用DTOPSIS法綜合評價陸地棉23個品系

燕飛++趙湛++李閃閃++曹新川

摘要：為了選擇綜合性狀較好的品系在生產中示范和推廣，應用DTOPSIS法對23個棉花品種（系）的10個性狀進行綜合評價。結果表明：供試品系CM3和R2×BD18/F6 的Ci值排序為前兩位，且綜合性狀優于其他品系，適合示范推廣；德農0905×R2/F5產量排序為第一位，纖維長度、強度等性狀符合育種目標，但是它的霜前花率較低，馬克隆值偏大，并且Ci排序為第9位，因此綜合考慮此品系不太適合推廣。

關鍵詞：DTOPSIS法；陸地棉；品系；綜合評價

中圖分類號：S562. 037 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3143（2017）04-0022-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.04.006

0 引言

棉花育種工作中一項重要的工作是對育成品系進行評價，但對單一目標性狀采用傳統方法不能全面評價品系的利用價值，尤其是目前棉花生產對纖維品質的要求日益提高。國內外許多學者對品種綜合評價做了大量研究工作[1-2]。盧為國，等[3]提出了用DTOPSIS法綜合評價作物品種（系），此方法在主要農作物如大麥[4]、油菜[5]以及番茄[6]、棉花[7]等均有廣泛應用。因此，作者應用DTOPSIS法對來源于塔里木大學棉花育種課題組選育的22個陸地棉高代品系的10個性狀（小區產量、霜前花率、纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、比強度、衣分、單鈴重、單株有效鈴數和單株皮棉重）利用價值進行綜合評價，為品系的報審和推廣提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試品系

供試品系來源于塔里木大學棉花育種課題組選育的高代品系，分別為新字7號×R6/F6（品1），新陸早36×R6/F6（品2），中49×中43/F7（品3），R2×BD18/F6（品4），F5/21選15短（品5），魯棉21×18-3/F7（品6），R1×R8/F8（品7），魯18×巴農1號/F6（品8），兆豐1號/F6（品9），魯21×新早31/F7（品10），99B×R9/F6（品11），98-6×R6/F6（品12），冀豐197×中49/F6（品13），D新陸早30×R2/F6（品14），R3×R6/F7（品15），德農0905×R2/F5（品16），R24×R8/F6（品17），CM3（品18），R4×R6/F6（品19），新陸早17×R2/F6（品20），18-3×中42/F6（品21），遼棉19×R11/F6（品22），以抗1作為對照（CK））。

1.2 試驗設計

試驗于2014年在新疆生產建設兵團第一師十二團技術推廣中心試驗地進行。采用隨機區組設計，3次重復，機械覆膜，人工點播。小區行長5 m， 株行距配置為窄行距10 cm、寬行距60 cm、幅邊行距66 cm、株距10.5 cm。施肥、灌溉等田間作業同一般大田。在10月中旬取小區長勢均勻的棉株中部棉花纖維樣，送至塔里木大學棉花研究所，用HFP9000測定纖維長度、整齊度、強度、馬值等品質性狀。10月中下旬各小區供試品系及對照隨機取樣10株，室內考種測定單株有效鈴、單鈴重、衣分、單株皮棉等產量性狀。同時分別在霜前與霜后1周對小區進行實收測產，測定小區霜前產量、霜后產量、霜前花率等。統計分析時各品系取測定性狀平均值分析。

1.3 數據處理方法

利用DTOPSIS法并借助于多目標決策的理想解和負理想解去排序，由于該方法把每一個指標都量化為可比較的規范化標準，且對每一指標都找出其理想解和負理想解，能詳細地比較各指標間的差異[8]。從而計算出Ci值和排序，選出最優品系。

1.3.1 設有m個品系，n個性狀指標，建立評價矩陣A

1.3.2 將A進行無量綱化處理，使其成為規范矩陣Z

其中 Zij可以用以下三個公式進行性狀目標計算。

式中i=1，2，……，m；j=1，2，……，n。

（1）Yij/Yjmax， Yjmax=max（Yij），正向指標計算公式；

（2）Yjmin/Yj，Yjmin=min（Yij），逆向指標計算公式；

（3）Yi0/（Yi0+|Yi0-Yij|），Yi0為性狀目標值，中性指標公式。

1.3.3 建立加權的規范化決策矩陣R

其中元素Rij= WjZij是第j個指標的權重。

1.3.4 品系性狀的理想解和負理想解

理想解為Xj+=maxRj=（X1+，X2+，……，Xn+）

負理想解為Xj-=minRij=（X1-，X2-，……，Xn-）

1.3.5 各品系與理想解的距離

各品系與理想解的距離為：Si+=[∑（Rij-Xj+）2 ]1/2 ……①

各品系與負理想解的距離為：Si-=[∑（Rij-Xj-）2 ]1/2 ……②

1.3.6各品系對理想解的相對接近度（Ci）

Ci=Si-/（Si-+Si+），Ci∈[0，1] ……③

按照Ci值大小排序，最大者即為最優良品種，同時參照理想解與負理想解，詳細比較各性狀優劣。

2 結果與分析

2.1 建立原始矩陣

為了選出理想品系，對各品系各性狀進行統計。計算出各品系各性狀的平均值（結果見表1），然后在這些品系和性狀中得出最大值、最小值、總體平均值，將最大值作為理想值，然后將各品系棉花性狀與理想值進行比較。最后將各品系各性狀與平均值進行比較。由表1可以看出小區產量變化幅度在6.62～8.28 kg，小區產量平均值為7.60 kg，共有11個材料的小區產量平均值高于總體平均值。有7個材料高于對照值（7.79 kg）；霜前花率的變化幅度在79%與97%之間，在這23個材料中共有10個材料霜前花率均高于總體平均值（89%）。并且這些材料中對照材料的霜前花率最低，其他材料霜前花率均高于對照材料（79%）（詳見表1）。

