.5。前茬作物為甘蔗。

1. 2 試驗材料

參試甘蔗品種（系）有10個，其中包括廣西農業科學院甘蔗所選育的7個品種（系）（桂糖08-259、桂糖09-563、桂糖08-591、桂糖09-2005、桂糖08-1375、桂糖09-3990和桂糖08-1045），廣西南亞熱帶研究所選育的1個品系（桂南亞08-212）和國外引進的1個品種（SP80-3280），以新臺糖22號為對照。

1. 3 試驗方法

1. 3. 1 田間設計及種植 試驗采用隨機區組設計，每個品系設3個重復，種植行距為1.2 m，各小區行長7 m，每小區5行，下種量為100000芽/ha，蔗種砍為雙芽段，雙行品字形擺種。于2017年3月種植，采用大型拖拉機犁耙后開行，按當地種植管理方法進行田間管理;于2018年3月收獲新植蔗，2019年3月收獲第一年宿根蔗，2020年3月收獲第二年宿根蔗。

1. 3. 2 項目測定 在甘蔗生長前期調查新植蔗出苗率、宿根蔗發株率和分蘗率等農藝性狀。在甘蔗生長前、中期調查枯心率、黑穗病率和梢腐病率等病蟲害發生情況。在甘蔗收獲前調查小區有效莖數、株高、莖徑和小區產量;11月—次年3月每月隨機取6株健康甘蔗進行品質鑒定。

1. 4 統計分析

甘蔗各品種（系）不同性狀指標均采用Excel 2010進行整理分析，差異顯著性采用SPSS 20.0進行分析。DTOPSIS法綜合評價參照覃耀冠等（2014）、李文硯等（2019）的方法進行，各運算步驟采用Excel 2010進行計算，其中無量綱化的計算公式為：

式中，i代表甘蔗新品種編號，j代表甘蔗性狀指標（i=1，2，3…8;j=1，2，3…8）;Yij代表第i個甘蔗品種第j個性狀值;Yjo代表第j個性狀的目標值;Yimax代表第j個性狀的最大值;Yimix代表第j個性狀的最小值;abs代表絕對值。

2 結果與分析

2. 1 主要農藝性狀指標的測定結果

由表1可知，10個甘蔗品種（系）新植蔗出苗率為23.56%～54.62%，其中桂糖08-1375、桂糖08-259和桂糖08-591顯著高于新臺糖22號（對照品種）（P<0.05，下同），SP80-3280和桂糖08-1045顯著低于新臺糖22號;宿根發株率為67.22%～189.70%，其中桂糖08-259和桂糖09-563顯著高于新臺糖22號，桂糖09-3990宿根發株率顯著低于新臺糖22號;分蘗率為52.14%～150.22%，其中桂糖09-3990顯著高于新臺糖22號和其他品種（系），其余品種（系）與新臺糖22差異不顯著（P>0.05，下同）;株高為287.04～325.41 cm，其中桂糖09-3990和桂糖08-591顯著低于新臺糖22號，其余品種（系）與新臺糖22差異不顯著;莖徑為2.48～2.88 cm，其中桂糖08-591和桂糖08-259的莖徑顯著小于新臺糖22號，其余品種（系）的莖徑與新臺糖22號差異不顯著;有效莖數為43836～73492條/ha，其中桂糖08-591、桂糖08-1375、桂糖09-563、桂糖08-259、SP80-3280和桂南亞08-212的有效莖數均顯著多于新臺糖22號，其余品種（系）的有效莖數與新臺糖22號差異不顯著。

2. 2 主要病蟲害指標的測定結果

由表1可知，10個甘蔗品種（系）一新兩宿的枯心率為3.99%～13.15%，其中桂南亞08-212顯著高于新臺糖22號;一新兩宿的梢腐病率為0.33%～17.62%，其中桂糖08-1045的梢腐病率顯著高于新臺糖22號，桂糖08-591和桂糖09-3990的梢腐病率顯著低于新臺糖22號;兩年宿根的黑穗病率為0～13.65%，其中桂糖08-1375和桂糖08-259顯著高于新臺糖22號，黑穗病率分別達13.65%和9.21%，發病非常嚴重，不合適在黑穗病高發蔗區推廣種植，故后續不參與DTOPSIS法綜合評價;其他品種（系）黑穗病率均低于新臺糖22號，其中桂糖08-591黑穗病率為0。

