10個云蔗系列甘蔗品種（系）灰色關聯(lián)度多維綜合評估

白亞東，趙俊，楊桂林，趙興東，盧順才，李秀梅，楊麗華，張燕艷

（1.云南省元江縣經(jīng)濟作物工作站，云南元江653300；2.云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點試驗室，開遠661699）

10個云蔗系列甘蔗品種（系）灰色關聯(lián)度多維綜合評估

白亞東1，趙俊2*，楊桂林1，趙興東1，盧順才1，李秀梅1，楊麗華1，張燕艷1

（1.云南省元江縣經(jīng)濟作物工作站，云南元江653300；2.云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點試驗室，開遠661699）

為了篩選出抗旱、高產(chǎn)高糖甘蔗新品種，分別在水澆地、旱地栽培條件下，采用灰色關聯(lián)度多維分析法對10個云蔗系列甘蔗品種（系）9個工、農藝性狀進行綜合評價。結果表明：云蔗06-407、云蔗03-103、云蔗03-258、云蔗05-226四個品種（系）水澆地、旱地條件下均表現(xiàn)出良好的抗旱性、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性，綜合表現(xiàn)優(yōu)于ROC22號或與其相當，應加強跟蹤試驗與觀察并適時進行種苗繁育。

甘蔗；灰色關聯(lián)度；綜合評價

蔗糖產(chǎn)業(yè)是元江縣經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，也是元江縣傳統(tǒng)特色產(chǎn)業(yè)。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)結構調整，元江蔗區(qū)甘蔗種植逐漸向半山區(qū)、山區(qū)轉移，加之新臺糖22號、粵糖93-159、閩糖69-421等主推品種由于推廣年限較長，品種結構單一，導致蔗區(qū)甘蔗品質下降、單產(chǎn)降低[1]。甘蔗新良種是蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，甘蔗新良種的引進、試驗篩選與推廣應用是促進蔗區(qū)甘蔗增收、蔗糖增產(chǎn)的重要措施。為增強元江蔗區(qū)甘蔗良種儲備，2012年元江縣經(jīng)濟作物工作站從云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所引進10個云蔗系列甘蔗新品種（系）在元江進行試驗篩選。

農作物品種的綜合評價是育種工作的重要環(huán)節(jié)，甘蔗品種的優(yōu)劣是多個性狀共同作用的結果，灰色多維綜合評估可同時考慮多個性狀對品種（系）進行綜合評價，其評價結果更為科學、客觀及合理，目前已在小麥、大豆、玉米、甘蔗等作物上得到應用[2-6]。為克服傳統(tǒng)方差分析考慮性狀少的缺點，筆者采用品種灰色關聯(lián)度多維綜合評估方法對水澆地、旱地條件下10個甘蔗新品種（系）糖產(chǎn)量、蔗產(chǎn)量、株高、莖徑、單莖重、有效莖、蔗糖分、錘度、簡純度9個工、農藝性狀行綜合分析，以期對參試品種（系）作出合理評價，為甘蔗新品種選育、繁育與推廣應用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

參試品種（系）10個，由云南省農業(yè)科學院甘蔗研究所選育并提供。甘蔗新品種4個：云蔗01-1413、云蔗02-2332、云蔗03-258、云蔗06-407，甘蔗新品系6個：云蔗02-588、云蔗03-103、云蔗04-241、云蔗04-622、云蔗04-724、云蔗05-226。統(tǒng)一對照新臺糖22號（ROC22）。

1.2 試驗方法

試驗于2013—2014年在元江縣進行，采用干旱、灌溉對應的種植方法栽種，小區(qū)面積32m2，4行區(qū)，行長8m，行距1m，3次重復，下芽量為60000雙芽/hm2。干旱處理在自然干旱條件下生長，灌溉處理在2013年2—4月干旱季節(jié)則遇旱灌水，自然降雨來臨后停止灌水。甘蔗成熟期（12月）分別對干旱、灌溉處理進行收獲調查、甘蔗實產(chǎn)測定與品質分析檢測，考察株高、莖徑、有效莖、單莖重、錘度、蔗糖分、簡純度、蔗產(chǎn)量、糖產(chǎn)量。

1.3 統(tǒng)計分析方法

運用Microsoft Excel 2010對原始數(shù)據(jù)進行處理。以株高、莖徑、有效莖、單莖重、錘度、蔗糖分、簡純度、蔗產(chǎn)量及糖產(chǎn)量9個工、農藝性狀為指標，采用灰色多維綜合評估方法對10個參試品種（系）進行綜合評價，具體方法如下。

