劉忠玲 李小艷 王自力

摘要：甘薯抗病性評價是多因素的綜合評價過程，是甘薯品種選育中非常重要的一個環(huán)節(jié)。根據(jù)病蟲害危害程度和品種選育所在地區(qū)的病蟲害發(fā)病嚴重程度來確定各指標的權(quán)重系數(shù)，將模糊綜合評價法首次應用于甘薯品種選育中進行抗病性綜合評價，得到12個甘薯品種抗病性的綜合評價數(shù)值結(jié)果和優(yōu)劣次序，洛薯11號的綜合抗病性最好，濟薯25、商Y10-1的綜合抗病性好，煙薯09157、泰薯12、源薯1號、濟農(nóng)74的綜合抗病性較好，冀982、皖蘇58、徐薯33的綜合抗病性一般，徐薯22、阜0932-2的綜合抗病性差。該評價方法彌補了傳統(tǒng)評價方法的不足，為甘薯新品種的抗病性評價提供了一條具體而又切實可行的新途徑。

關(guān)鍵詞：甘薯品種;抗病性;組合賦權(quán);模糊綜合評價;權(quán)重

甘薯原產(chǎn)于南美洲，具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應性廣等特點。目前，我國甘薯種植面積基本穩(wěn)定在367萬hm2，鮮薯年平均產(chǎn)量約7 804.8萬t，占世界甘薯總產(chǎn)量的75.3%[1-2]。其中甘薯莖線蟲病致使發(fā)病田減產(chǎn)10%～20%，嚴重時減產(chǎn)60%～70%，尤其連作重茬田的線蟲病日益積累，病情逐年加重，甚至絕收[3-4];甘薯黑斑病造成的產(chǎn)量損失為5%～10%，危害嚴重時造成的損失為20%～50%，甚至更高[5];甘薯根腐病造成減產(chǎn)10%～20%，重者減產(chǎn)40%～50%，甚至絕收[6-7];甘薯蔓割病的危害在南方薯區(qū)田間隨機分布，一般減產(chǎn)10%～20%，重者達50%以上[8]，近年來有向北方薯區(qū)蔓延的趨勢。因此在樊曉中的研究中，將甘薯莖線蟲病、黑斑病和根腐病列為我國北方薯區(qū)的三大主要病害[9];而在《中國甘薯品種鑒定年鑒（2014—2015）》中將甘薯莖線蟲病、黑斑病、根腐病和蔓割病列為北方薯區(qū)甘薯病蟲害抗性的檢測對象[10]。

生產(chǎn)過程中，使用化學藥劑防治成本高、環(huán)境污染嚴重，而采用輪作制度雖然有效，但仍具有很大的局限性。因此，甘薯抗病蟲害品種的選育和推廣無疑是最經(jīng)濟、最簡單、最有效的途徑之一，而準確評價甘薯品種抗病性也成了甘薯品種選育中一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。我國研究人員對甘薯品種抗病性鑒定中僅針對某種病害的抗性進行檢測，評價方法僅局限于對某種病蟲害抗性的檢測數(shù)據(jù)進行直觀分析，不同病蟲害抗性的分析結(jié)果相互獨立，沒有進一步的綜合性分析。本研究將模糊綜合評價方法首次應用于甘薯品種選育中進行抗病性綜合評價，計算出品種抗病性的綜合評價數(shù)值結(jié)果，以期為甘薯新品種病蟲害抗性綜合評價尋找新的可行途徑。

1 綜合評價對象

將2014—2015年國家甘薯品種北方薯區(qū)區(qū)域試驗中12個參試品種的抗病性作為評價對象，參試品種分別為冀982、洛薯11號、商Y10-1、煙薯09157、濟薯25、濟農(nóng)74、泰薯12、阜0932-2、皖蘇58、徐薯33、源薯1號、徐薯22（CK）[10]。

2 甘薯抗病性評價指標簡介和預處理

2.1 甘薯抗病性評價指標簡介

在《中國甘薯品種鑒定年鑒（2014—2015）》中甘薯莖線蟲病、黑斑病、根腐病和蔓割病的檢測指標如下。甘薯抗莖線蟲病有防治效果和病情指數(shù)2個檢測指標，計算公式如下：

防治效果=（1-某品種病情指數(shù)感病對照品種病情指數(shù) ）×100%;

