基于灰色關(guān)聯(lián)分析綜合評估酥瓜品種的農(nóng)藝性狀

張雪彬，曹 明，楊小鋒,3,王懷松，陶 凱，陳連珠

(1.三亞市南繁科學(xué)技術(shù)研究院，海南三亞 572000；2.國家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系三亞綜合試驗站,海南三亞；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所，北京 100081)

0 引 言

【研究意義】酥瓜(Cucumismelo.var.conmonGroup)是葫蘆科黃瓜屬甜瓜種薄皮甜瓜亞種的變種，其口感酥脆、甜，香味獨特、濃郁，品種類型豐富，目前在安徽、四川、山東等地廣泛種植[1-3]。甜瓜作為海南冬季瓜菜發(fā)展的特色產(chǎn)業(yè)之一，種植面積大，主要分布在三亞、陵水、樂東、東方等地[4]，但主要以厚皮網(wǎng)紋甜瓜品種為主，而酥瓜在海南的種植幾乎未見報道。應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法引進(jìn)篩選酥瓜優(yōu)勢品種對豐富海南甜瓜品種資源有實際意義。【前人研究進(jìn)展】灰色關(guān)聯(lián)分析法[5]，其可靠性高，分析全面，能夠準(zhǔn)確篩選出作物優(yōu)勢品種，已有學(xué)者應(yīng)用此方法對甜瓜、棉花、西瓜、甘薯及甘藍(lán)等農(nóng)作物品種進(jìn)行了綜合評價[6-10]。辛建華等[11]應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法分析甜瓜主要農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量的影響，研究結(jié)果表明，單瓜重對產(chǎn)量影響最大，而果實生育期最??；胡建斌等[12]也采用了該方法研究分析了薄皮甜瓜果實相關(guān)農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明，單果重、果肉厚和種子千粒重與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大，果肉厚、首花節(jié)位和種子千粒重與單果重關(guān)聯(lián)度最大；劉翔宇等[13]應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法篩選出了適合新疆地區(qū)推廣種植的甜高粱品種?！颈狙芯壳腥朦c】目前，產(chǎn)量在瓜類等農(nóng)作物的評價中占據(jù)主導(dǎo)因素，然而評價性狀單一，造成評價結(jié)果與實際有偏差?；疑P(guān)聯(lián)分析法評價結(jié)果具有較強(qiáng)客觀性，且簡單有效，關(guān)于運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法確定適合在海南種植的酥瓜品種的相關(guān)研究更是鮮見報道。研究采用灰色關(guān)聯(lián)分析法綜合評估酥瓜品種的農(nóng)藝性狀?！緮M解決的關(guān)鍵問題】應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法，對引進(jìn)三亞的9個酥瓜新品種主要農(nóng)藝性狀進(jìn)行綜合評估，篩選適合三亞地區(qū)推廣種植的優(yōu)良酥瓜新品種,為酥瓜在海南的品種選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試的9個酥瓜新品種，均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所提供，品種名稱為N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N9、綠牛，分別用X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9表示。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗于2018年11月至2019年1月在三亞市育制種試驗示范基地大棚內(nèi)進(jìn)行，棚頂覆蓋PO膜，四周圍40目防蟲網(wǎng)，壟高30.0 cm，寬100.0 cm，溝寬50.0 cm。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積18.0 m2，每個品種設(shè)置3個重復(fù)，株行距為40.0 cm×60.0 cm，每小區(qū)定植60株。采用吊蔓栽培，主蔓坐瓜，第10朵雌花開始授粉留果，連續(xù)授粉4朵雌花，25片真葉即打頂，灌溉方式為膜下滴灌，田間管理方式按正常標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，各酥瓜品種于2018年12月24日統(tǒng)一授粉，2019年1月23日采收，并測定各性狀指標(biāo)。