2. 3 主要經濟性狀指標的測定結果

由表2可知，10個甘蔗品種（系）新植蔗蔗莖產量為73254.33～121587.91 kg/ha，其中桂糖09-563和桂糖08-1375蔗莖產量較高，顯著高于新臺糖22號;第一年宿根蔗的蔗莖產量為73809.89～114921.21 kg/ha，其中桂糖09-563、桂糖08-259、桂糖08-1375、SP80-3280和桂糖08-591的蔗莖產量均顯著高于新臺糖22號;第二年宿根蔗的蔗莖產量為58651.09～99444.94 kg/ha，其中桂糖09-563、桂糖08-259、桂糖08-1375和SP80-3280的蔗莖產量均顯著高于新臺糖22號;三年平均蔗莖產量為71323.11～111984.69 kg/ha，其中桂糖09-563、桂糖08-259、桂糖08-1375和SP80-3280的蔗莖產量均顯著高于新臺糖22號，其他品種（系）與新臺糖22號差異不顯著。

由表2還可知，10個甘蔗品種（系）新植蔗的蔗糖分為13.05%～15.34%，其中，高于新臺糖22號新植蔗蔗糖分的品種為桂南亞08-212、桂糖09-3990、桂糖08-1045、桂糖08-591、桂糖09-563和桂糖09-2005，其中桂南亞08-212的蔗糖分最高，達15.34%;第一年宿根蔗的蔗糖分為13.20%～15.11%，其中桂糖08-1375的蔗糖分低于新臺糖22號;第二年宿根蔗的蔗糖分為13.82%～16.05%，僅桂糖08-1375和SP80-3280的蔗糖分低于新臺糖22號;三年平均蔗糖分為13.36%～15.39%，僅桂糖08-1375的蔗糖分低于新臺糖22號。

由表2還可知，10個甘蔗品種（系）新植蔗的產糖量為10642.05～17729.51 kg/ha，其中桂糖09-2005和桂糖08-1045產糖量低于新臺糖22號;第一年宿根蔗產糖量為10521.95～16652.61 kg/ha，9個品種（系）的產糖量均高于新臺糖22號;第二年宿根蔗產糖量為9080.47～15390.35 kg/ha，9個品種（系）的產糖量均高于新臺糖22號;三年平均產糖量為10565.49～16590.82 kg/ha，僅桂糖09-2005的產糖量低于新臺糖22號。

2. 4 各性狀指標的無量綱化

除桂糖08-1375和桂糖08-259外，對其余8個甘蔗品種（系）進行DTOPSIS法綜合評價，因各性狀單位不一致不便進行比較，需對各性狀原始數據進行無量綱化處理。根據高產、高糖、抗逆性強和宿根性好的育種目標，將新植蔗出苗率、宿根發株率、分蘗率、莖徑、有效莖數、蔗莖產量和蔗糖分等7個性狀指標按正向指標進行無量綱化處理;株高按中性指標進行無量綱化處理;將枯心率和梢腐病率2個性狀指標按負向指標進行無量綱化處理，計算得到無量綱化矩陣，如表3所示。

2. 5 建立決策矩陣

根據甘蔗生產及育種目標的實際要求，將新植蔗出苗率、宿根發株率、分蘗率、株高、莖徑、有效莖數，枯心率、梢腐病率、蔗莖產量和蔗糖分等10個指標賦予相應的權重，即得到Wj={0.0500，0.1000，0.0500，0.0500，0.0500，0.1000，0.0500，0.0500，0.2500，0.2500}。用各性狀的權重值依次乘以無量綱化矩陣的對應列數值，得到決策矩陣（表4）。根據決策矩陣得到各性狀的正理想解和負理想解，其中正理想解Xj+={0.0500，0.1000，0.0500，0.0498，0.0500，0.1000，0.0500，0.0500，0.2500，0.2500}，負理想解Xj-={0.0278，0.0420，0.0176，0.0466，0.0432，0.0597，0.0152，0.0009，0.1592，0.2335}。

2. 6 不同甘蔗品種（系）的理想解相對接近度

采用歐幾里德范數作為距離，測定各品種（系）與理想解的距離（Si+）及各品種（系）與負理想解的距離（Si-），并計算各甘蔗品種（系）的理想解相對接近度：Ci=Si-/（Si++Si-）（表5）。依照DTOPSIS法分析原則，Ci越大，說明該甘蔗品種（系）的綜合性狀越好。由表5可知，各參試品種（系）Ci從大到小的排序為：桂糖09-563>桂糖08-591>SP80-3280>桂糖09-3990>桂糖08-1045>桂糖09-2005>桂南亞08-212>新臺糖22號，新臺糖22號的Ci最小，說明這7個參試品種（系）綜合性狀均優于新臺糖22號。

