15个甘薯品种主要农艺性状和光合性状的综合评价

2023-12-25张晓申左红娟曹辉王峰

湖北农业科学 2023年11期

张晓申左红娟曹辉王峰

摘要：測定了15个甘薯［Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill］品种的主要农艺性状和光合性状，并采用灰色关联法、DTOPSIS法对这些性状进行综合评价。结果表明，所测甘薯各性状均存在差异，变异系数在20.15%～76.98%。相关性分析表明，甘薯叶面积与茎直径呈显著正相关（P<0.05），与单株分枝数呈显著负相关（P<0.05），与最长蔓长呈极显著正相关（P<0.01）；叶绿素SPAD与商品薯率呈显著负相关（P<0.05）；茎直径与最长蔓长呈极显著正相关（P<0.01），与单株结薯数呈显著正相关（P<0.05）；最长蔓长与单株结薯数呈显著正相关（P<0.05）。各农艺性状和光合性状对甘薯产量的影响程度由大到小依次为单株分枝数、茎直径、干物质率、商品薯率、最长蔓长、净光合速率、叶绿素SPAD、叶面积、单株结薯数。采用DTOPSIS法对甘薯主要农艺性状和光合性状进行综合评价，综合排序前8名与甘薯产量前8名品种相同，前2名顺序互换。DOTPSIS法可以作为甘薯综合评价的方法，筛选出的哈密、普薯32、商薯19和济薯33适合在郑州市示范推广。

关键词：甘薯［Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill］；农艺性状；光合性状；灰色关联分析；DTOPSIS法

中图分类号：S531 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2023）11-0016-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.004 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Comprehensive evaluation of the main agronomic and photosynthetic characters

of 15 sweet potatoes varieties

ZHANG Xiao-shen1，ZUO Hong-juan1，CAO Hui1，WANG Feng2

（1.Zhengzhou Institute of Agriculture and Forestry Sciences， Zhengzhou 450005， China；

2.Zhengzhou Agricultural Technology Extension Center， Zhengzhou 450006， China）

Abstract： Using 15 sweet potato ［Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill］ varieties as experimental materials， the main agronomic and photosynthetic traits of 15 sweet potato varieties were studied. The grey correlation method and DTOPSIS method were used to comprehensively evaluate these agronomic and photosynthetic traits of sweet potatoes. The results showed that there were differences in these traits of sweet potatoes， with a coefficient of variation ranging from 20.15% to 76.98%. The correlation analysis showed that the leaf area of sweet potatoes was significantly positively correlated with stem diameter（P<0.05）， negatively correlated with the number of branches per plant（P<0.05）， and highly significantly positively correlated with the longest vine length（P<0.01）； there was a significant negative correlation between chlorophyll SPAD and commodity yield（P<0.05）； there was a highly significant positive correlation between stem diameter and the longest vine length（P<0.01）， as well as a significant positive correlation with the number of tubers per plant（P<0.05）； the longest vine length was significantly positively correlated with the number of tubers per plant（P<0.05）. The order of influence of agronomic and photosynthetic traits on sweet potato yield was as follows from high to low： number of branches per plant， stem diameter， dry matter rate， commodity rate， the longest vine length， net photosynthetic rate， chlorophyll SPAD value， leaf area and number of tubers per plant. The DTOPSIS method was used to comprehensively evaluate the main agronomic and photosynthetic traits of sweet potatoes. The top eight varieties in the comprehensive ranking were the same as the top eight varieties in sweet potato yield， and the order of the top two varieties was switched. The DOTPSIS method could be used as a comprehensive evaluation method for sweet potatoes， and Hami， Pushu 32， Shangshu 19， and Jishu 33 were selected as suitable for demonstration and promotion in Zhengzhou City.

