利用DTOPSIS法評價甘蔗新品種

閉德金，秦昌鮮，彭 崇，郭 強，唐利球，馬文清，施澤升

（廣西南亞熱帶農業(yè)科學研究所/農業(yè)部龍州熱帶作物科學觀測綜合實驗站，廣西 崇左 532415）

近年來，為了解決廣西甘蔗品種嚴重單一化的問題，廣西甘蔗科研及生產部門不僅加大新品種引進力度，更是積極進行雜交育種，以期選育出適宜廣西種植的高產、高糖、抗逆性強的新品種，加快品種更新?lián)Q代。甘蔗品種與其他作物一樣具有區(qū)域性的適應性，其農藝性狀表現(xiàn)往往因氣候、土壤、生態(tài)和栽培水平的差異而變化，因此，甘蔗新品種在本地區(qū)的引種試種尤為重要。甘蔗品種的優(yōu)劣取決于多個農藝性狀的綜合表現(xiàn)，如出苗率、分蘗率、產量和蔗糖分等，因此，選用一種科學的分析方法對甘蔗進行綜合評價尤為重要。DTOPSIS法是將各品種的性狀指標統(tǒng)一量化為可比較的規(guī)范化標準后進行綜合評價，比單一使用產量或者其中某個指標進行評價更合理，并能反映品種的穩(wěn)定性程度［1］。本文采用DTOPSIS法對幾個甘蔗新品種進行綜合評價，以期篩選出適合當?shù)赝茝V的優(yōu)良品種，為崇左蔗區(qū)甘蔗新品種的示范推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試品種

參試品種為桂糖49號、桂糖50號、桂糖51號、桂糖47號、桂糖48號、桂柳05136、新臺糖22號。

1.2 試驗地點

廣西南亞熱帶農業(yè)科學研究所甘蔗試驗地。

1.3 試驗方法

本試驗采用隨機區(qū)組設計，3次重復，行長7m，行距1.2m，每小區(qū)5行。面積為42m2，采用雙芽段種植，7000芽/666.7m2，四周設置保護行。調查各甘蔗品種發(fā)芽、分蘗情況，收獲前調查株高、莖徑、有效莖數(shù)和產量，11月、12月、次年1月、次年2月測定糖分。計算發(fā)芽率、分蘗率、畝含糖量。

1.4 數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)處理軟件為Excel 2003，以出苗率、分蘗率、株高、莖徑、有效莖數(shù)、蔗莖產量、蔗糖分、含糖量等8個性狀值的平均值作為評價指標，采用DTOPSIS法進行綜合評價［2-3］。

1.4.1 原始數(shù)據(jù)無量綱化處理

在調查的8個性狀指標中，以出苗率、分蘗率、有效莖數(shù)、蔗糖分、蔗莖產量、含糖量等7個指標為正向指標；莖徑和株高作為中性指標進行無量綱化處理。數(shù)據(jù)無量綱化處理公式如下。

i為甘蔗新品種（系）編號，j表示甘蔗性狀指標（i=1，2，3，......，7；j=1，2，3，......，8），Yij表示第i個甘蔗品種性狀值為j，Yj0表示甘蔗新品種第j個性狀值，abs表示絕對值，文中中性指標的株高Yj0為284cm（參試材料最高值），莖徑2.76cm（參試材料中間值）。

1.4.2 根據(jù)權重計算決策矩陣

決策矩陣R按公式Rij=Wj×Zi計算，其中Rij表示R中第i個品系第j個性狀的值，Wj為供試品種各性狀對應的權重系數(shù)，Zij為Z中第i個品系第j個性狀的值。同時根據(jù)決策矩陣R，求出各性狀的正負理想解數(shù)列，其中正理想解計算公式為：X+ij=Max（ij），負理想解計算公式為X-ij=Min（ij）。

