果蔗新品系品比試驗(yàn)及DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)

肖 祎，陳道德，廖紅香，張翠蘋(píng)，呂 達(dá)，劉 軍，周英明

(四川省植物工程研究院，四川資中641200)

0 引言

甘蔗品比試驗(yàn)是甘蔗新品種選育的重要環(huán)節(jié)，既可為將來(lái)的品種登記及推廣提供重要依據(jù)，又可擴(kuò)繁甘蔗種。甘蔗是典型的多年生宿根作物，凡冬季0～20 cm土層溫度不低于0℃，都可以進(jìn)行宿根蔗的栽培。四川盆地是典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，其最突出的特征是冬季最冷月平均氣溫在 0℃以上，因此四川具備栽培宿根蔗的有利條件。栽培宿根蔗具有節(jié)省蔗種、減少勞力、調(diào)節(jié)農(nóng)事、加快良種繁殖等優(yōu)點(diǎn)，因此其在甘蔗生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。為深入了解果蔗新品系的新植及宿根特性，我們進(jìn)行了1年新植1年宿根品比試驗(yàn)。

果蔗的多個(gè)性狀指標(biāo)之間參考標(biāo)準(zhǔn)不同，難以找到各性狀都優(yōu)秀的目標(biāo)品種，因此需要對(duì)品種(系)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以篩選出綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)秀的品種。姚興濤等提出的動(dòng)態(tài)多目標(biāo)決策的 DTOPSIS(Dynamic Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Soluation)法是對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)多指標(biāo)的綜合評(píng)判方法[1]，后來(lái)在多種作物中成功引用此法對(duì)作物進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[2-8]，在甘蔗品種選育中也得到成功應(yīng)用[9-13]。

1 材料與方法

1.1 參試品種(系)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地在四川省植物工程研究院試驗(yàn)基地，參試品種(系)為川糖 12-1159、川糖 12-1144、川糖09-1116、川糖10-2099、川糖10-2183、川蔗13號(hào)、粵糖58-489和華南54-11，后3者為對(duì)照品種。川蔗13號(hào)和粵糖58-489為糖果兼用型甘蔗品種(系)，華南54-11為果蔗品種，其中粵糖58-489因在瀘州和樂(lè)山等甘蔗種植區(qū)應(yīng)用較廣而設(shè)為對(duì)照。

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，4行區(qū)，行長(zhǎng)5.56 m，行寬1.20 m，小區(qū)面積26.68 m2。重復(fù)間設(shè)走道，走道寬0.70 m，周圍設(shè)保護(hù)區(qū)。試驗(yàn)采用育苗移栽方式，移栽苗量為45苗/行。

1.2 分析方法

分析方法采用姚興濤提出的DTOPSIS法[1]。以成莖率、莖徑、株高、田間錘度、產(chǎn)量、口感、枯心率、空蒲心及倒伏等9個(gè)性狀作為綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)。其中，前6個(gè)性狀為正向指標(biāo)，后3個(gè)性狀為逆向指標(biāo)。

1.2.1 原始數(shù)據(jù)無(wú)量綱化

將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化以便于直接比較，原始數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理后得矩陣。正向指標(biāo)無(wú)量化公式為Zij=Yij/Yimax，Yimax=max(Yij)；逆向指標(biāo)無(wú)量化公式為Zij=Yimin/Yij，Yimin=min(Yij)；其中，公式中i=1、2、3、……8，j=1、2、3……9。

1.2.2 各性狀指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)果蔗的育種目標(biāo)，將各個(gè)性狀給予相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，根據(jù)權(quán)重系數(shù)可得決策矩陣。權(quán)重系數(shù)Wj(Wj∈(0，1)，由Rij=Wj×Zij計(jì)算得到?jīng)Q策矩陣R。

