基于DTOPSIS法的广西崇左市引进甘蔗新品种（系）综合评价及优良品（系）筛选

郭强 马文清 秦昌鲜 施泽升 彭崇 闭德金 何洪良 梁永检 唐利球

摘要：【目的】對广西崇左市引进甘蔗新品种（系）的农艺性状、经济性状和抗逆性进行综合评价，筛选出优良品种（系），以期优化崇左蔗区甘蔗品种结构，为崇左蔗区甘蔗新品种示范推广及生产提供理论参考。【方法】对广西崇左市引进的10个甘蔗新品种（系）进行一年新植两年宿根品种比较试验，调查主要农艺性状、经济性状和抗病虫害性状等12个指标，对各性状指标进行方差分析，并利用DTOPSIS法对其进行综合性评价，筛选出适合崇左蔗区推广种植的优良新品种（系）。【结果】10个参试品种（系）中，桂糖08-1375和桂糖08-259的黑穗病率分别达13.65%和9.21%，显著高于新台糖22号（对照品种）（P<0.05，下同），其他品种（系）黑穗病率均低于新台糖22号，其中桂糖08-591黑穗病率为0。蔗茎产量最低的是桂糖09-2005，仅为71323.11 kg/ha，其他品种（系）蔗茎产量均高于新台糖22号;蔗糖分最低的是桂糖08-1375，仅为13.36%，其他品种（系）蔗糖分均比新台糖22号高;产糖量最低的是桂糖09-2005，仅为10565.49 kg/ha，其他品种（系）产糖量均比新台糖22号高。8个参与DTOPSIS法综合评价的品种（系）Ci从大到小排序为：桂糖09-563>桂糖08-591>SP80-3280>桂糖09-3990>桂糖08-1045>桂糖09-2005>桂南亚08-212>新台糖22号。【结论】桂糖08-1375和桂糖08-259不适合在崇左蔗区推广种植;桂糖09-2005和桂南亚08-212需继续跟踪调查;桂糖09-563、桂糖08-591、SP80-3280、桂糖09-3990和桂糖08-1045等5个品种（系）适合在崇左蔗区大面积推广种植。

关键词： 甘蔗;新品种（系）;DTOPSIS法;综合评价;广西崇左市

中图分类号： S566.102.4                            文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2021）02-0341-07

Abstract：【Objective】A comprehensive evaluation of the agronomic traits，economic traits and resistance of new su-garcane varieties（lines） introduced in Chongzuo，Guangxi was conducted to screen out excellent varieties with a view to optimizing the structure of sugarcane varieties in Chongzuo sugarcane area and providing theoretical references for the demon-stration and promotion of new sugarcane varieties and production in Chongzuo sugarcane area. 【Method】Twelve agronomic traits of ten new sugarcane varieties（lines） were evaluated comprehensively by variance analysis and DTOPSIS method，with ROC22 as control and the agronomic traits and economic traits and resistance inone-year plant and two-year ratoon crops were researched，screening out excellent new varieties（lines） suitable for promotion and cultivation in the su garcane area of Chongzuo. 【Result】The results showed that among the ten tested varieties（lines）， the smut rate of Guitang 08-1375 and Guitang 08-259 reached 13.65% and 9.21% and were significantly higher thancontrol variety ROC22（P<0.05，same below），the smut rates of other varieties（lines） were lower than ROC22，among which the smut rate of Guitang 08-591 was 0. The lowest cane yield was Guitang 09-2005，only reached 71323.11 kg/ha，the cane yield of other varieties（lines） were higher than ROC22. The lowest sucrose was Guitang 08-1375，only reached 13.36%，the sucrose of other varieties（lines） were higher than ROC22. The lowest sugar yield was Guitang 09-2005，only reached 10565.49 kg/ha，the sugar yields of other varieties（lines） were higher than ROC22. DTOPSIS analysis results showed that Ci in sequence from high to low was Guitang 09-563>Guitang 08-591>SP80-3280>Guitang 09-3990>Guitang 08-1045>Guitang 09-2005>Guinanya 08-212>ROC22. 【Conclusion】Guitang 08-1375 and Guitang 08-259 are unfit for planting in Chongzuo sugarcane areas. Guitang 09-2005 and Guinanya 08-212 need followed-up survey. And Guitang 09-563，Guitang 08-591，SP80-3280，Guitang 09-3990 and Guitang 08-1045 are suitable for planting in Chongzuo sugarcane areas.

