基于灰色关联度分析的毕节市引种朝天椒研究

2023-07-17谢龙安张曼王钦安朝龙任佳佳吴培云李伟

安徽农业科学 2023年12期

谢龙安张曼王钦安朝龙任佳佳吴培云李伟

摘要［目的］优化毕节市朝天椒栽培品种，筛选适宜毕节市朝天椒种植品种。［方法］利用灰色系统理论对引种毕节种植的13个朝天椒品种果实成熟率、生育期、分枝数、主茎高、主茎粗、果实横径、果长、单株果实数、单株鲜果重量、含水量、干辣总产量、红熟干椒产量、植株抗倒伏率、植株抗病率、果实可溶性糖含量、果实可溶性蛋白含量、果实VC含量、辣椒素含量、二氢辣椒素含量等19个主要指标进行关联度分析。［结果］13个参试品种的加权关联度值比对照“毕节朝天椒”大，占参试品种的28.5%，其中“金娇干6号”加权关联度值和产量排名第一，综合表现最好；“农望指天1号”“艳椒425” 2个品种综合表现次之。［结论］“金娇干6号”“艳椒425”“农望指天1号”3个朝天椒品种均适合在毕节种植，“金娇干6号”最适合在毕节市引种种植。

关键词灰色关联度；毕节；朝天椒；引种

中图分类号 S 641.3 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）12-0040-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.009

Study on Introduction of Chinese Prickly Ash in Bijie Based on Grey Relational Grade Analysis

XIE Long-an1，2，3，ZHANG Man1，WANG Qin1 et al

（1.College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025;2.Bijie Vocational and Technical College，Bijie，Guizhou 551700;3.Institute of Pepper Industry，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025）

Abstract ［Objective］To optimize the cultivars of Capsicum Chinense in Bijie and select the suitable cultivars for Bijie.［Method］ The 19 main indexes of fruit maturity，growth period，branch number，main stem height，main stem diameter，fruit diameter，fruit length，fruit number per plant，fresh fruit weight per plant，water content，total dry pepper yield，yield of red pepper，lodging resistance，disease resistance，soluble sugar content，soluble protein content，VC content，capsaicin content and dihydrocapsaicin content in 13 introduced cultivars were analyzed by using the grey system theory.［Result］The weighted correlation degree of the 13 tested varieties was larger than that of ‘Bijie Chaotianjiao，accounting for 28.5% of the tested varieties.Among them，‘Jinjiaogan 6 ranked first in weighted correlation degree and yield，and had the best comprehensive performance.‘Nongwangzhitian No.1‘ and ‘Yanjiao 425had the second comprehensive performance.［Conclusion］‘Jinjiaogan 6‘Yanjiao 425 and ‘Nongwangzhitian No. 1 were all suitable for cultivation in Bijie.‘Jinjiaogan 6was most suitable for introduction and cultivation in Bijie.