1.3.1 參考品種構建與原始數(shù)據(jù)無量綱化采用效果測度變換方法[7-8]對數(shù)據(jù)進行無量綱化：（1）糖產(chǎn)量、蔗產(chǎn)量、單莖重、莖徑、蔗糖分、錘度、簡純度7個性狀指標賦值越大表現(xiàn)越好，因此采用上限效果測度，計算公式為Xiu（k）=Xi（k）/Ximax；（2）株高、有效莖屬于適中性狀，采用適中效果測度，若適中性狀是一個值Xio時，計算公式為Xio（k）=Xio/（Xio+|Xio－Xi（k）|），若適中值是區(qū)間值E1～E2（E1＜E2），則計算公式為：Xio（k）=1（當E1≤Xi（k）≤E2）；Xio（k）=Xi（k）/E1（當Xi（k）＜E1）；Xio（k）=E2/Xi（k）（當Xi（k）＞E2）。式中Xi（k）表示第i個性狀第k點原始數(shù)據(jù)，Ximax表示第i個性狀最大值，Xiu（k）、Xio（k）分別表示第i個性狀第k點上限效果測度及適中效果測度無量綱化值。

1.3.2 參試品種關聯(lián)系數(shù)、加權關聯(lián)度估算參照郭瑞林作物灰色育種方法[9]，視所有參試材料為一個灰色系統(tǒng)，每一個參試材料為灰色系統(tǒng)中的一個因素，以參考品種為參考序列，記為{X0（k）}，其它各參試材料為比較序列，記為{Xi（k）}；依據(jù)公式∈i（k）=|X0（k）-Xi（k）|）計算出參考序列與比較序列的差序列并求出最大、最小級差；令分辨序數(shù)ρ=0.5，按照公式∈oi（k）=ρΔmax/（Δoi（k）+ρΔmax）計算比較品種與參考品種的關聯(lián)系數(shù)；由于反映品種優(yōu)劣的各個性狀指標在品種評估中的重要性不同，因此本文根據(jù)育種經(jīng)驗及專家意見對各性狀權重給予賦值W（k）（表4、5），按照公式r=∈oi（1）·W（1）+∈oi（2）·W（2）+……+∈oi（k）·W（k）計算各參試品種的綜合評估關聯(lián)度r（加權關聯(lián)度），對參試品種優(yōu)劣進行評價與排序。

2 結果與分析

2.1 水、旱條件下10個甘蔗新品種（系）豐產(chǎn)性分析

由表1可以看出，10個參試品種（系）中，水澆地糖產(chǎn)量超過對照ROC22的品種由高到低依次為云蔗06-407、云蔗03-103、云蔗02-588，糖產(chǎn)量分別達12.52、11.60、11.40t/hm2；由表2可知，5個甘蔗品種（系）旱地糖產(chǎn)量超過對照ROC22，依次為云蔗03-258、云蔗03-103、云蔗06-407、云蔗02-588、云蔗05-226，糖產(chǎn)量介于6.5～7.5 t/hm2。旱地蔗產(chǎn)量超過對照ROC22的品種有云蔗03-258、云蔗04-622、云蔗06-407、云蔗03-103，旱地蔗產(chǎn)量分別達64.86、54.09、54.07、53.41t/hm2；水澆地蔗產(chǎn)量超過對照ROC22的品種是云蔗06-407，云蔗03-258蔗產(chǎn)量與對照ROC22相當，蔗產(chǎn)量都在80.0t/hm2以上。

表1 水澆地條件下參試品種9個工、農藝性狀

處理 糖產(chǎn)量/(t/hm)蔗產(chǎn)量/(t/hm)株高/cm莖徑/cm有效莖/(條/hm)單莖重/kg錘度/%蔗糖分/%簡純度/%云蔗01-1413 8.68 63.56 193.8 2.80 64444 1.13 20.78 13.68 81.38云蔗02-2332 8.61 58.91 209.1 2.62 61111 1.08 22.26 14.57 80.36云蔗02-588 11.40 72.75 226.6 2.49 80556 1.23 23.47 15.72 84.30云蔗03-103 11.60 77.81 214.9 2.73 75000 1.26 22.85 14.88 83.23云蔗03-258 10.99 82.19 298.0 2.85 66111 1.58 20.52 13.38 81.85云蔗04-241 6.60 54.01 212.8 2.74 52778 1.29 19.71 12.28 80.90云蔗04-622 10.14 78.06 292.0 2.66 80556 1.53 20.11 13.01 81.21云蔗04-724 8.11 54.21 240.3 2.73 56111 1.32 22.60 14.88 81.92云蔗05-226 11.29 78.98 186.6 2.97 79444 1.22 21.49 14.24 82.36云蔗06-407 12.52 89.27 237.8 2.76 97222 1.26 21.43 14.02 80.26 ROC22(CK） 11.37 85.44 251.8 2.63 86667 1.33 21.41 13.31 82.78

