灰色多维综合隶属度评估法对短季棉新品种（系）的分析评价

李凤瑞　张东楼　史加亮　王士立　田春利　杨秀凤

摘要：用灰色多维综合隶属度评估法对参加2013年国家黄河流域夏棉区试和山东省夏棉区试的12个短季棉新品种（系）在德州试验点的表现进行综合评价分析。结果表明：锦科707（品系）、德0720（品系）获优良评价，鲁棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品种）、中创185（品系）、鲁棉研19（品种）、邯818（品系）7个品种（系）获较好评价，邯663（品系）表现一般，沃棉2号（品系）、冀178（品系）表现较差。评价结果与品种（系）的田间表现相一致。

关键词：短季棉；新品种（系）；灰色多维综合隶属度；评价

中图分类号：S562.01文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）12-0023-05

短季棉的育种目标是早熟、高产、优质、多抗及综合性状优良。但是，由于短季棉品种生育期短，其田间试验更易受自然环境、气候因素、土壤类型及土壤肥力等诸多因素的影响，使得参试品种各个性状的表现带有明显的随机性、波动性、模糊性和不确定性[1]。近年来，随着社会的发展和科技的进步，从多个性状综合评价品种已成为人们的共识，涌现出了许多更为科学的评价方法[5]。灰色多维综合隶属度评估就是这些方法中的一种。与通常的方差分析方法相比，该方法更加客观、公正、科学、合理。因此在玉米、小麦、大豆、绿豆、芝麻等作物新品种的评价中已有较多应用[2～9]，但在棉花育种领域中的应用尚少见报道。本文运用该方法对参加2013年国家黄河流域夏棉区试和山东省夏棉区试的12个短季棉新品种（系）在德州试验点的表现进行评价分析，以期为选育和评价早熟、高产、优质、多抗的短季棉新品种（系）提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料为参加2013年国家黄河流域夏棉区试和山东省夏棉区试的12个短季棉新品种（系），数据来源于德州点的试验结果。参试品种（系）为锦科707（品系）、德0720（品系）、鲁棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品种）、中创185（品系）、鲁棉研19（品种）、邯818（品系）、邯663（品系）、沃棉2号（品系）、冀178（品系），分别由A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L代称。

1.2试验设计

试验于5月24日播种，地点在德州市农业科学研究院试验科技园。随机区组排列，重复3次。5行区，行长6.67 m，行距0.6 m，小区面积20 m2，留苗密度8.25万株/hm2。每个小区选取代表性植株20株，分别调查生育期、果枝始节位、株高、单株果枝数、单株铃数、总铃数、黄萎病指，室内考种调查单铃重、籽指、衣分、霜前花率、霜前皮棉产量。

2方法步骤

2.1整理试验数据

对12个品种（系）的12个性状采用灰色多维综合隶属度评估法进行评价。由于评估集合的等级类别界限值的确定仅适用于数值越大越好的性状，对于数值越小越好的性状如株高、生育期、黄萎病指作倒数转换；果枝始节位以适中值6为最好，取值为1，每增大或减小一个小数点，其取值均减小0.02（表1）。

2.2确定各性状评语等级类别的界限值

以产量为例，在12个品种（系）中，规定最高产量780.9 kg/hm2为上限，最低产量3.9 kg/hm2为下限，据此将产量分为优良、较好、一般、较差4个等级；在上限与下限之间划分为3等份，每等份为259.0 kg/hm2，这样便可求得产量4个评语等级类别界限值，其余性状等级界限值的确定与此相同（表2）。

2.3构建各等级隶属函数值子矩阵

以F表示某品种、某性状、某等级的隶属函数值，x表示其相应的观察值，a表示其对应的界限值，则当等级为优良时，F=x/a；当等级为较好、一般时，x≤a时，F=x/a，当a3a时，F=（4a-x）/a；当等级为较差时，F=（M-x）/（M-a），M为各性状的上限值。

