灰色多維綜合分析在食用型甘薯品種評價(jià)中的應(yīng)用

辛國勝 韓俊杰 周洪軍 商麗麗 邱鵬飛 張磊 劉翠玲

摘要：為了探索食用型甘薯品種的科學(xué)評價(jià)方法，采用灰色系統(tǒng)理論中的品種灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評估分析法對12個(gè)試驗(yàn)品種的II個(gè)主要性狀指標(biāo)進(jìn)行綜合分析和評價(jià)。結(jié)果表明：各試驗(yàn)品種的優(yōu)劣順序依次為煙薯25、泰中6號、濟(jì)薯04150、秦薯7號、阜薯062-20、濟(jì)農(nóng)83、商薯079-1、徐薯22（CK）、廊薯7-12、漯薯7號、冀薯65、皖蘇178，其中煙薯25產(chǎn)量和綜合評估均排在第1位，其綜合評估關(guān)聯(lián)度為0.8621，比對照高20.22%。說明該品種解決了高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的矛盾，是一個(gè)較為理想的食用型甘薯品種，這與其生產(chǎn)上的表現(xiàn)一致。同時(shí)表明該方法能夠較為科學(xué)地鑒定和評價(jià)食用型甘薯品種。

關(guān)鍵詞：甘薯；食用；灰色分析；綜合評價(jià)

中圖分類號：S532.024

文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2016）02-0015-04

甘薯是一種營養(yǎng)豐富、生物產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、用途廣泛的作物。甘薯富含多種維生素、氨基酸、膳食纖維、脫氫表雄酮等營養(yǎng)成分，俗稱“土人參”，有健身和防病之功效，食用后對人體某些疾病有預(yù)防和治療作用。甘薯屬生理堿性食品，而人們?nèi)粘Ｊ秤玫拿?、面、魚、肉等均為酸性食品，酸性物質(zhì)在體內(nèi)積累過多后，將會(huì)引起各種疾病，食用甘薯后可中和體內(nèi)過多的酸性物質(zhì)，維持人體內(nèi)的酸堿平衡。美國公共利益科學(xué)中心推薦十佳健康食品，甘薯以其營養(yǎng)全面而列首位。目前我國甘薯常年種植面積在500×104h㎡以上，僅次于水稻、小麥和玉米，總產(chǎn)量達(dá)1.5x10⁸t。20世紀(jì)50～70年代，甘薯主要作為糧食作物以供食用，70～80年代演變?yōu)橐缘矸奂庸ず惋曈脼橹鳎?0年代以后隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強(qiáng)，食用甘薯及其甘薯加工制品成為時(shí)尚。目前中國甘薯消費(fèi)比例大約為：加工約45%，飼用約25%，食用占30%。其中食用型甘薯的比重由20世紀(jì)80～90年代的20%提高到30%，說明食用型甘薯在人們?nèi)粘Ｉ钪械牡匚辉谔岣?。?yōu)質(zhì)食用型甘薯品種的選育研究也日益成為主要研究目標(biāo)，但其選育在整個(gè)甘薯育種中最為困難，因其需要兼顧口味、抗病、甜度、產(chǎn)量等主要性狀。目前在食用型甘薯新品種的評價(jià)上僅對產(chǎn)量進(jìn)行方差分析、新復(fù)極差測驗(yàn)、穩(wěn)產(chǎn)性分析，對與品種優(yōu)劣有著重要關(guān)系的抗病性、食味、含糖量、烘干率等因素卻不能進(jìn)行確切分析。而灰色系統(tǒng)具有所需樣本少、可綜合考慮多個(gè)性狀、方法簡便等優(yōu)點(diǎn)，是一種較好的分析方法。本研究應(yīng)用品種灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評估法對12個(gè)品種的11個(gè)主要性狀做了全面客觀的綜合評價(jià)，旨在為食用型甘薯新品種的合理評價(jià)提供科學(xué)依據(jù)和方法。

