1、书书书贵州农业科学 ，（）：收稿日期：基金项目：国家现代农业产业技术体系项目（）作者简介：叶开梅（），女，助理农艺师，硕士，从事作物高产生理栽培技术研究。：通讯作者：张鹏（），男，研究员，从事马铃薯品种选育及配套栽培技术研究。：灰色关联度法与 法在马铃薯品种综合评价中的应用比较叶开梅，牛力立，樊祖立，朱江，张鹏（安顺市农业科学院，贵州 安顺 ）摘要：【目的】筛选综合评价马铃薯品种的最优方法，为生产上推广应用提供参考。【方法】采用灰色关联度分析法和 法，对安顺市农业科学院从中国农业科学院蔬菜花卉研究所引进的 个马铃薯品种的 个性状进行综合评价。【结果】种分析方法均能对品种进行较全面的评判，但种方
2、法的综合评判结果存在差异；在赋予相同权重的情况下，利用灰色关联度分析法得出品种加权关联度间差异在 ，而 法得出品种间品种与理想解的相对接近度值差异在 ，说明用 法分析可供选择的变异范围更广，更能体现品种间差异和反映品种优劣，比灰色关联度分析法更适合用于马铃薯品种的综合评价。中薯早 号、中薯 号、中薯早 号个品种在种评价方法中排名靠前，即综合性状表现较好。【结论】在马铃薯品种综合评价时选用 法比灰色关联度分析法更适合；在 个马铃薯品种中，中薯早 号、中薯 号、中薯早 号的综合性状表现较好，可作为当地推广品种或后续试验参试品种考虑。关键词：灰色关联度分析法；法；马铃薯；综合评价中图分类号：文献标识
3、码：文章编号：（），（，）：【】【】，【】，【】，：；引言【研究意义】马铃薯具有食用、工业、药用等价值，是保障国家粮食安全最主要的农作物之一。种子是农业的“芯片”，而优良品种是种业发展的基础和关键。我国的马铃薯品种大多引自国外，在品种选育中，对外引品种在当地适应性、综合性评价是最基础、最重要的环节。因此，对引种马铃薯品种进行综合评价意义重大。【前人研究进展】李峰等采用方差分析对不同马铃薯品种植株农艺性状、块茎性状等进行简单比较分析评价；魏亮等运用回归分析和相关性分析对马铃薯品种抗寒性进行评价与鉴定；刘娟等运用变异系数法对冬作马铃薯后代品系营养品质进行评价；杜培兵等运用主成分分析对马铃薯抗旱性进
4、行综合评估；潘峰等采用相关性分析和主成分分析对马铃薯品质性状进行综合评价。可见，传统方法多是运用方差分析、相关性分析等单一方法对马铃薯品种进行评价，但由于作物性状表现形式多样，部分性状间发生重叠，单 一 的 分 析 方 法 结 果 不 理 想。法是近年来研究者常用的灰色决策评判方法，灰色关联度分析法在品种评价中的应用较广，两种分析方法的原理均是“模糊理论”，具有高效、简 便 的 特 点。【研究切入点】目前，在甘蔗、烟草、棉花、水稻 、玉米、亚麻、大豆、大麦 等作物上 法得到广泛应用，但该方法在马铃薯品种综合评价中的运用报道相对较少。【拟解决的关键问题】采用信息量权数法确定各目标性状权重，应用灰
5、色关联度分析法和 法对不同马铃薯品种的农艺性状、品质性状及产量等性状进行综合分析，以期筛选出综合评价马铃薯品种的较优方法及优良马铃薯品种。材料与方法 供试材料选用从中国农业科学院蔬菜花卉研究所引进的 个马铃薯品种作为供试材料（表）。试验设计试验在安顺市农业科学院试验基地（安顺市普定县白岩镇，位于 ，）进行，该地区年平均气温，无霜期 ，年降雨量 ，年平均日照时数 ，辐射能量低，属于亚热带季风湿润气候。试验采用随机区组设计，每个处理（品种）垄，次重复，小区面积 。表供试马铃薯品种的编号及名称 编号 品种名称 编号 品种名称 中薯早 号中薯早 号中薯早 号兴佳号中薯早 号中薯 号中薯早 号 中薯早
6、号中薯早 号 中薯 号中薯早 号于 年月 日播种，月 日收获，单垄双行种植，株距 ，过道。每个处理播种密度、田间管理等措施一致。测定项目及方法 株高、茎粗及主茎数于盛花期连续调查株植株株高（）、茎粗（）和主茎数（）。值于盛花期采用 型叶绿素仪连续测定株植株的主茎倒三、倒四叶的顶部、中部和基部的叶绿素含量（），最后取平均值。品质性状蛋白质（）采用 规定的方法测定，淀粉（）、干物质（）采用 规定的方法测定，还原糖（）采用 规 定 的 方 法 测 定，铁（）采 用 规定的方法测定，锌（）采用 规定的方法测定，钾（）采用 规定的方法测定，（）采用 规定的方法测定。产量（）成熟期收获后将每处理的 马 铃