Key words： sugarcane; new varieties（lines）; DTOPSIS method; comprehensive evaluation; Chongzuo， Guangxi

Foundation item：Modern Agro-industry Technology Research System Project（nycytxgxcxtd-03-04）; Earmarked Fund for Central Government Guides Local Science and Technology（Guike ZY19183010）; Science and Technology Development Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences（Guinongke 2020YM152）;Open Project of Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Biology（NYS20190125）

0 引言

【研究意義】甘蔗（Saccharum officinarum）为多年生高大实心草本，是世界上最主要的糖料作物。我国作为世界第三大蔗糖生产国，蔗糖总产量占全国食糖总产量的90%以上（Siti Nordahliawate et al.，2007;李杨瑞和杨丽涛，2009）。广西崇左市作为我国最大的蔗糖生产基地，享有“中国糖都”的美誉，甘蔗种植面积26.67万ha以上，蔗糖总产量占全国蔗糖总产量的20%以上，可见，广西崇左市蔗糖业对我国食糖安全、区域经济发展和社会稳定具有举足轻重的作用（李杨瑞，2019）。近年来，广西甘蔗育种已取得了突破性进展，据广西糖业发展办公室统计，2018和2019年度桂糖系列品种和桂柳系列品种（系）分别占广西甘蔗种质面积的28.55%和23.80%，其中桂糖42号和桂柳05136已取代新台糖22号成为广西的主栽品种，甘蔗品种结构得到了明显改善（李杨瑞，2019）。但由于桂糖42号和桂柳05136均是新台糖22号的后代，经过多年的种植后，其黑穗病发病率高、宿根发株率低、缺株断垄、产量下降等缺点逐渐显现出来（李杨瑞，2019;罗奥柔等，2019）。因此，为满足甘蔗生产需求，必须源源不断地筛选出高糖、丰产、抗逆性强、宿根性好的优良甘蔗品种（系），对广西崇左市引进甘蔗新品种（系）进行综合评价，对促进崇左市甘蔗产业的可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】近年来，已有大量关于甘蔗新品种（系）区域性比较试验的研究报道。谭秦亮等（2019）在广西南宁开展甘蔗一新一宿品比试验，对农艺性状、抗逆性状和产量构成性状进行综合评价，结果发现桂热2号、凉蔗02-186和桂糖42号综合表现优异。王小明等（2019）在广西来宾采用小区试验与大田示范相结合的评价方法，筛选出在广西来宾具有推广价值的优良新品种桂柳05136、桂糖49号和福农41号。李佳慧等（2020）在广西防城港对9个甘蔗品种（系）进行一新一宿区域性比较试验，结果发现桂热2号、桂柳05136和桂糖46号适合在防城港蔗区推广种植。甘蔗品种的评价不能依赖于某个单一性状指标评价，要综合多个性状指标，传统的评价方法仅对单个指标进行分析，信息量太少，不能全面、客观地评价甘蔗品种。DTOPSIS法是一种接近理想解的多决策目标分析方法，将各品种的性状指标无量纲化处理，使原始数据转变为可比较的规范化数值后进行综合评价，有效解决了各指标间无统一的度量标准及最优解不统一的难题（吴志会等，2005）。DTOPSIS法与其他评价方法相比，其优势在于育种者可根据育种目标赋予不同性状不同的权重，以选育出符合育种者目标的品种。与灰色关联度法相比，DTOPSIS法能准确客观评价甘蔗品种（杨昆等，2015）。DTOPSIS法已广泛应用于小麦（吴志会等，2005）、大豆（陈学川等，2013）、甘蔗（覃耀冠等，2014）和玉米（宋秀丽等，2020）等作物的品种综合评价。其中，在甘蔗新品种评价方面，覃耀冠等（2014）采用DTOPSIS法对7个甘蔗新品种（系）在广西柳州试点的田间表现进行综合评价，筛选出桂辐98-296、桂糖04-120和玉林1号等3个优良品种（系）。孙玉勇等（2016）以新台糖22号为对照，利用DTOPSIS法对9个甘蔗新品种（系）的14个农艺性状进行综合评价，筛选出7个优良品种（系）在桂北蔗区推广种植。可见，利用DTOPSIS法综合评价甘蔗新品种（系）已非常成熟，评价结果与田间表现相一致。【本研究切入点】目前鲜见利用DTOPSIS法对广西崇左市引进的甘蔗新品种（系）进行综合评价的研究报道。【拟解决的关键问题】利用DTOPSIS法对10个甘蔗新品种（系）的性状指标进行综合评价，筛选出适合崇左蔗区推广种植的优良新品种（系），进一步优化崇左蔗区甘蔗品种结构，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 试验地概况

