基于灰色關聯度分析的畢節市引種朝天椒研究

謝龍安 張曼 王欽 安朝龍 任佳佳 吳培云 李偉

摘要 ［目的］優化畢節市朝天椒栽培品種，篩選適宜畢節市朝天椒種植品種。［方法］利用灰色系統理論對引種畢節種植的13個朝天椒品種果實成熟率、生育期、分枝數、主莖高、主莖粗、果實橫徑、果長、單株果實數、單株鮮果重量、含水量、干辣總產量、紅熟干椒產量、植株抗倒伏率、植株抗病率、果實可溶性糖含量、果實可溶性蛋白含量、果實VC含量、辣椒素含量、二氫辣椒素含量等19個主要指標進行關聯度分析。［結果］13個參試品種的加權關聯度值比對照“畢節朝天椒”大，占參試品種的28.5%，其中“金嬌干6號”加權關聯度值和產量排名第一，綜合表現最好；“農望指天1號”“艷椒425” 2個品種綜合表現次之。［結論］“金嬌干6號”“艷椒425”“農望指天1號”3個朝天椒品種均適合在畢節種植，“金嬌干6號”最適合在畢節市引種種植。

關鍵詞 灰色關聯度；畢節；朝天椒；引種

中圖分類號 S 641.3? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2023）12-0040-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.009

Study on Introduction of Chinese Prickly Ash in Bijie Based on Grey Relational Grade Analysis

XIE Long-an1，2，3，ZHANG? Man1，WANG? Qin1 et al

（1.College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025;2.Bijie Vocational and Technical College，Bijie，Guizhou 551700;3.Institute of Pepper Industry，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025）

Abstract ［Objective］To optimize the cultivars of Capsicum Chinense in Bijie and select the suitable cultivars for Bijie.［Method］ The 19 main indexes of fruit maturity，growth period，branch number，main stem height，main stem diameter，fruit diameter，fruit length，fruit number per plant，fresh fruit weight per plant，water content，total dry pepper yield，yield of red pepper，lodging resistance，disease resistance，soluble sugar content，soluble protein content，VC content，capsaicin content and dihydrocapsaicin content in 13 introduced cultivars were analyzed by using the grey system theory.［Result］The weighted correlation degree of the 13 tested varieties was larger than that of ‘Bijie Chaotianjiao，accounting for 28.5% of the tested varieties.Among them，‘Jinjiaogan 6 ranked first in weighted correlation degree and yield，and had the best comprehensive performance.‘Nongwangzhitian No.1‘ and ‘Yanjiao 425had the second comprehensive performance.［Conclusion］‘Jinjiaogan 6‘Yanjiao 425 and ‘Nongwangzhitian No. 1 were all suitable for cultivation in Bijie.‘Jinjiaogan 6was most suitable for introduction and cultivation in Bijie.

