灰色關聯(lián)度分析在玉米區(qū)域試驗品種綜合評價中的應用

譚家剛 向德柱 劉興萍 馬秀云 易陳紅 熊聞霞 李 偉 張興端

摘要采用灰色關聯(lián)度分析方法,對參加2008年國家西南一組區(qū)域試驗萬州點的10個玉米新組合13個性狀資料進行分析。評價結果表明:W24綜合性狀最好(r=0.909 8)、GD4632次之(r=0.809 5)、DL05綜合性狀最差(r=0.560 3)。

關鍵詞玉米新組合;灰色關聯(lián)度分析;綜合評價

中圖分類號S513文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)14-0033-03

農作物區(qū)域試驗是種子工作的基礎,是新品種走向生產的橋梁,是連接科研、生產、市場的紐帶。試驗結果分析是區(qū)域試驗工作中的重要環(huán)節(jié),品種評價得當與否,直接關系到品種是否通過審定。傳統(tǒng)方法對試驗結果資料中產量數(shù)據(jù)進行方差分析和回歸分析,對其他性狀如植株性狀和果穗性狀常只采用直觀評價或平均數(shù)統(tǒng)計分析,各個性狀結果分析相互獨立,對參試品種評價不夠全面。而大面積生產上,除了對新品種有高產要求外,還對新品種的其他性狀如株高、果穗結實、抗逆性等諸多方面有要求。運用灰色關聯(lián)度分析方法,對參加區(qū)域試驗的玉米新組合各個性狀進行綜合評判,按照各性狀的相對重要性進行合理評定,有利于指導玉米新品種選育和審定。筆者以2008年國家西南玉米新品種區(qū)域試驗一組的10個組合試驗結果資料為基礎,運用灰色關聯(lián)度分析法對玉米新組合進行綜合評價案例分析。

1材料與方法

1.1資料來源

以2008年度參加國家西南玉米區(qū)域試驗一組的10個組合萬州試驗點的結果數(shù)據(jù)為分析資料。由于試驗采用密碼編號,組合名稱和試驗結果的對應來源于2009年3月由全國農業(yè)技術推廣服務中心編著、中國農業(yè)科學技術出版社出版的“中國玉米新品種動態(tài)—2008年國家級玉米品種區(qū)試報告”一書。參試組合為HK8102(代號為X1)、JG168(代號為X2)、DL05(代號為X3)、CN601(代號為X4)、HZ06-1(代號為X5)、W24(代號為X6)、118139(代號為X7)、GD4632(代號為X8)、GM4105(代號為X9)、渝單8號(對照品種,代號為X10)。

1.2試驗方法

試驗管理嚴格按照2008年國家普通玉米區(qū)域試驗方案進行田間操作,以《國家玉米品種區(qū)域試驗年終報告》所附調查項目和標準要求進行田間調查和室內考種。選取生育期(k1)、株高(k2)、穗高(k3)、抗倒伏率(k4)、抗倒折率(k5)、穗長(k6)、穗粗(k7)、禿尖(k8)、穗行數(shù)(k9)、行粒數(shù)(k10)、出籽率(k11)、百粒重(k12)、 籽粒產量(k13)共13個性狀資料進行統(tǒng)計分析。

1.3分析方法

應用灰色關聯(lián)分析方法,將所有參試組合視為1個灰色系統(tǒng),各考察性狀為系統(tǒng)中的1個因素。把玉米新品種選育目標與優(yōu)良品種的上限結合起來,構建1個理想品種。以理想品種的各性狀指標構成參考數(shù)列,記作X0,參試品種(組合)各性狀值比較數(shù)列,記作Xi(i=1,2,…,m),其中m為參試品種數(shù),各性狀用k表示(k=1,2,…,n),其中n為考察性狀數(shù)。

參試品種(組合)與參考品種之間關聯(lián)系數(shù)的計算公式如下:

ξi(k)=■………(1),式中,ξi(k)為Xi對X0在K性狀的關聯(lián)系數(shù),ρ為分辨系數(shù),取值范圍在(0,1)之間,一般取0.5?！鰘X0(k)-Xi(k)|和■|X0(k)-Xi(k)|分別為第1層次最小差和第1層次最大差,即在絕對差|X0(k)-Xi(k)|中按不同的k值分別挑選其中最小者和最大者;■■|X0(k)-Xi(k)|和■■|X0(k)-Xi(k)|分別為第2層次最小差和第2層次最大差,即在絕對差■■|X0(k)-Xi(k)|中挑選最小值和最大值。

按各性狀賦予相同的權重計算平均關聯(lián)度:ri=■………(2),按各性狀賦予不同的權重計算加權關聯(lián)度:ri=■(3),式中,wk為權重系數(shù)。由于反應品種優(yōu)劣的各項性狀指標的重要性不同而賦予各性狀不同的權重系數(shù),權重系數(shù)的給出依據(jù)某性狀對品種表現(xiàn)的相對重要性。

2結果與分析

2.1參考品種構建

生育期、株高、穗高以所有參試組合的平均值作為參考品種值,其他性狀以參試組合的最大值為參考品種值。對倒伏和倒折指標用公式x1=100-x轉換為抗倒伏和抗倒折值,禿尖指標用公式x=100×(穗長-禿尖長)/穗長轉換為結實率。各性狀的原始數(shù)據(jù)和參考品種數(shù)據(jù)列于表1。