试验于2017年3月—2020年3月在广西南亚热带农业科学研究所甘蔗种植基地内进行。试验基地属于南亚热带季风气候，气候暖和湿润，年平均温度22.3～23.0 ℃，年有效积温7362～7756 ℃，常年降水量1700 mm以上，年日照时数1675 h，年霜日0～7 d。该基地地势平坦，土壤为红壤土，土层结构疏松，土壤表层深厚，肥力中等，耕作层有机质含量2.40%～3.73%、全氮1.36%～1.99%、速效磷1125 g/kg、速效钾60～130 g/kg、pH 4.5～6.5。前茬作物为甘蔗。

1. 2 试验材料

参试甘蔗品种（系）有10个，其中包括广西农业科学院甘蔗所选育的7个品种（系）（桂糖08-259、桂糖09-563、桂糖08-591、桂糖09-2005、桂糖08-1375、桂糖09-3990和桂糖08-1045），广西南亚热带研究所选育的1个品系（桂南亚08-212）和国外引进的1个品种（SP80-3280），以新台糖22号为对照。

1. 3 试验方法

1. 3. 1 田间设计及种植 试验采用随机区组设计，每个品系设3个重复，种植行距为1.2 m，各小区行长7 m，每小区5行，下种量为100000芽/ha，蔗种砍为双芽段，双行品字形摆种。于2017年3月种植，采用大型拖拉机犁耙后开行，按当地种植管理方法进行田间管理;于2018年3月收获新植蔗，2019年3月收获第一年宿根蔗，2020年3月收获第二年宿根蔗。

1. 3. 2 项目测定 在甘蔗生长前期调查新植蔗出苗率、宿根蔗发株率和分蘖率等农艺性状。在甘蔗生长前、中期调查枯心率、黑穗病率和梢腐病率等病虫害发生情况。在甘蔗收获前调查小区有效茎数、株高、茎径和小区产量;11月—次年3月每月随机取6株健康甘蔗进行品质鉴定。

1. 4 统计分析

甘蔗各品种（系）不同性状指标均采用Excel 2010进行整理分析，差异显著性采用SPSS 20.0進行分析。DTOPSIS法综合评价参照覃耀冠等（2014）、李文砚等（2019）的方法进行，各运算步骤采用Excel 2010进行计算，其中无量纲化的计算公式为：

式中，i代表甘蔗新品种编号，j代表甘蔗性状指标（i=1，2，3…8;j=1，2，3…8）;Yij代表第i个甘蔗品种第j个性状值;Yjo代表第j个性状的目标值;Yimax代表第j个性状的最大值;Yimix代表第j个性状的最小值;abs代表绝对值。

