应用灰色关联度综合评价26个青贮玉米的生产性能

2012-03-13杨秀芳陈玲玲乌艳红娜日苏梁庆伟

草业科学 2012年1期

杨秀芳，陈玲玲，乌艳红，娜日苏，吕宁，梁庆伟

(赤峰市农牧科学研究院草原研究所，内蒙古赤峰 024031)

青贮玉米(Zeamays)是发展牛羊养殖业不可或缺的基础饲料之一，也是最经济的饲料。随着中国种植业结构调整，即改变过去种植粮食和经济作物为主的二元结构，逐步转变为粮食作物、饲用作物及经济作物协调发展的三元结构，青贮玉米作为畜牧业主要的饲料来源，将发挥重要作用。赤峰市位于内蒙古农牧交错带东段，属于东部区玉米优势区域，畜牧业是赤峰市实现农区农民增收的重要途径，通过发展青贮玉米，可有效解决秸秆过腹还田的问题和农牧交错带的粮饲争地问题，还可解决实行牛羊圈养，减轻过度放牧，草地退化等生态问题[1-4]。灰色系统理论是近年来发展起来的一种分析理论，在农业、草业方面已有所应用[6-10]。在进行品种评价时，一般常用的定量分析方法都是数理统计或多元分析法，往往要求有大量样本和典型的概率分布，且多限于品种间进行。灰色系统理论中关联度分析法可以克服上述之不足[9]。

本研究应用灰色关联理论，选取株高、穗位叶叶面积、生物产量等7项指标，对26个参试青贮玉米品种进行综合评价，以期为赤峰地区乃至内蒙古农牧交错带青贮玉米引种及推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1试验地概况试验地位于内蒙古赤峰综合试验站牧草试验示范基地，41°17′～45°24′ N，116°21′～120°58′ E，属中温带半干旱大陆性季风气候，四季分明，年日照时数2 800～3 100 h，年平均气温4～7 ℃，无霜期120～145 d，≥10 ℃积温1 800～3 000 ℃·d，年平均降水量为350～400 mm，其中70%集中于6-9月。试验地地势平坦，光照、通风条件良好，有机质含量3.24%，碱解氮94.3 mg·kg-1，速效磷23.1 mg·kg-1，速效钾139.3 mg·kg-1，土壤为栗钙土。

1.2试验材料与播种方法试验材料见表1。2010年5月12日播种，采用随机区组设计，2次重复，6行区，行长8 m，行距50 cm，密度60 000株·hm-2，施基肥磷酸二铵450 kg·hm-2，下旬齐苗，田间管理同大田。

1.3测定指标以参试青贮玉米品种的株高、穗位叶叶面积、单株鲜质量、单株干质量、果穗鲜质量、果穗鲜质量∶单株鲜质量、生物产量7项指标的测定结果为分析资料(表2)，对参试品种的优劣进行综合评价。

表1 供试青贮玉米品种名录

表2 供试品种的各性状均值

1.4原理与方法按照灰色系统理论，将所有参试青贮玉米品种视为一个灰色系统，而每个参试青贮玉米品种是该系统中的一个因素。根据育种目标和生产实际需要，把各参试青贮玉米品种主要性状的最佳值结合起来，构成一个理想的“参考品种”。以“参考品种”各个性状指标所构成的数列为参考数列，记作Xo，以参试品种各个性状指标构所构成的数列为比较数列，记作Xi(i=1，2，3，…，n)，n为性状指标数，且Xo={Xo(1)，Xo(2)，Xo(3)，…，Xo(n)}，Xi={Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…，Xi(n)}，由下列公式计算参试品种与“参考品种”之间的关联系数ξi(k)[5-9]。

(1)

由于各性状对青贮玉米品种的重要程度不同，在评价不同品种的优劣时还应根据其重要程度赋予不同的权重ωi，并以加权关联度对各青贮玉米品种进行评价。

(2)

式中，n为样本数。

(3)

(4)