1.2.2 指標(biāo)測定

每個處理小區(qū)選取10株開花授粉后長勢一致的植株測定坐果率，在果實采收期對植株測量果實商品率、產(chǎn)量、中心可溶性固形物含量、果肉厚度及種腔大小指數(shù)。單位產(chǎn)量(667m2)用小區(qū)產(chǎn)量折合計算，果肉厚度用直尺測量，中心可溶性固形物含量用手持折光糖度計測量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)均采用Excel 2003軟件分析。依據(jù)灰色系統(tǒng)理論要求，以9個酥瓜品種的6個性狀指標(biāo)組成一個灰色系統(tǒng)，每個品種作為系統(tǒng)中的一個因素。以參試品種性狀指標(biāo)Xi(i=1，2，3，…，9)、Xi={Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…Xi(6)}={坐果率、商品率、產(chǎn)量、中心可溶性固形物含量、果肉厚度、種腔大小指數(shù)}構(gòu)成的數(shù)列作為比較數(shù)列，以參考品種各項性狀指標(biāo)X0={X0(1)，X0(2)，X0(3)，…，X0(6)}構(gòu)成的數(shù)列作為參考數(shù)列。列出參試品種和參考品種的各項性狀指標(biāo)平均值。表1

參照郭存芝等[14]的方法計算各參試品種與參考品種間的關(guān)聯(lián)系數(shù)、等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

(1)

(2)

(3)

式中，Δi(k)=|Χ0(k)-Χi(k)|為X0數(shù)列與Xi數(shù)列在第k點的絕對值；minΔi(k)為二級最小差，maxΔi(k)為二級最大差，ρ為分辨系數(shù)，通常取值0.5，Wk為各關(guān)聯(lián)系數(shù)的權(quán)重，n為參試品種數(shù)，k為評估的性狀數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 酥瓜品種主要性狀數(shù)據(jù)的初值化處理

研究表明,產(chǎn)量作為評價酥瓜品種優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)之一，坐果率、商品率和果肉厚度為影響產(chǎn)量的因素，中心可溶性固形物含量和種腔大小指數(shù)等是酥瓜口感品質(zhì)指標(biāo)和外觀指標(biāo)。參照品種為X0，其他比較品種為Xi，構(gòu)建原始矩陣。將酥瓜品種主要性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行初值化處理，即數(shù)列X1～X9的相應(yīng)性狀(坐果率、商品率、產(chǎn)量、中心可溶性固形物含量和果肉厚度等)數(shù)值除以X0，其值越大，該品種表現(xiàn)越好；而種腔大小指數(shù)等性狀數(shù)值化處理則相反，即X0除以X1～X9相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，值越小，品種越占優(yōu)勢。坐果率、商品率、產(chǎn)量、中心可溶性固形物含量、果肉厚度和種腔大小指數(shù)等6個性狀用K1～K6表示，各參試品種的K1～K6數(shù)列值分布較廣，品種不同，其主要性狀存在較大差異。其中坐果率、商品率和產(chǎn)量性狀的數(shù)列分布范圍大于中心可溶性固形物含量、果肉厚度和種腔大小指數(shù)性狀的分布范圍。表1，表2

表1 供試酥瓜品種的主要性狀
Table 1 Main traits of the tested crisp melon cultivars

品種編號CultivarNo.坐果率Fruitsettingrate(%)商品率Commodityrate(%)產(chǎn)量Yield(kg/667m2)中心可溶性固形物含量Solublesolidcontentinthecenter(%)果肉厚度Fleshthickness(cm)種腔大小指數(shù)CavitysizeindexX00.921.005113.6712.972.900.30X10.830.702297.448.971.800.48X20.750.503409.1111.972.000.42X30.440.713557.3312.632.900.38X40.830.703705.5610.052.230.35X50.630.401704.567.902.830.45X60.671.003557.338.732.470.30X70.920.642816.2212.871.800.50X80.580.712445.6712.972.230.35X90.650.925113.677.972.430.35

表2 酥瓜品種主要性狀數(shù)據(jù)的初值化
Table 2 The initialization data about main traits of the crisp melon cultivars