1.2.3 采用歐幾里德范數(shù)作為距離的測(cè)度，可得正、負(fù)理想解的距離Si+和Si-。

根據(jù)矩陣R得到各品種(系)性狀的正理想解Xj+和負(fù)理想解Xj-數(shù)列。

式⑴⑵中，i=1、2、3……8，j=1、2、3……9。

采用歐幾里得范數(shù)作為距離的測(cè)度，得出各品種(系)與正理想解的距離(Si+)與負(fù)理想解的距離(Si-)。

式⑶⑷中，i=1、2、3……8，j=1、2、3……9。1.2.4 計(jì)算各品種對(duì)理想解的相對(duì)接近程度Ci

式⑸中，各品種Ci值越大，綜合性狀越優(yōu)秀，i=1、2、3……8。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

從表1可知，參試品種(系)的存活率均達(dá) 90%以上，移植存活率較高。川糖 10-2099的移植存活率與CK1和CK3一樣，比CK2低1.67%，其余參試品系的移植存活率均低于3個(gè)對(duì)照?？傮w來(lái)講，參試品種(系)的移植存活率較高，適合移植。

參試品種(系)的發(fā)株率差異較大。川糖12-1159的發(fā)株率為88.30%，高于CK1而低于CK2和CK3；川糖12-1144的發(fā)株率為最高(158.80%)，高于3個(gè)對(duì)照；川糖09-1116的發(fā)株率為最低(73.00%)，低于3個(gè)對(duì)照；川糖10-2099的發(fā)株率為108.30%，高于CK1和CK2而低于CK3；川糖10-2183的發(fā)株率為86.70%，高于CK1而低于CK2和CK3。

參試品種(系)的分蘗率宿根普遍高于新植。川糖 12-1159和川糖 10-2099的平均分蘗率分別為46.03%和67.19%，均不及CK1而高于CK2和CK3；川糖12-1144的平均分蘗率為42.81%，不及CK1和CK2而高于CK3；川糖09-1116的平均分蘗率最低為22.47%，低于3個(gè)對(duì)照；川糖10-2183的平均分蘗率最高為88.15%，高于3個(gè)對(duì)照。

參試品種(系)的成莖率宿根普遍高于新植。川糖 12-1159和川糖 12-1144的平均成莖率分別為59.13%和58.17%，低于3個(gè)對(duì)照；川糖09-1116和川糖 10-2183的平均成莖率分別為 71.24%和72.47%，高于3個(gè)對(duì)照；川糖10-2099的平均成莖率為63.27%，高于CK1和CK3而低于CK2。

參試品種(系)的株高宿根普遍高于新植。川糖12-1159、川糖12-114和川糖09-1116的平均株高分別為176.05、157.10和172.00 cm，均不及3個(gè)對(duì)照；川糖 10-2099和川糖 10-2183的平均株高分別為207.20和203.15 cm，不及CK1和CK2而高于CK3。

參試品種(系)的莖徑新植普遍大于宿根。川糖12-1159和川糖 12-1144的平均莖徑分別為 3.50和3.26 cm，大于3個(gè)對(duì)照；川糖09-1116的平均莖徑為3.09 cm，與CK3相當(dāng)而大于CK1和CK2；川糖10-2099和川糖10-2183的平均莖徑分別為2.88和2.92 cm，小于3個(gè)對(duì)照。

2.2 產(chǎn)量性狀

表1 參試品種(系)農(nóng)藝性狀調(diào)查表

從表2可知，川糖 12-1159、川糖 10-2183和CK2的單株重宿根優(yōu)于新植；其余品種(系)的單株重是新植優(yōu)于宿根。川糖 12-1159和川糖 10-2183的平均單莖重分別為1.69、1.52 kg/條，高于3個(gè)對(duì)照；川糖12-1144和川糖10-2099的平均單株重分別為1.31、1.24 kg/條，低于3個(gè)對(duì)照；川糖09-1116的平均單株重為1.48 kg/條，高于CK1和CK3而低于CK2。