2 结果与分析

2. 1 主要农艺性状指标的测定结果

由表1可知，10个甘蔗品种（系）新植蔗出苗率为23.56%～54.62%，其中桂糖08-1375、桂糖08-259和桂糖08-591显著高于新台糖22号（对照品种）（P<0.05，下同），SP80-3280和桂糖08-1045显著低于新台糖22号;宿根发株率为67.22%～189.70%，其中桂糖08-259和桂糖09-563显著高于新台糖22号，桂糖09-3990宿根发株率显著低于新台糖22号;分蘖率为52.14%～150.22%，其中桂糖09-3990显著高于新台糖22号和其他品种（系），其余品种（系）与新台糖22差异不显著（P>0.05，下同）;株高为287.04～325.41 cm，其中桂糖09-3990和桂糖08-591显著低于新台糖22号，其余品种（系）与新台糖22差异不显著;茎径为2.48～2.88 cm，其中桂糖08-591和桂糖08-259的茎径显著小于新台糖22号，其余品种（系）的茎径与新台糖22号差异不显著;有效茎数为43836～73492条/ha，其中桂糖08-591、桂糖08-1375、桂糖09-563、桂糖08-259、SP80-3280和桂南亚08-212的有效茎数均显著多于新台糖22号，其余品种（系）的有效茎数与新台糖22号差异不显著。

2. 2 主要病虫害指标的测定结果

由表1可知，10个甘蔗品种（系）一新两宿的枯心率为3.99%～13.15%，其中桂南亚08-212显著高于新台糖22号;一新两宿的梢腐病率为0.33%～17.62%，其中桂糖08-1045的梢腐病率显著高于新台糖22号，桂糖08-591和桂糖09-3990的梢腐病率显著低于新台糖22号;两年宿根的黑穗病率为0～13.65%，其中桂糖08-1375和桂糖08-259显著高于新台糖22号，黑穗病率分别达13.65%和9.21%，发病非常严重，不合适在黑穗病高发蔗区推广种植，故后续不参与DTOPSIS法综合评价;其他品种（系）黑穗病率均低于新台糖22号，其中桂糖08-591黑穗病率为0。

2. 3 主要经济性状指标的测定结果

由表2可知，10个甘蔗品种（系）新植蔗蔗茎产量为73254.33～121587.91 kg/ha，其中桂糖09-563和桂糖08-1375蔗茎产量较高，显著高于新台糖22号;第一年宿根蔗的蔗茎产量为73809.89～114921.21 kg/ha，其中桂糖09-563、桂糖08-259、桂糖08-1375、SP80-3280和桂糖08-591的蔗茎产量均显著高于新台糖22号;第二年宿根蔗的蔗茎产量为58651.09～99444.94 kg/ha，其中桂糖09-563、桂糖08-259、桂糖08-1375和SP80-3280的蔗茎产量均显著高于新台糖22号;三年平均蔗茎产量为71323.11～111984.69 kg/ha，其中桂糖09-563、桂糖08-259、桂糖08-1375和SP80-3280的蔗茎产量均显著高于新台糖22号，其他品种（系）与新台糖22号差异不显著。

由表2还可知，10个甘蔗品种（系）新植蔗的蔗糖分为13.05%～15.34%，其中，高于新台糖22号新植蔗蔗糖分的品种为桂南亚08-212、桂糖09-3990、桂糖08-1045、桂糖08-591、桂糖09-563和桂糖09-2005，其中桂南亚08-212的蔗糖分最高，达15.34%;第一年宿根蔗的蔗糖分为13.20%～15.11%，其中桂糖08-1375的蔗糖分低于新台糖22号;第二年宿根蔗的蔗糖分为13.82%～16.05%，仅桂糖08-1375和SP80-3280的蔗糖分低于新台糖22号;三年平均蔗糖分为13.36%～15.39%，仅桂糖08-1375的蔗糖分低于新台糖22号。

