灰色多目标局势决策在棉花品种区试中的应用

陈李莳，陆　明（兵团第七师一二五团农技服务中心，新疆　奎屯　833203）



灰色多目标局势决策在棉花品种区试中的应用

陈李莳，陆明
（兵团第七师一二五团农技服务中心，新疆奎屯833203）

摘要：以2014年兵团北疆早熟陆地棉新品种区域试验7个试验点的试验结果为资料，利用灰色系统理论中的多目标局势决策方法，对棉花各参试品种的10个农艺性状赋以权重并加以综合分析，得到加权灰色局势决策综合效果测度矩阵。依照灰色多目标局势决策原理，对12个棉花参试品种在7个参试地点的综合表现进行了分析评价。结果表明：Y36 -12、Y35 - 48这2个棉花新品种在7个试验点中的6个试验点（新湖总场除外）表现较好，适宜种植。

关键词：灰色多目标局势决策；效果测度值；棉花品种；区域试验

目前常用的对棉花品种区域试验资料分析的方法多是以产量为依据进行的，而在生产实践中，评价1个品种的优劣除产量因素外，还要考虑其它因素。灰色系统理论中的多目标局势决策方法对棉花品种区域试验结果进行综合分析，这种方法不仅能够筛选出各个试验点表现最优的品种，而且还能为各个不同生态区提供与其相适应的品种，并对参试品种的多个性状进行综合评估，为全面客观地评价参试品种提供理论依据。

1　材料与方法

1.1试验材料

利用2014年兵团北疆早熟陆地棉新品种区域试验7个试验点的试验结果为汇总资料［1］。各参试品种在各试验地点性状观测值见表1。参试品种共有12个，分别是金垦25 - 19、金垦66 - 29、Y36 -12、Y35 - 48、石1401、石1402、新陆早59号、新陆早60号、新陆早61号、新陆早62号、新陆早36号、新陆早58号，其中，新陆早36号为对照，参试品种（系）由兵团种子管理总站统一编号供种。

1.2试验设计

参试地点7个，采用随机区组设计，重复3次，小区面积20 m2，各重复之间设观察道（宽60 cm），地膜栽培，宽窄行种植，人工膜上点播，保苗株数1.4万～1.6万株/667 m2，试验地四周设保护行。各试验点田间管理同大田，记载及考种按统一方案要求实施。

1.3分析方法

依照灰色系统理论中的灰色多目标局势决策原理，设多点区域试验共有a1、a2、…，a12个棉花品种，构成品种集A =｛a1、a2、…，a12｝，有b1、b2、…，b7个试验地点（环境），分别代表不同的生态类型，构成环境集B =｛b1、b2、…，b7｝，则各个品种与环境不同的二元组合便构成布局集S。S = A×B = Sij（aibj）（ai∈A，bj∈B，i =1，2，…，12；j =1，2，…，7），uij（k）是某品种在某地点第k个性状的观测值，再将其转化为效果测度值，具体做法一般有以下3种情况：（1）对某一观测性状值若希望越大越好，则利用上限效果测度值公式：rij（k）= uij（k）/ max max｛uij（k）｝，式中的分母表示在第k个性状所有观测值中的最大值。（2）对某一观测性状值若希望越小越好，则利用下限效果测度值公式：rij（k）= min min｛uij（k）｝/ uij（k），式中的分子表示在第k个性状所有观测值中的最小值。（3）对某一观测性状值若希望其适中，即不大也不小，则采用适中效果测度值公式：rij（k）= ui0j0（k）/〔ui0j0（k）＋|uij（k）－ui0j0（k）|〕，式中ui0j0（k）为第k个性状的指定效果适中值。

上限效果测度值反映效果样本值与最大效果样本值的偏离程度，下限效果测度值反映效果样本值与最小效果样本值的偏离程度，适中效果测度值反映效果样本值与指定的效果适中值的偏离程度。