2.2數(shù)據(jù)初始化處理

由于原始數(shù)據(jù)中各性狀的量綱不同,為便于分析,先將表1數(shù)據(jù)進行無量綱化處理。本研究采用上限性測度、適中性測度進行無量綱標準化處理。對產量、穗長、穗行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、千粒重采用上限性測度,對生育期、株高、穗位高采用適中性測度。由ri(k)=■ ………(4),ri(k)=■………(5)分別計算出上限性測度、適中性測度,得到數(shù)值在(0,1)內的新數(shù)列,結果見表2。

2.3灰色關聯(lián)系數(shù)及關聯(lián)度的計算

首先,求得參考數(shù)列X0與10個參試品種相應性狀的絕對差值,計算公式為:△i(k)=|X0(k)-Xi(k)|(i=1,2,……,9,k=1,2,……,13),計算結果列于表3。

由表3可知,■ ■|X0(k)-Xi(k)|=0, ■■|X0(k)-Xi(k)|=0.270 0,將二級差值代入公式(1),并取ρ=0.5,則得:ξi(k)= ■ ………(6),把表3中的相應數(shù)值代入公式(5),即可得到X0對Xi各性狀的關聯(lián)系數(shù),計算結果列于表4。

將求得的關聯(lián)系數(shù)代入公式(3)計算加權關聯(lián)度,求得每個品種(組合)的加權關聯(lián)度,結果見表5。

2.4關聯(lián)度分析

首先,按照公式(2)將13個性狀看成具有同等重要性,即平均權重系數(shù)計算平均關聯(lián)度。然后按照公式(3)將不同性狀賦予不同的權重系數(shù)進行加權關聯(lián)分析,以產量為最重要性狀,占0.450 0的權重;以植株性狀包括(生育期、株高、穗高、抗倒性)占權重0.200 0;以果穗和籽粒性狀(包括穗長、穗粗、禿尖、行數(shù)、行粒數(shù)、出籽率、百粒重)占權重0.350 0。詳見表4中的Wk值。

由表5可知,按照產量結果排序,W24第1位、GD4632第2位、JG168第3位、HK8102第4位、GM4105第9位、DL05第10位;按照平均關聯(lián)度結果排序,W24第1位、HK8102第2位、 JG168第3位、GD4632第4位、118139第9位、DL05第10位;按照加權關聯(lián)度分析結果排序,W24第1位、GD4632第2位、HK8102第3位、JG168第4位,GM4105第9位、DL05第10位。

3討論

(1)按照區(qū)域試驗常規(guī)評價品種優(yōu)劣主要考察產量性狀方法,10個參試品種(組合)的前4位分別是:W24第1、GD4632第2、JG168第3、HK8102第4,后2位分別是:GM4105第9、DL05第10;根據(jù)平均關聯(lián)度分析方法,前4位分別是W24(0.841 9)、HK8102(0.799 7)、JG168(0.778 5)、GD4632(0.775 4),后2位分別是118139(0.658 7)、DL05(0.646 0);根據(jù)加權關聯(lián)分析方法,前4位分別是W24(0.909 8)、GD4632(0.809 5)、HK8102(0.746 0)、JG168(0.742 8),后2位分別是GM4105(0.575 4)、DL05(0.560 3)。上述結果表明,W24不論是采用產量結果比較,還是用平均關聯(lián)度分析或加權關聯(lián)分析,都表現(xiàn)為第1位,說明該組合綜合性狀很好,是1個突出組合;GD4632產量和加權關聯(lián)分析居第2位,也是1個綜合性狀比較好的組合;而JG168產量第3位、加權關聯(lián)分析第4位;HK8102產量第4位、加權關聯(lián)分析第3位。

筆者認為,區(qū)域試驗常規(guī)評價方法只對產量有明確定量評價,而其他性狀有的雖然有量的數(shù)值,但沒有量化比較標準;有的性狀只有定性說明,缺乏綜合評判指標,不切合實際,不科學。平均關聯(lián)分析把所有考察性狀置于同等重要位置,應用加權關聯(lián)度方法進行綜合評價參加試驗組合的優(yōu)劣,既能把所有性狀進行量化,又能根據(jù)性狀的相對重要性進行權重分配,分析結果全面、可靠。

(2)采用灰色關聯(lián)度分析法綜合評價的關鍵,在于構建參考品種、分析性狀的選取和各性狀權重大小的分配。因此,應根據(jù)各地玉米育種目標、生產實際和生態(tài)條件進行綜合考慮,得到的分析結果才具有指導意義,以期為品種審定提供較為可靠的依據(jù)。

4參考文獻

[1] 鄧聚龍.農業(yè)灰色系統(tǒng)理論與方法[M].濟南:山東科技出版社,1988.

[2] 張興端,徐茜,涂文志,等.灰色關聯(lián)度分析在馬鈴薯新品種(系)綜合評價上的應用[J].馬鈴薯雜志,1994,8(1):26-29.

[3] 曹雯梅,劉松濤,路紅衛(wèi).灰色系統(tǒng)理論在小麥新品種綜合評判中的應用[J].中國種業(yè),2005(11):47-49.