用DTOPSIS法综合评价陆地棉23个品系

燕飞++赵湛++李闪闪++曹新川

摘要：为了选择综合性状较好的品系在生产中示范和推广，应用DTOPSIS法对23个棉花品种（系）的10个性状进行综合评价。结果表明：供试品系CM3和R2×BD18/F6 的Ci值排序为前两位，且综合性状优于其他品系，适合示范推广；德农0905×R2/F5产量排序为第一位，纤维长度、强度等性状符合育种目标，但是它的霜前花率较低，马克隆值偏大，并且Ci排序为第9位，因此综合考虑此品系不太适合推广。

关键词：DTOPSIS法；陆地棉；品系；综合评价

中图分类号：S562. 037 文献标识码：A 文章编号：2095-3143（2017）04-0022-06

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2017.04.006

0 引言

棉花育种工作中一项重要的工作是对育成品系进行评价，但对单一目标性状采用传统方法不能全面评价品系的利用价值，尤其是目前棉花生产对纤维品质的要求日益提高。国内外许多学者对品种综合评价做了大量研究工作[1-2]。卢为国，等[3]提出了用DTOPSIS法综合评价作物品种（系），此方法在主要农作物如大麦[4]、油菜[5]以及番茄[6]、棉花[7]等均有广泛应用。因此，作者应用DTOPSIS法对来源于塔里木大学棉花育种课题组选育的22个陆地棉高代品系的10个性状（小区产量、霜前花率、纤维上半部平均长度、整齐度、马克隆值、比强度、衣分、单铃重、单株有效铃数和单株皮棉重）利用价值进行综合评价，为品系的报审和推广提供参考。

1 材料和方法

1.1 供试品系

供试品系来源于塔里木大学棉花育种课题组选育的高代品系，分别为新字7号×R6/F6（品1），新陆早36×R6/F6（品2），中49×中43/F7（品3），R2×BD18/F6（品4），F5/21选15短（品5），鲁棉21×18-3/F7（品6），R1×R8/F8（品7），鲁18×巴农1号/F6（品8），兆丰1号/F6（品9），鲁21×新早31/F7（品10），99B×R9/F6（品11），98-6×R6/F6（品12），冀丰197×中49/F6（品13），D新陆早30×R2/F6（品14），R3×R6/F7（品15），德农0905×R2/F5（品16），R24×R8/F6（品17），CM3（品18），R4×R6/F6（品19），新陆早17×R2/F6（品20），18-3×中42/F6（品21），辽棉19×R11/F6（品22），以抗1作为对照（CK））。

1.2 试验设计

试验于2014年在新疆生产建设兵团第一师十二团技术推广中心试验地进行。采用随机区组设计，3次重复，机械覆膜，人工点播。小区行长5 m， 株行距配置为窄行距10 cm、宽行距60 cm、幅边行距66 cm、株距10.5 cm。施肥、灌溉等田间作业同一般大田。在10月中旬取小区长势均匀的棉株中部棉花纤维样，送至塔里木大学棉花研究所，用HFP9000测定纤维长度、整齐度、强度、马值等品质性状。10月中下旬各小区供试品系及对照随机取样10株，室内考种测定单株有效铃、单铃重、衣分、单株皮棉等产量性状。同时分别在霜前与霜后1周对小区进行实收测产，测定小区霜前产量、霜后产量、霜前花率等。统计分析时各品系取测定性状平均值分析。

1.3 数据处理方法

利用DTOPSIS法并借助于多目标决策的理想解和负理想解去排序，由于该方法把每一个指标都量化为可比较的规范化标准，且对每一指标都找出其理想解和负理想解，能详细地比较各指标间的差异[8]。从而计算出Ci值和排序，选出最优品系。

1.3.1 设有m个品系，n个性状指标，建立评价矩阵A

1.3.2 将A进行无量纲化处理，使其成为规范矩阵Z

其中 Zij可以用以下三个公式进行性状目标计算。

式中i=1，2，……，m；j=1，2，……，n。

（1）Yij/Yjmax， Yjmax=max（Yij），正向指标计算公式；

（2）Yjmin/Yj，Yjmin=min（Yij），逆向指标计算公式；

（3）Yi0/（Yi0+|Yi0-Yij|），Yi0为性状目标值，中性指标公式。

1.3.3 建立加权的规范化决策矩阵R

其中元素Rij= WjZij是第j个指标的权重。

1.3.4 品系性状的理想解和负理想解

理想解为Xj+=maxRj=（X1+，X2+，……，Xn+）

负理想解为Xj-=minRij=（X1-，X2-，……，Xn-）

1.3.5 各品系与理想解的距离

各品系与理想解的距离为：Si+=[∑（Rij-Xj+）2 ]1/2 ……①

各品系与负理想解的距离为：Si-=[∑（Rij-Xj-）2 ]1/2 ……②

1.3.6各品系对理想解的相对接近度（Ci）

Ci=Si-/（Si-+Si+），Ci∈[0，1] ……③

按照Ci值大小排序，最大者即为最优良品种，同时参照理想解与负理想解，详细比较各性状优劣。

2 结果与分析

2.1 建立原始矩阵

为了选出理想品系，对各品系各性状进行统计。计算出各品系各性状的平均值（结果见表1），然后在这些品系和性状中得出最大值、最小值、总体平均值，将最大值作为理想值，然后將各品系棉花性状与理想值进行比较。最后将各品系各性状与平均值进行比较。由表1可以看出小区产量变化幅度在6.62～8.28 kg，小区产量平均值为7.60 kg，共有11个材料的小区产量平均值高于总体平均值。有7个材料高于对照值（7.79 kg）；霜前花率的变化幅度在79%与97%之间，在这23个材料中共有10个材料霜前花率均高于总体平均值（89%）。并且这些材料中对照材料的霜前花率最低，其他材料霜前花率均高于对照材料（79%）（详见表1）。