Key words Grey correlation degree；Bijie；Capsicum annuum；Introduction

基金項目 貴州省科技廳農業攻關項目（黔科合NY〔2013〕3024號）。

作者簡介 謝龍安（1985—），男，貴州畢節人，講師，碩士，從事蔬菜遺傳育種與栽培技術研究。*通信作者，副教授，博士，從事蔬菜遺傳育種與栽培技術研究。

收稿日期 2022-07-19

朝天椒（Capsicum annuum var.frutescens L.）為茄科（Solanaceae）辣椒屬（Capsicum L.），又名三櫻椒、天鷹椒，包括簇生椒、圓錐椒（小果型）、長辣椒（短指形）、櫻桃椒的4個變種［1-2］，其椒果小、辣度高、易干制，既可鮮食、泡制，又可作為干辣椒食用，與羊角椒、線椒構成我國三大干椒品種系列［3］。朝天椒種植面積逐年上升，已躍居干椒栽培面積首位［4-5］，研究朝天椒引種栽培試驗，篩選適宜畢節市朝天椒種植品種意義重大。目前，朝天椒引種和品種比較試驗主要是應用統計分析，對產量進行豐產穩定性分析［6-7］。自鄧聚龍［8］提出灰色系統理論以來，灰色關聯度分析廣泛運用于多種農作物引種和育種篩選上［9］。該理論是一種用特定的方法描述信息，對不完全的系統進行預測、決策、控制的嶄新的系統理論［10-11］，是一種新的多因素分析方法［12-13］，為全面、合理地評價品種的優劣提供了一條新途徑［14-19］，其分析結果與定性分析結果比較吻合［8］。近年來，畢節市政府加大農業產業結構調整力度，大力支持辣椒產業發展，助力鄉村產業振興，畢節市朝天椒市場交易量不斷增加，種植面積逐年擴大，朝天椒種植已經成為部分鄉鎮農民增收的主要渠道。但對畢節市朝天椒引種進行全面、客觀評價的報道未見。筆者利用畢節引種朝天椒品種為試驗資料，應用灰色關聯度分析法綜合評價14個朝天椒品種，旨在篩選適宜畢節市推廣種植的朝天椒品種，為畢節市朝天椒栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試材料為“三都縣朝天椒1號”（X1）、“三都縣朝天椒2號”（X2）、“六枝特區朝天椒”（X3）、“沿河縣朝天椒1號”（X4）、“沿河縣朝天椒2號”（X5）、“艷椒425”（X6）、“農望指天1號”（X7）、“泰國朝天椒”（X8）、“傲雪小米椒”（X9）、“川椒168”（X10）、“金嬌干6號”（X11）、“農望玉嬌子”（X12）、“千斤子彈頭”（X13）、“畢節朝天椒”（X14，CK）。

1.2 試驗方法

試驗地選擇在貴州省畢節市七星關區生機鎮峨峰村，總面積約0.08 hm2，各試驗小區土地肥力均等。田間試驗采用隨機區組排列，每個品種3次重復，共42個小區，每區行長15 m，寬1.2 cm，行距60 cm，株距40 cm，種植密度為34 125株/hm2，同期播種，同法栽培管理，對參試種在引種栽培地的生長發育期、植株農藝性狀、果實外觀品質、內在品質、產量、抗病性及抗逆性等進行記載、觀測及檢測。測定性狀包括果實成熟率（%）（K1）、生育期（d）（K2）、植株分枝數（個）（K3）、植株主莖高（cm）（K4）、植株主莖徑粗（cm）（K5）、果實橫徑（cm）（K6）、果長（cm）（K7）、單株果實數（個）（K8）、單株鮮果重量（g）（K9）、鮮果含水率（%）（K10）、干椒總產量（kg）（K11）、紅熟干椒產量（kg）（K12）、抗倒伏率（%）（K13）、抗病率（%）（K14）、可溶性糖含量（mg/kg）（K15）、可溶性蛋白含量（mg/kg）（K16）、VC含量（mg/kg）（K17）、辣椒素含量（mg/g）（K18）、二氫辣椒素含量（mg/g）（K19）。

1.3 分析方法

（1）確定理想品系。參考鄧聚龍［8］的灰色關聯分析法，將14個參試品系作為一個灰色系統，每品系為系統中的一個因素。把引種朝天椒與參試品種的理想指標結合起來，構建一個理想品種，理想品種的主要性狀指標為供試品種表現最好的指標，以理想品種的各性狀指標構成參考數列，記為X0。其中，Xi（i =1，2，…，m），其中m為參試品種數，各性狀用Ki表示（j=1，2，…，n），其中n 為選取分析的指標數。