Key words Grey correlation degree；Bijie；Capsicum annuum；Introduction

基金項目贵州省科技厅农业攻关项目（黔科合NY〔2013〕3024号）。

作者简介谢龙安（1985—），男，贵州毕节人，讲师，硕士，从事蔬菜遗传育种与栽培技术研究。*通信作者，副教授，博士，从事蔬菜遗传育种与栽培技术研究。

收稿日期 2022-07-19

朝天椒（Capsicum annuum var.frutescens L.）为茄科（Solanaceae）辣椒属（Capsicum L.），又名三樱椒、天鹰椒，包括簇生椒、圆锥椒（小果型）、长辣椒（短指形）、樱桃椒的4个变种［1-2］，其椒果小、辣度高、易干制，既可鲜食、泡制，又可作为干辣椒食用，与羊角椒、线椒构成我国三大干椒品种系列［3］。朝天椒种植面积逐年上升，已跃居干椒栽培面积首位［4-5］，研究朝天椒引种栽培试验，筛选适宜毕节市朝天椒种植品种意义重大。目前，朝天椒引种和品种比较试验主要是应用统计分析，对产量进行丰产稳定性分析［6-7］。自邓聚龙［8］提出灰色系统理论以来，灰色关联度分析广泛运用于多种农作物引种和育种筛选上［9］。该理论是一种用特定的方法描述信息，对不完全的系统进行预测、决策、控制的崭新的系统理论［10-11］，是一种新的多因素分析方法［12-13］，为全面、合理地评价品种的优劣提供了一条新途径［14-19］，其分析结果与定性分析结果比较吻合［8］。近年来，毕节市政府加大农业产业结构调整力度，大力支持辣椒产业发展，助力乡村产业振兴，毕节市朝天椒市场交易量不断增加，种植面积逐年扩大，朝天椒种植已经成为部分乡镇农民增收的主要渠道。但对毕节市朝天椒引种进行全面、客观评价的报道未见。笔者利用毕节引种朝天椒品种为试验资料，应用灰色关联度分析法综合评价14个朝天椒品种，旨在筛选适宜毕节市推广种植的朝天椒品种，为毕节市朝天椒栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试材料为“三都县朝天椒1号”（X1）、“三都县朝天椒2号”（X2）、“六枝特区朝天椒”（X3）、“沿河县朝天椒1号”（X4）、“沿河县朝天椒2号”（X5）、“艳椒425”（X6）、“农望指天1号”（X7）、“泰国朝天椒”（X8）、“傲雪小米椒”（X9）、“川椒168”（X10）、“金娇干6号”（X11）、“农望玉娇子”（X12）、“千斤子弹头”（X13）、“毕节朝天椒”（X14，CK）。

1.2 试验方法

试验地选择在贵州省毕节市七星关区生机镇峨峰村，总面积约0.08 hm2，各试验小区土地肥力均等。田间试验采用随机区组排列，每个品种3次重复，共42个小区，每区行长15 m，宽1.2 cm，行距60 cm，株距40 cm，种植密度为34 125株/hm2，同期播种，同法栽培管理，对参试种在引种栽培地的生长发育期、植株农艺性状、果实外观品质、内在品质、产量、抗病性及抗逆性等进行记载、观测及检测。测定性状包括果实成熟率（%）（K1）、生育期（d）（K2）、植株分枝数（个）（K3）、植株主茎高（cm）（K4）、植株主茎径粗（cm）（K5）、果实横径（cm）（K6）、果长（cm）（K7）、單株果实数（个）（K8）、单株鲜果重量（g）（K9）、鲜果含水率（%）（K10）、干椒总产量（kg）（K11）、红熟干椒产量（kg）（K12）、抗倒伏率（%）（K13）、抗病率（%）（K14）、可溶性糖含量（mg/kg）（K15）、可溶性蛋白含量（mg/kg）（K16）、VC含量（mg/kg）（K17）、辣椒素含量（mg/g）（K18）、二氢辣椒素含量（mg/g）（K19）。

1.3 分析方法

（1）确定理想品系。参考邓聚龙［8］的灰色关联分析法，将14个参试品系作为一个灰色系统，每品系为系统中的一个因素。把引种朝天椒与参试品种的理想指标结合起来，构建一个理想品种，理想品种的主要性状指标为供试品种表现最好的指标，以理想品种的各性状指标构成参考数列，记为X0。其中，Xi（i =1，2，…，m），其中m为参试品种数，各性状用Ki表示（j=1，2，…，n），其中n 为选取分析的指标数。

