灰色关联度法在湖北省稻虾专用优质水稻品种筛选中的应用

汪本福 张枝盛 李阳 李进兰 李汉东 刘雨红 程建平

摘要：以福稻88、鄂香2号等20个优质水稻品种为供试材料，选取11个数量指标为评价因子，采用灰色关联度法分析适合稻虾共作优质水稻品种各性状对该品种适宜性的影响，综合评价品种在稻虾模式中适宜性的优劣，以期为稻虾共作模式下优质水稻育种和农技推广提供科学依据。结果表明，供试20个品种中，有6个品种与参考品种加权关联度较大，推荐为适合稻虾共作模式的优质水稻品种。

关键词：稻虾共作;优质水稻品种;灰色关联度分析;品种筛选

中图分类号：S11+7         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）24-0070-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.019           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： Taking Fudao88， Exiang No2 high quality rice varieties as materials， such as selection of 11 quantitative index as evaluation factors， using the grey correlation method， the effects of various characters on the suitability of the rice variety were analyzed， and the suitability of the variety in the model of rice shrimp was evaluated comprehensively， so as to provide scientific basis for the breeding of high quality rice and the popularization of agricultural technology in the model of rice shrimp co-cropping. The results showed that among the tested 20 rice varieties， 6 varieties had the greater weighting correlative degree with the reference variety， and they were suitable to be used for rice-shrimp co-production model.

Key words： rice-shrimp co-production; high-quality rice varieties; grey correlation degree analysis; variety screening

稻蝦共作模式是近几年在湖北及周边省份快速发展起来的一种稻田高效生态种养模式，该模式充分利用稻田水面、土壤和生物资源，发挥了不同物种间资源互补的循环生态效应[1]，实现一水两用、一田双收[2]，在保证粮食安全的同时，通过养殖小龙虾提高稻田综合效益，因多物种的共生互作，既保证了环境安全，又提高了农产品品质，顺应了当前农业供给侧结构性改革的时代要求，是解决“三农”问题的一条有效途径，具有显著的生态、经济和社会效益[3]。

随着小龙虾需求市场的日益扩大，稻虾共作规模亦在不断扩大，其中以湖北省发展最为迅猛，2017年全省发展稻虾共作面积达到27.8万hm2。伴随着稻虾产业发展日趋成熟，一些影响产业持续发展的问题逐渐显现，诸如重虾轻稻现象普遍、种养殖效益不平均导致“稻虾双轮”驱动不平衡等，此类现象的出现究其原因为种植效益低下、优质稻米品种缺乏致稻米附加值小。因此，开展稻虾共作模式下专用优质水稻品种的筛选与选育工作，对于促进稻虾产业可持续平衡发展具有重要的现实意义。本研究征集了20个优质水稻品种，试验其在稻虾共作模式下的丰产性、稳产性、适应性、抗逆性品质及其他重要特征特性，为湖北省稻虾专用优质稻品种筛选应用提供依据。

1  材料与方法

1.1  材料

试验共收集20个优质稻品种，品种名称见表1。

1.2  试验设计

试验在湖北省潜江市龙湾镇湖北省农业科学院稻田绿色增效试验示范基地进行。20个品种20个处理，各处理小区面积15 m2，3次重复，试验区四周设保护行。所有参试品种于5月20日播种，6月10日插秧，栽插株行距30 cm×16 cm，常规稻4本栽插，杂交稻2本栽插，肥水及病虫害管理统一按高产模式进行。

1.3  综合评价

1.3.1  测定数据  在生长关键期进行田间考察，对倒伏（折）、病害等主要抗逆性状进行实地查看并记录生育期、最高苗，成熟期取样进行考种，全区收获计算产量，稻谷收获后1个月进行稻米品质测定。数据采用Microsoft Excel 2003进行整理。

1.3.2  数据分析  按照灰色系统理论，把参加筛选试验的20个品种视为一个灰色系统，把每个品种视为该系统中的一个因素，计算系统中各因素的关联度，关联度越大，则因素的相似程度就越高，反之则越低。根据稻虾共作专用优质品种筛选目标的要求和试验结果，先设一个“参考品种组合”，以其各项性状指标构成一个参考数列X0。参试品种各性状值比较数列，记作Xi（i=1，2…，n），其中n为参试品种数，各性状用Ki表示（i=1，2…，m），其中m为性状数。分别选取生育期、穗数、穗粒数、结实率、千粒重、产量、整精米率、垩白粒率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度共11个指标性状进行综合分析，计算供试筛选品种与参考品种之间的关联系数和关联度。

