利用DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)香蕉新品種

岑慶宋楊廷東李文教吳蘭芳潘廷由何蘭線韋保特

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院百色分院，廣西 百色 533612；2.百色市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣西 百色 533612)

香蕉產(chǎn)業(yè)作為廣西特色水果支柱產(chǎn)業(yè)之一，對(duì)推動(dòng)脫貧攻堅(jiān)意義重大。近年來(lái)，香蕉枯萎病在廣西不斷擴(kuò)展蔓延，導(dǎo)致香蕉種植面積日益縮減，選育良種已刻不容緩[1]。傳統(tǒng)香蕉育種一般以品種產(chǎn)量指標(biāo)為核心，然后進(jìn)行方差或者新復(fù)極差法分析，通過(guò)顯著性來(lái)評(píng)判品種的優(yōu)劣。事實(shí)上，這種方法過(guò)于依賴某一指標(biāo)，不能全面地反映品種的綜合性狀。在品種評(píng)價(jià)方面，DTOPSIS法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于棉花、油菜、水稻、玉米、番茄等作物的品種選育工作[2-6]，并取得了良好效果，為新品種綜合性狀評(píng)價(jià)提供了新的途徑。本文將首次嘗試在香蕉育種上應(yīng)用DTOPSIS法，對(duì)15個(gè)新品種進(jìn)行系統(tǒng)篩選，為新品種推廣應(yīng)用提供指導(dǎo)，為水果品種選育提供新的參考方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于百色市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所那生片基地，總面積0.9km2，其中，中蕉系列0.67km2，桂蕉系列0.23km2。試點(diǎn)的地理位置為N106°31′，E23°25′，海拔為105m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，全年平均氣溫22℃，年降雨量1100mm，土壤肥力中上，陽(yáng)光充足。

1.2 參試品種

1.3 試驗(yàn)方法

中蕉系列種植時(shí)間為2015年9月1日，桂蕉系列種植時(shí)間為2015年10月23日。密度均為1950株·km-2，2018年7月中旬留吸芽，培養(yǎng)母株。測(cè)產(chǎn)方法為在收獲時(shí)對(duì)各供試品種取5株進(jìn)行實(shí)收測(cè)產(chǎn)，記載實(shí)產(chǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算單位面積產(chǎn)量。田間管理方式采用水肥一體化、抹花、墊把、套袋、防倒、防寒、病蟲(chóng)害綜合防控等技術(shù)進(jìn)行管理。

1.4 分析方法

1.4.1 建立評(píng)價(jià)矩陣A

主要評(píng)價(jià)15個(gè)品種，分別為“中蕉3號(hào)”、“中蕉4號(hào)”、“中蕉6號(hào)”、“中蕉9號(hào)”、“南天黃”、“巴西蕉”(CK)、“粉蕉”、“G9-4”、“G9-5”、“G9-6”、“G9-10”、“LG”、“LR”、“K”和“桂蕉1號(hào)”，編號(hào)分別為i=1，2，3，……，15。10個(gè)性狀指標(biāo)，分別為單株產(chǎn)量、果梳數(shù)、莖圍、單位面積產(chǎn)量、果指數(shù)、果指長(zhǎng)、青葉數(shù)、果指粗、株高和單果重，編號(hào)分別為j=1，2，3，……，10，利用這些數(shù)據(jù)按公式(1)建立評(píng)價(jià)矩陣A，具體見(jiàn)表1。

表1 參試香蕉新品種性狀表現(xiàn)

1.4.2 建立無(wú)量綱化處理后的矩陣Z

根據(jù)試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，確定好正向指標(biāo)列、中性指標(biāo)列和負(fù)向指標(biāo)列，并分別進(jìn)行無(wú)量綱化處理。

正向指標(biāo)公式：

Zij=Yij/Yimax

(1)

式中，Yimax=max(Yij)，max代表最大值。

按照儲(chǔ)存車輛數(shù)量可以將立體車庫(kù)分為大型立體車庫(kù)和小型立體車庫(kù)兩大類。本設(shè)計(jì)是存儲(chǔ)車輛數(shù)量較少的雙層六位小型車庫(kù)，運(yùn)動(dòng)距離小且運(yùn)動(dòng)周期短，所以選用托盤作為承載容器。

中性指標(biāo)公式：

Zij=Yj0/(Yj0+abs(Yj0-Yij))

(2)

式中，Yj0代表第j個(gè)性狀目標(biāo)值；abs代表絕對(duì)值。

負(fù)向指標(biāo)公式：

Zij=Yimin/Yij

(3)

式中，Yimin=min(Yij)，min代表最小值。

式(1)～(3)中，i=1，2，3，…，15；j=1，2，3，…，10；Zij表示Z中第i個(gè)品系第j個(gè)性狀無(wú)量綱化處理后的對(duì)應(yīng)值。