Key words： sweet potato［Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill］； agronomic trait； photosynthetic trait； grey correlation analysis； DTOPSIS method

甘薯［Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill］具有高产稳产、抗旱耐瘠、适应性广、用途多等特点，不仅是重要的粮食作物，而且还是重要的经济作物［1，2］。甘薯营养丰富，随着人们对健康意识的提高，甘薯消费比例呈逐年增加的趋势，市场需求越来越大［3］。河南省甘薯种植面积约40万hm2，并随着农业结构调整不断扩大。对农作物农艺性状和产量的评价方法较多，其中，灰色相关性分析已在甘薯主要农艺性状分析上有应用［4-6］；关联度分析和DTOPSIS法（逼近理想解排序法）已经在小麦［7］、谷子［8］、水稻［9］、大豆［10］、马铃薯［11］、甘薯［12］等作物品种综合评价上取得效果。郑州市作为省会城市，甘薯需求量大，筛选出适合当地的甘薯品种至关重要。本研究对引进的15个甘薯主要农艺性状和光合性状进行分析，并运用DTOPSIS法对主要农艺性状和光合性状进行综合评价，以期筛选出适合郑州市栽培的甘薯品种。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为15个甘薯品种，包括济薯33、济薯35、苏薯28、漯薯16、齐徐37、商薯19、烟欣1号、鄂薯17、漯苏17、哈密、阜薯17、齐宁601、忠薯1号、普薯32、商薯22。

1.2 试验方法

2022年5月25日定植甘薯，随机区组排列，3次重复，5行区，行长10 m，行距80 cm，株距25 cm。鲜薯收获中间3行，取平均值，折合成公顷产量；收获前用YMJ型活体叶面积测定仪对甘薯叶面积进行测定，每株取展开的第3片叶，每个品种取10株，计算平均值；用SPAD-502型叶绿素仪对甘薯叶片叶绿素SPAD进行测定，每株3片叶，每个品种5株，计算平均值；用PL3080H型光合作用测定仪于晴天上午10：00—11：00测定净光合速率，每株取展开的第3片叶，每个品种取5片叶，计算平均值；用游标卡尺对甘薯分枝直徑进行测定，每个品种选5株，每株3个分枝，同时测定茎粗，取平均值；取5株甘薯用卷尺测定最长蔓长，取平均值；每个品种选10株植株统计单株分枝数，取平均值；在收获时每个品种选10株统计商品薯率［商品薯率=（商品薯质量÷总质量）×100%］，取平均值；每个品种取3块甘薯称量鲜重，再于室内烘干称量干重，计算干物质率［干物质率=（甘薯烘干后质量÷甘薯鲜质量）×100%］，取平均值。

1.3 数据分析

采用Excel 2010软件整理数据，进行灰色关联度计算［6，13］，采用DTOPSIS法分析甘薯主要农艺性状和光合性状［12，14］，运用SPSS 22.0软件分析甘薯农艺性状与光合性状的相关性。

2 结果与分析

2.1 甘薯农艺性状和光合性状分析

从表1可以看出，甘薯15个品种的10个农艺性状和光合性状变异系数范围在20.15%～76.98%，变异系数由大到小依次为产量、单株结薯数、干物质率、茎直径、最长蔓长、叶面积、叶绿素SPAD、净光合速率、商品薯率、单株分枝数，产量的变异系数最大，为76.98%，单株分枝数变异系数最小，为20.15%，表明15个甘薯品种农艺性状和光合性状差异较大。产量最高的是普薯32，其次是哈密，产量最低的是忠薯1号。

2.2 甘薯农艺性状与光合性状间的相关性分析

从表2可以看出，甘薯叶面积与茎直径呈显著正相关（P<0.05），与单株分枝数呈显著负相关（P<0.05），与最长蔓长呈极显著正相关（P<0.01）；叶绿素SPAD与商品薯率呈显著负相关（P<0.05）；茎直径与最长蔓长呈极显著正相关（P<0.01），与单株结薯数呈显著正相关（P<0.05）；最长蔓长与单株结薯数呈显著正相关（P<0.05）；产量与各农艺性状和光合性状间相关性均不显著。

