灰色多维综合分析在食用型甘薯品种评价中的应用

辛国胜 韩俊杰 周洪军 商丽丽 邱鹏飞 张磊 刘翠玲

摘要：为了探索食用型甘薯品种的科学评价方法，采用灰色系统理论中的品种灰色关联度多维综合评估分析法对12个试验品种的II个主要性状指标进行综合分析和评价。结果表明：各试验品种的优劣顺序依次为烟薯25、泰中6号、济薯04150、秦薯7号、阜薯062-20、济农83、商薯079-1、徐薯22（CK）、廊薯7-12、漯薯7号、冀薯65、皖苏178，其中烟薯25产量和综合评估均排在第1位，其综合评估关联度为0.8621，比对照高20.22%。说明该品种解决了高产与优质的矛盾，是一个较为理想的食用型甘薯品种，这与其生产上的表现一致。同时表明该方法能够较为科学地鉴定和评价食用型甘薯品种。

关键词：甘薯；食用；灰色分析；综合评价

中图分类号：S532.024

文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2016）02-0015-04

甘薯是一种营养丰富、生物产量高、适应性广、抗逆性强、用途广泛的作物。甘薯富含多种维生素、氨基酸、膳食纤维、脱氢表雄酮等营养成分，俗称“土人参”，有健身和防病之功效，食用后对人体某些疾病有预防和治疗作用。甘薯属生理碱性食品，而人们日常食用的米、面、鱼、肉等均为酸性食品，酸性物质在体内积累过多后，将会引起各种疾病，食用甘薯后可中和体内过多的酸性物质，维持人体内的酸碱平衡。美国公共利益科学中心推荐十佳健康食品，甘薯以其营养全面而列首位。目前我国甘薯常年种植面积在500×104h㎡以上，仅次于水稻、小麦和玉米，总产量达1.5x10⁸t。20世纪50～70年代，甘薯主要作为粮食作物以供食用，70～80年代演变为以淀粉加工和饲用为主，90年代以后随着人们生活水平的提高和保健意识的增强，食用甘薯及其甘薯加工制品成为时尚。目前中国甘薯消费比例大约为：加工约45%，饲用约25%，食用占30%。其中食用型甘薯的比重由20世纪80～90年代的20%提高到30%，说明食用型甘薯在人们日常生活中的地位在提高。优质食用型甘薯品种的选育研究也日益成为主要研究目标，但其选育在整个甘薯育种中最为困难，因其需要兼顾口味、抗病、甜度、产量等主要性状。目前在食用型甘薯新品种的评价上仅对产量进行方差分析、新复极差测验、稳产性分析，对与品种优劣有着重要关系的抗病性、食味、含糖量、烘干率等因素却不能进行确切分析。而灰色系统具有所需样本少、可综合考虑多个性状、方法简便等优点，是一种较好的分析方法。本研究应用品种灰色关联度多维综合评估法对12个品种的11个主要性状做了全面客观的综合评价，旨在为食用型甘薯新品种的合理评价提供科学依据和方法。

1 材料与方法

1.1 材料

选用2010～2011年国家甘薯区域试验参试品种为材料，共12个，分别是冀薯65（X1）、皖苏178（X2）、阜薯062-20（X3）、济农83（X4）、济薯04150（X5）、漯薯7号（X6）、商薯079-1（X7）、廊薯7-12（X8）、秦薯7号（X9）、泰中6号（XlO）、烟薯25（X11）、徐薯22（Xl2；国家区试对照品种）。全国试点共10个，随机区组排列，重复3次。萌芽性在苗床排种25天左右调查，分枝、蔓粗收获前一周调查，单株结薯数、产量、烘干率、食味（食用型甘薯品种的重要评价指标）、可溶性糖收获时和收获后测定。抗病性由国家甘薯改良中心统一测定。

1.2 分析方法

1.2.1 理想品种构建根据食用型甘薯品种的育种目标和实际情况确定各性状较理想的值为参考数列XO，以各试验品种的各性状指标构成比较数列X1（即Xl～Xl2），其中性状指标按照郭瑞林介绍的性状测定方法，即对产量、食味、可溶性糖、萌芽性按上限性状，分枝、蔓粗、单株结薯数、烘干率按适中性状，根腐病、茎线虫病、黑斑病按下限性状。各试验品种各性状两年平均值用kj表示（即k1～k11，见表1）。

