灰色关联度分析在大同市引种马铃薯品种上的应用

岳新丽，刘贵山，王春珍，陈 云，范向斌，梁秀芝，郭 芳，帅媛媛

（1.山西农业大学高寒区作物研究所，山西大同037008；2.五寨县农业农村局，山西五寨036299；3.山西农业大学果树研究所，山西太谷030800）

因马铃薯块茎含有丰富的营养成分[1]，马铃薯成为继水稻、小麦、玉米后的第四大主要粮食作物[2-3]。大同市位于山西省北部，海拔较高，气候冷凉，日照充足，雨热同季，昼夜温差大，生长周期长，深厚的黄土特别适合马铃薯的生长发育，具有生产马铃薯得天独厚的自然条件。随着国家马铃薯主粮化战略提出和种植结构的调整[4-5]，马铃薯种植面积增加，马铃薯已成为大同市农民增收的支柱产业之一。但主栽品种由于长期种植退化严重，品种比较单一、淀粉含量相对低下等，使马铃薯产量受到很大影响，严重影响农民的经济效益[6-7]。因此，大量引进品种资源，筛选优质、高产、高淀粉马铃薯品种，为大同市马铃薯生产提供优良品种势在必行。

灰色关联分析方法是根据所研究的因子间动态变化的相似程度来判断因子间的密切程度，关联度是反映这种密切程度大小的度量，关联度越大，说明因子间变化的势态越接近，其相互关系越密切[8-9]。灰色关联度分析法在农作物新品种鉴定和推广等方面发挥了重要的作用[10]。丁品等[11]采用灰色关联度分析法在甜高粱材料中筛选出适合兰州榆中地区种植的材料08-2、2043、09-1、雅津43号。汪文成等[12]采用灰色关联度分析得出，藜麦的干草产量高、适口性好、营养价值高、经济效益好、综合表现最好，可以作为高寒地区饲草种植的优质品种。对于马铃薯引进品种的评价，大部分是通过产量来筛选优良品种，对其他性状缺乏评价，没有将品质和其他性状指标结合起来分析，导致一些综合性状优良的品种被淘汰。

笔者2018年对引进的19个马铃薯品种物候期、植株形态特征、薯块性状、产量进行测定，采用灰色关联度分析法对这些主要数量性状进行分析，通过综合评价以期筛选出适宜大同地区种植的优质、高产、高淀粉的马铃薯优良品种。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在怀仁市毛皂镇高寒区作物研究所良种厂试验基地（东经113°15′42″，北纬39°55′16″）进行。该地位于山西省北部，属黄土高原，海拔1040m，多年平均气温5.1～7.5℃，多年平均降雨量370～460mm，日照充足，昼夜温差大[13-14]。试验田土壤为栗钙土，土壤肥力中等，前茬作物为大豆。

1.2 试验材料

参试马铃薯品种为20个鲜食品种，庄薯3号、冀2004-3-8、青薯9号、冀张12号、宣薯4号、大西洋、天薯11号、中薯1号、应县紫花、中薯9号、延薯6号、冀2004-3-1、中薯18号、中薯21号、冀05-191、丽薯6号、丽薯7号、5920-1、费乌瑞它等19个品种引自张家口宏基公司。晋薯16号为对照品种，为山西农业大学高寒区作物研究所2007年审定的品种。

1.3 试验方法

试验采用随机区组设计，每个品种重复3次，小区面积为13.34 m2（2.00 m×6.67 m），每小区100株，四周种植保护行。2018年5月15日播种，采用人工点播，播种深度5 cm，播种后耱平。

1.4 测定项目及方法

马铃薯生长期对每个品种的物候期、植株形态特征、块茎性状、产量等项目进行调查。每个小区随机选10株进行调查，取其平均值。产量按小区总产量计算。块茎品质测定包括淀粉和干物质含量，淀粉含量测定采用旋光法测定，干物质含量采用直接干燥法[15]测定。

1.5 数据分析

采用Excel 2007对相关数据进行处理，用SPSS 20.0进行数据分析。按照邓聚龙提出的农业系统灰色理论与方法，计算关联系数和关联度[16]。

2 结果与分析

2.1 19个引种马铃薯物候期比较

由表1可知，晋薯16号、天薯11号出苗最早，丽薯7号出苗最迟，二者相差9d。冀2004-3-1现蕾最早，中薯21号现蕾最迟，二者相差16d。冀2004-3-8和冀2004-3-1开花期最早，晋薯16号开花期最迟，二者相差16d。中薯1号和费乌瑞它成熟期最早，青薯9号成熟期最晚，二者相差24d。中薯1号和费乌瑞它生育期最短，为90d；青薯9号生育期最长，为118d。