（2）數據無量綱化處理。因各分析因素量綱不一致，需要對原始數據進行無量綱化處理，利用初值化法將數據進行無量綱化處理，即用Xi數值分別除以X0，記作：

xi（k）=xi′（k）xi′（1），i=0，1，…，n;k=1，2，…，m.（1）

（3）計算絕對差值及最大、最小值。根據無量綱化值計算參考數列與比較數列的絕對差值，記作：

△i（k）=︱X0（K） -Xi（k）︱（2）

其中，X0（K）為理想品系初始化均值，Xi（k）為第i個參試品種第k個性狀的初始化均值。

用公式（3）分別計算每個比較序列與參考序列對應元素的關聯系數：

ζi（k）=min｜x0′（k）-xi′（k）｜+ρ·maxi｜x０′（k）-xi′（k）｜

｜x０′（k）-xi′（k）｜+ρ·maxi｜x０′（k）-xi′（k）｜（k=1，…，m）（3）

其中，ζi（k） 為Xi對X0在K點的關聯系數，ρ為分辨系數，取值范圍在（0～1），該試驗數據分析取值為ρ=0.5。

（4）計算關聯系數。由公式（4）計算試驗品系與理想品系之間的關聯系數ri：

ri=1mmk=1ζi（k）（4）

對所計算關聯度均值進行排序比較。

2 結果與分析

2.1 參試品種的性狀指標和理想品系

14個品種的果實成熟率32.14%～96.65%，生育期175～220 d，植株分枝數3.2～10.0個，植株主莖高度4.58～15.95 cm，植株主莖徑粗0.595～1.320 cm，果實橫徑5.020～15.760 cm，果長40.375～80.300 cm，單株果實數34～153個，單株鮮果重122.50～472.00 g，鮮果含水量62.54%～72.93%，干椒總產量98.17～453.91 kg，紅熟干椒產量58.69～352.33 kg，抗倒伏率55.00%～97.00%，抗病率83.00%～99.30%，可溶性糖含量2 859.1～9 461.7 mg/kg，可溶性蛋白含量4 100.5～14 326.0 mg/kg，VC含量530.3～951.9 mg/kg，辣椒素含量0.440～2.591 mg/g，二氫辣椒素含量0.181～1.653 mg/g（表1）。

根據灰色關聯分析方法，將理想品系X0和14個參試品種的指標數值列于表1。理想品系X0在該試驗中，果實成熟度取最大值96.65%，植株生育期取最小值175 d，植株分枝數取最大值10.0 cm，植株分枝點高度取10.00 cm（因植株分枝點過低，植株冠幅小，植株分枝點過高，植株分枝數較少，故取中間數字）；植株主莖徑粗取最大值1.320 cm，果實橫徑取最大值15.760 cm，果長取最大值80.300 cm；鮮果可溶性糖含量取最大值9 461.7 mg/kg，鮮果可溶性蛋白含量取最大值14 326.0 mg/kg，鮮果VC含量取最大值951.9 mg/kg，干椒辣椒素含量取最大值2.951? mg/g，干椒二氫辣椒素含量取最大值1.653? mg/g，抗病率取最大值99.30%，抗倒伏率取最大值97.00%，鮮果含水量取最小值62.54%，單株果實數取最大值153個，單株鮮果重取最大值472.00 g，干椒總產量取最大值453.91 kg，紅熟干椒產量取最大值352.33 kg。

2.2 數據無量綱化處理

由于朝天椒不同性狀值差異較大，且不同性狀間單位不同，為了方便關聯分析，采用初值化法對14個供試品種的各性狀原始數據進行無量綱化處理，即用14個供試品種各個評價指標的原始數據分別去除理想品種對應的評價指標，得到表2的無量綱化數列。無量綱化后，K1為0.33～1.00，K2為1.00～1.26，K3為0.3～1.0，K4為0.46～1.60，K5為0.451～1.000，K6為0.319～1.000，K7為0.503～1.000，K8為0.2～1.0，K9為0.3～1.0，K10為1.00～1.17，K11為0.216～1.000，K12為0.167～1.000，K13為0.57～1.00，K14為0.811～1.000，K15為0.301～1.000，K16為0.286～1.000，K17為0.557～1.000，K18為0.323～1.000，K19為0.251～1.000。

2.3 求絕對差值及最大、最小差值

根據表2的數據，計算參考數列與比較數列的絕對差值，即Δi（k）=| X|0（k）-Xi（k） （i=1，2，…，14；k=1，2，…，19），X0 （k）與Xi（k）各對應點的絕對差值形成數列，見表3。K1絕對差值0～0.67，K2絕對差值0～0.26，K3絕對差值0～0.7，K4絕對差值0～0.60，K5絕對差值0～0.549，K6絕對差值0～0.681，K7絕對差值0～0.497，K8絕對差值0～0.8，K9絕對差值0～0.7，K10絕對差值0～0.17，K11絕對差值0～0.784，K12絕對差值0～0.83，K13絕對差值0～0.43，K14絕對差值0～0.189，K15絕對差值0～0.699，K16絕對差值0～0.714，K17絕對差值0～0.401，K18絕對差值0～0.851，K19絕對差值0～0.891。