7、 薯 块 茎 全 部 收 获 并 称 重，记 录数据。数据统计与分析 信息量权数法运用信息量权数法 确定马铃薯品种各性状指标的权重，计算方法是将各指标变异系数作为权重分值，再经归一化处理 即可得各指标信息量权重系数。灰色关联度分析按照邓聚龙 提出的灰色系统理论公式计算关联系数和加权关联度。期叶开梅 等灰色关联度法与 法在马铃薯品种综合评价中的应用比较关联系数：（）（）（）（）（）（）绝对差值：（）（）（）（）等权关联度：（）（）加权关联度：（）（）（）式中，（）为关联系数；为分辨系数，.；（）为参考数列与比较数列的差序列；（）为各性状指标的权重；为等权关联度；为加权关联度。法 法来源于陈延 提
8、出的近似理想解的最优排序技术法（，缩写 ），姚兴涛等 将其改进后称为 法（）。法 品种综合评价基本原理是借助于多目标决策的理想解和负理想解，计算各品种目标性状与理想解的相对接近度并进行排序。其特点是提供量化标准，从而客观全面地反映品种的优劣。其计算公式根据龙腾芳等 的设计与统计方法进行计算。）用参试品种的各性状指标值建立数据矩阵，将矩阵进行无量纲化处理，得到规范化矩阵，其中：正向指标 ，（）中性指标 （）负向指标 ，（）（）式中，为无量纲化后的值，为品种数，为性状数，为第个品种的第个目标性状值，代表绝对值。）建立加权的规范化决策矩阵，其：（）（）各目标性状的理想解（）和负理想解（）：（），其
9、中，（，）（）（），其中，（，）（）式中，是指性状指标数。）计算距离，采用欧几里德范数作为距离的测度，计算各品种与理想解（）和负理想解（）的距离。（）（）（）（）计算各品种与理想解的相对接近度。，（）优劣排序。按照值大小进行排序，值最大的品种即为最优良的品种，同时参照理想解与负理想解，对各品种目标性状进行详细的优劣比较。结果与分析 马铃薯主要目标性状的变异性变异系数表示性状值的离散程度，可用于分析品种性状指标的遗传变异情况。个马铃薯品种的 个目标性状变异系数差异较大（表），具有较丰富的遗传变异信息。变异系数大小依次为还原糖、产量、铁、株高、锌、茎粗、主茎数、蛋白质、淀粉、干物质、钾、值，其中还
10、原糖、产量、铁和株高的变异系数较大，分别为 、和 ，说明这个性状在各品种中差异较大，变异范围广，遗传改良潜力较大，可通过育种途径和栽培措施进行改良；钾和 值变异系数较小，其值分别为 和 ，说明钾和 值在各品种中表现较稳定。贵 州 农 业 科 学表不同马铃薯品种主要目标性状的变异性 性状代码 性状 平均值 最大值 最小值 极差 标准差 变异系数 株高 茎粗 主茎数个 值 蛋白质（）淀粉（）还原糖（）干物质（）（）（）（）（）产量（）马铃薯品种间的灰色关联度利用公式（）和（）计算 个马铃薯品种的绝对差值及灰色关联系数（表），得出各 性 状 指 标 中 最 小 绝 对 差 值（）和最大绝对差值（）。
11、采用信息量权数法计算各性状指标的权重（表）。个目标性状的权重为还原糖产量 铁株高锌茎粗主茎数蛋 白 质淀 粉干 物 质钾 值。根据灰色关联度分析法原则，加权关联度值反应不同马铃薯品种与主要性状指标集的差异大小，关联度值越大，排序越靠前，表明该品种的目标性状与拟定的“最优”性状组合（参考序列）性状指标集的相似程度越高，综合性状表现越理想；反之，相似程度越低，表参考品种与参试品种间性状的绝对差值（）（）性状 （）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）表理想品种与参试品种间性状的关联度系数（）及权重（）（）（）性状 （）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）（）期叶开梅 等灰色关联度法与 法在马