2  结果与分析

2.1  数据无量纲化处理

由于分析性状较多，且各性状量纲不同，需对各性状原始数据进行无量纲化处理。各品种分析性状的原始数据列于表2。表2中供试各品种主要性状数据变换采用均值化方法，即Xi数值分别去除X0，计算结果列于表3。

2.2  求绝对差值

按Δi（K）=|X′0（K）-X′i（K）|求得參考数列的绝对差值。

2.3  综合性状指标求取关联系数

由关联度系数公式

2.4  计算供试品种参试指标加权关联度

适于稻虾共作模式的优质水稻品种应具有生育期适中（125 d左右）、产量较高、米质优的特点，因此各指标性状在筛选中的重要性不同，需按各性状的相对重要程度来求加权关联度，才能正确、全面评价各品种在稻虾共作模式中的优劣性。根据表4所列各指标权重WK，按照下列公式计算加权关联度。

其中，r′i表示加权关联度，WK表示权重，即可求取各品种品质性状的加权关联度，见表5。从表5可以看出，在参试品种中，最优的为福稻88，其关联度为0.793，其次为鄂香2号（0.778），最差的为象牙香珍。关联度在0.65以上的优质稻品种均表现为产量适中、品质优的特点，以福稻88和鄂香2号为例，其产量性状表现在参试品种中虽不是最好，只居中上等水平，但其整精米率、垩白粒率及垩白度均表现上佳，故使其综合评价排名前列，且此两品种，因其上佳的品质深受消费者喜爱，订单收购价分别达到3.6和4.4元/kg，近几年已在生产中大面积应用。综合评价排名前五的品种均为近年来在湖北省大面积推广应用的优质稻品种，因此本试验筛选评价结果符合生产实际，具有重要的推广应用价值。

3  小结与讨论

适合稻虾共作模式的专用优质水稻品种筛选不应仅从公顷产量或米质优劣等单一性状考虑，而要从多个目标性状中综合选择[4]，本研究选择11个指标参数来筛选适合湖北省种植的优质稻品种，供试性状指标虽较多，但各个指标重要性不同，利用灰色关联度分析方法对各指标进行无量纲化处理，再根据每个指标重要性不同设置不同的权重，通过运算得出关联度，该方法充分考虑了多个指标的试验信息，通过灰色关联系数可清楚地反映出每个参试品种不同性状的特点和问题，是对参试品种适应性很客观的评价[5]。

本研究中根据加权关联度的排序可知，在供试的20个品种中，关联度排序靠前的分别为福稻88、鄂香2号、香润1号、桃优香占、鄂丰丝苗及玉针香等6个品种，推荐为湖北省地区生产中适宜在稻虾共作模式推广应用的优质稻品种。

由于条件受限，试验所涉及的品种仅有20个，试验地点也只在潜江市开展，要建立科学的筛选体系，应对生产中应用的大部分品种进行综合评价，结合生产实际和农民需要，构建科学的筛选指标体系、参考品种指标选取依据和各指标性状的权重确定[6]，为适宜稻虾共作模式下的优质水稻品种选育和农技部门品种推广提供更为可靠的依据。

参考文献：

[1] 蒋春琴，邓  蕾.虾稻连作与常规鱼混养水质对比试验[J].当代水产，2017（10）：99-100.

[2] 曹凑贵，江  洋，汪金平，等.稻虾共作模式的“双刃性”及可持续发展策略[J].中国生态农业学报，2017，25（9）：1245-1253.

[3] 曹凑贵，蔡明历.稻田种养生态农业模式与技术[M].北京：科学出版社，2017.

[4] 李晓花.灰色关联度分析在“早秋麦”品种筛选试验中的应用[J].云南农业科技，2017（3）：18-21.

[5] 吴效生，戴景瑞.灰色系统理论在玉米育种中的综合应用[J].华北农学报，1999，14（2）：30-35.

[6] 刘红凡，王晓辉，邵安领，等.灰色关联度分析法在切花牡丹品种筛选中的应用[J].江西农业学报，2017，29（6）：49-53.