黃文武，賀貴柏，潘廷由，周連芳，李文教，王葫青，羅芳媚，梁永游(廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院百色分院 百色市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系百色綜合試驗(yàn)站，廣西百色5336；百色市經(jīng)濟(jì)作物栽培技術(shù)推廣站，廣西百色533600)

?

國家第4輪甘蔗示范品種百色點(diǎn)DTOPSIS法綜合評價(jià)

黃文武1，賀貴柏1，潘廷由1，周連芳1，李文教1，王葫青1，羅芳媚1，梁永游2
(1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院百色分院 百色市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系百色綜合試驗(yàn)站，廣西百色533612；2百色市經(jīng)濟(jì)作物栽培技術(shù)推廣站，廣西百色533600)

摘 要：采用逼近理想解排序法(DTOPSIS法)對國家第4輪10個(gè)甘蔗示范品種(品系)在廣西百色點(diǎn)2 新1宿的18個(gè)工農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評價(jià)。分析結(jié)果表明，桂糖31號(hào)、桂糖32號(hào)和福農(nóng)1110等3個(gè)品種(品系)的Ci值大于ROC22 (CK)的Ci值，其他6個(gè)參試品種(品系)的Ci值小于ROC22 (CK)的Ci值。根據(jù)DTOPSIS法分析原理，桂糖31號(hào)、桂糖32號(hào)和福農(nóng)1110等3個(gè)品種(品系)綜合表現(xiàn)優(yōu)于ROC22 (CK)，其他6個(gè)品種(品系)綜合表現(xiàn)差于或略差于ROC22 (CK)，評價(jià)結(jié)果與當(dāng)?shù)厣a(chǎn)表現(xiàn)一致。

關(guān)鍵詞：甘蔗品種；DTOPSIS法；綜合評價(jià)

0 引言

動(dòng)態(tài)逼近理想解排序法(DTOPSIS法)是姚興濤等于1991年提出的一種新的多目標(biāo)決策方法[1]。DTOPSIS法可應(yīng)用于對多個(gè)品種、多個(gè)性狀進(jìn)行綜合定量評價(jià)，其原理易懂，計(jì)算方法簡單，是一種分析作物品種綜合性狀表現(xiàn)的理想方法[2]。該法用多目標(biāo)決策的正、負(fù)理想解去排序，把每個(gè)指標(biāo)都量化為可比較的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)去衡量，能較詳細(xì)地比較各指標(biāo)間的差異[3]，為諸多學(xué)者在多目標(biāo)決策研究中所采用[4-14]。為了評價(jià)國家第4輪甘蔗示范品種(品系)在廣西百色蔗區(qū)的生產(chǎn)利用價(jià)值，根據(jù)國家甘蔗產(chǎn)業(yè)研發(fā)中心安排，我們于2013～2014年，在廣西百色國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)核心示范區(qū)對這一輪甘蔗示范品種(品系)，開展了2年新植1年宿根的試驗(yàn)工作，并運(yùn)用DTOPSIS法對各參試品種進(jìn)行綜合評價(jià)，從中篩選高產(chǎn)高糖甘蔗新品種(品系)，為在類似生態(tài)型蔗區(qū)推廣應(yīng)用提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)田陽縣百育鎮(zhèn)的廣西百色國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)核心示范基地。試點(diǎn)的地理位置為北緯106?31?，東經(jīng)23?25?，海拔為105 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，全年平均氣溫22℃，年降雨量1100 mm，年無霜期為360天以上[15]。試驗(yàn)地為園田化黃泥田，全氮1550 mg/kg，速效磷34.7 mg/kg，速效鉀101 mg/kg，有機(jī)質(zhì)2.687%，pH=7.2，地力中上均勻、地勢平坦、陽光充足、交通及排灌方便，前作為甘蔗。

1.2 參試品種

國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系第4輪示范新植、宿根試驗(yàn)參試品種共10個(gè)(含對照)，分別是桂糖31號(hào)(廣西農(nóng)科院甘蔗研究所提供)、桂糖32號(hào)(廣西農(nóng)科院甘蔗研究所提供)、福農(nóng)1110(福建農(nóng)林大學(xué)甘蔗綜合研究所提供)、福農(nóng)0335(福建農(nóng)林大學(xué)甘蔗綜合研究所提供)、云蔗99-596(云南省農(nóng)科院甘蔗所提供)、云蔗05-49(云南省農(nóng)科院甘蔗所提供)、粵甘39號(hào)(廣州甘蔗糖業(yè)研究所提供)、粵甘42號(hào)(廣州甘蔗糖業(yè)研究所提供)、柳城03-1137(廣西柳城縣甘蔗研究中心提供)，對照種為ROC22 (CK)。

