DTOPSIS法在甘薯品系综合评价中的应用研究

2021-05-31何文张秀芬郭素云李恒锐莫周美杨海霞刘连军

农业研究与应用 2021年1期

何文张秀芬郭素云李恒锐莫周美杨海霞刘连军

摘要：应用DTOPSIS法对2018年广西南亚热带农业科学研究所11个鲜食甘薯品系11个性状进行综合评价，以期筛选出适合在崇左地区推广种植的优良甘薯品种。结果表明：按照DTOPSIS分析结果Ci排序，鲜1、鲜3、鲜4三个甘薯品系综合性状表现较差，不适合在崇左地区推广种植。鲜6、鲜10、鲜11三个优良鲜食甘薯品系综合性状优良，理想解的相对接近度（Ci）及单产排名均前三，值得进一步推广在崇左地区种植，并研究相应配套栽培措施。

关键词：DTOPSIS法甘薯综合评价崇左地区

中图分类号：S533 文献标识码：A

Comprehensive Evaluation of Sweet Potato Varieties by DTOPSIS Method

HE Wen，ZHANG Xiufen，GUO Suyun*，LI Hengrui，

MO Zhoumei，YANG Haixia，LIU Lianjun

（Guangxi South Subtropical Agricultural Science Research Institute， Longzhou，

Guangxi 532415， China）

Abstract：11 fresh sweet potato lines were comprehensively evaluated by DTOPSIS method in Guangxi South Subtropical Agricultural Science Institute in 2018， so as to screen out the excellent sweet potato varieties suitable for planting in Chongzuo area. Ci order was obtained based on DTOPSIS analysis. The results showed that Xian 1， Xian 3 and Xian 4 are not suitable for planting in Chongzuo area due to their poor performance. And Xian 6， Xian 10， Xian 11 with their good comprehensive traits，approximate ideal solution（Ci） and yield ranking top 3，are worthy of further promotion in Chongzuo area. The integrated cultivation techniques were discussed.

Key words： DTOPSIS method;sweet potato;comprehensive evaluation;Chongzuo area

甘薯（Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill）又称红薯、地瓜、番薯等，旋花科薯蓣属缠绕草质藤本。由于富含淀粉、含有不可溶性膳食纤维、可溶性糖以及胰蛋白酶抑制剂等物质，常用作鲜食、加工甘薯粉和炸薯条等[1]。目前全球粮食安全依然存在[2]，甘薯在保障国家粮食安全及推动社会经济可持续发展方面具有重要的经济地位[3]，特别是在口粮日益要求多样化、精细化的条件下，优质甘薯选育和推广显得尤为重要。刘子荣等[4]筛选出3个对斜纹夜蛾和甘薯烦夜蛾的抗虫效果相对较好的甘薯品种。王佳佳等[5]选育出高淀粉甘薯优良新品种“渝薯1号”，大中薯率70%以上，抗根腐病，中抗黑斑病和蔓割病。培育符合现代农业推广需求的品种成为当前农业发展的重点方向[6]。但是不同的品种在不同的地方表现不一，仅仅从某一个方面对品种进行评价，不利于甘薯品种选育和推广。

丰富多样的种质资源是培育优异品种的基础[7]，而综合评价是良种选育的一个重要环节，能对品种进行全面客观地评价[8]。常用的综合评价方法主要有灰色关联度法、模糊数学法、DTOPSIS法（Dynamic Technique for Order Preferenceby Similarity to Ideal Solution，逼近理想解的排序方法）等，其中DTOPSIS法是由姚兴涛经TOPSIS法改进用于区域经济发展的多目标决策，在近年来广泛应用于农作物等品种的综合评价中，都取得了较满意的结果[8-9]。姚旺等[9]应用DTOPSIS法分析湖南烤烟区10个新品种，筛选出两个综合评价值最高的品种。李文砚等[10]应用DTOP-SIS法对11个草莓品种11个性状指标进行综合评价，筛选出了适合在广西地区推广种植的优良草莓品种。王炜等[11]应用DTOPSIS法在黄芩商品药材质量综合评价，进行黄芩的货源筛选和质量控制。覃耀冠等[12]进行广西甘蔗新品种区试柳州点7个甘蔗新品种DTOPSIS法综合评价研究，筛选出是三个适宜在广西柳州地区推广应用新品种。黄瑞寅等[13]应用DTOPSIS法对云南原料基地单元烟进行综合评价，评价安定烟站烟叶质量整体较好。胡其明等[14]用DTOPSIS法综合评价杂交水稻新品种在黔西南州的适应性，综合评价分析结果与生产实际基本一致。