根据以上公式可求得各品种、各性状4个级别的隶属函数值。以参试品种A为例说明具体计算过程。其产量属于“优良”的隶属函数值=780.9/780.9=1；属于“较好”的隶属函数值=（2×521.9-780.9）/521.9=0.5037；属于“一般”的隶属函数值=（3×262.9-780.9）/262.9=0.0297；属于“较差”的隶属函数值=（780.9-780.9）/（780.9-3.9）=0.0000。同理可得其它各个性状各个等级的隶属函数值，其它参试品种（系）各性状的隶属函数值计算与此类同，并构成以下子矩阵。

2.4确定各性状因素的权重

根据德州短季棉生产实际情况和育种目标，参考专家意见及相关的文献资料，确定各性状因素的权重，因为区域试验目的在于筛选高产品种，所以产量性状的权重应较大。全生育期、株高、果枝始节位、黄萎病指、单株果枝数、单株铃数、总铃数、铃重、籽指、衣分、霜前花率、霜前皮棉产量12个性状的权重W分别为0.03、0.02、0.03、0.03、0.03、0.04、0.04、0.03、0.02、0.03、0.10、0.60为宜。

2.5求综合隶属度值，构成综合隶属度矩阵

3结果与分析

综合隶属度矩阵R中，行代表各品种，列代表优良、较好、一般、较差四个等级。从矩阵平行着看，最大数值所处的级别即是该品种综合评估的优劣结果，现将参试的12个品种（系）的等级评估结果列于表3。

从表3看出，锦科707（A）、德0720（B）两个品系获得优良评价；鲁棉241（C）、邯258（D）、邯686（E）、中棉所50（F）、中创185（G）、鲁棉研19（H）、邯818（I）7个品种（系）列3～9位，获较好评价；邯663（J）表现一般；沃棉2号（K）、冀178（L）两个品系表现较差。

仅考虑产量一个因素的方差分析方法与灰色多维综合评估分析结果基本相同，总体趋势一致。但由于多维隶属度分析是多因素综合分析的结果，因此排序稍有变化。如鲁棉241（C）、邯258（D）、邯686（E）、中棉所50（F）、中创185（G）5个品系在方差分析中的排序分别是3、4、5、6、7，由于其单株果枝数、单株铃数、铃重、籽指、衣分、霜前花率、黄萎病指等性状综合表现不同，所以综合评估结果为7、4、6、3、5。其它品系的综合评估结果与方差分析结果相同。从田间观察情况来看，各品种（系）表现与灰色多维综合评估分析结果十分吻合。

4讨论与结论

4.1灰色多维综合隶属度评估法能够全面客观地分析短季棉各品种（系）的综合表现，直接求出品种的评语集合，将品种界定在相应的评语等级，品种优劣可一目了然，而且运算简单，便于掌握，也不容易丢失信息，克服了以往只考虑产量因素数理评判方法的局限性，在试验中可以有效避免埋没优良品种。

4.2各品种（系）在各点的适应性不同，性状表现也不同，同时性状表现年际间也有变化。2013年德州试点的气象条件很特殊，7月初至8月中旬连续强降雨，下部成铃较少，长势普遍偏旺，株高较往年偏高；8月中旬至9月下旬连续一个多月晴朗高温天气，上部大量成铃，生长旺盛。本文只是对参试短季棉品种（系）在德州试点一年的试验结果进行评估，有一定的区域性和局限性。

4.3各性状权重的确定对综合评价至关重要，它直接影响到评估的结果，考查性状的数量变化，权重向量会随之变化，育种目标不同，权重向量也会不同，因此，在应用中，权重的确定要依据当时的育种目标、生产需要和所考虑的性状来确定。本文采用参考专家意见及相关的文献资料来确定权重，有一定的局限性。

4.4本试验结果表明：锦科707（品系）、德0720（品系）获优良评价，鲁棉241（品系）、邯258（品系）、邯686（品系）、中棉所50（品种）、中创185（品系）、鲁棉研19（品种）、邯818（品系）7个品种（系）获较好评价，邯663（品系）表现一般，沃棉2号（品系）、冀178（品系）表现较差。评价结果与品种（系）的田间表现相一致。

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