1.3 試驗(yàn)方法

第1年新植及對應(yīng)宿根試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，寬窄行種植，不設(shè)重復(fù)，小區(qū)長14 m，寬4.8 m，面積67.2 m2，每小區(qū)種植寬窄行3行，每行的寬行距1.0 m，窄行距0.6 m，下種量105000芽/hm2，對照品種為ROC22；第2年新植采用完全隨機(jī)排列，設(shè)3個(gè)重復(fù)，每區(qū)長16.5 m，寬7.2 m，面積118.8 m2，每區(qū)種植寬窄行4行，每行的寬行距1.2 m，窄行距0.6 m，下種量105000芽/hm2，對照品種為ROC22；試驗(yàn)區(qū)邊行種植對應(yīng)品種3行以上的保護(hù)行。第1年新植試驗(yàn)于2013年3月26日種植，第2年新植試驗(yàn)于2014年3月9日種植。2新1宿均采用一次性施肥法施肥為主，第1年新植種植時(shí)施用緩釋型甘蔗復(fù)混肥(26：10：15) 1500 kg/hm2作種底施用，大培土?xí)r追施尿素450 kg/hm2。第2年新植種植和宿根破壟松蔸時(shí)施用緩釋型甘蔗復(fù)混肥(24：10：16) 的1200 kg/hm2，以后不再施肥。試驗(yàn)階段，適時(shí)開展培土、病蟲草害防治等工作。

1.4 試驗(yàn)調(diào)查項(xiàng)目

試驗(yàn)調(diào)查項(xiàng)目包括試驗(yàn)期間的田間調(diào)查(出苗率、宿根發(fā)株率、分蘗率等)、病蟲害發(fā)生情況調(diào)查(螟蟲為害枯心率、黑穗病發(fā)病率、花葉病發(fā)病率、梢腐病發(fā)病率等)、倒伏性調(diào)查、12月中旬的產(chǎn)量性狀調(diào)查(有效莖數(shù)、株高、莖徑、單莖重、蔗產(chǎn)量)、每年11月中旬開始至直到翌年3月中旬每月定期對所有參試品種取樣進(jìn)行室內(nèi)品質(zhì)性狀調(diào)查(錘度、蔗糖分、糖產(chǎn)量、空綿心情況)以及田間抽穗情況調(diào)查等[15]。

1.5 分析方法[1-14]

采用姚興濤提出的DTOPSIS法對試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。DTOPSIS是一種動(dòng)態(tài)逼近于理想解的排序方法(Dynamie Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)。下面介紹主要分析步驟。

1.5.1 建立評價(jià)矩陣A

設(shè)有m個(gè)品種，n個(gè)性狀指標(biāo)，建立評價(jià)矩陣A：

其中，Yij為第i個(gè)品種第j個(gè)性狀指標(biāo)的觀察測量值，i=1，2，3，…，m，j=1，2，3，…，n。

1.5.2 建立無量綱化處理后的矩陣Z

根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，確定好正向指標(biāo)列、中性指標(biāo)列和負(fù)向指標(biāo)列，并分別進(jìn)行無量綱化處理，公式分別為：

正向指標(biāo)采用：Zij=Yij/Yimax…………………⑵

其中，Yimax=max(Yij)，max代表最大值；

中性指標(biāo)采用：Zij=Yj0/(Yj0+abs(Yj0-Yij))………⑶

其中，Yj0代表第j個(gè)性狀目標(biāo)值，abs代表絕對值；

負(fù)向指標(biāo)采用：Zij=Yimin/Yij…………………⑷

其中，Yimin=min(Yij)，min代表最小值。

公式中：i=1，2，3，…，m(下同)，j=1，2，3，…，n(下同)；Zij表示Z中第i個(gè)品系第j個(gè)性狀的觀察測量值進(jìn)行無量綱化處理后的對應(yīng)值。

