灰色多維綜合隸屬度評(píng)估法對(duì)短季棉新品種（系）的分析評(píng)價(jià)

李鳳瑞　張東樓　史加亮　王士立　田春利　楊秀鳳

摘要：用灰色多維綜合隸屬度評(píng)估法對(duì)參加2013年國家黃河流域夏棉區(qū)試和山東省夏棉區(qū)試的12個(gè)短季棉新品種（系）在德州試驗(yàn)點(diǎn)的表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。結(jié)果表明：錦科707（品系）、德0720（品系）獲優(yōu)良評(píng)價(jià)，魯棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品種）、中創(chuàng)185（品系）、魯棉研19（品種）、邯818（品系）7個(gè)品種（系）獲較好評(píng)價(jià)，邯663（品系）表現(xiàn)一般，沃棉2號(hào)（品系）、冀178（品系）表現(xiàn)較差。評(píng)價(jià)結(jié)果與品種（系）的田間表現(xiàn)相一致。

關(guān)鍵詞：短季棉；新品種（系）；灰色多維綜合隸屬度；評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S562.01文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2014）12-0023-05

短季棉的育種目標(biāo)是早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗及綜合性狀優(yōu)良。但是，由于短季棉品種生育期短，其田間試驗(yàn)更易受自然環(huán)境、氣候因素、土壤類型及土壤肥力等諸多因素的影響，使得參試品種各個(gè)性狀的表現(xiàn)帶有明顯的隨機(jī)性、波動(dòng)性、模糊性和不確定性[1]。近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，從多個(gè)性狀綜合評(píng)價(jià)品種已成為人們的共識(shí)，涌現(xiàn)出了許多更為科學(xué)的評(píng)價(jià)方法[5]?；疑嗑S綜合隸屬度評(píng)估就是這些方法中的一種。與通常的方差分析方法相比，該方法更加客觀、公正、科學(xué)、合理。因此在玉米、小麥、大豆、綠豆、芝麻等作物新品種的評(píng)價(jià)中已有較多應(yīng)用[2～9]，但在棉花育種領(lǐng)域中的應(yīng)用尚少見報(bào)道。本文運(yùn)用該方法對(duì)參加2013年國家黃河流域夏棉區(qū)試和山東省夏棉區(qū)試的12個(gè)短季棉新品種（系）在德州試驗(yàn)點(diǎn)的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，以期為選育和評(píng)價(jià)早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的短季棉新品種（系）提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料為參加2013年國家黃河流域夏棉區(qū)試和山東省夏棉區(qū)試的12個(gè)短季棉新品種（系），數(shù)據(jù)來源于德州點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果。參試品種（系）為錦科707（品系）、德0720（品系）、魯棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品種）、中創(chuàng)185（品系）、魯棉研19（品種）、邯818（品系）、邯663（品系）、沃棉2號(hào)（品系）、冀178（品系），分別由A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L代稱。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于5月24日播種，地點(diǎn)在德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)科技園。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。5行區(qū)，行長6.67 m，行距0.6 m，小區(qū)面積20 m2，留苗密度8.25萬株/hm2。每個(gè)小區(qū)選取代表性植株20株，分別調(diào)查生育期、果枝始節(jié)位、株高、單株果枝數(shù)、單株鈴數(shù)、總鈴數(shù)、黃萎病指，室內(nèi)考種調(diào)查單鈴重、籽指、衣分、霜前花率、霜前皮棉產(chǎn)量。

2方法步驟

2.1整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)

對(duì)12個(gè)品種（系）的12個(gè)性狀采用灰色多維綜合隸屬度評(píng)估法進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于評(píng)估集合的等級(jí)類別界限值的確定僅適用于數(shù)值越大越好的性狀，對(duì)于數(shù)值越小越好的性狀如株高、生育期、黃萎病指作倒數(shù)轉(zhuǎn)換；果枝始節(jié)位以適中值6為最好，取值為1，每增大或減小一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，其取值均減小0.02（表1）。

2.2確定各性狀評(píng)語等級(jí)類別的界限值

以產(chǎn)量為例，在12個(gè)品種（系）中，規(guī)定最高產(chǎn)量780.9 kg/hm2為上限，最低產(chǎn)量3.9 kg/hm2為下限，據(jù)此將產(chǎn)量分為優(yōu)良、較好、一般、較差4個(gè)等級(jí)；在上限與下限之間劃分為3等份，每等份為259.0 kg/hm2，這樣便可求得產(chǎn)量4個(gè)評(píng)語等級(jí)類別界限值，其余性狀等級(jí)界限值的確定與此相同（表2）。

2.3構(gòu)建各等級(jí)隸屬函數(shù)值子矩陣

以F表示某品種、某性狀、某等級(jí)的隸屬函數(shù)值，x表示其相應(yīng)的觀察值，a表示其對(duì)應(yīng)的界限值，則當(dāng)?shù)燃?jí)為優(yōu)良時(shí)，F(xiàn)=x/a；當(dāng)?shù)燃?jí)為較好、一般時(shí)，x≤a時(shí)，F(xiàn)=x/a，當(dāng)a3a時(shí)，F(xiàn)=（4a-x）/a；當(dāng)?shù)燃?jí)為較差時(shí)，F(xiàn)=（M-x）/（M-a），M為各性狀的上限值。