品種編號CultivarNo.坐果率K1商品率K2667m2產(chǎn)量K3中心可溶性固形物含量K4果肉厚度K5種腔大小指數(shù)K6X01.00001.00001.00001.00001.00001.0000X10.90910.70000.44930.69150.62070.6346X20.81820.50000.66670.92290.68970.7231X30.47730.71430.69570.97431.00000.7974X40.90910.70000.72460.77510.77010.8716X50.68180.40000.33330.60930.97700.6685X60.72731.00000.69570.67350.85061.0000X71.00000.63640.55070.99230.62070.6066X80.63640.71430.47831.00000.77010.8716X90.70910.92311.00000.61440.83910.8670

2.2 參試酥瓜品種與參考品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)

研究表明,二級最小差min△i(K)=0.000 0，二級最大差max△i(K)=0.681 0，由公式(1)，計算出Xi與X0各主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)，式中的ρ取值為0.5。表3

N6商品率關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，為1.00 0，與參考品種相同，該品種畸形瓜較少，外觀美觀商品性好；N7的坐果率和種腔大小指數(shù)2個性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，其有坐果性好，果肉充實；N9的可溶性固形物含量關(guān)聯(lián)系數(shù)最高，其具有口感好，品質(zhì)佳的特點；綠牛產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)均大于其他品種，且為1.000 0，產(chǎn)量最高，與參考品種相同；N5的商品率、產(chǎn)量和可溶性固形物含量等3個關(guān)聯(lián)系數(shù)最小，該品種產(chǎn)量低，品質(zhì)差。

依據(jù)作物各農(nóng)藝性狀指標(biāo)對該品種影響程度的不同，賦予相關(guān)權(quán)重系數(shù)。產(chǎn)量是農(nóng)作物優(yōu)劣的重要評判標(biāo)準(zhǔn)，賦予的最大權(quán)重系數(shù)0.30；可溶性固形物含量是酥瓜的重要品質(zhì)指標(biāo)，是市場需求量的評判標(biāo)準(zhǔn)，賦予的權(quán)重系數(shù)也較大，為0.20；坐果率和商品率也是影響酥瓜最終產(chǎn)量的重要因子，賦予權(quán)重系數(shù)0.15。表4

表3 X0與Xi的絕對差值△i(k)
Table 3 Absolute difference△i(k)between X0and Xi

△i(k)坐果率K1商品率K2667m2產(chǎn)量K3中心可溶性固形物含量K4果肉厚度K5種腔大小指數(shù)K6△1(k)0.09090.30000.55070.30850.37930.3654△2(k)0.18180.50000.33330.07710.31030.2769△3(k)0.52270.28570.30430.02570.00000.2026△4(k)0.09090.30000.27540.22490.22990.1284△5(k)0.31820.60000.66670.39070.02300.3315△6(k)0.27270.00000.30430.32650.14940.0000△7(k)0.00000.36360.44930.00770.37930.3934△8(k)0.36360.28570.52170.00000.22990.1284△9(k)0.29090.07690.00000.38560.16090.1330

表4 酥瓜品種與參考品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)
Table 4 Correlation coefficient between tested crisp melon cultivars and reference cultivars

ε(k)坐果率K1商品率K2667m2產(chǎn)量K4中心可溶性固形物含量K5果肉厚度K6種腔大小指數(shù)K7ε1(k)0.78570.52630.37700.51940.46770.4770ε2(k)0.64710.40000.50000.81210.51790.5463ε3(k)0.38940.53850.52270.92841.00000.6220ε4(k)0.78570.52630.54760.59710.59180.7220ε5(k)0.51160.35710.33330.46040.93550.5014ε6(k)0.55001.00000.52270.50520.69051.0000ε7(k)1.00000.47830.42590.97740.46770.4587ε8(k)0.47830.53850.38981.00000.59180.7220ε9(k)0.53400.81251.00000.46360.67440.7147Wk0.150.150.300.200.100.10

