灰色关联度多维综合评估在结球甘蓝品种评定中的应用

曹力强，张 旦

（定西市农业科学研究院，甘肃 定西 743000）

结球甘蓝为甘蓝的变种，俗称包菜、莲花白、洋白菜等，是甘肃省高原夏菜中的优势品类，近年来甘肃省甘蓝年种植面积6 667 hm2左右，全省各地均有分布[1]。目前市场对甘蓝品种的需求可以概括为优质、多抗、丰产，随着经济水平的发展，消费者对蔬菜品质的要求发生了转变，为了顺应市场的需求，对甘蓝品种的口感、质量、颜色、形状及是否绿色健康都有新的要求[2]。传统分析方法对甘蓝品种的评价仅仅对产量等单个性状进行方差分析、新复极差测验及稳产性分析，而对抗病性、品质不能进行综合分析。灰色关联度多维综合评估可同时考虑多个性状对品种（系）进行综合评价，其评价结果更为科学、客观及合理。本文就应用品种灰色关联度多维综合评估方法对10个引进的早熟圆球型甘蓝品种的9个主要性状进行全面、客观的综合评价，目的是为甘蓝品种的合理评判提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

参试品种共10个，品种名称及来源具体见表1。

表1 参试品种名称及其来源

1.2 试验方法

试验在定西市农业科学研究院试验地进行。2019年4月21日于温室内育苗，5月23日移栽于蔬菜展示园。试验设10个处理，每个品种为1个处理，以常栽品种珍宝为对照，3次重复，随机排列，小区面积38.4 m2（3.0 m×12.8 m）。覆盖90 cm黑色地膜，地膜间距25 cm，株行距为28 cm，每小区种植458株。种植前667 m2施袋装有机肥300 kg、黑金复合肥（N∶P2O5∶K2O比例为18∶18∶18）50 kg作底肥。分别在莲坐期和结球期浇水，并随水追施尿素各1次，667 m2用量为15 kg；整个生育期喷施杀菌剂、杀虫剂各3次，以防病虫害。

1.3 测定项目及方法

观察记载各品种物候期，商品性状成熟时测定小区产量，每小区随机5点取样，每点4株，共20株，测其单球质量、叶球纵径和横径、中心柱长等主要生物性状和经济性状。甘蓝食用品质（如风味质地等）参照宋明等[3]的甘蓝食用品质鉴评方法进行评分。

式中，m为单球质量，H为叶球纵径，D为横径。

霜霉病调查时间及分级标准：在结球中后期调查，统计病株率及病情指数。病症分级标准：0级，无病症；1级，外部叶片上产生少量病斑；3级，外部叶片上产生多数病斑但不成片；5级，多数叶片上产生病斑，部分叶片病斑已连成片；7级，多数叶片上产生病斑，病斑连成片或干枯；9级，多数叶片或整株枯死，严重减产。

黑腐病调查时间及分级标准：在结球中后期调查，统计病株率及病情指数。病症分级：0级，叶片无任何症状；1级，接种叶片水孔处有黑色枯死斑点，无扩展；3级，叶片病斑从水孔向外扩展，占叶面积5%以下；5级，叶片病斑从水孔向外扩展，占叶面积5%～25%；7级，叶片病斑从水孔向外扩展，占叶面积26%～50%；9级，叶片病斑从水孔向外扩展，占叶面积50%以上。

霜霉病与黑腐病病情指数计算公式：

对部分观测数据采用Excel 2010软件和SPSS 19.0软件进行方差分析与差异显著性检验。

1.4 参考品种构建与原始数据无量纲化

参考品种是理想品种，是参试材料赖以比较的基础，以参试品种最优生物指标及经济指标为理想品种的指标（具体取值见表2）。对不同性状指标数据按不同公式进行无量纲化：（1）结球紧实度、品质、667 m2商品产量3个性状指标赋值越大表现越好，因此采用上限效果测度，计算公式为Xiu（k）＝Xi（k）/Ximax；（2）生育期、霜霉病和黑腐病病情指数、中心柱长各性状指标赋值越小表现越好，因此采用下限效果测度，计算公式为Xiu（k）＝Xio/（Xio＋|Xio－X（k）|）；（3）球心指数、单球质量适中性状，采用适中效果测度，若适中性状是1个值Xio时，计算公式为Xio（k）＝Xio/（Xio＋|Xio－X（k）|），若适中值是区间值E1～E2（E1＜E2），则计算公式为：Xio（k）＝1（当E1≤Xi（k）≤E2），Xio（k）＝Xi（k）/E1（当Xi（k）＜E1），Xio（k）＝E2/Xi（k）（当Xi（k）＞E2）。式中Xi（k）表示第i个性状第k点原始数据，Ximax表示第i个性状最大值，Xiu（k）、Xio（k）分别表示第i个性状第k点上限效果测度及适中效果测度无量纲化值。