表2 旱地條件下參試品種9個工、農藝性狀

2.210 個甘蔗新品種（系）灰色關聯(lián)度多維綜合評估

高產(chǎn)、高糖、抗逆性強是甘蔗新良種選育的首要目標。因此，本試驗根據(jù)育種目標及前期研究結果，分別將糖產(chǎn)量、蔗產(chǎn)量、單莖重、莖徑、蔗糖分、錘度、簡純度7個性狀的最大值，株高、有效莖2個性狀的適中值用于構建理想品種，即220cm≤株高≤250cm，有效莖82500條/hm2。參照郭瑞林、王占中作物灰色育種方法分別對旱地、水澆地參試品種關聯(lián)系數(shù)、綜合評估關聯(lián)度（加權關聯(lián)度）進行估算與排序，結果詳見表3、表4。

2.2.1 水澆地甘蔗新品種（系）灰色關聯(lián)度多維綜合評估灰色系統(tǒng)理論認為，關聯(lián)度越大的品種與參考品種越靠近。由水澆地綜合評價結果（表3）可以看出，云蔗06-407、云蔗02-588、云蔗03-103綜合排序優(yōu)于對照ROC22，其綜合評估關聯(lián)度分別為0.8012、0.7866、0.7650，云蔗05-226、云蔗03-258綜合評估關聯(lián)度分別為0.7467、0.7378，略低于對照ROC22（0.7610）。說明在水澆地條件下，云蔗06-407、云蔗02-588、云蔗03-103、云蔗05-226、云蔗03-258五個新品種（系）綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良，糖產(chǎn)量、蔗產(chǎn)量、蔗糖分等工、農藝性狀得到較好兼顧，其田間表現(xiàn)優(yōu)于或與對照ROC22相當。

2.2.2 旱地甘蔗新品種（系）灰色關聯(lián)度多維綜合評估旱地綜合評價結果（表4）可以看出，云蔗03-258糖產(chǎn)量、蔗產(chǎn)量、有效莖3個性狀表現(xiàn)與理想品種最為接近，株高、簡純度2個性狀表現(xiàn)優(yōu)于對照ROC22，綜合評估關聯(lián)度最大（r=0.8010），排名第一；云蔗03-103、云蔗05-226旱地綜合評估關聯(lián)度與對照ROC22（r= 0.7266）相當，分別為0.7255、0.7220，分列第2、4位，說明其旱地田間綜合表現(xiàn)與ROC22相當；云蔗06-407、云蔗02-588與云蔗04-724綜合評估關聯(lián)度相當，介于0.6829～0.6960，其中云蔗06-407糖產(chǎn)量、蔗產(chǎn)量、有效莖、蔗糖分、簡純度5個性狀表現(xiàn)均優(yōu)于對照ROC22，云蔗02-588糖產(chǎn)量、蔗糖分等4個工藝性狀表現(xiàn)優(yōu)于對照ROC22，與理想品種最為接近，其旱地蔗產(chǎn)量、單莖重、株高等農藝性狀表現(xiàn)較差。綜合分析結果說明，云蔗03-258、云蔗03-103、云蔗05-226三個品種（系）旱地增產(chǎn)、豐產(chǎn)性能優(yōu)良，工、農藝性狀得到較好兼顧，綜合表現(xiàn)較好。

表3 水澆地參試品種（系）綜合評估關聯(lián)度與排序

表4 旱地參試品種（系）綜合評估關聯(lián)度與排序

3 結論

高產(chǎn)、高糖是甘蔗品種選育的首要目標，是蔗糖產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。水澆地試驗綜合評價結果表明，云蔗06-407、云蔗02-588、云蔗03-103、云蔗05-226與云蔗03-258五個品種（系）表現(xiàn)出良好的豐產(chǎn)、增產(chǎn)潛力，兼具高產(chǎn)、高糖優(yōu)良特性，綜合性狀較好。旱地試驗綜合評價結果表明，云蔗03-258、云蔗03-103、云蔗05-226、云蔗06-407四個品種（系）蔗產(chǎn)量、糖產(chǎn)量綜合表現(xiàn)優(yōu)良，表現(xiàn)出良好的抗旱性、旱地豐產(chǎn)性。綜合水澆地、旱地綜合評價結果，云蔗06-407、云蔗03-103、云蔗03-258、云蔗05-226四個品種（系）水澆地、旱地條件下均表現(xiàn)出良好的豐產(chǎn)、高產(chǎn)特性，應進一步加強對上述品種的跟蹤試驗與觀察，適時對其開展甘蔗種苗繁育與擴繁。云蔗02-588早熟高糖特性突出，應結合蔗區(qū)需求在水澆地、水田種植，或作為早熟高糖親本進行雜交利用與品種改良。