2.3 關(guān)聯(lián)度

研究表明,關(guān)聯(lián)度可衡量各參試品種與參考品種的接近程度，因此其排序情況可作為各參試品種綜合性狀優(yōu)劣的評估依據(jù)。數(shù)值越大，排序越靠前，該品種比較適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颍m宜在該區(qū)域栽培，排序越后則不適宜。各參試品種綜合性狀的等權(quán)關(guān)聯(lián)度排序為N6>綠牛>N3>>N7>N4>N9>N2>N1>N5,加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序為綠牛>N6>N3>N7>N4>N9>N2>N1>N5。經(jīng)加權(quán)后關(guān)聯(lián)度排序后，綠牛由第2位上升至第1位，N6則降到第2位。兩個品種的關(guān)聯(lián)度排序發(fā)生變化是由于綠牛經(jīng)加權(quán)處理后能夠突出其產(chǎn)量方面的優(yōu)勢。秩相關(guān)系數(shù)為0.944 7，等權(quán)關(guān)聯(lián)度和加權(quán)關(guān)聯(lián)度的排序結(jié)果更接近。表5

表5 酥瓜品種與參考品種的關(guān)聯(lián)度及排序
Table 5 Correlation degree and rank between the tested crisp melon cultivars and the reference cultivars

品種編號CultivarsNo.等權(quán)關(guān)聯(lián)度Equalcorrelationdegree排序Rank加權(quán)關(guān)聯(lián)度Weightedcorrelationdegree排序Rank秩相關(guān)系數(shù)RankcorrelationcoefficientN10.525580.508380.9447N20.570570.57597N30.666830.64393N40.628450.61195N50.516590.46619N60.711410.65942N70.634740.63764N90.620160.60086綠牛0.699920.73361

3 討 論

研究通過采用灰色關(guān)聯(lián)分析法綜合評價了9個酥瓜新品種6個主要農(nóng)藝性狀，其評估結(jié)果與田間實際觀測情況一致，該分析法可作為酥瓜新品種的引進(jìn)栽培綜合評估方法。酥瓜品種N6和綠牛在等權(quán)關(guān)聯(lián)度排序分別為第1和第2位，在加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序分別為第2和1位，兩個品種都比較適合在三亞地區(qū)栽培，而N1和N5關(guān)聯(lián)度排序靠后，綜合表現(xiàn)差，不適合在三亞種植。為統(tǒng)一評估供試品種，于2019年1月23日集中采收，并測定各性狀指標(biāo)，由于不同酥瓜品種成熟期存在差異，N1、N5、N6和綠牛4個酥瓜品種成熟期較其他5個酥瓜品種晚，故其中心可溶性固形物含量偏低。

研究參照張北群[7]、郭存芝[14]和許如意等[15]的方法，將各參試品種的最優(yōu)農(nóng)藝性狀值或高于該值作為理想?yún)⒖计贩N。各參試酥瓜品種的等權(quán)關(guān)聯(lián)度與加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果不完全一致，加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果能夠充分反映各參試品種田間實際表現(xiàn)情況；不同品種的各主要農(nóng)藝性狀在該品種中的表現(xiàn)情況各不相同，其重要性也不一樣，所以要根據(jù)對目標(biāo)品種實際需求，確定其性狀的重要程度并賦于不同的權(quán)重系數(shù)。灰色關(guān)聯(lián)分析法在一定程度上避免了人為主觀因素的影響，使得評估結(jié)果可靠，且有科學(xué)依據(jù)。因此，經(jīng)該方法評估篩選的酥瓜新品種更加具有說服力。

4 結(jié) 論

經(jīng)灰色關(guān)聯(lián)分析法綜合評估，N6和綠牛的等權(quán)關(guān)聯(lián)度分別為0.711 4和0.699 9，排序為第1位和第2位；而加權(quán)關(guān)聯(lián)度為0.659 4和0.733 6，排序為第2位和第1位，N6和綠牛的關(guān)聯(lián)度排序都在前兩位，且N6在田間表現(xiàn)為商品率高、果型好，綠牛表現(xiàn)為產(chǎn)量高，這兩個品種都比較適合在三亞地區(qū)推廣栽培。