不同花生品种农艺、经济和品质性状TOPSIS方法评价

宁东贤，闫翠萍，赵玉坤，杨秀丽，杨丽萍，李 楠，王 镇

（山西省农业科学院小麦研究所，山西临汾041000）

花生作为我国重要的经济和油料作物，在农业结构调整中具有较大优势[1-5]。良种良法的配套推广是花生产业快速发展的基础，也是促进农民增收和农村发展的一条重要途径[6-8]。花生品种的产量与品质涉及到多个数量性状，受遗传基因和栽培环境的双重制约[9-13]。如何借助合适的生物统计方法，科学而准确地筛选、评价高产优质花生新品种及其对不同栽培环境的适应能力，是花生研究的热点之一[14-17]。TOPSIS（Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution）方法是多目标决策分析中的常用方法，依据多个评价对象与理想化目标的接近程度进行优劣评价，在系统工程、经济评价等行业应用较多[18-22]，在花生品种评价上应用较少。

本研究通过TOPSIS方法综合分析、评价山西南部复播花生区12个花生品种（系）不同农艺、经济及品质性状的优劣表现规律，旨在为新品种选育和综合比较提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试花生品种（系）共12个，分别为花育19、冀花13号、晋花3号、晋花6号、晋花8号、临花9号、邢花7号、徐花14、豫航花1号、豫花25、豫花9327、中花4号，均由山西省农业科学院小麦研究所花生研究室提供。

1.2 试验方法

试验于2017年6—11月在山西省农业科学院小麦研究所韩村试验基地进行。试验采用随机区组设计，每小区长5 m，宽2.4 m，种6行，播种密度18万穴/hm2，每品种3次重复，田间水肥及除草等参照当地中高产花生田管理进行。

1.3 调查项目及方法

参照花生区域试验记载标准调查相关性状。

1.3.1 农艺性状 共9个，即生育期（d）、主茎高（cm）、侧枝长（cm）、总分枝数、结果分枝数、单株果数、抗旱性（由强到弱分为3级）、锈病（由无到易感分为5级）、叶斑病（由无到易感分为5级）。

1.3.2 经济性状 共7个，即饱果率、出仁率、单株生产力（g）、百果质量（g）、百仁质量（g）、荚果产量（kg/hm2）、籽仁产量（kg/hm2）。

1.3.3 品质性状 共5个，即粗蛋白（%）、含油量（%）、油酸（%）、亚油酸（%）、油亚比。

1.4 数据分析

各性状指标参考文献[23]的方法确定权重值，按累计贡献率≥85%确定提取的主成分个数，同时将中优性状指标（主茎高等）采用平均值倒数法正向化为高优指标，高优、低优性状指标不作处理。数据采用Excel 2010和SPSS 24.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同花生品种（系）农艺性状的TOPSIS分析

通过主成分分析方法求得各农艺性状权重值。由表 1可知，结果分枝（0.28）和主茎高（-0.21）2个性状分别为农艺性状的最高和最低指标。各性状数据提取4个主成分的方差累计贡献率已达87.43%，故确定主成分个数为4。TOPSIS分析结果表明，综合农艺性状排名前5位的花生品种（系）分别为：冀花13号、豫花25、临花9号、中花4号、豫航花1号。

表1 不同花生品种（系）农艺性状的主成分及TOPSIS分析

2.2 不同花生品种（系）经济性状的TOPSIS分析

在花生产量相关经济性状中，百果质量指标权重值最高，为最低值（荚果产量）的5倍，各性状指标权重大小排序依次为：百果质量＞单株生产力＞百仁质量＞饱果率＞出仁率＝籽仁产量＞荚果产量。4个主成分的累计贡献率达到90.54%。与最优向量距离（）较近的有：临花9号、晋花6号、晋花3号、冀花13号；与最劣向量距离（）近的有：花育19、豫航花1号、豫花25、中花4号；与综合向量距离（Ci）较大的品种有：临花9号、晋花6号、冀花13号（表2）。

表2 不同花生品种（系）经济性状的主成分及TOPSIS分析

2.3 不同花生品种（系）品质性状的TOPSIS分析

利用主成分分析提取的3个主成分和特征值、方差累计贡献率，可确定各品质性状的权重值。其大小依次为：粗蛋白＞油酸＞油亚比＞含油量＞亚油酸。用TOPSIS方法单独分析各品种的品质性状时，综合Ci值较大的品种有：晋花6号、冀花13号、豫航花1号、中花4号、晋花8号，最高Ci值（晋花6号）为最低Ci值（临花9号）的4.47倍（表3）。

表3 不同花生品种（系）品质性状的主成分及TOPSIS分析

2.4 不同花生品种（系）综合性状的TOPSIS分析

将花生农艺、经济、品质3类性状都纳入一个整体进行TOPSIS分析，与每类性状单独的TOPSIS分析结果存在差异（表4）。按方差累计贡献率≥85%确定6个主成分，按公式计算后可得各性状的权重值。权重值较高的性状为：侧枝长、单株果数、总分枝数和百果质量。12个品种综合Ci值较大的前5位依次为：晋花6号＞冀花13号＞豫花9327＞晋花3号＞临花9号，这与田间产量各品种表现（临花9号＞豫花25＞晋花6号＞中花4号＞晋花3号）不一致，可能是由于统计方法的不同而使其存在差异。

表4 不同花生品种（系）综合性状的主成分及TOPSIS分析

3 结论

TOPSIS方法可为不同性状指标最优化及目标群体的综合评价提供有效的解决方案，利用主成分分析方法确定各个性状的权重值，能够简化多性状变量数据的统计分析，可作为一种花生高产育种和品种（系）比较的辅助分析手段，提高工作效率和准确率。在本研究中，单独农艺、经济、品质3类性状的TOPSIS分析结果与综合全部性状的结果存在差异。在品种推广栽培中，应根据育种目标将相近性状作TOPSIS分析，再结合全部性状的分析结果进行科学评价，以确定合适的推广品种。如现阶段晋南花生主产区对花生新品种的要求是优质高产，可重点考虑品质和多性状的TOPSIS分析结果，结合各品种的田间实际产量表现和经济性状的TOPSIS结果，将冀花13号、晋花6号、临花9号和晋花8号4个品种作为重点推荐品种予以推广种植。