果蔗新品系品比试验及DTOPSIS法综合评价

肖 祎，陈道德，廖红香，张翠苹，吕 达，刘 军，周英明

(四川省植物工程研究院，四川资中641200)

0 引言

甘蔗品比试验是甘蔗新品种选育的重要环节，既可为将来的品种登记及推广提供重要依据，又可扩繁甘蔗种。甘蔗是典型的多年生宿根作物，凡冬季0～20 cm土层温度不低于0℃，都可以进行宿根蔗的栽培。四川盆地是典型的亚热带季风气候，其最突出的特征是冬季最冷月平均气温在 0℃以上，因此四川具备栽培宿根蔗的有利条件。栽培宿根蔗具有节省蔗种、减少劳力、调节农事、加快良种繁殖等优点，因此其在甘蔗生产中得以广泛应用。为深入了解果蔗新品系的新植及宿根特性，我们进行了1年新植1年宿根品比试验。

果蔗的多个性状指标之间参考标准不同，难以找到各性状都优秀的目标品种，因此需要对品种(系)进行综合评价，以筛选出综合性状表现优秀的品种。姚兴涛等提出的动态多目标决策的 DTOPSIS(Dynamic Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Soluation)法是对农村经济多指标的综合评判方法[1]，后来在多种作物中成功引用此法对作物进行综合评价[2-8]，在甘蔗品种选育中也得到成功应用[9-13]。

1 材料与方法

1.1 参试品种(系)及试验设计

试验地在四川省植物工程研究院试验基地，参试品种(系)为川糖 12-1159、川糖 12-1144、川糖09-1116、川糖10-2099、川糖10-2183、川蔗13号、粤糖58-489和华南54-11，后3者为对照品种。川蔗13号和粤糖58-489为糖果兼用型甘蔗品种(系)，华南54-11为果蔗品种，其中粤糖58-489因在泸州和乐山等甘蔗种植区应用较广而设为对照。

试验采用随机区组设计，3次重复，4行区，行长5.56 m，行宽1.20 m，小区面积26.68 m2。重复间设走道，走道宽0.70 m，周围设保护区。试验采用育苗移栽方式，移栽苗量为45苗/行。

1.2 分析方法

分析方法采用姚兴涛提出的DTOPSIS法[1]。以成茎率、茎径、株高、田间锤度、产量、口感、枯心率、空蒲心及倒伏等9个性状作为综合评价的指标。其中，前6个性状为正向指标，后3个性状为逆向指标。

1.2.1 原始数据无量纲化

将原始数据进行无量纲化以便于直接比较，原始数据无量纲化处理后得矩阵。正向指标无量化公式为Zij=Yij/Yimax，Yimax=max(Yij)；逆向指标无量化公式为Zij=Yimin/Yij，Yimin=min(Yij)；其中，公式中i=1、2、3、……8，j=1、2、3……9。

1.2.2 各性状指标权重

根据果蔗的育种目标，将各个性状给予相应的权重系数，根据权重系数可得决策矩阵。权重系数Wj(Wj∈(0，1)，由Rij=Wj×Zij计算得到决策矩阵R。

1.2.3 采用欧几里德范数作为距离的测度，可得正、负理想解的距离Si+和Si-。

根据矩阵R得到各品种(系)性状的正理想解Xj+和负理想解Xj-数列。

式⑴⑵中，i=1、2、3……8，j=1、2、3……9。

采用欧几里得范数作为距离的测度，得出各品种(系)与正理想解的距离(Si+)与负理想解的距离(Si-)。

式⑶⑷中，i=1、2、3……8，j=1、2、3……9。1.2.4 计算各品种对理想解的相对接近程度Ci

式⑸中，各品种Ci值越大，综合性状越优秀，i=1、2、3……8。

2 结果与分析

2.1 农艺性状

从表1可知，参试品种(系)的存活率均达 90%以上，移植存活率较高。川糖 10-2099的移植存活率与CK1和CK3一样，比CK2低1.67%，其余参试品系的移植存活率均低于3个对照。总体来讲，参试品种(系)的移植存活率较高，适合移植。

参试品种(系)的发株率差异较大。川糖12-1159的发株率为88.30%，高于CK1而低于CK2和CK3；川糖12-1144的发株率为最高(158.80%)，高于3个对照；川糖09-1116的发株率为最低(73.00%)，低于3个对照；川糖10-2099的发株率为108.30%，高于CK1和CK2而低于CK3；川糖10-2183的发株率为86.70%，高于CK1而低于CK2和CK3。

参试品种(系)的分蘖率宿根普遍高于新植。川糖 12-1159和川糖 10-2099的平均分蘖率分别为46.03%和67.19%，均不及CK1而高于CK2和CK3；川糖12-1144的平均分蘖率为42.81%，不及CK1和CK2而高于CK3；川糖09-1116的平均分蘖率最低为22.47%，低于3个对照；川糖10-2183的平均分蘖率最高为88.15%，高于3个对照。