1.5.3 各性狀權(quán)重的賦值

根據(jù)糖料甘蔗育種目標(biāo)，將參試品種各性狀賦予權(quán)重：

[Wj]={W1, W2, …, Wn}，Wj∈(0, 1)……………⑸

1.5.4 計(jì)算決策矩陣R

計(jì)算對應(yīng)的決策矩陣(Rij)：

Rij=Wj×Zij……………………………………⑹

式中，Rij為R中第i個(gè)品系第j個(gè)性狀的相應(yīng)值。

1.5.5 計(jì)算理想解數(shù)列

正理想解數(shù)列[X＋j]：X＋j=max(Rij)……………⑺

負(fù)理想解數(shù)列[X－j]：X－j=min(Rij)……………⑻

1.5.6 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

根據(jù)正理想解(X＋j)、負(fù)理想解(X－j)和決策矩陣(Rij)，采用歐幾里德范數(shù)作為距離的測度，計(jì)算出各品種與正理想解的距離(S＋i)和負(fù)理想解的距離(S－i)，并計(jì)算關(guān)聯(lián)度數(shù)值(Ci值)：

1.5.7 結(jié)果分析方法

根據(jù)DTOPSIS法分析原則，關(guān)聯(lián)度數(shù)值越大則綜合性狀越好。

2 結(jié)果與分析

2.1 建立評價(jià)矩陣

國家第4輪示范主要評價(jià)10個(gè)品種(品系)，分別是：桂糖31號(hào)、桂糖32號(hào)、福農(nóng)1110、福農(nóng)0335、云蔗99-596、云蔗05-49、粵甘39號(hào)、粵甘42號(hào)、柳城03-1137和ROC22 (CK)，編號(hào)分別為i=1，2，3，……，10(下同)。18個(gè)性狀指標(biāo)，分別是：出苗率、分蘗率、發(fā)株率、株高、莖徑、單莖重、公頃有效莖、蔗莖實(shí)際產(chǎn)量、重力純度、甘蔗錘度、甘蔗蔗糖分、平均含糖量、枯心苗率、黑穗病率、花葉病率、梢腐病率、空綿心和倒伏性，編號(hào)分別為j=1，2，3，……，18(下同)，用這些數(shù)據(jù)按公式⑴建立評價(jià)矩陣A(見表1)。

2.2 無量綱化處理

根據(jù)甘蔗育種目標(biāo)，18個(gè)性狀(j)中，其中正向指標(biāo)有12個(gè)，分別是：出苗率、分蘗率、發(fā)株率、株高、莖徑、單莖重、公頃有效莖、蔗莖實(shí)際產(chǎn)量、重力純度、甘蔗錘度、甘蔗蔗糖分和平均含糖量。負(fù)向指標(biāo)有6個(gè)，分別是：枯心苗率、黑穗病率、花葉病率、梢腐病率、空綿心和倒伏性。正向指標(biāo)按公式⑵、負(fù)向指標(biāo)按公式⑷進(jìn)行無量綱化處理，得到各個(gè)性狀無量綱化處理結(jié)果的對應(yīng)值Zij，同時(shí)對參試品種(品系)的18個(gè)主要性狀(j)按順序分別按公式⑸賦予不同權(quán)重系數(shù)Wj(見表2)。

2.3 計(jì)算決策矩陣

表1 國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系第4輪示范品種百色點(diǎn)2新1宿試驗(yàn)結(jié)果(矩陣A)

根據(jù)公式⑹計(jì)算對應(yīng)的決策矩陣(Rij)。同時(shí)，正理想解按公式⑺，負(fù)理想解按公式⑻，求出各性狀值的正理想解(X＋j)與負(fù)理想解(X－j)(見表3)。

2.4 計(jì)算各參試材料與理想解的相對接近值(Ci)

表2 第4輪示范品種無量綱化處理結(jié)果(矩陣Z)與權(quán)重系數(shù)[Wj]