根據(jù)以上公式可求得各品種、各性狀4個(gè)級(jí)別的隸屬函數(shù)值。以參試品種A為例說明具體計(jì)算過程。其產(chǎn)量屬于“優(yōu)良”的隸屬函數(shù)值=780.9/780.9=1；屬于“較好”的隸屬函數(shù)值=（2×521.9-780.9）/521.9=0.5037；屬于“一般”的隸屬函數(shù)值=（3×262.9-780.9）/262.9=0.0297；屬于“較差”的隸屬函數(shù)值=（780.9-780.9）/（780.9-3.9）=0.0000。同理可得其它各個(gè)性狀各個(gè)等級(jí)的隸屬函數(shù)值，其它參試品種（系）各性狀的隸屬函數(shù)值計(jì)算與此類同，并構(gòu)成以下子矩陣。

2.4確定各性狀因素的權(quán)重

根據(jù)德州短季棉生產(chǎn)實(shí)際情況和育種目標(biāo)，參考專家意見及相關(guān)的文獻(xiàn)資料，確定各性狀因素的權(quán)重，因?yàn)閰^(qū)域試驗(yàn)?zāi)康脑谟诤Y選高產(chǎn)品種，所以產(chǎn)量性狀的權(quán)重應(yīng)較大。全生育期、株高、果枝始節(jié)位、黃萎病指、單株果枝數(shù)、單株鈴數(shù)、總鈴數(shù)、鈴重、籽指、衣分、霜前花率、霜前皮棉產(chǎn)量12個(gè)性狀的權(quán)重W分別為0.03、0.02、0.03、0.03、0.03、0.04、0.04、0.03、0.02、0.03、0.10、0.60為宜。

2.5求綜合隸屬度值，構(gòu)成綜合隸屬度矩陣

3結(jié)果與分析

綜合隸屬度矩陣R中，行代表各品種，列代表優(yōu)良、較好、一般、較差四個(gè)等級(jí)。從矩陣平行著看，最大數(shù)值所處的級(jí)別即是該品種綜合評(píng)估的優(yōu)劣結(jié)果，現(xiàn)將參試的12個(gè)品種（系）的等級(jí)評(píng)估結(jié)果列于表3。

從表3看出，錦科707（A）、德0720（B）兩個(gè)品系獲得優(yōu)良評(píng)價(jià)；魯棉241（C）、邯258（D）、邯686（E）、中棉所50（F）、中創(chuàng)185（G）、魯棉研19（H）、邯818（I）7個(gè)品種（系）列3～9位，獲較好評(píng)價(jià)；邯663（J）表現(xiàn)一般；沃棉2號(hào)（K）、冀178（L）兩個(gè)品系表現(xiàn)較差。

僅考慮產(chǎn)量一個(gè)因素的方差分析方法與灰色多維綜合評(píng)估分析結(jié)果基本相同，總體趨勢一致。但由于多維隸屬度分析是多因素綜合分析的結(jié)果，因此排序稍有變化。如魯棉241（C）、邯258（D）、邯686（E）、中棉所50（F）、中創(chuàng)185（G）5個(gè)品系在方差分析中的排序分別是3、4、5、6、7，由于其單株果枝數(shù)、單株鈴數(shù)、鈴重、籽指、衣分、霜前花率、黃萎病指等性狀綜合表現(xiàn)不同，所以綜合評(píng)估結(jié)果為7、4、6、3、5。其它品系的綜合評(píng)估結(jié)果與方差分析結(jié)果相同。從田間觀察情況來看，各品種（系）表現(xiàn)與灰色多維綜合評(píng)估分析結(jié)果十分吻合。

4討論與結(jié)論

4.1灰色多維綜合隸屬度評(píng)估法能夠全面客觀地分析短季棉各品種（系）的綜合表現(xiàn)，直接求出品種的評(píng)語集合，將品種界定在相應(yīng)的評(píng)語等級(jí)，品種優(yōu)劣可一目了然，而且運(yùn)算簡單，便于掌握，也不容易丟失信息，克服了以往只考慮產(chǎn)量因素?cái)?shù)理評(píng)判方法的局限性，在試驗(yàn)中可以有效避免埋沒優(yōu)良品種。

4.2各品種（系）在各點(diǎn)的適應(yīng)性不同，性狀表現(xiàn)也不同，同時(shí)性狀表現(xiàn)年際間也有變化。2013年德州試點(diǎn)的氣象條件很特殊，7月初至8月中旬連續(xù)強(qiáng)降雨，下部成鈴較少，長勢普遍偏旺，株高較往年偏高；8月中旬至9月下旬連續(xù)一個(gè)多月晴朗高溫天氣，上部大量成鈴，生長旺盛。本文只是對(duì)參試短季棉品種（系）在德州試點(diǎn)一年的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，有一定的區(qū)域性和局限性。

4.3各性狀權(quán)重的確定對(duì)綜合評(píng)價(jià)至關(guān)重要，它直接影響到評(píng)估的結(jié)果，考查性狀的數(shù)量變化，權(quán)重向量會(huì)隨之變化，育種目標(biāo)不同，權(quán)重向量也會(huì)不同，因此，在應(yīng)用中，權(quán)重的確定要依據(jù)當(dāng)時(shí)的育種目標(biāo)、生產(chǎn)需要和所考慮的性狀來確定。本文采用參考專家意見及相關(guān)的文獻(xiàn)資料來確定權(quán)重，有一定的局限性。

4.4本試驗(yàn)結(jié)果表明：錦科707（品系）、德0720（品系）獲優(yōu)良評(píng)價(jià)，魯棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品種）、中創(chuàng)185（品系）、魯棉研19（品種）、邯818（品系）7個(gè)品種（系）獲較好評(píng)價(jià)，邯663（品系）表現(xiàn)一般，沃棉2號(hào)（品系）、冀178（品系）表現(xiàn)較差。評(píng)價(jià)結(jié)果與品種（系）的田間表現(xiàn)相一致。

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