2.2 无量纲化

10个性状分为两类：一类是正向指标，包括小区产量、霜前花率、上半部平均长度、整齐度、比强度、衣分、单铃重、单株有效铃和单株皮棉重，均以23个品系中各性状的最大值为分母，分别去除该品系该性状平均值；另一类是中性指标，为马克隆值，取适中值4为分母，利用中性指标公式计算。经过这样无量纲化处理后的结果-Z矩阵见表2。

2.3 将各形状指标分别赋予不同的权重

将各个性状指标分别赋予不同权重：Wj[Wj∈（0，1），∑Wj=1]

根据本试验的试验目的（主要选育综合性状较好的新品系）及其各性状在试验中的重要程度，因而 10个性状分别赋予的权重见表3。

2.4 决策矩阵的建立

棉花10个性状分别赋予不同的权重，用各指标权重Wj去乘Z的第j列，得到决策矩阵R。

2.5 根据R得到理想解和负理想解数列

关于品种性状的理想解和负理想解：

Xj+=maxRij=（X1+，X2+，…，Xn+）={ 0.25，0.09，0.12，0.06，0.13，0.1，0.05，0.06，0.1，0.1}

Xj-=minRij=（X1-，X2-，…，Xn-）={0.20，0.07，0.10，0.06，0.08，0.08，0.04，0.04，0.06，0.06}

2.6 求Ci值

根据① ，②式可得到Si+和Si-，并由③式得到Ci值。（见表4）。

2.7 Ci值大小排序

由表5可以看出，Ci值与产量序值有差别。22个品系中以CM3（品18）的Ci值最高，其次是R2×BD18/F6（品4），这两个组合小区产量较高，霜前花率、上半部平均长度、整齐度、强度、衣分、单铃重等性状表现良好且均衡。德农0905×R2/F5（品16）虽然产量排序第一，但是它的霜前花率较低，马值偏大，单株有效铃与单株皮棉重均排在21位，因此它的Ci值降到了第9位。99B×R9/F6（品11）虽然霜前花率排在第一位，但是它的产量排序为22位，其他性状表现也不太理想，因此它的Ci排序为12位。

3 结论与讨论

应用DTOPSIS法对23个（含CK）棉花品系（种）综合评价，根据Ci值的大小，以CM3和R2×BD18/F6这两个品系综合性状表现优良，有进一步推广价值。但由于各地生态和生产限制因素的不同，受植棉经济效益、市场对棉花品质要求的影响，在人为确定综合评价的性状指标和权重时，各地差异较大，对最终结果会产生较大影响，如德农0905×R2/F5、R1×R8/F8等品系小区产量、纤维长度、强度均优于对照，但由于某些次要指标或权重原因，导致其Ci排序反而低于对照。

对陆地棉品系利用价值综合评价时，各种性状要考虑全面且选择要有代表性。有些性状（如纤维长度、麦克隆值等品质指标）市场对其有多样性需求，因此在选取最佳品种时，我们不仅以试验数据为选择依据，更要在实际应用中，应根据国家的棉花育种目标、市场对棉花新品种的要求、产区的生态生产条件等，慎重选取。

参考文献

[1] 魏明森，陈蓉娟. 棉花品种的多级模糊综合评定方法[J]. 中国棉花，1986（5）：18-22.

[2] 王国印. 模糊概率在棉花品种综合评估中的应用初探[C]. 第二界全国青年作物遗传育种学术会文集，北京：中国科学技术出版社，1992：150-153.

[3] 卢为国，李卫东，梁慧珍，等. DTOPSIS综合评价大豆新品种的初步探讨[J]. 中国油料作物学报，1998，20（3）：22-26.

[4] 魏亚凤，江银荣，潘宝国. 应用DTOPSIS法综合评价大麦新品种的初步研究[J]. 大麦科学，2002（4）：20-22.

[5] 李德文，张太平，王军，等. 应用DTOPSIS法综合评价油菜新品种的初探[J]. 种子，2006（9）：65-67.

[6] 姜永平，刘水东，薛晨霞，等. DTOPSIS法和灰色关联度法在番茄品种综合评价中的应用比较[J].中国农学通報，2010（22）：259-263.

[7] 胡守林，万素梅，王汉全. 南疆棉区应用DTOPSIS法综合评价棉花新品种的初步探索[J]. 棉花学报，2002（1）：41-43.

[8] 杨涛，杨明超. DTOPSIS法在南疆陆地棉品种综合评价中的应用[J]. 种子，2004，23（6）：66-68.