由表2还可知，10个甘蔗品种（系）新植蔗的产糖量为10642.05～17729.51 kg/ha，其中桂糖09-2005和桂糖08-1045产糖量低于新台糖22号;第一年宿根蔗产糖量为10521.95～16652.61 kg/ha，9个品种（系）的产糖量均高于新台糖22号;第二年宿根蔗产糖量为9080.47～15390.35 kg/ha，9个品种（系）的产糖量均高于新台糖22号;三年平均产糖量为10565.49～16590.82 kg/ha，仅桂糖09-2005的产糖量低于新台糖22号。

2. 4 各性狀指标的无量纲化

除桂糖08-1375和桂糖08-259外，对其余8个甘蔗品种（系）进行DTOPSIS法综合评价，因各性状单位不一致不便进行比较，需对各性状原始数据进行无量纲化处理。根据高产、高糖、抗逆性强和宿根性好的育种目标，将新植蔗出苗率、宿根发株率、分蘖率、茎径、有效茎数、蔗茎产量和蔗糖分等7个性状指标按正向指标进行无量纲化处理;株高按中性指标进行无量纲化处理;将枯心率和梢腐病率2个性状指标按负向指标进行无量纲化处理，计算得到无量纲化矩阵，如表3所示。

2. 5 建立决策矩阵

根据甘蔗生产及育种目标的实际要求，将新植蔗出苗率、宿根发株率、分蘖率、株高、茎径、有效茎数，枯心率、梢腐病率、蔗茎产量和蔗糖分等10个指标赋予相应的权重，即得到Wj={0.0500，0.1000，0.0500，0.0500，0.0500，0.1000，0.0500，0.0500，0.2500，0.2500}。用各性状的权重值依次乘以无量纲化矩阵的对应列数值，得到决策矩阵（表4）。根据决策矩阵得到各性状的正理想解和负理想解，其中正理想解Xj+={0.0500，0.1000，0.0500，0.0498，0.0500，0.1000，0.0500，0.0500，0.2500，0.2500}，负理想解Xj-={0.0278，0.0420，0.0176，0.0466，0.0432，0.0597，0.0152，0.0009，0.1592，0.2335}。

2. 6 不同甘蔗品种（系）的理想解相对接近度

采用欧几里德范数作为距离，测定各品种（系）与理想解的距离（Si+）及各品种（系）与负理想解的距离（Si-），并计算各甘蔗品种（系）的理想解相对接近度：Ci=Si-/（Si++Si-）（表5）。依照DTOPSIS法分析原则，Ci越大，说明该甘蔗品种（系）的综合性状越好。由表5可知，各参试品种（系）Ci从大到小的排序为：桂糖09-563>桂糖08-591>SP80-3280>桂糖09-3990>桂糖08-1045>桂糖09-2005>桂南亚08-212>新台糖22号，新台糖22号的Ci最小，说明这7个参试品种（系）综合性状均优于新台糖22号。

3 讨论

评价甘蔗品种（系）的传统方法是采用方差分析对各性状指标单独进行分析和评判，缺乏客观性和全面性（杨昆等，2015）。近年来，DTOPSIS法已应用于甘蔗新品种（系）的综合评价。覃耀冠等（2014）利用DTOPSIS法综合评价6个甘蔗新品种（系），最终筛选出桂辐98/296、桂糖04/120和玉林1号等3个品种（系）适合在广西柳州蔗区推广种植，且进一步证实DTOPSIS法综合评价结果与田间试验的表现相吻合，与本研究结果一致。杨昆等（2015）采用DTOPSIS法和灰色关联度法对第八轮国家甘蔗区试开远试点品种（系）进行综合评价，结果表明DTOPSIS法比灰色关联度法在客观评价品种方面更加准确。可见，在甘蔗新品种（系）综合评价方面，DTOPSIS法可将甘蔗新品种（系）的不同农艺性状、经济性状和抗病虫害等性状指标归纳在一起，使评价结果更客观、全面、准确、合理。

