利用綜合評判法篩選夏播綠豆品種

中圖分類號：S522 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

綠豆是最常見的豆科作物之一，也是我國人民的傳統(tǒng)豆類食品。綠豆不僅富含多種維生素及鈣、磷、鐵等物質(zhì)，還具有較好的藥用價值，具有消腫通氣、清熱解暑、清血利尿、明目降壓、排毒美膚等功效，有“濟(jì)世之良谷”之稱。

綠豆在地區(qū)種植時間較為靈活，既能春播又能夏播，生育期較短，夏播基本不影響冬小麥播種。綠豆具有較強(qiáng)的固氮作用，能增加土壤肥力，改善土壤環(huán)境。此外，綠豆經(jīng)濟(jì)價值較高，相比傳統(tǒng)的前茬小麥后茬玉米的種植模式，前茬小麥后茬綠豆的種植模式更有優(yōu)勢。目前市寶坻區(qū)（以下簡稱寶坻區(qū)）農(nóng)戶種植的多為本地春播綠豆品種，用于夏播種植則表現(xiàn)不佳。因此，為實現(xiàn)前茬小麥后茬綠豆的種植模式，引進(jìn)優(yōu)質(zhì)夏播綠豆品種非常必要。本研究擬引進(jìn)適合寶坻區(qū)種植的優(yōu)質(zhì)夏播綠豆品種，采用綜合評判法對引進(jìn)的綠豆品種進(jìn)行評價，為綠豆科學(xué)引種提供參考。

目前，綜合評判法已在部分作物品種的選育及篩選上應(yīng)用，但針對不同作物或不同研究目標(biāo)，在綜合評判法的分析過程中，其具體方法的選擇又有所不同。本研究采用的綜合評判法包括灰色關(guān)聯(lián)度分析法、模糊評價法、適應(yīng)性和商品性分析法以及產(chǎn)量分析法。

灰色關(guān)聯(lián)度分析法是基于20世紀(jì)80年代鄧聚龍[教授提出的灰色系統(tǒng)理論。灰色關(guān)聯(lián)度分析法作為一種系統(tǒng)分析方法，旨在通過確定母序列數(shù)據(jù)列與若干特征序列數(shù)據(jù)列之間的幾何形狀的相似程度，來判斷其聯(lián)系是否緊密，從而量化因素間的關(guān)聯(lián)度。其中關(guān)聯(lián)度值越接近1，表明母序列數(shù)據(jù)列與若干特征序列數(shù)據(jù)列之間的同步變化程度越高，即關(guān)聯(lián)程度越強(qiáng)。在作物品種引種篩選中應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，能夠在多個品種性狀綜合定量分析的基礎(chǔ)上，克服單項比較分析和模糊綜合評判的弊端，在品種評判中找出主要因素，克服引種試驗僅由產(chǎn)量方差分析結(jié)果選擇品種的不足[-3]，具有較強(qiáng)的可比性和可靠性。目前，灰色關(guān)聯(lián)度分析法已在玉米、棉花、大豆等作物的綜合評估方面發(fā)揮了重要作用。

模糊評價法是采用模糊數(shù)學(xué)的理論方法，將評價中的模糊信息數(shù)值化，再進(jìn)行定量評價的方法，這種方法能夠?qū)⒆魑锲贩N的多種性狀指標(biāo)歸納為一個統(tǒng)一的量化評價指標(biāo)。模糊評價法首先利用優(yōu)序圖法計算作物品種各產(chǎn)量性狀指標(biāo)的權(quán)重值，同時利用隸屬度函數(shù)法計算各品種產(chǎn)量性狀的隸屬度，再利用隸屬度和權(quán)重值計算品種模糊評價值，最后根據(jù)品種模糊評價值進(jìn)行品種篩選。

優(yōu)序圖法是根據(jù)調(diào)查指標(biāo)的優(yōu)劣排序，利用指標(biāo)數(shù)字化計算權(quán)重值的一種方法，可解決作物品種各產(chǎn)量性狀及其相關(guān)因素之間的單因素及多因素的排序問題。隸屬度函數(shù)是計算指標(biāo)隸屬度的一種函數(shù)，隸屬度是指在模糊集理論中，用于描述某元素屬于某一模糊集合的程度的數(shù)值。