1 材料與方法

1.1 材料

選用2010～2011年國家甘薯區(qū)域試驗(yàn)參試品種為材料，共12個(gè)，分別是冀薯65（X1）、皖蘇178（X2）、阜薯062-20（X3）、濟(jì)農(nóng)83（X4）、濟(jì)薯04150（X5）、漯薯7號（X6）、商薯079-1（X7）、廊薯7-12（X8）、秦薯7號（X9）、泰中6號（XlO）、煙薯25（X11）、徐薯22（Xl2；國家區(qū)試對照品種）。全國試點(diǎn)共10個(gè)，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。萌芽性在苗床排種25天左右調(diào)查，分枝、蔓粗收獲前一周調(diào)查，單株結(jié)薯數(shù)、產(chǎn)量、烘干率、食味（食用型甘薯品種的重要評價(jià)指標(biāo)）、可溶性糖收獲時(shí)和收獲后測定?？共⌒杂蓢腋适砀牧贾行慕y(tǒng)一測定。

1.2 分析方法

1.2.1 理想品種構(gòu)建根據(jù)食用型甘薯品種的育種目標(biāo)和實(shí)際情況確定各性狀較理想的值為參考數(shù)列XO，以各試驗(yàn)品種的各性狀指標(biāo)構(gòu)成比較數(shù)列X1（即Xl～Xl2），其中性狀指標(biāo)按照郭瑞林介紹的性狀測定方法，即對產(chǎn)量、食味、可溶性糖、萌芽性按上限性狀，分枝、蔓粗、單株結(jié)薯數(shù)、烘干率按適中性狀，根腐病、莖線蟲病、黑斑病按下限性狀。各試驗(yàn)品種各性狀兩年平均值用kj表示（即k1～k11，見表1）。

1.2.2 原始數(shù)據(jù)無量綱化處理 據(jù)下列公式進(jìn)行：

2 結(jié)果與分析

2.1 灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算

首先計(jì)算性狀差序列值和性狀兩極差，性狀差序列值△i（k）=|ro（k）-ri（k）|，最大性狀極差M=maxmax△i（k），最小性狀極差m=min-min△i（k）。由表2分別計(jì)算XO和Xi的絕對差值可知，m=0，M=1.25，將相應(yīng)的絕對差值代人各試驗(yàn)品種性狀的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)公式：式中p為分辨系數(shù)（0計(jì)算得到的Xo和Xi各性狀的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)ζi（kj）見表3。

2.2 各品種綜合評估關(guān)聯(lián)度計(jì)算

根據(jù)公式Ri=∑ζi（kj）/n（n=11），計(jì)算出各試驗(yàn)品種綜合評估關(guān)聯(lián)度，據(jù)此，排定各試驗(yàn)品種的優(yōu)劣順序，同時(shí)將各品種在國家區(qū)試中的鮮薯平均產(chǎn)量也進(jìn)行排序，見表4。

2.3 綜合評價(jià)

根據(jù)品種灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評估原理，以綜合評估關(guān)聯(lián)度的大小反映試驗(yàn)品種的優(yōu)劣，關(guān)聯(lián)度越大，相應(yīng)的品種越優(yōu)良，反之亦然。由表4可知，試驗(yàn)品種的優(yōu)劣次序?yàn)閄11、XlO、X5、X9、X3、X4、Xl2、X8、X7、X6、Xl、X2，區(qū)試產(chǎn)量前6位依次為Xll、Xl2、X5、X3、XlO、X7。顯然兩種評價(jià)結(jié)果有一定差異，綜合評估關(guān)聯(lián)度排在前6位的依次為煙薯25、泰中6號、濟(jì)薯04150、秦薯7號、阜薯062-20、濟(jì)農(nóng)83，綜合關(guān)聯(lián)度分別為0.8621、0.8036、0.7842、0.7598、0.7597、0.7360，而對應(yīng)的鮮薯產(chǎn)量位次分別為第1、第5、第3、第11、第4、第12位，這說明高產(chǎn)品種不一定就適合食用，鮮薯產(chǎn)量排名第2位的Xl2（徐薯22），在綜合評估中排在了第7位，主要是因?yàn)樵撈贩N烘干率太高、可溶性糖和食味偏差造成。而那些產(chǎn)量一般但食味較好的品種卻能達(dá)到食用標(biāo)準(zhǔn)，比如綜合評估第4位的秦薯7號，產(chǎn)量僅排在第11位；綜合評估第6位的濟(jì)農(nóng)83，產(chǎn)量僅排在第12位。而煙薯25產(chǎn)量和綜合評估均排在第1位，其綜合評估關(guān)聯(lián)度為0.8621，比對照高20.22%，說明該品種解決了高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)的矛盾，是一個(gè)較為理想的食用型甘薯品種，這與該品種在生產(chǎn)上的表現(xiàn)相吻合，因此可以認(rèn)為綜合評估分析法在甘薯食用品種評價(jià)中具有現(xiàn)實(shí)意義。