将多目标问题单目标化，将每个单目标局势在多目标下的效果测度值按以下公式计算其综合效果测度值rij。

rij= 1/5∑wi* rij（k），式中wi为目标k的决策权，且和为1。

根据现有观测值构造各观测性状的效果测度值：（1）霜前皮棉产量：在现有生产力条件下棉花的产量指标越高越好，故对产量性状采用上限效果测度值；

（2）生育期：既不能太长也不能太短，在北疆地区以125 d左右为宜，故采用适中效果测度值；（3）株高：过高过低都不好，株高在70 cm左右较为适宜，应采用适中效果测度值；（4）收获株数：根据北疆地区现阶段棉花生产的实际情况，在生产上收获株数以14 500株/667 m2左右较为适宜，对其采用适中效果测度值；（5）单株果枝数：单株果枝台数越多越好，宜采用上限效果测度值；（6）单株成铃数：在收获株数确定的情况下，单株成铃数越多产量就越高，故对其采用上限效果测度值；（7）结铃率：结铃率高表示结铃性强，宜采用上限效果测度值；（8）单铃重：根据有关测定及研究成果，单铃重过高易造成棉花贪青晚熟，稳产性变差，在北疆地区棉花单铃重在5.5 g左右较为适宜，对其采用适中效果测度值；（9）衣分率：根据有关试验研究，棉花衣分与纤维长度呈负相关，在本地区以43%左右较适宜，故对衣分采用适中效果测度值；（10）霜前花率：霜前花率越高，霜后花就越少，宜采用上限效果测度值。

表1　棉花各参试品种各试验地点各性状观测值

续表

结合北疆地区生产需要及育种经验，各目标性状的权重系数分别为：霜前皮棉产量0.25、667 m2收获株数0.1、单株成铃数0.1、结铃率0.1、霜前花率0.1、单株果枝数0.08、衣分率0.08、株高0.07、生育期0.06、单铃重0.06。以上之和为1。

根据以上计算公式，所求出的综合效果测试矩阵见表2。

表2　综合效果测试矩阵

2　结果与分析

在表2综合效果测试矩阵中，依列进行决策分析，综合效果测度值较大，表示某棉花品种在某地点表现较好，适宜种植；若综合效果测度值较小，表明该品种在某地点表现较差，不适宜种植。从表2可知，在博乐试验点，Y35 - 48综合效果测度值最大，为0.158 2，其次是石1402，为0.156 9，再次是Y36 -12，为0.154 2，表示在博乐试验点种植Y35 - 48、石1402和Y36 - 12表现较好。在新湖总场试验点，金垦25 -19综合效果测度值最大，为0.158 8，其次是新陆早59号，为0.158 2，再次是新陆早60号，为0.154 8，表明在新湖总场试验点种植金垦25 - 19、新陆早59号和新陆早60号表现较好。在一二三团试验点，金垦25 - 19综合效果测度值最大，为0.169 3，其次是新陆早60号，为0.168 8，再次是Y35 - 48，为0.167 6，表明在一二三团试验点种植金垦25 - 19、新陆早60号和Y35 - 48表现较好。在一二五团试验点，Y36 - 12综合效果测度值最大，为0.182 6，其次是Y35 - 48，为0.181 6，再次是新陆早59号，为0.176 2，表明在一二五团试验点种植Y36 -12、Y35 - 48及新陆早59号表现较好。在一二一团试验点，Y36 - 12综合效果测度值最大，为0.178 6，其次是Y35 - 48，为0.170 2，再次是新陆早62号，为0.158 7，表明在一二一团试验点种植Y36 - 12、Y35 - 48及新陆早62号表现较好。在一四八团试验点，Y36 - 12综合效果测度值最大，为0.176 7，其次是Y35 - 48和新陆早36号，为0.173 7，表明在一四八团试验点种植Y36 - 12、Y35 - 48和新陆早36号表现较好。在石河子试验点，石1402综合效果测度值最大，为0.158 6，其次是Y36 - 12，为0.157 1，再次是Y35 - 48，为0.155 3，表明在石河子试验点种植石1402、Y36 - 12和Y35 - 48表现较好。

3　小结

本试验结果表明，Y36 - 12、Y35 - 48这2个棉花新品种在7个试验点中的6个试验点（新湖总场除外）表现均较好，适宜种植。

利用灰色系统理论中的多目标局势决策方法对棉花品种区域试验结果进行综合评估，能对各参试品种的多个观测性状指标进行分析，可较为全面地反映各参试品种的综合表现［2］，这种分析方法不仅能够筛选出各个试验点表现最优的棉花新品种，而且还能为各个不同生态区提供与其相适应的品种，并对参试品种的多个目标性状进行综合评价，为棉花品种审定提供了一种比较客观的量化分析方法。

参考文献

［1］刘金山.2014年兵团北疆早熟陆地棉新品种区试总结［R］.兵团种子管理总站，2014.

［2］马洪文，殷延勃，强爱玲，等.灰色局势决策在水稻区试中的应用［J］，种子世界，2001（10）：25-27.

收稿日期：2016—03—14