2.2 19个引种马铃薯植株形态特征比较

由表2可知，叶色为深绿色的光合作用强，因此，普遍生长势较强。青薯9号茎色为紫色，应县紫花、丽薯6号、丽薯7号、费乌瑞它茎色为绿色带紫，中薯21号茎色为褐色，冀2004-3-8、宣薯4号、冀2004-3-1、中薯18号茎色为绿带褐色，其余品种均为绿色。庄薯3号花冠为蓝紫色，青薯9号、冀张12号、宣薯4号、天薯11号、中薯1号、应县紫花、中薯18号、丽薯7号花冠为紫色，其余品种均为白色。中薯21号主茎数最少，为1.2个，冀05-191主茎数最多，为3.2个。冀张12号分枝数最少，为0.6个，冀2004-3-1分枝数最多，为12.0个。延薯6号株高最矮，为45.9 cm，中薯21号株高最高，为84.6 cm。应县紫花茎最细，为9.24mm，中薯18号茎最粗，为15.78mm。

表2 各品种植株形态特征比较

2.3 19个引种马铃薯块茎性状比较

表3 各品种块茎性状比较

由表3可知，各品种薯块性状、薯皮颜色、薯肉颜色等性状存在一定差异，所评价的品种中薯形有圆形、椭圆形、扁圆形、长扁圆形、长椭圆形，薯块皮色有白色、淡黄色、黄色、红色，薯肉颜色有白色、淡黄色、黄色，薯皮光滑度有中等和光滑，芽眼深浅有中等和浅。天薯11号的淀粉含量和干物质含量最大，分别为16.49%和22.25%，冀张12号的淀粉含量和干物质含量最小，分别为10.71%和16.47%。

2.4 19个引种马铃薯产量比较

由表4可知，产量最高的中薯21号，折合产量18700 kg/hm2，较对照晋薯16号增产4.59%，其次是应县紫花，折合产量18380 kg/hm2，较对照晋薯16号增产2.80%；天薯11号折合产量18244 kg/hm2，较对照晋薯16号增产2.04%；中薯18号折合产18076 kg/hm2，较对照晋薯16号增产1.10%，这4个品种产量与对照差异不显著。其余15个品种较对照减产，冀张12号、5920-1、青薯9号、宣薯4号、延薯6号、大西洋、冀2004-3-8、费乌瑞它与对照差异不显著，中薯1号、中薯9号、庄薯3号、丽薯7号、丽薯6号与对照差异极显著。

表4 各品种产量比较

2.5 灰色关联度分析

根据育种目标和生产现状，选择主茎数、分枝数、株高、茎粗、淀粉含量、干物质含量、小区产量，对所有品种计算关联系数及关联度。根据关联分析原则，关联度越大的数列与参考数列相似程度就越高，也就是关联度越大的品种综合性状越好。由表5可知，天薯11号等权关联度为0.849，加权关联度为0.859，综合性状最好，产量较高，淀粉含量和干物质含量高；中薯21号等权关联度为0.795，加权关联度为0.808，综合性状较好，产量最高，淀粉含量和干物质含量较高。由此得出，天薯11号和中薯21号适合在大同地区推广种植。

表5 各品种关联系数及关联度比较

续表5

3 结论与讨论

种质资源的引进、鉴定、创新和利用对于马铃薯育种具有重要作用[17-18]，山西农业大学高寒区作物研究所通过引进优良马铃薯品种，以丰富种质资源库。灰色关联度分析法是通过多个性状定量分析一个品种的综合性能，可以对一个品种做出客观评价[19]。解玮佳等[20]采用灰色关联度分析方法，对28个高山杜鹃品种的20个指标进行综合分析评价，得出杜鹃品种哈夫丹·莱姆综合表现最好，且与理想品种的性状较接近。本研究利用灰色关联度对19个引进的马铃薯品种综合评价，评价结果与各品种的田间实际表现基本一致。因此，利用灰色关联度分析法对品种进行综合评价是比较准确的。

马铃薯在大同市有很大的增产空间，在大同市农业生产中占据重要的地位[21]。在本试验中，产量排序和多个性状综合分析排序有点差异，因此，产量最高的品种综合表现不一定最好。本研究表明，天薯11号等权关联度和加权关联度最高，该品种综合性状最好；中薯21号等权关联度和加权关联度较高，排在第2位，综合性状较好。这2个品种在大同地区具有较好的适应性，表现为产量高，淀粉、干物质含量高，适合大面积推广种植。中薯18号、大西洋根据其产量及综合性状表现，考虑将进行下一年的品种比较试验。