表3 DTOPSIS法決策矩陣(矩陣R)及正負(fù)理想解數(shù)列

表4 各參試材料與理想解的相對接近值(Ci)計(jì)算結(jié)果

2.5 結(jié)果分析

DTOPSIS法分析原理闡明：參試品種(品系)的Ci值越大，綜合性狀越好。由表4看出：桂糖31號(hào)、桂糖32號(hào)和福農(nóng)1110等3個(gè)品種(品系)的Ci值大于ROC22 (CK)的Ci值，粵甘39號(hào)、福農(nóng)0335、云蔗05-49、云蔗99-596、柳城03-1137和粵甘42號(hào)等6個(gè)品種的Ci值小于ROC22 (CK)的Ci值，桂糖31號(hào)、桂糖32號(hào)和福農(nóng)1110等3個(gè)品種(品系)綜合表現(xiàn)優(yōu)于ROC22 (CK)，其他6個(gè)品種(品系)綜合表現(xiàn)略差或差于ROC22 (CK)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，廣西百色蔗區(qū)桂糖31號(hào)當(dāng)前種植2047 hm2，排參試品種第1位，桂糖32號(hào)當(dāng)前種植1780 hm2，排參試品種第2位，福農(nóng)1110號(hào)當(dāng)前種植207 hm2，排參試品種第3位，其他參試品種還在擴(kuò)大試驗(yàn)示范中，面積不多。評價(jià)結(jié)果與當(dāng)?shù)匕偕釁^(qū)甘蔗新品種推廣進(jìn)度與面積基本一致。

3 討論

⑴考察性狀的確定以及諸多性狀權(quán)重的分配是品種選育或試驗(yàn)人員對品種評價(jià)意向的反映，不同的評價(jià)意向會(huì)對品種產(chǎn)生不同的評價(jià)結(jié)果。為了減少分析誤差，在實(shí)際應(yīng)用中，品種試驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)、氣候、土壤和管理的實(shí)際，制定可行甘蔗品種選育目標(biāo)，并用來確定需要考察的性狀及各性狀的應(yīng)當(dāng)賦予的權(quán)重值，這樣才能評價(jià)出和篩選出與生產(chǎn)實(shí)際相吻合的品種(品系)。在這一輪試驗(yàn)分析過程中，為體現(xiàn)“高產(chǎn)、高糖、高效”的目標(biāo)，我們在對各性狀賦予權(quán)重時(shí)，株高、莖徑、單莖重、公頃有效莖、蔗莖產(chǎn)量等產(chǎn)量性狀占總權(quán)重達(dá)33%，重力純度、錘度、蔗糖分、平均含糖量等品質(zhì)性狀占總權(quán)重達(dá)32%。此外，還賦予抗病蟲、抗倒伏、宿根性好的節(jié)本性狀占總權(quán)重達(dá)28%。取這個(gè)權(quán)重系數(shù)的DTOPSIS法分析篩選出來的品種，較為適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件、生產(chǎn)管理水平和蔗農(nóng)糖企的要求。

⑵根據(jù)國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心的安排，國家第4輪示范品種2015年還在繼續(xù)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，將獲得10個(gè)品種，18個(gè)性狀的2年新植3年宿根的試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，屆時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，特別是各參試品種的宿根蔗性狀表現(xiàn)結(jié)果，將更趨明了、更趨準(zhǔn)確。

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(本篇責(zé)任編校：李金玉)

The Fourth National Sugarcane Demonstration in Baise Evaluated by DTOPSIS

HUANG Wen-wu1, HE Gui-bai1, PAN Ting-you1, ZHOU Lian-fang1, LI Wen-jiao1, WANG Hu-Qing1, LUO Fang-mei1, LIANG Yong-you2
(1Baise Branch of Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Baise Agricultural Scientific Research Institute/Baise Comprehensive Experiment Stations of National Sugarcane Industry Technology System, Baise 533600;2Cash Crop Cultivation Technical Extending Station of Baise, Baise 533612)

Abstract:Eighteen characteristics of tenth sugarcane varieties of the Fourth National Sugarcane Demonstration were integrative evaluated by DTOPSIS. The results showed that the Civalue of Guitang31, Guitang32 and Funong1110 were greater and their comprehensive traits better than that of ROC22 (CK), while the other six varieties were less and worse (or a little worse) than that of the CK. The evaluation results were consistent with the local field results.

Keywords:Sugarcane variety; DTOPSIS; Integrative evaluation

作者簡介：黃文武(1962-)，男，大專，農(nóng)藝師；E-mail：wu6206@163.com

基金項(xiàng)目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)(CARS-024-02-06)；廣西農(nóng)業(yè)重點(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目(201414)

收稿日期：2015-09-25；修回日期：2016-01-30

中圖分類號(hào)：S566.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1005-9695(2011)01-0007-05

引文格式：黃文武，賀貴柏，潘廷由，等. 國家第4輪甘蔗示范品種百色點(diǎn)DTOPSIS法綜合評價(jià)[J]. 甘蔗糖業(yè)，2016(1)：7-11.