適應(yīng)性和商品性分析法是根據(jù)實際需求，對作物品種各項指標(biāo)進(jìn)行對比分析，篩選出符合需求的品種。

產(chǎn)量分析法是通過以上分析方法初步篩選出適宜的作物品種，與本地對照品種的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩方差分析，最終篩選出最適宜的作物品種。

1材料和方法

1.1 試驗材料

供試品種：綠寶黑綠豆、中研早熟綠豆、特早四十六綠豆、毛綠一號、龍博十一號、綠珍珠二號、中雜綠15號、綠豆王、千斤懶漢綠豆、早熟45天綠豆、開鍋爛綠豆、黑莢毛綠豆，上述12個綠豆品種均為新引進(jìn)，以本地綠豆品種為對照（CK），共計13個品種。

1.2試驗設(shè)計

試驗采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，隨機(jī)排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積 12m² （ 4m×3m ），壟距 60cm ，株距 15cm ，種植密度為7400株·667m^-2。

1.3試驗概況及田間管理

試驗分別于2023年6—10月和2024年6—10月在大學(xué)生勞動實踐基地進(jìn)行。試驗地土壤有機(jī)質(zhì)含量 22.1g ：kg^-1 、全氮含量 1.078g?kg^-1 、有效磷含量18.3mg^?kg^-1 、緩效鉀含量 923mg?kg^-1 、速效鉀含量 396mg?kg^-1 、有效鐵含量 10.2mg?kg^-1. ，有效錳含量 10.9mg?kg^-1 、有效銅含量 4.04mg ：kg^-1 、有效鋅含量 1.12mg?kg^-1. 、水溶態(tài)硼含量0.9mg?kg^-1 、有效硫含量 46.2mg?kg^-1. pH8。播種前底施復(fù)合肥 15kg?667m^-2 （ K₂0=15-15-15 ），四周設(shè)保護(hù)行，其他管理同一般生產(chǎn)田。

1.4調(diào)查項目及方法

調(diào)查項目包括產(chǎn)量性狀、適應(yīng)性性狀及商品性性狀3大類，共計12個性狀指標(biāo)，分別為單株分枝數(shù)、單株莢數(shù)、莢長、豆莢直徑、單莢粒數(shù)、百粒質(zhì)量、產(chǎn)量、株型、抗病性、生育期、種皮顏色、種皮光澤度。其中植株性狀及抗病性的調(diào)查時間為綠豆生長后期，即2023年、2024年8—9月；產(chǎn)量性狀及豆粒性狀的調(diào)查時間為綠豆成熟期及以后，即2023年、2024年9一10月。綠豆產(chǎn)量以各小區(qū)實際產(chǎn)量為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行折算，每個重復(fù)取樣3次。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

1.5.1平均值利用Exce12010軟件將13個參試品種的各項性狀調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行平均。

1.5.2灰色關(guān)聯(lián)度分析法將13個參試品種的產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀作為一個灰色系統(tǒng)進(jìn)行計算。設(shè)產(chǎn)量為母序列，其他產(chǎn)量性狀為特征序列，數(shù)據(jù)采用均值化處理，系數(shù)為0.5。將13個綠豆品種各產(chǎn)量性狀的平均值輸入SPSSPRO軟件進(jìn)行分析，確定各品種產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀之間的相關(guān)性，以及影響綠豆產(chǎn)量性狀各因素的主次關(guān)系。

1.5.3模糊評價法在灰色關(guān)聯(lián)度分析的基礎(chǔ)上，利用優(yōu)序圖法進(jìn)一步分析品種各產(chǎn)量性狀的權(quán)重值，同時利用隸屬度函數(shù)計算各品種每個產(chǎn)量性狀的隸屬度，將每個品種各產(chǎn)量性狀的隸屬度與其對應(yīng)的權(quán)重值相乘，之后將結(jié)果相加得出品種模糊評價值，最后根據(jù)品種模糊評價值進(jìn)行品種篩選。