病情指數(shù)=∑（各級感病株數(shù)×相應級數(shù)）調(diào)查總株數(shù)×最高病級數(shù)×100。

其中，防治效果（X）為極大型指標，評價分級為高抗（HR），防治效果（X）>80.0;抗?。≧），60.080.0。

甘薯抗黑斑病的檢測指標為表現(xiàn)百分率，計算公式如下：

抗病表現(xiàn)百分率=供試品種病斑平均直徑2×供試品種病斑平均深度對照品種病斑平均直徑2×對照品種病斑平均深度×100%。

甘薯抗黑斑病表現(xiàn)百分率（Y）屬于極小型指標，其評價分級為高抗（HR），Y≤40.0;抗病（R），40.0160.0。

甘薯抗根腐病的檢測指標為病情指數(shù)，計算公式如下：

病情指數(shù)=∑（各級感病株數(shù)×相應級數(shù)）調(diào)查總株數(shù)×最高病級數(shù)×100。

甘薯抗根腐病病情指數(shù)（DI）屬于極小型指標，評價分級為高抗（HR），DI≤25.0;抗?。≧），25.080.0。

甘薯抗蔓割病檢測指標為病情指數(shù)，計算公式如下：

病情指數(shù)=∑（各級感病株數(shù)×相應級數(shù)）調(diào)查總株樹×最高病級數(shù)×100。

甘薯抗蔓割病病情指數(shù)（DI）屬于極小型指標，評價分級為：高抗（HR），DI≤25.0;抗病（R），25.080.0。

2.2 甘薯抗病性評價指標的預處理

甘薯抗病性評價指標中大部分屬于極小型指標，為便于作進一步的分析，均取極小值，利用平移變換轉(zhuǎn)化為極大型指標，根據(jù)各指標數(shù)據(jù)和評價分級的特點，具體轉(zhuǎn)化方法如下：甘薯抗莖線蟲病、抗根腐病、抗蔓割病的病情指數(shù)指標轉(zhuǎn)化為100-病情指數(shù);甘薯抗黑斑病抗病表現(xiàn)百分率指標轉(zhuǎn)化為200-抗病表現(xiàn)百分率。甘薯抗病性評價指標轉(zhuǎn)化為極大型后的評價級見表1。

根據(jù)《中國甘薯品種鑒定年鑒（2014—2015）》中抗病性鑒定要求，甘薯莖線蟲病、黑斑病和根腐病的抗性鑒定結(jié)果取2年4次中最差值，甘薯蔓割病的抗性鑒定結(jié)果取2年2次中最差值，將抗性鑒定結(jié)果極大化后分別取最小值（表2）作為綜合評價的數(shù)據(jù)。

3 甘薯抗病性的模糊綜合評價

模糊綜合評價是以模糊數(shù)學為基礎(chǔ)，先將一些邊界不清不易定量的因素定量化，再應用模糊關(guān)系合成原理，從多個因素對事物隸屬等級狀況進行綜合性評價的一種方法[11]。

3.1 甘薯抗病性評價指標的權(quán)重系數(shù)

甘薯新品種的選育和推廣具有一定的區(qū)域性，通常是以育種單位所在地為中心向外輻射。因此，在確定甘薯主要病害評價指標的權(quán)重時，不僅要考慮某種甘薯病害的危害程度，還應兼顧育種單位所在地區(qū)該甘薯病蟲害的分布情況。

3.1.1 北方薯區(qū)甘薯主要病蟲害的危害程度 北方薯區(qū)甘薯主要病害為莖線蟲病、黑斑病、根腐病等，而蔓割病本是南方薯區(qū)的主要病害之一，但近年來出現(xiàn)了逐漸向北方薯區(qū)遷移的趨勢，因此也作為北方薯區(qū)育種工作中監(jiān)測的一種病害，但目前其發(fā)病率及危害程度比其他3種病害要小[3-8]。根據(jù)病蟲害危害程度，將甘薯4種病蟲害進行權(quán)重分配（表3）。

3.1.2 北方薯區(qū)甘薯主要病蟲害發(fā)病嚴重程度排序 北方薯區(qū)主要包括河北、河南、山東、安徽及江蘇北部等地區(qū)，甘薯莖線蟲病、黑斑病、根腐病及蔓割病在不同區(qū)域的發(fā)病嚴重程度排序[12]如表4所示，而近年來逐漸向北擴展的蔓割病發(fā)病程度遠小于其他3種病蟲害，因此列在各地區(qū)病蟲害的第4位。