根據(jù)香蕉育種目標(biāo)和相關(guān)關(guān)系，10個(gè)性狀(j)中，正向指標(biāo)有4個(gè)，分別是單株產(chǎn)量、果梳數(shù)、莖圍、單位面積產(chǎn)量和果指數(shù)；負(fù)向指標(biāo)有2個(gè)，分別是株高和單果重；中性指標(biāo)有3個(gè)，分別是果指長(zhǎng)、青葉數(shù)和果指粗。根據(jù)香蕉育種目標(biāo)，將參試品種各性狀賦予權(quán)重。其中，各權(quán)重值的總和為1，具體見(jiàn)表2。

表2 無(wú)量綱化處理結(jié)果

1.4.3 計(jì)算決策矩陣R、理想解數(shù)列

表3 Dtopsis法決策矩陣及正負(fù)理想解數(shù)列

1.4.4 計(jì)算關(guān)聯(lián)度

計(jì)算出各品種與正理想解的距離(S+i)和負(fù)理想解的距離(S-i)，并采用歐幾里德范數(shù)作為距離的測(cè)度，并計(jì)算關(guān)聯(lián)度數(shù)值(Ci值)，關(guān)聯(lián)度值越大則綜合性狀越好，具體見(jiàn)表4。

表4 DTOPSIS計(jì)算結(jié)果

2 結(jié)果分析

根據(jù)參試品種的Ci值越大，綜合性狀越好。由表4可知，“中蕉9號(hào)”的Ci值排第1，大于排第2的“巴西蕉”(CK)。這個(gè)排名也吻合其單位面積產(chǎn)量和果指數(shù)均排名第1的情況，說(shuō)明該方法是科學(xué)合理的。事實(shí)上，“中蕉9號(hào)”是廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所選育出來(lái)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)香蕉新品種，在田間表現(xiàn)不感尖孢鐮刀菌引起的枯萎病。近年來(lái)，“中蕉9號(hào)”經(jīng)過(guò)在廣西、海南等地的示范推廣結(jié)果表明其產(chǎn)量、果實(shí)品質(zhì)和抗病性等表現(xiàn)均優(yōu)于“巴西蕉”、“桂蕉1號(hào)”等傳統(tǒng)主栽品種[7,8]，但“中蕉9號(hào)”風(fēng)味較為獨(dú)特，與傳統(tǒng)“香牙蕉”有一定區(qū)別，是否為廣大消費(fèi)者接受還有待驗(yàn)證，加之該品種的生育期偏長(zhǎng)，限制了品種的推廣[7]。本次試驗(yàn)結(jié)果從品種選育的角度分析，“中蕉9號(hào)”值得在百色蕉區(qū)進(jìn)一步試驗(yàn)、示范、推廣，對(duì)豐富百色蕉區(qū)的香蕉品種結(jié)構(gòu)，避免香蕉生產(chǎn)栽培品種過(guò)于單一化，加快抗病品種和健康種苗的應(yīng)用都有十分重要的利用價(jià)值；而從品種應(yīng)用的角度分析，筆者認(rèn)為對(duì)于一個(gè)新育成的具有諸多優(yōu)良性狀的香蕉品種研究，不能片面關(guān)注品種的鮮食性，還應(yīng)關(guān)注品種的加工性，如香蕉粉、香蕉脆片、香蕉果醬、香蕉軟糖等的加工與利用。

3 討論

香蕉品種異地鑒定目的是檢測(cè)香蕉新品系在不同生態(tài)區(qū)的產(chǎn)量、抗病、抗逆和適應(yīng)性的綜合表現(xiàn)。由于產(chǎn)量始終是育種者關(guān)注的焦點(diǎn)，而產(chǎn)量是品種各性狀相互作用的結(jié)果，若僅以產(chǎn)量或其它某一性狀的表現(xiàn)對(duì)品種進(jìn)行評(píng)價(jià)，尤其是產(chǎn)量等數(shù)量性狀在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)誤差時(shí)，就會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果造成影響。選取恰當(dāng)?shù)男誀钜约昂侠淼臋?quán)重對(duì)品種評(píng)價(jià)的客觀性十分重要，為了減少分析偏差，品種試驗(yàn)人員也應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土壤和管理?xiàng)l件作出適當(dāng)調(diào)整。由于本次試驗(yàn)香蕉品種未明顯遭受病害或逆境脅迫，對(duì)參試品種各性狀的評(píng)價(jià)也只限百色區(qū)域的一個(gè)觀察點(diǎn)，還應(yīng)進(jìn)行多點(diǎn)、多年試驗(yàn)，更應(yīng)注重品種在病區(qū)的綜合表現(xiàn)，為品種推廣提供較為科學(xué)的依據(jù)。此外，本試驗(yàn)第一次嘗試在香蕉育種上應(yīng)用動(dòng)態(tài)排序法DTOPSIS，這將為今后的水果品種選育提供新的參考方向。