2.4 關聯系數及加權關聯度計算

將表3的數據帶入公式（3）中，計算出供試品種與理想品種的關聯系數，其中，Δi（k）表示絕對差值，ρ表示分辨系數（0＜ρ＜1），該研究ρ＝0.5，計算各參試品種與理想品種的關聯系數（表4）。K1關聯系數0.33～1.00，K2關聯系數0.34～1.00，K3關聯系數0.3～1.0，K4關聯系數0.34～0.85，K5關聯系數0.334～1.000，K6關聯系數0.333～1.000，K7關聯系數0.335～1.000，K8關聯系數0.3～1.0，K9關聯系數0.3～1.0，K10關聯系數0.33～1.00，K11關聯系數0.332～1.000，K12關聯系數0.33～1.00，K13關聯系數0.33～1.00，K14關聯系數0.322～1.000，K15關聯系數0.334～1.000，K16關聯系數0.333～1.000，K17關聯系數0.311～1.000，K18關聯系數0.333～1.000，K19關聯系數0.333～1.000。

根據公式（4），計算供試品種與理想品種的關聯度，計算出供試品種與理想品種的關聯度，并排次位，排序順序見表5。根據灰色關聯度分析原則，關系度數值越大的品系與參考品系越接近，關聯度數值越大，品種綜合性狀越好，反之，綜合性狀越差。由表5可知，X11的加權關聯度最大，引種綜合表現最好，X6、X7加權關聯度大于0.70，引種綜合表現次之，X12加權關聯度大于0.60，X14、X13、X1、X2、X4、X3、X9、X10、X5、X8加權關聯度均小于0.60，加權關聯度較小，引種綜合表現差。

3 討論

通過對14個畢節市引種朝天椒物候期、植株農藝性狀、果實外觀品質、果實內在品質、產量、抗病蟲害、抗倒伏性等19指標進行灰色關聯分析，運用灰色關聯度對14個參試朝天椒品種進行綜合評價，加權關聯度位次排名與引種實際表現及產量基本保持一致，關聯系數大小為X11＞X7＞X6＞X12＞X14＞X13＞X1＞X2＞X4＞X3＞X9＞X10＞X5＞X8。X11（r=0.776 7）加權關聯度最大，X7（r=0.716 2）、X6（r=0.713 4）加權關聯度次之，說明這3個品種綜合表現良好；X8（r=0.446 8）加權關聯度最小，說明該品種綜合表現最差。主要經濟指標表現為X11產量排第一，X6次之，X14最差。該試驗結果與加權關聯度系數排序結果基本一致，灰色關聯度分析方法能全面、真實地反映參試品種的實際表現，灰色關聯度分析法應用于朝天椒引種、品比試驗綜合評價中，有效地提高綜合評價的準確性，可更全面為引種試驗、優質品種推廣種植提供可靠依據。灰色關聯度分析能準確判斷參試品種優劣，篩選出適宜推廣的參試品種；加權關聯度值能真實反映品種的綜合表現，可應用于朝天椒新品種的選育和引種中。

4 結論

通過對畢節市引種朝天椒灰色關聯分析，若不考慮物候期、植株農藝性狀、果實外觀品質、果實內在品質、產量及抗病抗倒伏性各個指標之間的權重關系，各個觀測指標同等重要，“金嬌干6號”“艷椒425”“農望指天1號”3種朝天椒品種均適合在畢節種植，其余朝天椒不適宜在畢節種植；單從朝天椒主要經濟效益指標產量看，“金嬌干6號”最適宜畢節種植，建議在畢節地區推廣種植。因畢節市范圍廣，海拔、氣溫、日照和降雨等存在差異，該試驗存在一定的局限性，試驗地外的其他地點引種表現還需進一步研究。

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