3 討論

灰色關(guān)聯(lián)度分析已在大多作物上進(jìn)行了應(yīng)用研究，主要圍繞某一主要性狀（比如產(chǎn)量），對相關(guān)性狀進(jìn)行分析，以找到與主要性狀關(guān)聯(lián)度較大的性狀，為進(jìn)行主要性狀科學(xué)選擇奠定基礎(chǔ)。而灰色系統(tǒng)理論中的關(guān)聯(lián)度多維綜合評估分析法是先要構(gòu)建理想品種，圍繞理想品種設(shè)計(jì)的多個(gè)相關(guān)性狀進(jìn)行評價(jià)，更能科學(xué)地反映出品種優(yōu)劣。本研究主要圍繞鮮食型甘薯新品種評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，指標(biāo)主要有：分枝數(shù)、蔓粗、單株結(jié)薯數(shù)、烘干率、抗病性、萌芽性、可溶性糖、食味、產(chǎn)量。這樣的指標(biāo)設(shè)定主要考慮思路為：分枝數(shù)和蔓粗是地上部評價(jià)的主要指標(biāo)，影響到品種的徒長與否；單株結(jié)薯數(shù)對食用型品種的商品率至關(guān)重要；烘干率、可溶性糖、食味均為食用品質(zhì)的重要指標(biāo)；抗病性和產(chǎn)量也是必需指標(biāo)；萌芽性決定了品種是否可以大面積推廣。傳統(tǒng)的評價(jià)方法僅僅根據(jù)產(chǎn)量，而品種灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評估分析法不僅考慮產(chǎn)量，同時(shí)還能綜合考慮到上述的多個(gè)性狀、指標(biāo)，因此能夠較全面地綜合分析和評定品種優(yōu)劣，具有可靠性和客觀性。

構(gòu)建參考品種時(shí)，必須以市場真正需求為基礎(chǔ)，并結(jié)合我國甘薯育種目標(biāo)。參考品種是試驗(yàn)品種比較的標(biāo)尺，決定著分析結(jié)果的可靠性。因此參考品種各性狀數(shù)值的構(gòu)建應(yīng)科學(xué)合理，太高、太低都會(huì)使優(yōu)良品種丟失或一般品種誤選。

利用品種灰色關(guān)聯(lián)度多維綜合評估分析法評價(jià)品種優(yōu)劣，在評價(jià)目標(biāo)時(shí)應(yīng)細(xì)化，不能籠統(tǒng)地對甘薯品種進(jìn)行評價(jià)，不同用途品種評價(jià)指標(biāo)大不相同，因此應(yīng)根據(jù)品種的實(shí)際用途設(shè)立指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，比如食用型品種主要應(yīng)考慮食味、甜度、產(chǎn)量等，淀粉型品種則要考慮淀粉率和產(chǎn)量等，提取花青素品種主要應(yīng)考慮花青素含量和產(chǎn)量等，這樣評價(jià)的結(jié)果才準(zhǔn)確合理。