3 討論

評價甘蔗品種（系）的傳統方法是采用方差分析對各性狀指標單獨進行分析和評判，缺乏客觀性和全面性（楊昆等，2015）。近年來，DTOPSIS法已應用于甘蔗新品種（系）的綜合評價。覃耀冠等（2014）利用DTOPSIS法綜合評價6個甘蔗新品種（系），最終篩選出桂輻98/296、桂糖04/120和玉林1號等3個品種（系）適合在廣西柳州蔗區推廣種植，且進一步證實DTOPSIS法綜合評價結果與田間試驗的表現相吻合，與本研究結果一致。楊昆等（2015）采用DTOPSIS法和灰色關聯度法對第八輪國家甘蔗區試開遠試點品種（系）進行綜合評價，結果表明DTOPSIS法比灰色關聯度法在客觀評價品種方面更加準確。可見，在甘蔗新品種（系）綜合評價方面，DTOPSIS法可將甘蔗新品種（系）的不同農藝性狀、經濟性狀和抗病蟲害等性狀指標歸納在一起，使評價結果更客觀、全面、準確、合理。

目前廣西蔗糖產業并不缺乏甘蔗品種（系），真正缺乏的是綜合性狀優良的品種，抗病性強的品種，尤其是抗黑穗病。目前我國的栽培品種中絕大部分是感黑穗病品種，導致各蔗區大面積爆發黑穗病害，嚴重影響我國蔗糖產業的可持續發展。經艷芬等（2012）研究認為，在甘蔗新品種選育過程中，應盡量淘汰具有明顯不良性狀的品種。因此在當前甘蔗新品種（系）選育中，對于黑穗病發病嚴重的甘蔗新品種（系），不建議在黑穗病高發蔗區推廣種植。本研究發現，桂糖08-1375和桂糖08-259的黑穗病率分別達13.65%和9.21%，顯著高于新臺糖22號，因其黑穗病發病嚴重不合適在廣西崇左等黑穗病高發蔗區推廣種植，也不參與DTOPSIS法綜合評價，其余8個品種（系）中，新臺糖22號的Ci最小，排名最后一位，說明其他7個品種（系）綜合性狀均優于新臺糖22號;Ci排名第一的是桂糖09-563，其蔗莖產量和產糖量均最高，蔗糖分高于新臺糖22號，黑穗病率低，但株高最高，較易倒伏，因此，種植桂糖09-563時要加強中后期的田間管理，防止后期倒伏;Ci排名第二的是桂糖08-591，其蔗莖產量、產糖量和蔗糖分均較高，黑穗病率為0，且甘蔗直立、不倒伏，易脫葉，宿根發株強，有效莖數多，可考慮作為適宜機收品種在機收環境下進一步測試，同時也可作為抗黑穗病育種材料進行抗性育種;Ci排名第三的是SP80-3280，其蔗莖產量和產糖量均較高，黑穗病率低，但株高較高，易倒伏，因此，種植SP80-3280時要加強中后期的田間管理，防止后期倒伏;Ci排名第四的是桂糖09-3990，其蔗糖分和產糖量較高，蔗莖產量中等水平，宿根發株較差，苗期枯心嚴重，因此種植桂糖09-3990時應盡早破壟松蔸，提高宿根發株率，苗期重點防治鉆心蟲危害;Ci排名第五的是桂糖08-1045，其蔗糖分和產糖量較高，蔗莖產量一般，出苗和分蘗較差，梢腐病非常嚴重，因此種植桂糖08-1045時下種量要充足，中期重點防治梢腐病;Ci排名第六的是桂糖09-2005，其蔗糖分較高，但蔗莖產量和產糖量均較低，出苗和分蘗較差，有效莖數少，枯心率較嚴重，因此，種植桂糖09-2005時下種量要充足，苗期重點防治鉆心蟲危害;Ci排名第七的是桂南亞08-212，其蔗糖分最高，蔗莖產量和產糖量較高，但宿根發株和分蘗少，枯心非常嚴重，因此種植桂南亞08-212時要盡早破壟松蔸，提高宿根發株率，苗期重點防治鉆心蟲危害。

綜上所述，桂糖08-1375和桂糖08-259因黑穗病非常嚴重，不合適在廣西崇左等黑穗病高發蔗區推廣種植;桂糖09-2005和桂南亞08-212綜合性狀雖然優于新臺糖22號，但差異不明顯，且桂糖09-2005的蔗莖產量低，桂南亞08-212宿根性差，均存在明顯缺陷，因此后續應對這2個品種（系）繼續進行跟蹤調查;而桂糖09-563、桂糖08-591、SP80-3280、桂糖09-3990和桂糖08-1045等5個品種（系）綜合性狀表現優良，尤其是桂糖08-591，建議在廣西崇左蔗區大面積推廣種植。

4 結論

桂糖08-1375和桂糖08-259不適合在崇左蔗區推廣種植;桂糖09-2005和桂南亞08-212需繼續跟蹤調查;桂糖09-563、桂糖08-591、SP80-3280、桂糖09-3990和桂糖08-1045等5個品種（系）適合在崇左蔗區大面積推廣種植。

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（責任編輯 陳 燕）