（2）数据无量纲化处理。因各分析因素量纲不一致，需要对原始数据进行无量纲化处理，利用初值化法将数据进行无量纲化处理，即用Xi数值分别除以X0，记作：

xi（k）=xi′（k）xi′（1），i=0，1，…，n;k=1，2，…，m.（1）

（3）计算绝对差值及最大、最小值。根据无量纲化值计算参考数列与比较数列的绝对差值，记作：

△i（k）=︱X0（K） -Xi（k）︱（2）

其中，X0（K）为理想品系初始化均值，Xi（k）为第i个参试品种第k个性状的初始化均值。

用公式（3）分别计算每个比较序列与参考序列对应元素的关联系数：

ζi（k）=min｜x0′（k）-xi′（k）｜+ρ·maxi｜x０′（k）-xi′（k）｜

｜x０′（k）-xi′（k）｜+ρ·maxi｜x０′（k）-xi′（k）｜（k=1，…，m）（3）

其中，ζi（k）为Xi对X0在K点的关联系数，ρ为分辨系数，取值范围在（0～1），该试验数据分析取值为ρ=0.5。

（4）计算关联系数。由公式（4）计算试验品系与理想品系之间的关联系数ri：

ri=1mmk=1ζi（k）（4）

对所计算关联度均值进行排序比较。

2 结果与分析

2.1 参试品种的性状指标和理想品系

14个品种的果实成熟率32.14%～96.65%，生育期175～220 d，植株分枝数3.2～10.0个，植株主茎高度4.58～15.95 cm，植株主茎径粗0.595～1.320 cm，果实横径5.020～15.760 cm，果长40.375～80.300 cm，单株果实数34～153个，单株鲜果重122.50～472.00 g，鲜果含水量62.54%～72.93%，干椒总产量98.17～453.91 kg，红熟干椒产量58.69～352.33 kg，抗倒伏率55.00%～97.00%，抗病率83.00%～99.30%，可溶性糖含量2 859.1～9 461.7 mg/kg，可溶性蛋白含量4 100.5～14 326.0 mg/kg，VC含量530.3～951.9 mg/kg，辣椒素含量0.440～2.591 mg/g，二氢辣椒素含量0.181～1.653 mg/g（表1）。

根据灰色关联分析方法，将理想品系X0和14个参试品种的指标数值列于表1。理想品系X0在该试验中，果实成熟度取最大值96.65%，植株生育期取最小值175 d，植株分枝数取最大值10.0 cm，植株分枝点高度取10.00 cm（因植株分枝点过低，植株冠幅小，植株分枝点过高，植株分枝数较少，故取中间数字）；植株主茎径粗取最大值1.320 cm，果实横径取最大值15.760 cm，果长取最大值80.300 cm；鲜果可溶性糖含量取最大值9 461.7 mg/kg，鲜果可溶性蛋白含量取最大值14 326.0 mg/kg，鲜果VC含量取最大值951.9 mg/kg，干椒辣椒素含量取最大值2.951 mg/g，干椒二氢辣椒素含量取最大值1.653 mg/g，抗病率取最大值99.30%，抗倒伏率取最大值97.00%，鲜果含水量取最小值62.54%，单株果实数取最大值153个，单株鲜果重取最大值472.00 g，干椒总产量取最大值453.91 kg，红熟干椒产量取最大值352.33 kg。

2.2 数据无量纲化处理

由于朝天椒不同性状值差异较大，且不同性状间单位不同，为了方便关联分析，采用初值化法对14个供试品种的各性状原始数据进行无量纲化处理，即用14个供试品种各个评价指标的原始数据分别去除理想品种对应的评价指标，得到表2的无量纲化数列。无量纲化后，K1为0.33～1.00，K2为1.00～1.26，K3为0.3～1.0，K4为0.46～1.60，K5为0.451～1.000，K6为0.319～1.000，K7为0.503～1.000，K8为0.2～1.0，K9为0.3～1.0，K10为1.00～1.17，K11为0.216～1.000，K12为0.167～1.000，K13为0.57～1.00，K14为0.811～1.000，K15为0.301～1.000，K16为0.286～1.000，K17为0.557～1.000，K18为0.323～1.000，K19为0.251～1.000。