2 关联度的计算及其分析

2.1构建“参考品种” 在株高、穗位叶叶面积、单株鲜质量、单株干质量、果穗鲜质量、果穗鲜质量∶单株鲜质量、生物产量中，根据生产实际需要，7项指标均选择分别高于“参考品种”中最大值的5%[6-9]。即株高368.2 cm，穗位叶叶面积1 005.1 cm2，单株鲜质量1 709.6 g，单株干质量493.6 g，果穗鲜质量449.5 g，果穗鲜质量：单株鲜质量33.8%，生物产量78 395.43 kg·hm-2，构成最优指标集{Xo(k)}={368.2，1 005.1，1 709.6，493.6，449.5，33.8，78 395.43}。

2.2数据的无量纲化处理由于各性能指标量纲不同，需对各指标原始数据进行无量纲化处理。采用初值法，将表2中的数据压缩在[0，1]的区间内，即所有指标数值被相应的Xo值除，将所得的数据列于表3。

2.3求出关联系数首先根据公式Δi(k)=|Xo(k)-Xi(k)|求出参考数列与比较数列的绝对差值(表4)。

不同青贮玉米品种的min min|Δi(k)|=0.047 3，max max|Δi(k)|=0.948 2(表4)。利用公式(1)计算各点上的关联系数ξi(k)(ρ取0.5)(表5)。

2.4确定各性能指标的权重根据模糊数学方法中的权重决策法，即由公式(2)、公式(3)计算各指标对应的权值，赋予各性状不同权重：ω1=0.161 8，ω2=0.150 7，ω3=0.139 9，ω4=0.137 0，ω5=0.127 9，ω6=0.135 3，ω7=0.147 5。

根据权重值的大小，可判断出每个指标在青贮玉米品种综合评价中的作用大小。其权重排序为株高>穗位叶叶面积>生物产量>单株鲜质量>单株干质量>果穗鲜质量∶单株鲜质量>果穗鲜质量。

2.6关联分析根据灰色关联度分析原则，关联度大的数列与参考数列最为接近，值越大说明参试品种与“参考品种”越接近，综合性能越理想。26个青贮玉米品种生产性能综合评价序位排在前10位的为：中农大青贮67、金岭18、雅玉青贮79491、金岭17、金岭21、青贮772、雅玉青贮29、东陵白、金岭37、中北青贮410(表6)。

表3 无量纲化处理结果

3 讨论与结论

研究应用灰色关联度理论，对26个青贮玉米的生产性能进行综合评价。灰色关联度分析在牧草引种、苜蓿生产性能评定、干草调制方法的综合评价、青贮玉米综合评价等已有应用[6-9]。从方法的优劣上讲，灰色关联度理论已被公认为是全面而无人为因素限制，合理自然，并能利用当前的计算机技术处理的理论[7]。本研究表明，采用灰色系统理论对青贮玉米品种进行综合评价是切实可行的，能够较全面地反映一个品种综合生产性能的优劣，且结果与试验表现相吻合。

根据权重比较可知，在株高、穗位叶叶面积、单株鲜质量、单株干质量、果穗鲜质量、果穗鲜质量∶单株鲜质量、生物产量等评价青贮玉米的性状中，穗位叶叶面积的权重要高于生物产量，其原因为穗位叶属于棒三叶(玉米果穗叶及其上下叶)之一，玉米棒三叶对雌穗的生长发育及产量形成起着重要作用[10]。因此，穗位叶叶面积是间接反映青贮玉米的生产潜力的主要因子之一。

采用灰色关联度分析综合评价青贮玉米品种生产性能的关键是构建“参考品种”性状的选取及各性状权重的确定。因此，要选择适应某个地区生态环境条件和生产实际状况的代表性性状作为综合评价的因子，并结合生产实践和社会需要，从而使赋予的各性状的权重值更能充分反映出客观实际。本研究没能对各品种的稳定性、抗病性、品质及饲喂效果等因素进行分析，有待进一步完善。