4 討論

4.1 高產(chǎn)、高糖是甘蔗良種必須具備的基本條件[10-11]，高產(chǎn)低糖品種不利于糖廠提高出糖率，低產(chǎn)高糖品種不利于蔗農增收。蔗產(chǎn)量、糖產(chǎn)量的高低受甘蔗單莖重、株高、有效莖、蔗糖分等性狀影響，相互促進又相互限制[12-14]，在甘蔗新良種篩選評價過程中，若采用某一性狀進行分析評價，其評價結果存在片面性，難以全面準確反映品種特性。采用灰色多維綜合評估分析法對參試品種多個性狀進行綜合評價，能有效克服方差分析等傳統(tǒng)方法考慮性狀少、綜合評價功能低的特點，避免田間選擇過程中因某一性狀較差或較優(yōu)而導致人為過低或過高的主觀評價[15-17]。

4.2 品種灰色多維綜合評估是一種利用各參試品種與對照品種或理想品種之間的灰色關聯(lián)度來綜合評估品種的方法，理想品種性狀值取值應依據(jù)育種目標和實踐經(jīng)驗來確定[7-9，18]。蔗產(chǎn)量、糖產(chǎn)量、單莖重、莖徑、蔗糖分、錘度、簡純度性狀值越大越好，其理想品種性狀取值一般為試驗中最優(yōu)值。株高過高，蔗株容易倒伏，不利于甘蔗收砍，株高太矮，不利于甘蔗增產(chǎn)增糖；有效莖數(shù)過多會降低蔗莖粗度，有效莖過少會影響甘蔗宿根發(fā)株，因此這兩個性狀理想品種取值要適中?？共⌒?、抗寒性、抗旱性等分級指標則應越小越好。

4.3 理想品種性狀是品種評估過程中的最優(yōu)值或理想值，比較品種與理想品種性狀的灰色關聯(lián)度越大，說明該品種某性狀越優(yōu)良。由于育種目標差異，觀察性狀在品種評估中的重要程度不同，因此，在品種綜合評價過程中，應依據(jù)育種專家專業(yè)知識和經(jīng)驗積累對這些性狀進行權重賦值，或采用灰色關聯(lián)度法、判斷矩陣法、最大離差化法等計算方法計算考察性狀權重，有效彌補在確定權重系數(shù)過程中由于專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗不足而導致的主觀誤差[7，9]。

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Integrated Evaluation of 10 CYZ Sugarcane Varieties by Gray Correlation Degree

BAI Ya-dong1,ZHAO Jun2*,YANG Gui-lin1,ZHAO Xing-dong1,LU Shun-cai1, LI Xiu-mei1,YANG Li-hua1,ZHANG Yan-yan1
（1.Industrial Crops Workstation,Yuanjiang County of Yunnan Province,Yuanjiang 653300,China;2.Sugarcane Research Institute, Yunnan Academy of Agricultural Sciences/Yunnan Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Kaiyuan 661699,China）

Based on 9 characters of quality and agronomy,the 10 sugarcane genotypes from CYZ were analyzed and evaluated by the gray correlation degree multidimensional comprehensive evaluation analysis in irrigated and non-irrigation fields.The results indicated that CYZ06-407,CYZ03-103,CYZ03-258 and CYZ05-226 had good performances on sugar yield,stable cane yield and drought resistance under irrigated and non-irrigation conditions,which were similar or superior to control variety ROC22.The 4 sugarcane varieties should be further experimented and propagated.

sugarcane;gray correlation degree;integrated evaluation

S566.103

A

1007－2624（2016）06－0027－04

10.13570/j.cnki.scc.2016.06.011

2016-05-04

國家現(xiàn)代農業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系（CARS-20-6-13）；云南省科技惠民計劃（2014RA059）；云南省甘蔗產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項；云南省技術創(chuàng)新人才培養(yǎng)對象項目。

白亞東（1978-），男，云南元江縣人，農藝師，主要從事甘蔗新品種及新技術推廣與應用。E-mail：byd206@126.com

趙?。?981-），男，云南瀘西人，副研究員，主要從事甘蔗遺傳育種研究。E-mail：junzhao_ky@126.com