2.3 求绝对差值及最大、最小差值

根据表2的数据，计算参考数列与比较数列的绝对差值，即Δi（k）=| X|0（k）-Xi（k）（i=1，2，…，14；k=1，2，…，19），X0 （k）与Xi（k）各对应点的绝对差值形成数列，见表3。K1绝对差值0～0.67，K2绝对差值0～0.26，K3绝对差值0～0.7，K4绝对差值0～0.60，K5绝对差值0～0.549，K6绝对差值0～0.681，K7绝对差值0～0.497，K8绝对差值0～0.8，K9绝对差值0～0.7，K10绝对差值0～0.17，K11绝对差值0～0.784，K12绝对差值0～0.83，K13绝对差值0～0.43，K14绝对差值0～0.189，K15绝对差值0～0.699，K16绝对差值0～0.714，K17绝对差值0～0.401，K18绝对差值0～0.851，K19绝对差值0～0.891。

2.4 关联系数及加权关联度计算

将表3的数据带入公式（3）中，计算出供试品种与理想品种的关联系数，其中，Δi（k）表示绝对差值，ρ表示分辨系数（0＜ρ＜1），该研究ρ＝0.5，计算各参试品种与理想品种的关联系数（表4）。K1关联系数0.33～1.00，K2关联系数0.34～1.00，K3关联系数0.3～1.0，K4关联系数0.34～0.85，K5关联系数0.334～1.000，K6关联系数0.333～1.000，K7关联系数0.335～1.000，K8关联系数0.3～1.0，K9关联系数0.3～1.0，K10关联系数0.33～1.00，K11关联系数0.332～1.000，K12关联系数0.33～1.00，K13关联系数0.33～1.00，K14关联系数0.322～1.000，K15关联系数0.334～1.000，K16关联系数0.333～1.000，K17关联系数0.311～1.000，K18关联系数0.333～1.000，K19关联系数0.333～1.000。

根据公式（4），计算供试品种与理想品种的关联度，计算出供试品种与理想品种的关联度，并排次位，排序顺序见表5。根据灰色关联度分析原则，关系度数值越大的品系与参考品系越接近，关联度数值越大，品种综合性状越好，反之，综合性状越差。由表5可知，X11的加权关联度最大，引种综合表现最好，X6、X7加权关联度大于0.70，引种综合表现次之，X12加权关联度大于0.60，X14、X13、X1、X2、X4、X3、X9、X10、X5、X8加权关联度均小于0.60，加权关联度较小，引种综合表现差。

3 讨论

通过对14个毕节市引种朝天椒物候期、植株农艺性状、果实外观品质、果实内在品质、产量、抗病虫害、抗倒伏性等19指標进行灰色关联分析，运用灰色关联度对14个参试朝天椒品种进行综合评价，加权关联度位次排名与引种实际表现及产量基本保持一致，关联系数大小为X11＞X7＞X6＞X12＞X14＞X13＞X1＞X2＞X4＞X3＞X9＞X10＞X5＞X8。X11（r=0.776 7）加权关联度最大，X7（r=0.716 2）、X6（r=0.713 4）加权关联度次之，说明这3个品种综合表现良好；X8（r=0.446 8）加权关联度最小，说明该品种综合表现最差。主要经济指标表现为X11产量排第一，X6次之，X14最差。该试验结果与加权关联度系数排序结果基本一致，灰色关联度分析方法能全面、真实地反映参试品种的实际表现，灰色关联度分析法应用于朝天椒引种、品比试验综合评价中，有效地提高综合评价的准确性，可更全面为引种试验、优质品种推广种植提供可靠依据。灰色关联度分析能准确判断参试品种优劣，筛选出适宜推广的参试品种；加权关联度值能真实反映品种的综合表现，可应用于朝天椒新品种的选育和引种中。

4 结论

通过对毕节市引种朝天椒灰色关联分析，若不考虑物候期、植株农艺性状、果实外观品质、果实内在品质、产量及抗病抗倒伏性各个指标之间的权重关系，各个观测指标同等重要，“金娇干6号”“艳椒425”“农望指天1号”3种朝天椒品种均适合在毕节种植，其余朝天椒不适宜在毕节种植；单从朝天椒主要经济效益指标产量看，“金娇干6号”最适宜毕节种植，建议在毕节地区推广种植。因毕节市范围广，海拔、气温、日照和降雨等存在差异，该试验存在一定的局限性，试验地外的其他地点引种表现还需进一步研究。

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