優(yōu)序圖法為一個棋盤格的圖示，共有 n×n 個空格，n取決于比較對象的數(shù)目，其中相同序號的空格涂黑表示不填數(shù)據(jù)，即自身數(shù)據(jù)不與自身數(shù)據(jù)比較。利用棋盤格可進(jìn)行數(shù)據(jù)之間的兩兩比較，在棋盤格的空白處填上“1”“0”“0.5”"。其中棋盤格中的“1”代表數(shù)據(jù)兩兩比較中相對“大的”“優(yōu)的”“重要的”；“0”代表數(shù)據(jù)兩兩比較中相對“小的”“劣的”“不重要的”； ^“0.5^′′ 則代表數(shù)據(jù)兩兩比較中是相等的。將每一行數(shù)據(jù)的對比結(jié)果進(jìn)行合計，得出結(jié)果ti，再將多個ti相加計算得到T，權(quán)重系數(shù)則為tiT。

隸屬度函數(shù)計算的公式為：

式中 μ （X）為隸屬度數(shù)值；X為每個產(chǎn)量性狀的數(shù)值; X_max 為最大特征數(shù)值；X_min為最小特征數(shù)值。

2結(jié)果與分析

2.1參試品種產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀之間的關(guān)聯(lián)度

利用Exce12010軟件對2023年和2024年13個參試品種的產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值處理（表1），作為灰色關(guān)聯(lián)度分析的原始數(shù)據(jù)。

將13個綠豆品種各產(chǎn)量性狀的平均值輸入SPSSPR0軟件進(jìn)行分析，得出參試綠豆品種各產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度及位次（表2）。結(jié)果顯示，各參試綠豆品種產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度排序如下：單株莢數(shù)位列第一，表示其與產(chǎn)量的變化趨勢高度一致，是影響綠豆產(chǎn)量的關(guān)鍵因素；第二位是百粒質(zhì)量，與綠豆產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度也較高；與綠豆產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度的排序隨后依次為豆莢直徑、單株分枝數(shù)、單莢粒數(shù)、莢長。這一排序不僅反映了13個綠豆品種各產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)的緊密程度，還揭示了這些品種產(chǎn)量性狀對產(chǎn)量影響程度的大小。其中單株莢數(shù)與綠豆產(chǎn)量的高關(guān)聯(lián)度表明，單株豆莢的數(shù)量可能是決定綠豆產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一；參試綠豆品種的百粒質(zhì)量與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度緊隨其后，意味著綠豆的豆粒質(zhì)量同樣對產(chǎn)量有顯著影響。豆莢直徑、單株分枝數(shù)、單莢粒數(shù)及莢長等性狀與綠豆產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度也較高，說明這些性狀也共同影響著綠豆產(chǎn)量。

2.2參試品種的模糊評價值

2.2.1參試品種產(chǎn)量性狀的權(quán)重系數(shù)根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度的分析結(jié)果，參試綠豆品種產(chǎn)量性狀指標(biāo)對產(chǎn)量影響的排序為：單株莢數(shù) gt; 百粒質(zhì)量 gt; 豆莢直徑 gt; 單株分枝數(shù) gt; 單莢粒數(shù) Σ=Σ 莢長。依據(jù)優(yōu)序圖法得出參試綠豆品種產(chǎn)量性狀的權(quán)重值（圖1），結(jié)果顯示，參試綠豆品種各產(chǎn)量性狀的權(quán)重值為：單株莢數(shù)0.333、百粒質(zhì)量0.267、豆莢直徑0.200、單株分枝0.133、單莢粒數(shù)0.033、莢長0.033。

2.2.2參試品種的模糊評價值分析表明，本地綠豆（對照，CK）的模糊評價值為0.421（表3），排在13個參試綠豆品種的第10位，引進(jìn)的12個綠豆品種中有9個品種優(yōu)于本地綠豆（對照，CK）（模糊評價值 gt;0.421 ），這9個品種分別為：綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆、早熟45天綠豆、黑莢毛綠豆、中雜綠15號、特早四十六綠豆、綠豆王、中研早熟綠豆、毛綠一號，其中綠珍珠二號模糊評價值最高，為0.711。引進(jìn)的龍博十一號、開鍋爛綠豆、綠寶黑綠豆3個綠豆品種的模糊評價值均低于本地綠豆（對照，CK），建議淘汰，文章不做進(jìn)一步分析。