目前广西蔗糖产业并不缺乏甘蔗品种（系），真正缺乏的是综合性状优良的品种，抗病性强的品种，尤其是抗黑穗病。目前我国的栽培品种中绝大部分是感黑穗病品种，导致各蔗区大面积爆发黑穗病害，严重影响我国蔗糖产业的可持续发展。经艳芬等（2012）研究认为，在甘蔗新品种选育过程中，应尽量淘汰具有明显不良性状的品种。因此在当前甘蔗新品种（系）选育中，对于黑穗病发病严重的甘蔗新品种（系），不建议在黑穗病高发蔗区推广种植。本研究发现，桂糖08-1375和桂糖08-259的黑穗病率分别达13.65%和9.21%，显著高于新台糖22号，因其黑穗病发病严重不合适在广西崇左等黑穗病高发蔗区推广种植，也不参与DTOPSIS法综合评价，其余8个品种（系）中，新台糖22号的Ci最小，排名最后一位，说明其他7个品种（系）综合性状均优于新台糖22号;Ci排名第一的是桂糖09-563，其蔗茎产量和产糖量均最高，蔗糖分高于新台糖22号，黑穗病率低，但株高最高，较易倒伏，因此，种植桂糖09-563时要加强中后期的田间管理，防止后期倒伏;Ci排名第二的是桂糖08-591，其蔗茎产量、产糖量和蔗糖分均较高，黑穗病率为0，且甘蔗直立、不倒伏，易脱叶，宿根发株强，有效茎数多，可考虑作为适宜机收品种在机收环境下进一步测试，同时也可作为抗黑穗病育种材料进行抗性育种;Ci排名第三的是SP80-3280，其蔗茎产量和产糖量均较高，黑穗病率低，但株高较高，易倒伏，因此，种植SP80-3280时要加强中后期的田间管理，防止后期倒伏;Ci排名第四的是桂糖09-3990，其蔗糖分和产糖量较高，蔗茎产量中等水平，宿根发株较差，苗期枯心严重，因此种植桂糖09-3990时应尽早破垄松蔸，提高宿根发株率，苗期重点防治钻心虫危害;Ci排名第五的是桂糖08-1045，其蔗糖分和产糖量较高，蔗茎产量一般，出苗和分蘖较差，梢腐病非常严重，因此种植桂糖08-1045时下种量要充足，中期重点防治梢腐病;Ci排名第六的是桂糖09-2005，其蔗糖分较高，但蔗茎产量和产糖量均较低，出苗和分蘖较差，有效茎数少，枯心率较严重，因此，种植桂糖09-2005时下种量要充足，苗期重点防治钻心虫危害;Ci排名第七的是桂南亚08-212，其蔗糖分最高，蔗茎产量和产糖量较高，但宿根发株和分蘖少，枯心非常严重，因此种植桂南亚08-212时要尽早破垄松蔸，提高宿根发株率，苗期重点防治钻心虫危害。

综上所述，桂糖08-1375和桂糖08-259因黑穗病非常严重，不合适在广西崇左等黑穗病高发蔗区推广种植;桂糖09-2005和桂南亚08-212综合性状虽然优于新台糖22号，但差异不明显，且桂糖09-2005的蔗茎产量低，桂南亚08-212宿根性差，均存在明显缺陷，因此后续应对这2个品种（系）继续进行跟踪调查;而桂糖09-563、桂糖08-591、SP80-3280、桂糖09-3990和桂糖08-1045等5个品种（系）综合性状表现优良，尤其是桂糖08-591，建议在广西崇左蔗区大面积推广种植。

4 结论

桂糖08-1375和桂糖08-259不适合在崇左蔗区推广种植;桂糖09-2005和桂南亚08-212需继续跟踪调查;桂糖09-563、桂糖08-591、SP80-3280、桂糖09-3990和桂糖08-1045等5个品种（系）适合在崇左蔗区大面积推广种植。

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（责任编辑 陈 燕）