目前针对采用DTOPSIS法綜合评价甘薯新品种的研究尚未有报道。应用DTOPSIS法综合评价不同甘薯品系，以期筛选出综合性状优良的甘薯品种，为我区甘薯产业的良种选育和推广提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为11份鲜食甘薯品系，编号分别是鲜1～鲜11，11个鲜食甘薯品系薯苗均由广西农科院玉米所选育并提供。

1.2 实验方法

栽培试验于2018年9月至2019年1月在广西崇左市龙州县广西南亚热带农业科学研究所内甘薯试验地进行。该地区属南亚热带季风气候区，日照充足，年均气温22.2℃，年降雨量1273.6 mm，年均相对湿度82%，极少受霜冻天气及台风影响。按照田间常规管理，处理间水肥管理一致。实验采用随机区组排列，重复3个小区，每个小区种植面积20 m2，种植规格株行距20 cm，垄距1 m，共4行100株甘薯苗。

1.2.1 数据测定方法

收获时在每个区取5株甘薯进行数据观察测定，测定甘薯茎粗、蔓长、地上部分鲜重、平均薯鲜重、单株结薯数、单株薯重、商品薯重、商品薯率、干物率、亩产、食味评价。甘薯茎粗、蔓长、地上部分鲜重三个性状指标在甘薯藤蔓生长最大期（90天）时测定。平均薯鲜重、单株结薯数、单株薯重、商品薯重、商品薯率、干物率、单产7个性状指标在甘薯收获期进行测定。食味评价[15]在甘薯收获后1～2周内组织单位专家10名和附近居民20名食用评价。具体统计方法参照王美珍等[8]进行综合分析。

1.3 统计分析

甘薯各品系间不同性状指标分析使用SPSS 22.0进行;DTOPSIS法各运算步骤采用Excel 2010进行计算分析。

2 结果与分析

2.1 甘薯各品系主要性状指标分析

将11个鲜食甘薯品系的11个指标性状列于表1，构建评价矩阵。在11个甘薯品系11个指标中，茎粗为7.32～12.14 mm，以鲜11最大，鲜4最小;蔓长为55～294 cm，鲜11最长，鲜10最短;地上部分鲜重为67.88～711.94 g，鲜8最重，鲜9最轻;平均鲜薯重为34.40～92.56 g，鲜2最重，鲜3最轻;结薯数2.11～11.2个，最多为鲜11，最少为鲜8;单株薯重82.56～920 g，最重为鲜11，最轻为鲜3;商品薯重52.1～730 g，最重为鲜11，最轻为鲜3;商品率60%～85%，最大为鲜10和鲜2，最小为鲜3，干物率23%～35%，最高为鲜8和鲜9，最小为鲜3;单产375.02～2055.66 kg/667m2，最大为鲜6，最小为鲜3;食味评价58.67～83.33分，最佳为鲜5，最差为鲜3。通过相关性分析可以看出蔓长和地上部分鲜重成极显著正相关，平均薯鲜重和商品薯率成极显著正相关，单株结薯数和单株薯重、商品薯重成极显著正相关，单株薯重和商品薯重成极显著正相关（表2）。

2.2 无量纲化处理

由于本试验的11个指标（A1：茎粗、A2：蔓长、A3：地上部分鲜重、A4：平均薯鲜重、A5：单株结薯数、A6：单株薯重、A7：商品薯重、A8：商品薯率、A9：干物率、A10：单产、A11：食味评价）都是正向指标，均以11个样本中最大值作为分母，分别除以各样本该指标的数值进行无量纲化处理。即得到无量纲化结果矩阵Z（表3）。

