利用DTOPSIS法评价甘蔗新品种

闭德金，秦昌鲜，彭 崇，郭 强，唐利球，马文清，施泽升

（广西南亚热带农业科学研究所/农业部龙州热带作物科学观测综合实验站，广西 崇左 532415）

近年来，为了解决广西甘蔗品种严重单一化的问题，广西甘蔗科研及生产部门不仅加大新品种引进力度，更是积极进行杂交育种，以期选育出适宜广西种植的高产、高糖、抗逆性强的新品种，加快品种更新换代。甘蔗品种与其他作物一样具有区域性的适应性，其农艺性状表现往往因气候、土壤、生态和栽培水平的差异而变化，因此，甘蔗新品种在本地区的引种试种尤为重要。甘蔗品种的优劣取决于多个农艺性状的综合表现，如出苗率、分蘖率、产量和蔗糖分等，因此，选用一种科学的分析方法对甘蔗进行综合评价尤为重要。DTOPSIS法是将各品种的性状指标统一量化为可比较的规范化标准后进行综合评价，比单一使用产量或者其中某个指标进行评价更合理，并能反映品种的稳定性程度［1］。本文采用DTOPSIS法对几个甘蔗新品种进行综合评价，以期筛选出适合当地推广的优良品种，为崇左蔗区甘蔗新品种的示范推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 参试品种

参试品种为桂糖49号、桂糖50号、桂糖51号、桂糖47号、桂糖48号、桂柳05136、新台糖22号。

1.2 试验地点

广西南亚热带农业科学研究所甘蔗试验地。

1.3 试验方法

本试验采用随机区组设计，3次重复，行长7m，行距1.2m，每小区5行。面积为42m2，采用双芽段种植，7000芽/666.7m2，四周设置保护行。调查各甘蔗品种发芽、分蘖情况，收获前调查株高、茎径、有效茎数和产量，11月、12月、次年1月、次年2月测定糖分。计算发芽率、分蘖率、亩含糖量。

1.4 数据处理和统计分析

数据处理软件为Excel 2003，以出苗率、分蘖率、株高、茎径、有效茎数、蔗茎产量、蔗糖分、含糖量等8个性状值的平均值作为评价指标，采用DTOPSIS法进行综合评价［2-3］。

1.4.1 原始数据无量纲化处理

在调查的8个性状指标中，以出苗率、分蘖率、有效茎数、蔗糖分、蔗茎产量、含糖量等7个指标为正向指标；茎径和株高作为中性指标进行无量纲化处理。数据无量纲化处理公式如下。

i为甘蔗新品种（系）编号，j表示甘蔗性状指标（i=1，2，3，......，7；j=1，2，3，......，8），Yij表示第i个甘蔗品种性状值为j，Yj0表示甘蔗新品种第j个性状值，abs表示绝对值，文中中性指标的株高Yj0为284cm（参试材料最高值），茎径2.76cm（参试材料中间值）。

1.4.2 根据权重计算决策矩阵

决策矩阵R按公式Rij=Wj×Zi计算，其中Rij表示R中第i个品系第j个性状的值，Wj为供试品种各性状对应的权重系数，Zij为Z中第i个品系第j个性状的值。同时根据决策矩阵R，求出各性状的正负理想解数列，其中正理想解计算公式为：X+ij=Max（ij），负理想解计算公式为X-ij=Min（ij）。

1.4.3 计算甘蔗新品种对理想解的接近度

根据距离测度公式和欧几里德范数计算各品种与理想解的距离，其中Xj+、Xj-、Rij代表正理想解、负理想解和决策矩阵。

按公式Ci=St-/St++St-，Ci∈（0，1）得出每个甘蔗品种与理想解的相对接近度，根据DTOPSIS法分析理论按照Ci大小对甘蔗新品种进行排序，Ci值越大代表甘蔗品种综合性状越优。

表1 不同甘蔗品种农艺性状

表2 无量纲化数据处理结果

2 结果与分析

2.1 不同甘蔗品种农艺性状

由表1可知，各甘蔗品种出苗率为36.5%～66.6%，新台糖22号出苗率最高，桂糖49号与新台糖22号出苗率相当。分蘖率为49.1%～135.1%，分蘖率比新台糖22号高的甘蔗品种依次为桂糖48号、桂糖49号、桂糖47号、桂糖51号、桂糖50号。有效茎数为3888～5896条/亩，高于新台糖22号的品种依次为桂糖49号、桂糖47号、桂糖51号。实测亩产为5071～6953kg，高于新台糖22号的品种为桂糖49号。平均蔗糖分为13.19%～14.33%，高于新台糖22号的品种依次为桂糖49号、桂柳05136、桂糖50号、桂糖48号、桂糖51号。亩含糖为682～996kg，高于新台糖22号的品种为桂糖49号，桂柳05136亩含糖量与新台糖22号持平。

表3 DTOPSIS法计算结果

2.2 原始数据无量纲化处理

原始数据无量纲化处理，如表2所示。

2.3 甘蔗新品种决策矩阵

根据正理想解和负理想解公式计算得出以下结果。

2.4 甘蔗新品种对理想解的接近度

由表3可知，理想解Ci高于对照新台糖22号的甘蔗新品种为桂糖49号，桂糖49号在崇左蔗区特别是龙州蔗区有进一步的推广价值，但其宿根性、抗病性需要进一步观测。桂柳05136和桂糖50号亩含糖量的亩含糖量虽然与新台糖22号持平，但亩有效茎数比新台糖22号少，亩产比新台糖22号低，导致其Ci排名靠后。

3 讨论与结论

农作物新品种综合评价是育种工作的一个重要环节，而一个品种包括多个性状指标，各个性状指标无统一度量，而且许多性状指标之间呈负相关关系，因而难以找到一个各性状都达到理想目标的品种，DTOPSIS法主要是解决多目标间的不可公度性和目标间的矛盾性。采用DTOPSIS法可将甘蔗新品种的农艺性状及抗逆性综合在一起比较分析，弥补了对甘蔗产量或者糖分等单一指标进行评价的不足，因此，DTOPSIS法综合评价结果更科学、更合理。秦昌鲜等［4］对广西区试的11个甘蔗新品种(系)进行田间1年新植和2年宿根品比试验，并采用DTOPSIS对其进行综合评价，筛选出适合在崇左蔗区特别是龙州蔗区种植的甘蔗优良新品系：桂糖06-1215、桂糖08-120、桂糖05-3217、桂热2号、桂糖08-460。本研究亦应用DTOPSIS法评价甘蔗新品种，对各甘蔗新品种的萌芽率、分蘖率、株高、茎径、有效茎数、蔗糖分等8个农艺性状进行综合评价，并对甘蔗蔗糖分、产量及甘蔗含糖量赋予了较高的权重（分别为0.2，0.2，0.15），结果表明，7个参试品种中，Ci值最接近1且Ci值比新台糖22号高的是桂糖49号，在崇左蔗区特别是龙州蔗区有进一步的推广价值。