1.2.2 原始数据无量纲化处理 据下列公式进行：

2 结果与分析

2.1 灰色关联系数计算

首先计算性状差序列值和性状两极差，性状差序列值△i（k）=|ro（k）-ri（k）|，最大性状极差M=maxmax△i（k），最小性状极差m=min-min△i（k）。由表2分别计算XO和Xi的绝对差值可知，m=0，M=1.25，将相应的绝对差值代人各试验品种性状的灰色关联度系数公式：式中p为分辨系数（0计算得到的Xo和Xi各性状的灰色关联度系数ζi（kj）见表3。

2.2 各品种综合评估关联度计算

根据公式Ri=∑ζi（kj）/n（n=11），计算出各试验品种综合评估关联度，据此，排定各试验品种的优劣顺序，同时将各品种在国家区试中的鲜薯平均产量也进行排序，见表4。

2.3 综合评价

根据品种灰色关联度多维综合评估原理，以综合评估关联度的大小反映试验品种的优劣，关联度越大，相应的品种越优良，反之亦然。由表4可知，试验品种的优劣次序为X11、XlO、X5、X9、X3、X4、Xl2、X8、X7、X6、Xl、X2，区试产量前6位依次为Xll、Xl2、X5、X3、XlO、X7。显然两种评价结果有一定差异，综合评估关联度排在前6位的依次为烟薯25、泰中6号、济薯04150、秦薯7号、阜薯062-20、济农83，综合关联度分别为0.8621、0.8036、0.7842、0.7598、0.7597、0.7360，而对应的鲜薯产量位次分别为第1、第5、第3、第11、第4、第12位，这说明高产品种不一定就适合食用，鲜薯产量排名第2位的Xl2（徐薯22），在综合评估中排在了第7位，主要是因为该品种烘干率太高、可溶性糖和食味偏差造成。而那些产量一般但食味较好的品种却能达到食用标准，比如综合评估第4位的秦薯7号，产量仅排在第11位；综合评估第6位的济农83，产量仅排在第12位。而烟薯25产量和综合评估均排在第1位，其综合评估关联度为0.8621，比对照高20.22%，说明该品种解决了高产与优质的矛盾，是一个较为理想的食用型甘薯品种，这与该品种在生产上的表现相吻合，因此可以认为综合评估分析法在甘薯食用品种评价中具有现实意义。

3 讨论

灰色关联度分析已在大多作物上进行了应用研究，主要围绕某一主要性状（比如产量），对相关性状进行分析，以找到与主要性状关联度较大的性状，为进行主要性状科学选择奠定基础。而灰色系统理论中的关联度多维综合评估分析法是先要构建理想品种，围绕理想品种设计的多个相关性状进行评价，更能科学地反映出品种优劣。本研究主要围绕鲜食型甘薯新品种评价指标进行评价，指标主要有：分枝数、蔓粗、单株结薯数、烘干率、抗病性、萌芽性、可溶性糖、食味、产量。这样的指标设定主要考虑思路为：分枝数和蔓粗是地上部评价的主要指标，影响到品种的徒长与否；单株结薯数对食用型品种的商品率至关重要；烘干率、可溶性糖、食味均为食用品质的重要指标；抗病性和产量也是必需指标；萌芽性决定了品种是否可以大面积推广。传统的评价方法仅仅根据产量，而品种灰色关联度多维综合评估分析法不仅考虑产量，同时还能综合考虑到上述的多个性状、指标，因此能够较全面地综合分析和评定品种优劣，具有可靠性和客观性。

构建参考品种时，必须以市场真正需求为基础，并结合我国甘薯育种目标。参考品种是试验品种比较的标尺，决定着分析结果的可靠性。因此参考品种各性状数值的构建应科学合理，太高、太低都会使优良品种丢失或一般品种误选。

利用品种灰色关联度多维综合评估分析法评价品种优劣，在评价目标时应细化，不能笼统地对甘薯品种进行评价，不同用途品种评价指标大不相同，因此应根据品种的实际用途设立指标进行评价，比如食用型品种主要应考虑食味、甜度、产量等，淀粉型品种则要考虑淀粉率和产量等，提取花青素品种主要应考虑花青素含量和产量等，这样评价的结果才准确合理。