2.3參試品種的適應(yīng)性與商品性分析

根據(jù)品種模糊評價值的分析結(jié)果，對模糊評價值高于本地綠豆（對照，CK）的9個引種品種進(jìn)行適應(yīng)性和商品性分析（表4）。分析結(jié)果顯示，綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆、黑莢毛綠豆3個品種的株型為直立型，中研早熟綠豆、特早四十六綠豆、早熟45天綠豆、本地綠豆（對照CK）4個品種的株型為半直立型，毛綠一號、中雜綠15號、綠豆王3個品種的株型為蔓生型。10 個綠豆品種中，只有毛綠一號抗病性較弱，綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆、早熟45天綠豆、黑莢毛綠豆、本地綠豆（對照，CK）5個品種抗病性較強(qiáng)，其他品種抗病性中等。10個綠豆品種的生育期在 75～110d ，均符合寶坻區(qū)夏播綠豆要求。10個綠豆品種的種皮顏色均為綠色，中研早熟綠豆、特早四十六綠豆、毛綠一號3個品種種皮表面有絨毛，種皮光澤度較差。

綠豆品種的適應(yīng)性和商品性分析表明，在引進(jìn)的9個綠豆品種中，綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆、黑莢毛綠豆3個品種表現(xiàn)較好，文章將對這3個綠豆品種進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2.4參試品種的產(chǎn)量分析

根據(jù)品種適應(yīng)性和商品性分析得出的結(jié)果，對綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆、黑莢毛綠豆3個引進(jìn)的綠豆品種與本地綠豆（對照，CK）進(jìn)行產(chǎn)量分析（表5），結(jié)果表明，綠珍珠二號產(chǎn)量最高，達(dá)到 273.842kg?667m^-2 新其次為千斤懶漢綠豆，產(chǎn)量為 264.161kg^. 667m^-2 ，再次為本地綠豆（對照，CK），產(chǎn)量為 174.533kg?667m^-2 ，最后為黑莢毛綠豆，產(chǎn)量為 92.792kg?667m^-2 。

方差分析表明（表6），綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆與黑莢毛綠豆、本地綠豆（對照，CK）的產(chǎn)量之間存在顯著性差異，但二者之間差異不顯著；黑莢毛綠豆與本地綠豆（對照，CK）的產(chǎn)量雖存在顯著性差異，但為反向差異。綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆2個品種產(chǎn)量表現(xiàn)優(yōu)異，其中綠珍珠二號表現(xiàn)最佳。

3結(jié)論與討論

綠豆引種較玉米、大豆、小麥等已實現(xiàn)全面機(jī)械化生產(chǎn)的作物有所不同，需考慮引進(jìn)綠豆品種的各種性狀是否符合機(jī)械化生產(chǎn)要求。本研究采用綜合評判法對引進(jìn)的綠豆品種進(jìn)行引種評價，首先是利用灰色關(guān)聯(lián)度法分析綠豆產(chǎn)量性狀與產(chǎn)量之間的關(guān)聯(lián)度，并對產(chǎn)量性狀進(jìn)行排序；其次是根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果，通過優(yōu)序圖法確定產(chǎn)量性狀權(quán)重值，同時利用隸屬度函數(shù)，代入產(chǎn)量性狀數(shù)據(jù)，計算產(chǎn)量性狀的隸屬度，利用產(chǎn)量性狀的隸屬度和權(quán)重值計算品種的模糊評價值，根據(jù)品種的模糊評價值進(jìn)行品種的初步篩選，根據(jù)機(jī)械化、商品性、抗病性等要求對初選品種進(jìn)行進(jìn)一步分析和篩選，最終通過產(chǎn)量分析篩選適宜的品種。

根據(jù)綜合評判分析結(jié)果，在引進(jìn)的12個綠豆品種中，綠珍珠二號、千斤懶漢綠豆2個品種的模糊評價值均高于本地綠豆品種，表現(xiàn)為產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng)、株型直立，適宜機(jī)械化生產(chǎn)，生育期適中，且種皮綠色光亮，商品性狀好，適宜在寶坻區(qū)夏播種植，以綠珍珠二號為首選綠豆品種。

采用綜合評判法對綠豆品種進(jìn)行多角度評判，能更直觀和客觀地反映綠豆品種的優(yōu)劣，今后可在綠豆引種及其他作物引種上運用，以實現(xiàn)綜合評價引進(jìn)品種的適應(yīng)性與綜合性狀。

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