利用DTOPSIS法综合评价甘蔗新品种

孙玉勇　钟坤　莫皓蓝　何雪丹　卢景润　蒋明健　陈伟　李家文

摘要：【目的】对国家甘蔗产业技术体系第四轮集成示范桂林点甘蔗新品种的农艺性状进行综合评价，为桂北地区甘蔗新品种的推广提供参考。【方法】以ROC22为对照，利用DTOPSIS法对9个甘蔗新品种的14个农艺性状进行综合评价。【结果】9个集成示范品种中，有7个品种的综合农艺性状表现优于对照ROC22，其中福农1110和柳成03-1137蔗茎、蔗糖产量较高，云蔗05-49、桂糖32和粤甘39有效茎数较多。各品种按照DTOPSIS分析结果Ci排序依次为福农1110>柳城03-1137>粤甘39>桂糖32>云蔗05-49>粤甘42>桂糖31>ROC22（CK）>云蔗99-596>福农0335。【结论】DTOPSIS评价结果与桂北地区田间生产结果一致，福农1110、柳城03-1137、粤甘39、桂糖32、云蔗05-49、粤甘42和桂糖31等品种的综合农艺性状优于对照ROC22，可在桂北地区进一步示范推广。

关键词： 甘蔗；DTOPSIS法；综合评价；区域试验；桂林

中图分类号： S566.1 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）03-0348-05

0 引言

【研究意义】广西是我国糖料蔗主产区，桂北地区是广西区内甘蔗产地之一。近年来，在国际糖价竞争影响下，糖料蔗价格逐年降低，且甘蔗生产中主栽品种抗性退化、品质和产量下降等问题凸显，进一步影响了农民种植糖料蔗的积极性。因此，筛选在桂北地区自然条件下丰产性、抗逆性、适应性等综合表现较优的甘蔗品种进行示范推广，对促进桂北地区及广西甘蔗产业的健康持续发展具有重要意义。【前人研究进展】甘蔗品种的优劣取决于其多个农艺性状的综合表现，如出苗率、宿根性、单茎重、蔗茎产量、蔗糖分等，因此需选用一种成熟、科学合理的分析方法对甘蔗多个农艺性状进行综合评价。DTOPSIS法是一种接近理想解的多决策目标分析法，因其编程简单、可操作性强、分析结果简明，近年来已广泛应用于玉米（卫勇强等，2009）、水稻（胡其明等，2013）、小麦（董超等，2013）、大豆（陈学川等，2013）、棉花（马辉等，2015）等作物综合农艺性状评价。在甘蔗评价方面，周清明等（2012）、经艳芬等（2012）、俞华先等（2013，2015）分别对国家第六轮、第七轮、第八轮和第九轮区试甘蔗新品系在云南瑞丽点的表现进行DTOPSIS评价，筛选出综合农艺性状优于对照ROC22的柳城03-1137、福农1110和粤甘26等甘蔗新品种并进行示范推广。覃耀冠等（2014）也采用DTOPSIS法对新品种区试广西柳州点7个甘蔗新品种的综合性状进行评价，结果表明，桂辐98/296、桂糖04/120和玉林1号适宜在柳州地区及与其气候相似的蔗区推广应用。【本研究切入点】利用DTOPSIS法评价甘蔗新品种的方法已较成熟，且筛选结果与大田实际表现相符，因此适宜采用此方法进行国家甘蔗体系新品种在桂北地区农艺性状表现的综合评价。【拟解决的关键问题】采用DTOPSIS法对国家甘蔗产业体系第四轮集成示范桂林点9个新品种的性状表现进行综合评价，为桂北地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 试验材料

供试甘蔗品种共9个，分别为桂糖31、桂糖32、福农1110、福农0335、云蔗99-596、云蔗05-49、粤甘39、粤甘42和柳城03-1137，均为国家甘蔗产业技术体系第四轮集成示范品种，对照为当地主栽品种ROC22。