12、铃薯品种综合评价中的应用比较综合性状表现越差。从表可知，个品种的等权关联度排序为中薯早 号中薯 号中薯 号兴佳号中薯早 号中薯早 号中薯早 号中薯早 号中薯早 号中薯早 号中薯早 号。在加 权 关 联 度 中，由 于 还 原 糖、产 量、铁、株高的变异系数较大，采用信息量权数 法 赋 予 的 权 重 也 较 大，权 重 分 别 为 、和 ；由于对各性状指标赋予了权重值，使得加权关联度结果与等权关联度结果稍有差异，但在种关联度结果中，中薯早 号、中薯 号、中薯 号这个品种的综合表现均较好且在种结果中综合排序一致。从种计算结果分析，加权关联度根据育种工作的实际，按照变异系数大小对各性状指标赋予不同
13、的权重，因此分析结果更准确。马铃薯品种间的性状指标规范化矩阵将 个品种的 个性状指标值按照公式（）进行转化处理，其结果见表。其中株高、主茎数按照中性指标计算公式进行计算，其余指标按照正向指标进行计算。按照公式（）计算值，并建立加权的规范化决策矩阵。各性状指标权重同灰色关联度分析法，有利于种方法的联系。根据值，按照公式（）和（）求得各品种性状的理想解和负理想解，计算结果见表。表不同马铃薯品种的灰色关联度 品种 等权关联度 排序 加权关联度 排序 表不同马铃薯品种的性状指标规范化矩阵（）（）性状 表 法决策矩阵 性状 （）（）贵 州 农 业 科 学利用公式（）、（）、（）计算 个马铃薯品种与理想解
14、的相对接近度（表）。根据 法分析原则，值越大的品种，其综合性状表现越好。经分析得出，中薯早 号值最大，为 ，排名第一；其次是兴佳号、中薯 号，值分别为 、，排名分别为第二、第三；中薯早 号值最小，为 ，排名最后。表基于 分析的不同马铃薯品种的相对接近度 品种 排名 灰色关联度分析法与 法应用比较灰色关联度分析法与 法均基于利用模糊理论对参试品种目标性状值进行综合评价，但结果存在差异（表）。在相同权重情况下，中薯早 号、中薯 号、中薯早 号、中薯早 号在种分析方法中的排序一致，其余品种综合排序稍有差异，但中薯早 号、中薯 号、中薯早 号个品种在种分析方法中综合表现均较好，排名分别在第一、第三和第
15、四。从产量结果看，中薯早 号产量排名第二，但在种分析方法中排名均靠后，说明产量排序与综合分析的结果有差异，原因可能在于中薯 号薯块含水量较高，干物质含量、蛋白质含量、微量元素含量（、）较其他品种低；中薯 号，产量排名第七，但植株表型性状和品质性状表现均高于参试品种平均值，综合性状表现较好，排名靠前。说明，在实际选育过程中，不能仅选择单一产量性状指标，应综合品种自身优良性状进行分析评价。从品种间的差异看，加权关联度的最大差异为 ，而 法品种间值差异达 ，表明 法分析的结果可供选择的变异范围更广，能明显表现品种间差异，更能突显出品种的优劣程度。表不同马铃品种基于灰色关联度分析法和 法分析的产量排序
16、 品种 产量 产量（）排名灰色关联度 排名 差异 法 排名差异 注：差异是指各品种与最优品种的差距，即（）；（）。：，（）；（）。讨论在作物新品种选育过程中，对各品种进行综合评价是极其重要的过程。由于综合评价涉及性状较多，采用方差分析或新复极差分析对品种进行评价时，植株性状间的信息发生重 叠，若 分 析 结 果 不 显 著，结 果 不 理想。采用灰色关联度分析法和 法对 个引进马铃薯品种的 个性状指标进行分析，用信息量权数法计算指标权重，将期叶开梅 等灰色关联度法与 法在马铃薯品种综合评价中的应用比较关联度分析和 法充分结合，兼顾评价性状权重的客观性；再根据加权关联度值和值综合排名对 个马铃薯品种进行综合评价。种方法的原理均是应用灰色理论，将参试品种的综合性状值进行无量纲化处理或归一化处理，使各品种“综合性状”这一模糊指标量化为参试品种与参考品种的相对接近程度，然后通过不同的计算方法，得到值或 值，并进行品种优劣排序 。这种方法有效弥补了单一性状进行品种评价的不足，降低植株性状间重叠率，且统一评价指标间的度量标准，使分析更加客观、准确，得出的结果更科学。从评价结果看，由于计算方法不同，