利用DTOPSIS法評價甘蔗新品種

閉德金，秦昌鮮，彭 崇，郭 強，唐利球，馬文清，施澤升

（廣西南亞熱帶農業科學研究所/農業部龍州熱帶作物科學觀測綜合實驗站，廣西 崇左 532415）

近年來，為了解決廣西甘蔗品種嚴重單一化的問題，廣西甘蔗科研及生產部門不僅加大新品種引進力度，更是積極進行雜交育種，以期選育出適宜廣西種植的高產、高糖、抗逆性強的新品種，加快品種更新換代。甘蔗品種與其他作物一樣具有區域性的適應性，其農藝性狀表現往往因氣候、土壤、生態和栽培水平的差異而變化，因此，甘蔗新品種在本地區的引種試種尤為重要。甘蔗品種的優劣取決于多個農藝性狀的綜合表現，如出苗率、分蘗率、產量和蔗糖分等，因此，選用一種科學的分析方法對甘蔗進行綜合評價尤為重要。DTOPSIS法是將各品種的性狀指標統一量化為可比較的規范化標準后進行綜合評價，比單一使用產量或者其中某個指標進行評價更合理，并能反映品種的穩定性程度［1］。本文采用DTOPSIS法對幾個甘蔗新品種進行綜合評價，以期篩選出適合當地推廣的優良品種，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 參試品種

參試品種為桂糖49號、桂糖50號、桂糖51號、桂糖47號、桂糖48號、桂柳05136、新臺糖22號。

1.2 試驗地點

廣西南亞熱帶農業科學研究所甘蔗試驗地。

1.3 試驗方法

本試驗采用隨機區組設計，3次重復，行長7m，行距1.2m，每小區5行。面積為42m2，采用雙芽段種植，7000芽/666.7m2，四周設置保護行。調查各甘蔗品種發芽、分蘗情況，收獲前調查株高、莖徑、有效莖數和產量，11月、12月、次年1月、次年2月測定糖分。計算發芽率、分蘗率、畝含糖量。

1.4 數據處理和統計分析

數據處理軟件為Excel 2003，以出苗率、分蘗率、株高、莖徑、有效莖數、蔗莖產量、蔗糖分、含糖量等8個性狀值的平均值作為評價指標，采用DTOPSIS法進行綜合評價［2-3］。

1.4.1 原始數據無量綱化處理

在調查的8個性狀指標中，以出苗率、分蘗率、有效莖數、蔗糖分、蔗莖產量、含糖量等7個指標為正向指標；莖徑和株高作為中性指標進行無量綱化處理。數據無量綱化處理公式如下。

i為甘蔗新品種（系）編號，j表示甘蔗性狀指標（i=1，2，3，......，7；j=1，2，3，......，8），Yij表示第i個甘蔗品種性狀值為j，Yj0表示甘蔗新品種第j個性狀值，abs表示絕對值，文中中性指標的株高Yj0為284cm（參試材料最高值），莖徑2.76cm（參試材料中間值）。

1.4.2 根據權重計算決策矩陣

決策矩陣R按公式Rij=Wj×Zi計算，其中Rij表示R中第i個品系第j個性狀的值，Wj為供試品種各性狀對應的權重系數，Zij為Z中第i個品系第j個性狀的值。同時根據決策矩陣R，求出各性狀的正負理想解數列，其中正理想解計算公式為：X+ij=Max（ij），負理想解計算公式為X-ij=Min（ij）。

1.4.3 計算甘蔗新品種對理想解的接近度

根據距離測度公式和歐幾里德范數計算各品種與理想解的距離，其中Xj+、Xj-、Rij代表正理想解、負理想解和決策矩陣。

按公式Ci=St-/St++St-，Ci∈（0，1）得出每個甘蔗品種與理想解的相對接近度，根據DTOPSIS法分析理論按照Ci大小對甘蔗新品種進行排序，Ci值越大代表甘蔗品種綜合性狀越優。

表1 不同甘蔗品種農藝性狀

表2 無量綱化數據處理結果

2 結果與分析

2.1 不同甘蔗品種農藝性狀

由表1可知，各甘蔗品種出苗率為36.5%～66.6%，新臺糖22號出苗率最高，桂糖49號與新臺糖22號出苗率相當。分蘗率為49.1%～135.1%，分蘗率比新臺糖22號高的甘蔗品種依次為桂糖48號、桂糖49號、桂糖47號、桂糖51號、桂糖50號。有效莖數為3888～5896條/畝，高于新臺糖22號的品種依次為桂糖49號、桂糖47號、桂糖51號。實測畝產為5071～6953kg，高于新臺糖22號的品種為桂糖49號。平均蔗糖分為13.19%～14.33%，高于新臺糖22號的品種依次為桂糖49號、桂柳05136、桂糖50號、桂糖48號、桂糖51號。畝含糖為682～996kg，高于新臺糖22號的品種為桂糖49號，桂柳05136畝含糖量與新臺糖22號持平。

表3 DTOPSIS法計算結果

2.2 原始數據無量綱化處理

原始數據無量綱化處理，如表2所示。

2.3 甘蔗新品種決策矩陣

根據正理想解和負理想解公式計算得出以下結果。

2.4 甘蔗新品種對理想解的接近度

由表3可知，理想解Ci高于對照新臺糖22號的甘蔗新品種為桂糖49號，桂糖49號在崇左蔗區特別是龍州蔗區有進一步的推廣價值，但其宿根性、抗病性需要進一步觀測。桂柳05136和桂糖50號畝含糖量的畝含糖量雖然與新臺糖22號持平，但畝有效莖數比新臺糖22號少，畝產比新臺糖22號低，導致其Ci排名靠后。

3 討論與結論

農作物新品種綜合評價是育種工作的一個重要環節，而一個品種包括多個性狀指標，各個性狀指標無統一度量，而且許多性狀指標之間呈負相關關系，因而難以找到一個各性狀都達到理想目標的品種，DTOPSIS法主要是解決多目標間的不可公度性和目標間的矛盾性。采用DTOPSIS法可將甘蔗新品種的農藝性狀及抗逆性綜合在一起比較分析，彌補了對甘蔗產量或者糖分等單一指標進行評價的不足，因此，DTOPSIS法綜合評價結果更科學、更合理。秦昌鮮等［4］對廣西區試的11個甘蔗新品種(系)進行田間1年新植和2年宿根品比試驗，并采用DTOPSIS對其進行綜合評價，篩選出適合在崇左蔗區特別是龍州蔗區種植的甘蔗優良新品系：桂糖06-1215、桂糖08-120、桂糖05-3217、桂熱2號、桂糖08-460。本研究亦應用DTOPSIS法評價甘蔗新品種，對各甘蔗新品種的萌芽率、分蘗率、株高、莖徑、有效莖數、蔗糖分等8個農藝性狀進行綜合評價，并對甘蔗蔗糖分、產量及甘蔗含糖量賦予了較高的權重（分別為0.2，0.2，0.15），結果表明，7個參試品種中，Ci值最接近1且Ci值比新臺糖22號高的是桂糖49號，在崇左蔗區特別是龍州蔗區有進一步的推廣價值。