1. 2 试验方法

试验在桂林市农业科学院核心基地进行，试验地土地平坦，规整，水利便利，前茬为甘蔗。2012年引进品种扩繁，2013年3月进行第1年新植品比试验，2014年留宿根蔗继续观察，2014年3月进行第2年新植蔗品比试验。随机区组排列，3次重复，行距1.2 m，行长8.0 m，4行区，下种量为202芽/区（105000芽/ha），四周设保护行。

1. 3 调查项目及方法

农艺性状：新植蔗下种和宿根蔗开垄松蔸至分蘖结束，每15 d调查小区的总苗数，并计算出苗率、宿根发蔸率和分蘖率。收获前调查株高、茎径、小区有效茎数和蔗茎产量。

品质性状：11月中旬～翌年1月每月定期调查田间锤度，并参照杨丽华等（2014）的方法换算蔗糖分。

病虫害调查：在甘蔗全生育期调查病虫害发生率和危害情况。

1. 4 数据处理及统计分析

数据处理软件为Excel 2003。以出苗率、发蔸率、分蘖率、株高、茎径、单茎重、有效茎数、蔗茎产量、蔗糖产量、蔗糖分、枯心苗率、黑穗病发病率、花叶病发病率和梢腐病发病率等14个性状值两年新植和一年宿根的平均值作为评价指标，采用DTOPSIS法进行综合评价（俞华先等，2013，2015）。

1. 4. 1 原始数据无量纲化处理 由于各性状单位不同不便进行比较，需对各性状原始数据进行无量纲化处理。根据高产、高糖、高抗、强宿根性的目标要求，将出苗率、发蔸率、分蘖率、单茎重、有效茎数、蔗茎产量和蔗糖产量按正向指標进行无量纲化处理，发病率等按负向指标进行无量纲化处理，株高和茎径按中性指标进行无量纲化处理，数据无量纲化处理公式如下：

正向指标按Zij={Yij /Yimax}，Yimax=Max（Yij）

中性指标按Zij={Yj 0 /[Yj0+abs（Yj 0-Yij）]}

负向指标按Zij={Yimin /Yij}，Yimin=Min（Yij）

式中，i为甘蔗新品种编号，j表示甘蔗性状指标（i=1，2，3……10；j=1，2，3……14），Yij表示第i个甘蔗品种性状值为j，Yj 0表示甘蔗新品种第j个性状值，abs表示绝对值。

1. 4. 2 根据权重计算决策矩阵 根据前人研究结果（李奇伟和邓海华，2011；经艳芬等，2012；俞华先等，2013）赋予甘蔗新品种各农艺性状权重Wj，根据公式Rij=Wi×Zij（i=1，2，3……12，j=1，2，3……14）得出决策矩阵；其中Rij代表第i个甘蔗品种的第j个性状值，Zij代表第i个甘蔗品种第j个性状值。得出决策矩阵后，根据正理想解公式Xij-=Max（ij）、负理想解公式Xij-=Min（ij）得出各甘蔗品种性状值的正、负理想解数列。其中枯心苗率、黑穗病率、花叶病率和梢腐病率按负理想解公式计算，其余按正理想解公式计算。

1. 4. 3 计算甘蔗新品种对理想解的接近度 根据距离测度公式和欧几里德范数计算各品种与理想解的距离，其中Xj+、Xj-、Rij代表正理想解、负理想解和决策矩阵。

按公式Ci=St-+St-，Ci∈（0，1）得出每个甘蔗品种与理想解的相对接近度，根据DTOPSIS法分析理论按照Ci大小对甘蔗新品种进行排序，Ci越大代表甘蔗品种综合农艺性状越优。