2.3 甘薯农艺性状和光合性状与产量之间的灰色关联度分析

采用平均数法对甘薯农艺性状和光合性状与产量数据进行无量纲化处理（以各性状指标值为分子，以15个甘薯品种各性状平均值为分母，计算所得值为无量纲化数值），并计算出甘薯农艺性状、光合性状与产量的关联系数矩阵（表3），最终计算得到前二者与产量的关联度（表4）。从表4可以看出，甘薯农艺性状、光合性状对产量的影响由大到小依次为单株分枝数、茎直径、干物质率、商品薯率、最长蔓长、净光合速率、叶绿素SPAD、叶面积、单株结薯数，单株分枝数对产量的影响最大，其次为茎直径，第三为干物质率，单株结薯数对产量的影响最小。

2.4 DTOPSIS法分析

由于甘薯农艺性状和光合性状单位不一致，为保证各性状间具有等效性和同序性，需对甘薯农艺性状和光合性状进行无量纲化处理，甘薯所有性状均按正向指标处理，即以各性状指标值为分子，以15个甘薯品种各性状最大值为分母，计算所得值为无量纲化数值。根据甘薯农艺性状、光合性状与产量的关联度及其重要性，对10个指标分别赋予不同的权重，叶面积、净光合速率、叶绿素含量、茎直径、单株分枝数、最长蔓长、单株结薯数、商品薯率、干物质率和产量的权重依次为 0.05、0.05、0.05、0.10、0.10、0.05、0.05、0.05、0.10和0.40。并根据负理解值公式得出10个农艺性状和光合性状的负理解（S-）依次为0.036 2、0.040 1、0.037 7、0.071 3、0.081 2、0.036 4、0.027 1、0.039 8、0.058 3和0.179 8。然后根据距离测试公式和欧几里德范数计算甘薯各品种与理想解的距离。再根据DTOPSIS法分析理论，按照Ci（各甘薯品种与理解值的相对接近度）大小对甘薯品种进行排序，Ci越大代表甘薯品种综合性状越优。结果（表5）显示，排在前4名的依次为哈密、普薯32、商薯19、济薯33，甘薯产量排在前4名的依次为普薯32、哈密、商薯19、济薯33，从DTOPSIS排序与甘薯产量排序来看，DTOPSIS综合排名9个甘薯品种与甘薯产量排名一致，其他品种排名稍有变化，筛选出的哈密、普薯32、商薯19和济薯33可以在郑州市示范推广。

3 小结与讨论

本研究中15个甘薯品种的10个农艺性状、光合性状和产量的变异系数为20.15%～76.98%，范围较广，说明不同甘薯品种农艺性状和光合性状之间差异较大，产量的变异系数最大，为76.98%，说明不同甘薯品种在同一个地方的表现不同。甘薯叶面积与茎直径呈显著正相关（P<0.05），说明茎直径大小与叶片大小相关；叶面积与单株分枝数呈显著负相关（P<0.05），说明分枝数多，消耗养分多，叶面积变小；茎直径与最长蔓长呈极显著正相关（P<0.01），说明茎直径越大，蔓长越长；茎直径与单株结薯数呈显著正相关（P<0.05），说明茎直径越大，结薯数越多；最长蔓长与单株结薯数呈显著正相关（P<0.05），说明蔓长越长，地上部质量增加，地下单株结薯数也增加；甘薯主要农艺性状的相关性分析表明茎直径与最长蔓长呈极显著正相关（P<0.01），与赵大伟等［5］的研究结果一致。

甘薯产量与主要农艺性状和光合性状的关联度分析表明，影响产量的前4个因素为单株分枝数、茎直径、干物质率和商品薯率，与兰孟焦等［4］研究的基部分枝数和茎直径是产量的主要因素结果一致，与鄢铮等［6］研究的大中薯率是主要影响因素一致。采用DTOPSIS法对15个甘薯主要性状进行综合评价，结果显示，前2名与甘薯产量前2名品种一致，排序互换，第3～8名与甘薯产量排名一致。DTOPSIS法和甘薯产量排名前4的品种均为哈密、普薯32、商薯19、濟薯33，这4个甘薯品种各有特色，适合在郑州市示范推广。

参考文献：

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