2.3 建立决策矩阵R

将11个性状指标分别赋于不同权重Wj（Wj∈（0，1），∑Wj=1）。根据专家意见、甘薯种植户以及消费者对鲜食甘薯的选择等确定。各个性状指标按照表1中顺序赋予的权重值依次为0.0200、0.0200、0.0300、0.1000、0.0800、0.0600、0.1000、0.1000、0.1200、0.2200、0.2200。各性状指标权重Wj去乘矩阵Z的第j列得到决策矩阵R（表4）。

2.4 品种性状的理想解和负理想解

根据决策矩阵R得到的11个性状的理想解与负理想解数列分别为： Xj+=[0.0200，0.0200， 0.0300，0.1000，0.0800，0.0600，0.1000，0.1000，0.1200，0.2200，0.2200]; Xj- =[0.0121， 0.0037，0.0029， 0.0260，0.0116，0.0090，0.0048，0.0436，0.0377，0.0547，0.1408]。

2.5 11个品种理想解的相对接近度计算[16]

根据公式Ci=S-/（S++S-），Ci∈[0，1]，i=1，2，3...11，可计算出11个甘薯品系理想解的相对接近度即Ci值（见表5）。其中S+为各品种与理想解的距离，S-为各品种与负理想解的距离。根据DTOPSIS法分析理论按照Ci大小对甘薯品系进行排序，Ci越大代表甘薯品系综合评价越优。

从表5可看出，Ci排序最高的为鲜11，与生产实际相符，其次为Ci值较高且较接近的鲜10和鲜6，因此，筛选出的优异品系排序依次为鲜11、鲜10、鲜6。

3 结论与讨论

在甘薯品种进行综合评价方面前人已有不少研究，孙莹等[17]应用模糊数学对甘薯淀粉面包的品质进行了综合评价，优化了甘薯淀粉面包工艺，探讨出了最佳配方。段文学等[18]通过对甘薯品种各单项指标的耐盐系数应用多种综合评价方法进行耐盐性评价，为甘薯耐盐新品种选育提供种质提供理论依据。鄢铮等[19]采用灰色关联多维度综合分析法对14个紫肉甘薯品种的9个性状进行分析和评价，研究表明福宁紫3号甘薯品种综合表现最佳且加权关联度的评价结果与品种表现吻合。梅新等[20]应用因子分析与综合评价对菜用甘薯新品系主要品质特征进行分析，筛选出6个综合性状表现优良的品系。DTOPSIS法其原理与TOPSIS法相同，是根据有限个数的评价对象与理想化目標的接近程度进行排序，是在现有对象中进行相对优劣评价的方法，在多目标决策分析中应用广泛[21]，运用DTOPSIS要根据试验设计分析各方面因素确定，避免干扰各相关形状的权重。目前DTOPSIS法已被广泛应用于烤烟[9，25]、草莓[10]、甘蔗[12，23]、番茄[22]、大豆[21]、柴胡[24]等多种作物新品种（系）的综合评价中，评价结果科学合理与实际品种表现相符。

本研究首次将DTOPSIS法应用于甘薯品系综合性状的评价中，将甘薯茎粗、蔓长、地上部分鲜重、平均薯鲜重、单株结薯数、单株薯重、商品薯重、商品薯率、干物率、单产、食味评价共11个性状指标列入评价指标中。通过无量纲化处理，矩阵规范化，综合专家建议、甘薯种植户以及消费者喜好，进行表格统计确定各个性状指标相应的权重值后，再根据公式Rij=WjZij和Ci=S-/（S++S-）进行计算每个甘薯品系Ci。试验筛选出鲜6、鲜10、鲜11三个鲜食甘薯品系，在本甘薯基地生长具有植株株型良好、产量高、商品率高，食味优等特点，与实际生产表现相符，筛选出的这三个甘薯品系值得进一步推广在崇左地区种植。

本研究表明，DTOPSIS法排名和甘薯品系产量排名基本相符，从11个鲜食甘薯品系中筛选出鲜6、鲜10、鲜11三个优良鲜食甘薯品系，具有植株株型良好、产量高、商品率高，食味优等特点，值得进一步推广在崇左地区种植。

参考文献

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