川糖12-1159和川糖09-1116的有效莖數(shù)新植優(yōu)于宿根；其余品種(系)的有效莖數(shù)是宿根優(yōu)于新植。川糖12-1159和川糖09-1116的平均有效莖數(shù)分別為45476.5、38755.0株/hm2，低于 3個(gè)對(duì)照；川糖12-1144的平均有效莖數(shù)為 52794.0株/hm2，低于CK1和 CK2而高于 CK3；川糖 10-2099和川糖10-2183的平均有效莖數(shù)分別為 66348.0、72164.5株/hm2，高于3個(gè)對(duì)照。

川糖12-1159、川糖09-1116、川糖10-2099和CK1的甘蔗產(chǎn)量新植優(yōu)于宿根；其余品種(系)的甘蔗產(chǎn)量是宿根優(yōu)于新植。川糖 12-1159和川糖12-1144的平均甘蔗產(chǎn)量分別為76855.29、68896.17 kg/hm2，僅高于 CK3，比 CK3分別增產(chǎn) 13.06%和1.35%；川糖 09-1116的平均甘蔗產(chǎn)量為 57163.63 kg/hm2，低于 3個(gè)對(duì)照；川糖 10-2099的平均甘蔗產(chǎn)量為82271.52 kg/hm2，高于CK1和CK3而低于CK2，比CK1和 CK3分別增產(chǎn) 1.92%和 21.02%；川糖10-2183的平均甘蔗產(chǎn)量為109690.04 kg/hm2，高于 3個(gè)對(duì)照，比 CK1、CK2和 CK3分別增產(chǎn)35.88%、12.12%和61.36%，增產(chǎn)效果顯著。

2.3 田間錘度

從表2可知，參試品種(系)的田間錘度宿根普遍高于新植。川糖12-1159和川糖10-2183的11月平均田間錘度分別為14.99%和16.11%，低于3個(gè)對(duì)照；川糖12-1144和川糖09-1116的11月平均田間錘度分別為16.74%和16.88%，高于CK1而低于CK2和 CK3；川糖 10-2099的 11月平均田間錘度為19.61%，高于3個(gè)對(duì)照。

川糖12-1159、川糖09-1116和川糖10-2183的12月平均田間錘度分別為 17.25%、17.31%和17.36%，低于3個(gè)對(duì)照；川糖12-1144的12月平均田間錘度為18.58%，高于CK1和CK3而低于CK2；川糖10-2099的12月平均田間錘度為20.53%，高于3個(gè)對(duì)照。

表2 參試品種(系)產(chǎn)量及田間錘度調(diào)查表

2.4 抗逆性

從表3可知，參試品種(系)的枯心率新植高于宿根，總體枯心率較低，抗螟蟲(chóng)力較強(qiáng)。川糖12-1159、川糖10-2099和川糖10-2183的平均枯心率分別為1.27%、0.95%和1.20%，低于3個(gè)對(duì)照；川糖12-1144的平均枯心率為2.12%，高于3個(gè)對(duì)照；川糖09-1116的平均枯心率為1.69%，低于CK1而高于CK2和CK3。

參試品種(系)的田間調(diào)查中均未發(fā)現(xiàn)黑穗病、梢腐病、嵌紋病和褐條病，抗病力較強(qiáng)。川糖10-2183的新植蔗未發(fā)生倒伏，而宿根蔗中有部分半倒伏的現(xiàn)象發(fā)生。其余品種(系)未發(fā)生倒伏；川糖10-2099的蔗莖有輕蒲，其余品種(系)無(wú)空蒲心。

2.4 DTOPSIS分析

表3 參試品種(系)抗逆性調(diào)查表

2.4.1 原始數(shù)據(jù)及無(wú)量綱化

本試驗(yàn)中所有參試品種(系)的抗病性均較強(qiáng)，表現(xiàn)一致，因此未納入DTOPSIS分析。根據(jù)選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果蔗新品種的育種目標(biāo)，本試驗(yàn)采用成莖率、莖徑、株高、田間錘度、產(chǎn)量、口感、枯心率、空蒲心及倒伏等9個(gè)性狀進(jìn)DTOPSIS分析。原始數(shù)據(jù)為新宿平均值，根據(jù)育種目標(biāo)賦予各性狀指標(biāo)權(quán)重，見(jiàn)表4。無(wú)量綱化見(jiàn)表5。