表2 10个早熟圆球形结球甘蓝的生物指标及经济指标

1.5 参试品种关联系数、加权关联度估算

参照郭瑞林[4]的作物灰色育种方法，视所有参试材料为一个灰色系统，每1个参试材料为灰色系统中的1个因素，以参考品种为参考序列，记为{X0（k）}，其他各参试材料为比较序列，记为{Xi（k）}；依据公式εi（k）＝|X0（k）－Xi（k）|）计算出参考序列与比较序列的差序列并求出最大、最小级差；令分辨序数ρ＝0.5，按照公式εoi（k）＝ρΔmax/（Δoi（k）＋ρΔmax）计算比较品种与参考品种的关联系数，εoi（k）为关联系数，Δmax为比较品种与参考品种间最大无量纲化数差，Δoi（k）为比较品种与参考品种间无量纲化数差；本文以667 m2商品产量为参考数列，其他性状为比较数列，根据表4分别计算各性状与产量的绝对差值可知Δmin＝0.000 2，Δmax＝0.450 7，ρ＝0.5，将相应的绝对差值代入εi（k）＝（Δmin+ρΔmax）/（Δoi（k）+ρΔmax）可得到产量与其他性状的关联系数εi（k），然后计算产量与各性状的灰色关联度R（k），对关联度进行统一规划处理，即得到各性状的权重。按照公式r＝εi（1·W（1）＋εi（2）·W（2）＋ ……＋εi（k）·W（k）计算各参试品种综合评估关联度r（加权关联度），对参试品种优劣进行评价与排序。

2 结果与分析

2.1 甘蓝新品种性状指标分析及理想品种的构建

10个参试品种的生物指标及经济指标数据见表2，以参试品种最优生物指标及经济指标为理想品种的指标构建理想品种，其中，生育期以凯丽的71 d为标准，霜霉病、黑腐病病情指数分别以中甘591的0.28、0.18为标准，结球紧实度以中甘591的0.77为标准，中心柱长以满月甘蓝的5.6 cm为标准，品质以中甘591等品种的5分为标准，商品产量以先甘520的667 m2产量（7 832.47 kg）为标准，球心指数以叶球纵径和叶球横径相等为标准，单球质量以当地甘蓝市场收购要求1.00～1.50 kg为标准。对表2数据进行无量纲化处理，结果见表3。

表3 各性状指标的无量纲化处理值

2.2 甘蓝新品种灰色关联度多维综合评估

通过计算，得出参试品种各性状指标与理想品种的加权关联度，见表4。灰色系统理论认为，关联度越大的品种与参考品种越靠近。由灰色关联度多维综合评估结果（表4）可以看出，中甘591加权关联度最大，为0.872 4；WG-1803次之，为0.794 4；凯丽第3，为0.772 3；珍宝最小，为0.572 7。中甘591、WG-1803、凯丽3个新品种综合性状表现优良，生育期、重要病情、球心指数、结球紧实度、中心柱长、单球质量、品质、商品产量等生物及经济性状得到较好兼顾，其田间表现优良。

表4 10个早熟圆球形结球甘蓝与参考品种的关联系数及加权关联度

2.3 产量与各性状的关联性

10个早熟圆形结球甘蓝各性状与产量的关联度见表5。从表5可见，与产量关联度最大的性状指标为球心指数，其后依次为生育期、单球质量、中心柱长、结球紧实度。与产量关联度较小的指标为病情指数。

表5 10个早熟圆球形结球甘蓝各性状与产量的关联系数、关联度及权重

3 结论与讨论

试验结果表明：应用灰色关联度多维综合评估分析方法对10个甘蓝品种的生育期、病情指数、球心指数、结球紧实度、中心柱长、单球质量、品质、商品产量等生物及经济性状进行分析，根据以上方法计算的理想品种加权关联度为1.000 0，中甘591加权关联度最大，为0.872 4；WG-1803次之，为0.794 4；凯丽第3，为0.772 3；珍宝最小，为0.572 7。根据灰色关联度多维综合评估分析方法，关联度最靠近参考品种的综合性状最优；因此，中甘591、WG-1803、凯丽3个品种在丰产性、抗病性、品质等综合性状表现好，应加强跟踪试验与观察，并进行示范推广。

随着人们生活水平的提高，优质、高抗、商品性好是市场对新品种的要求。传统对品种的评价仅仅对产量单个性状进行分析，同时，参考抗病性及品质等其他性状指标，已不能适应市场对甘蓝新品种的要求。品种灰色关联度多维综合评估分析方法不仅考虑产量性状，同时还能综合品种多个性状指标，全面综合分析和评定，对甘蓝品种的评价更加客观全面和合理，更接近市场对甘蓝品种的要求，本试验证明与产量关联度最大的性状指标为球心指数，然后依次为生育期、单球质量、中心柱长、结球紧实度，病情指数与产量关联度最小；应用灰色关联度多维综合评估分析方法对甘蓝品种进行评价是完全可行的。

本研究是对灰色关联度多维综合评估在结球甘蓝品种评定中应用的尝试。在性状指标的确定、参考品种的构建、权重系数的确定方面有待进一步研究。如在性状指标的确定中，对叶球颜色、帮叶比等性状指标没有纳入分析，一定程度上影响分析的准确度；在构建参考品种、确定各性状的权重系数中，只有在试验中结合市场需求不断进行调整，才能准确、合理地评价甘蓝新品种，为新品种的选育及应用提供可行的依据。