1.4.3 計算甘蔗新品種對理想解的接近度

根據(jù)距離測度公式和歐幾里德范數(shù)計算各品種與理想解的距離，其中Xj+、Xj-、Rij代表正理想解、負理想解和決策矩陣。

按公式Ci=St-/St++St-，Ci∈（0，1）得出每個甘蔗品種與理想解的相對接近度，根據(jù)DTOPSIS法分析理論按照Ci大小對甘蔗新品種進行排序，Ci值越大代表甘蔗品種綜合性狀越優(yōu)。

表1 不同甘蔗品種農藝性狀

表2 無量綱化數(shù)據(jù)處理結果

2 結果與分析

2.1 不同甘蔗品種農藝性狀

由表1可知，各甘蔗品種出苗率為36.5%～66.6%，新臺糖22號出苗率最高，桂糖49號與新臺糖22號出苗率相當。分蘗率為49.1%～135.1%，分蘗率比新臺糖22號高的甘蔗品種依次為桂糖48號、桂糖49號、桂糖47號、桂糖51號、桂糖50號。有效莖數(shù)為3888～5896條/畝，高于新臺糖22號的品種依次為桂糖49號、桂糖47號、桂糖51號。實測畝產為5071～6953kg，高于新臺糖22號的品種為桂糖49號。平均蔗糖分為13.19%～14.33%，高于新臺糖22號的品種依次為桂糖49號、桂柳05136、桂糖50號、桂糖48號、桂糖51號。畝含糖為682～996kg，高于新臺糖22號的品種為桂糖49號，桂柳05136畝含糖量與新臺糖22號持平。

表3 DTOPSIS法計算結果

2.2 原始數(shù)據(jù)無量綱化處理

原始數(shù)據(jù)無量綱化處理，如表2所示。

2.3 甘蔗新品種決策矩陣

根據(jù)正理想解和負理想解公式計算得出以下結果。

2.4 甘蔗新品種對理想解的接近度

由表3可知，理想解Ci高于對照新臺糖22號的甘蔗新品種為桂糖49號，桂糖49號在崇左蔗區(qū)特別是龍州蔗區(qū)有進一步的推廣價值，但其宿根性、抗病性需要進一步觀測。桂柳05136和桂糖50號畝含糖量的畝含糖量雖然與新臺糖22號持平，但畝有效莖數(shù)比新臺糖22號少，畝產比新臺糖22號低，導致其Ci排名靠后。

3 討論與結論

農作物新品種綜合評價是育種工作的一個重要環(huán)節(jié)，而一個品種包括多個性狀指標，各個性狀指標無統(tǒng)一度量，而且許多性狀指標之間呈負相關關系，因而難以找到一個各性狀都達到理想目標的品種，DTOPSIS法主要是解決多目標間的不可公度性和目標間的矛盾性。采用DTOPSIS法可將甘蔗新品種的農藝性狀及抗逆性綜合在一起比較分析，彌補了對甘蔗產量或者糖分等單一指標進行評價的不足，因此，DTOPSIS法綜合評價結果更科學、更合理。秦昌鮮等［4］對廣西區(qū)試的11個甘蔗新品種(系)進行田間1年新植和2年宿根品比試驗，并采用DTOPSIS對其進行綜合評價，篩選出適合在崇左蔗區(qū)特別是龍州蔗區(qū)種植的甘蔗優(yōu)良新品系：桂糖06-1215、桂糖08-120、桂糖05-3217、桂熱2號、桂糖08-460。本研究亦應用DTOPSIS法評價甘蔗新品種，對各甘蔗新品種的萌芽率、分蘗率、株高、莖徑、有效莖數(shù)、蔗糖分等8個農藝性狀進行綜合評價，并對甘蔗蔗糖分、產量及甘蔗含糖量賦予了較高的權重（分別為0.2，0.2，0.15），結果表明，7個參試品種中，Ci值最接近1且Ci值比新臺糖22號高的是桂糖49號，在崇左蔗區(qū)特別是龍州蔗區(qū)有進一步的推廣價值。