2.4.2 建立決策矩陣R

由Rij=Wj×Zij計(jì)算得到?jīng)Q策矩陣R(見(jiàn)表6)。

2.4.3 正負(fù)理想解數(shù)列

根據(jù)決策矩陣R得到各品種(系)性狀的正、負(fù)理想解數(shù)列：

2.4.4 各品種(系)理想解相對(duì)接近度(Ci)

根據(jù)DTOPSIS法分析原理，Ci值越大，其綜合性狀越好。從表7可知，CK2的Ci值最大，綜合性狀最好，無(wú)新品系優(yōu)于 CK2。參試新品系中川糖10-2183的Ci值為 0.68073，居第 2位，優(yōu)于 CK1和 CK3；川糖 12-1159的Ci值為 0.54343，居第 4位，僅優(yōu)于CK3；其余品系的Ci值均不及3個(gè)對(duì)照，綜合性狀不及對(duì)照。

3 討論

表4 參試品種(系)主要性狀平均值及權(quán)重系數(shù)

表5 參數(shù)品種(系)主要性狀無(wú)量綱化處理結(jié)果

表6 DTOPSIS法規(guī)范決策矩陣R

表7 DTOPSIS法計(jì)算結(jié)果

⑴參試品種(系)的分蘗率、成莖率、株高和田間錘度等性狀表現(xiàn)出宿根優(yōu)于新植，而莖徑表現(xiàn)為新植優(yōu)于宿根。從產(chǎn)量來(lái)看，川糖 10-2183和川糖12-1144的宿根比新植的產(chǎn)量高，生產(chǎn)中較適合留宿根；川糖12-1159、川糖09-1116和川糖10-2099的新植比宿根產(chǎn)量高，生產(chǎn)中較適合每年新植。從抗逆性來(lái)看，參試品種(系)的新植和宿根均表現(xiàn)較好。

⑵DTOPSIS法在甘蔗的綜合評(píng)價(jià)中已有成功的應(yīng)用，本次試驗(yàn)中口感被賦予了最高的權(quán)重0.2，是因?yàn)樽鳛楣崾紫纫诟泻?，嚼之泡、脆，蔗渣成團(tuán)，才會(huì)吸引市場(chǎng)；莖徑、株高、田間錘度和產(chǎn)量被賦予了較高的權(quán)重 0.15，是因?yàn)楣岵粌H要口感好，而且需甜味足、外觀漂亮、產(chǎn)量高才能獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。參試品種(系)的抗病性均較強(qiáng)，且表現(xiàn)一致，因此未列入 DTOPSIS分析的性狀指標(biāo)。將枯心率、空蒲心和倒伏作為逆向指標(biāo)，是希望選育出抗逆性強(qiáng)且實(shí)心的優(yōu)良果蔗品種。

⑶川糖 10-2183和川糖 12-1159是本次試驗(yàn)中表現(xiàn)較好的新品系。川糖10-2183口感好，食之泡、脆，甜味足，外觀漂亮，中莖、實(shí)心，產(chǎn)量高，抗逆性強(qiáng)，宿根蔗有輕微的倒伏；川糖 12-1159口感好，食之泡、脆，甜味足，外觀漂亮，大莖、實(shí)心，產(chǎn)量較高，抗逆性強(qiáng)。此2個(gè)品系有較好的市場(chǎng)前景，可進(jìn)入示范和區(qū)域試驗(yàn)。

4 結(jié)論

綜上所述，川糖 12-1159與川糖 10-2183這 2個(gè)果蔗新品系綜合性狀較好，可考慮進(jìn)一步區(qū)域試驗(yàn)和示范試驗(yàn)，以培育出新的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果蔗新品種。