2 结果与分析

2. 1 不同甘蔗品种各性状表现

由表1可知，各甘蔗品种出苗率为51.4%～69.1%，高于CK的品种仅有福农1110；宿根发蔸率为97.8%～

158.6%，优于CK的品种依次为粤甘39、云蔗05-49、粤甘42、福农1110、桂糖32和柳城03-1137；9个参试品种分蘖率为75.0%～182.8%，均高于CK；有效茎数为48469.2～81552.2条/ha，高于CK的品种依次为云蔗05-49、桂糖32、粤甘39、福农1110和柳城03-1137；蔗茎产量为51.1～107.2 t/ha，高于CK的品种依次为福农1110、柳城03-1137、桂糖32、粤甘39和云蔗05-49；蔗糖产量为7.5～15.6 t/ha，高于CK的品种依次为柳城03-1137、福农1110、桂糖32、粤甘39、云蔗05-49和粤甘42，与对照蔗糖产量相当的品种为桂糖31；平均蔗糖分为12.8%～16.6%，高于CK的品种依次为柳城03-1137、福农0335、桂糖32、粤甘39、粤甘42、云蔗05-49、福农1110和桂糖31。在病害发生方面，CK仅有黑穗病发生；9个参试品种零星发生枯心病和花叶病，黑穗病和梢腐病发病率分别为0～5.0%和0～3.1%。

2. 2 原始数据无量纲化处理

根据高产、高糖、高抗、强宿根性目标要求，将出苗率、发蔸率、分蘖率、单茎重、有效茎数、蔗茎产量和蔗糖产量按正向指标进行无量纲化处理，发病率等按负向指标进行无量纲化处理，株高、茎径按中性指标进行无量纲化处理（表2）。

2. 3 甘蔗新品种决策矩阵

根据DTOPSIS法决策矩阵计算公式得出决策矩阵（表3），根据正理想解和负理想解公式计算得出Xij+={0.05， 0.10， 0.05， 0.05， 0.05， 0.05， 0.05， 0.10， 0.20， 0.10， 0.05， 0.05， 0.05， 0.05}，Xij-={0.04， 0.06， 0.02， 0.02， 0.04， 0.03， 0.03， 0.05， 0.10， 0.08， 0.03， 0.03， 0.03， 0.03}。

2. 4 甘蔗新品种对理想解的接近度

由表4可知，甘蔗新品种福农1110、柳城03-1137、粤甘39、桂糖32、云蔗05-49、粤甘42和桂糖31与理想解的Ci高于对照ROC22，说明上述7个品种的综合农艺性状优于对照ROC22，在桂北地区有进一步示范推广的价值。

3 讨论

目前，DTOPSIS法已广泛用于甘蔗品比试验结果分析与新品种评价，通过数据无量纲化处理，建立理想模型，设置各性状权重进行综合统计分析，弥补了单用蔗茎产量和蔗糖产量进行评价的不足，其评价结果客观、科学合理，能定量、全面客观地考虑多个性状对品种优劣的影响（赵培方等，2008；昝逢刚等，2011）。本研究在前人研究的基础上，利用DTOPSIS法对国家第四轮甘蔗新品种进行综合评价，评价结果客观合理。

本研究结果表明，9个参试品种中，福农1110和柳城03-1137排名前两位，与国家甘蔗区试在瑞丽点的品比结果一致；其中在国家第八轮区试瑞丽点甘蔗新品系评价中，柳城03-1137排名第一，国家第九轮区试瑞丽点甘蔗新品系法评价中，福农1110排名第一，也证明了福农1110和柳城03-1137在桂北地区和瑞丽点的适应性强，可进一步推广应用。

桂北地区地理位置和气候条件特殊，春季常出现阴雨霜冻天气，受到冷害影响后甘蔗和蔗糖产量均会受到损失，使蔗农、制糖企业和糖业发展受到影响（杨荣仲等，2011）。因此，今后应将抗寒性指标加入到品比试验中，继续筛选高产、高糖、强宿根、抗病虫害且抗寒的新品种进行示范推广。

4 结论

本研究利用DTOPSIS法对国家甘蔗产业技术体系第四轮集成示范品种在桂林点的表现进行分析评价，结果表明，福农1110、柳城03-1137、粤甘39、桂糖32、云蔗05-49、粤甘42和桂糖31等品种在桂北地区的综合农艺性状表现优于对照ROC22，排名先后与品种蔗茎产量和产糖量高度一致，可在桂北地區进一步示范推广。

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（责任编辑 王 晖）