根據(jù)病蟲害發(fā)病嚴重程度排序，從高到低依次權(quán)重分配的0.4、0.3、0.2、0.1，可得各地區(qū)甘薯病蟲害發(fā)病程度的權(quán)重（表5）。

3.2 甘薯主要病蟲害評價指標的組合權(quán)重

將病蟲害的危害程度和育種單位所在地區(qū)病蟲害發(fā)病嚴重程度排序按6 ∶ 4的比例進行加法集成，可得北方薯區(qū)中河北、河南、安徽、山東、江蘇等5個地區(qū)甘薯主要病蟲害評價指標綜合權(quán)重系數(shù)（表6）。

3.3 構(gòu)建評價對象因素集

以2014—2015年我國甘薯北方薯區(qū)試驗中4種病害的檢測數(shù)值作為評價指標，建立以下評價對象因素集：

3.4 構(gòu)建評價方案集

將參試的12個甘薯品種（冀982、洛薯11號、商Y10-1、煙薯09157、濟薯25、濟農(nóng)74、泰薯12、阜0932-2、皖蘇58、徐薯33、源薯1號、徐薯22）作為評價對象，建立評價方案集如下：

式中：v1為冀982;v2為洛薯11號;v3為商Y10-1;v4為煙薯09157;v5為濟薯25;v6為濟農(nóng)74;v7為泰薯12;v8為阜0932-2;v9為皖蘇58;v10為徐薯33;v11為源薯1號;v12為徐薯22。

3.5 建立模糊關(guān)系矩陣

3.5.1 甘薯主要病害評價指標及其隸屬函數(shù) 由甘薯品種抗病性各評價指標的評價分級（表1）可以看出，各因素的對應關(guān)系比較明顯，即在區(qū)間內(nèi)基本上為線性函數(shù)，因此各評價指標的隸屬函數(shù)具體如下。

（1）甘薯莖線蟲病隸屬函數(shù)：

（2）甘薯黑斑病隸屬函數(shù)：

（3）甘薯根腐病隸屬函數(shù)：

（4） 甘薯蔓割病隸屬函數(shù)：

3.5.2 隸屬度計算和綜合評價矩陣建立 將極大化后的各指標分別取最小值（表2），分別代入隸屬函數(shù)計算其隸屬度（表7）。因此，可分別得到河北（冀982）、河南（洛薯11號、商 Y10-1）、安徽（阜0932-2、皖蘇58）、山東（煙薯09157、濟薯25、濟農(nóng)74、泰薯12）、江蘇（徐薯33、源薯1號、徐薯22）等地區(qū)的模糊綜合評價矩陣：

3.6 綜合評價計算

將不同地區(qū)的綜合評價矩陣和其相應的各評價因素權(quán)重向量采用M（·，+）模型進行復合，計算公式如下：

式中：bj表示第j個品種的模糊綜合評價值;wi表示第i種病蟲害的權(quán)重;rij表示第j個品種第i種病害的評價指標值。

可得到模糊綜合評價向量為B=（0.169 2，0.408 4，0.246 2，0.199 7，0.315 2，0.180 2，0.189 8，0，0.162 8，0.117 6，0.186 1，0.072 798）。進而可得12個甘薯品種抗病性的優(yōu)劣次序排序（表8）。

3.7 品種抗病性綜合評價結(jié)果

由表8可知，洛薯11號的綜合抗病性最好，濟薯25、商Y10-1的綜合抗病性好，煙薯09157、泰薯12、 源薯1號、 濟農(nóng)74的綜合抗病性較好， 冀982、皖蘇58、徐薯33的綜合抗病性一般，徐薯22、阜0932-2的綜合抗病性差。

4 結(jié)論

根據(jù)病蟲害危害嚴重程度和品種選育所在地區(qū)病蟲害發(fā)病嚴重程度綜合確定權(quán)重，采用模糊綜合評價方法計算出各評價對象的綜合評價數(shù)值，根據(jù)數(shù)值結(jié)果進行降序排序，可以直觀地反映甘薯品種的綜合抗病情況，而且此方法簡便，可在Excel表格中直接操作實現(xiàn)。

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