2.2 無量綱化

10個性狀分為兩類：一類是正向指標，包括小區產量、霜前花率、上半部平均長度、整齊度、比強度、衣分、單鈴重、單株有效鈴和單株皮棉重，均以23個品系中各性狀的最大值為分母，分別去除該品系該性狀平均值；另一類是中性指標，為馬克隆值，取適中值4為分母，利用中性指標公式計算。經過這樣無量綱化處理后的結果-Z矩陣見表2。

2.3 將各形狀指標分別賦予不同的權重

將各個性狀指標分別賦予不同權重：Wj[Wj∈（0，1），∑Wj=1]

根據本試驗的試驗目的（主要選育綜合性狀較好的新品系）及其各性狀在試驗中的重要程度，因而 10個性狀分別賦予的權重見表3。

2.4 決策矩陣的建立

棉花10個性狀分別賦予不同的權重，用各指標權重Wj去乘Z的第j列，得到決策矩陣R。

2.5 根據R得到理想解和負理想解數列

關于品種性狀的理想解和負理想解：

Xj+=maxRij=（X1+，X2+，…，Xn+）={ 0.25，0.09，0.12，0.06，0.13，0.1，0.05，0.06，0.1，0.1}

Xj-=minRij=（X1-，X2-，…，Xn-）={0.20，0.07，0.10，0.06，0.08，0.08，0.04，0.04，0.06，0.06}

2.6 求Ci值

根據① ，②式可得到Si+和Si-，并由③式得到Ci值。（見表4）。

2.7 Ci值大小排序

由表5可以看出，Ci值與產量序值有差別。22個品系中以CM3（品18）的Ci值最高，其次是R2×BD18/F6（品4），這兩個組合小區產量較高，霜前花率、上半部平均長度、整齊度、強度、衣分、單鈴重等性狀表現良好且均衡。德農0905×R2/F5（品16）雖然產量排序第一，但是它的霜前花率較低，馬值偏大，單株有效鈴與單株皮棉重均排在21位，因此它的Ci值降到了第9位。99B×R9/F6（品11）雖然霜前花率排在第一位，但是它的產量排序為22位，其他性狀表現也不太理想，因此它的Ci排序為12位。

3 結論與討論

應用DTOPSIS法對23個（含CK）棉花品系（種）綜合評價，根據Ci值的大小，以CM3和R2×BD18/F6這兩個品系綜合性狀表現優良，有進一步推廣價值。但由于各地生態和生產限制因素的不同，受植棉經濟效益、市場對棉花品質要求的影響，在人為確定綜合評價的性狀指標和權重時，各地差異較大，對最終結果會產生較大影響，如德農0905×R2/F5、R1×R8/F8等品系小區產量、纖維長度、強度均優于對照，但由于某些次要指標或權重原因，導致其Ci排序反而低于對照。

對陸地棉品系利用價值綜合評價時，各種性狀要考慮全面且選擇要有代表性。有些性狀（如纖維長度、麥克隆值等品質指標）市場對其有多樣性需求，因此在選取最佳品種時，我們不僅以試驗數據為選擇依據，更要在實際應用中，應根據國家的棉花育種目標、市場對棉花新品種的要求、產區的生態生產條件等，慎重選取。

參考文獻

[1] 魏明森，陳蓉娟. 棉花品種的多級模糊綜合評定方法[J]. 中國棉花，1986（5）：18-22.

[2] 王國印. 模糊概率在棉花品種綜合評估中的應用初探[C]. 第二界全國青年作物遺傳育種學術會文集，北京：中國科學技術出版社，1992：150-153.

[3] 盧為國，李衛東，梁慧珍，等. DTOPSIS綜合評價大豆新品種的初步探討[J]. 中國油料作物學報，1998，20（3）：22-26.

[4] 魏亞鳳，江銀榮，潘寶國. 應用DTOPSIS法綜合評價大麥新品種的初步研究[J]. 大麥科學，2002（4）：20-22.

[5] 李德文，張太平，王軍，等. 應用DTOPSIS法綜合評價油菜新品種的初探[J]. 種子，2006（9）：65-67.

[6] 姜永平，劉水東，薛晨霞，等. DTOPSIS法和灰色關聯度法在番茄品種綜合評價中的應用比較[J].中國農學通報，2010（22）：259-263.

[7] 胡守林，萬素梅，王漢全. 南疆棉區應用DTOPSIS法綜合評價棉花新品種的初步探索[J]. 棉花學報，2002（1）：41-43.

[8] 楊濤，楊明超. DTOPSIS法在南疆陸地棉品種綜合評價中的應用[J]. 種子，2004，23（6）：66-68.