参试品种(系)的成茎率宿根普遍高于新植。川糖 12-1159和川糖 12-1144的平均成茎率分别为59.13%和58.17%，低于3个对照；川糖09-1116和川糖 10-2183的平均成茎率分别为 71.24%和72.47%，高于3个对照；川糖10-2099的平均成茎率为63.27%，高于CK1和CK3而低于CK2。

参试品种(系)的株高宿根普遍高于新植。川糖12-1159、川糖12-114和川糖09-1116的平均株高分别为176.05、157.10和172.00 cm，均不及3个对照；川糖 10-2099和川糖 10-2183的平均株高分别为207.20和203.15 cm，不及CK1和CK2而高于CK3。

参试品种(系)的茎径新植普遍大于宿根。川糖12-1159和川糖 12-1144的平均茎径分别为 3.50和3.26 cm，大于3个对照；川糖09-1116的平均茎径为3.09 cm，与CK3相当而大于CK1和CK2；川糖10-2099和川糖10-2183的平均茎径分别为2.88和2.92 cm，小于3个对照。

2.2 产量性状

表1 参试品种(系)农艺性状调查表

从表2可知，川糖 12-1159、川糖 10-2183和CK2的单株重宿根优于新植；其余品种(系)的单株重是新植优于宿根。川糖 12-1159和川糖 10-2183的平均单茎重分别为1.69、1.52 kg/条，高于3个对照；川糖12-1144和川糖10-2099的平均单株重分别为1.31、1.24 kg/条，低于3个对照；川糖09-1116的平均单株重为1.48 kg/条，高于CK1和CK3而低于CK2。

川糖12-1159和川糖09-1116的有效茎数新植优于宿根；其余品种(系)的有效茎数是宿根优于新植。川糖12-1159和川糖09-1116的平均有效茎数分别为45476.5、38755.0株/hm2，低于 3个对照；川糖12-1144的平均有效茎数为 52794.0株/hm2，低于CK1和 CK2而高于 CK3；川糖 10-2099和川糖10-2183的平均有效茎数分别为 66348.0、72164.5株/hm2，高于3个对照。

川糖12-1159、川糖09-1116、川糖10-2099和CK1的甘蔗产量新植优于宿根；其余品种(系)的甘蔗产量是宿根优于新植。川糖 12-1159和川糖12-1144的平均甘蔗产量分别为76855.29、68896.17 kg/hm2，仅高于 CK3，比 CK3分别增产 13.06%和1.35%；川糖 09-1116的平均甘蔗产量为 57163.63 kg/hm2，低于 3个对照；川糖 10-2099的平均甘蔗产量为82271.52 kg/hm2，高于CK1和CK3而低于CK2，比CK1和 CK3分别增产 1.92%和 21.02%；川糖10-2183的平均甘蔗产量为109690.04 kg/hm2，高于 3个对照，比 CK1、CK2和 CK3分别增产35.88%、12.12%和61.36%，增产效果显著。

2.3 田间锤度

从表2可知，参试品种(系)的田间锤度宿根普遍高于新植。川糖12-1159和川糖10-2183的11月平均田间锤度分别为14.99%和16.11%，低于3个对照；川糖12-1144和川糖09-1116的11月平均田间锤度分别为16.74%和16.88%，高于CK1而低于CK2和 CK3；川糖 10-2099的 11月平均田间锤度为19.61%，高于3个对照。

川糖12-1159、川糖09-1116和川糖10-2183的12月平均田间锤度分别为 17.25%、17.31%和17.36%，低于3个对照；川糖12-1144的12月平均田间锤度为18.58%，高于CK1和CK3而低于CK2；川糖10-2099的12月平均田间锤度为20.53%，高于3个对照。

表2 参试品种(系)产量及田间锤度调查表

2.4 抗逆性

从表3可知，参试品种(系)的枯心率新植高于宿根，总体枯心率较低，抗螟虫力较强。川糖12-1159、川糖10-2099和川糖10-2183的平均枯心率分别为1.27%、0.95%和1.20%，低于3个对照；川糖12-1144的平均枯心率为2.12%，高于3个对照；川糖09-1116的平均枯心率为1.69%，低于CK1而高于CK2和CK3。

参试品种(系)的田间调查中均未发现黑穗病、梢腐病、嵌纹病和褐条病，抗病力较强。川糖10-2183的新植蔗未发生倒伏，而宿根蔗中有部分半倒伏的现象发生。其余品种(系)未发生倒伏；川糖10-2099的蔗茎有轻蒲，其余品种(系)无空蒲心。

2.4 DTOPSIS分析

表3 参试品种(系)抗逆性调查表

2.4.1 原始数据及无量纲化

本试验中所有参试品种(系)的抗病性均较强，表现一致，因此未纳入DTOPSIS分析。根据选育高产优质果蔗新品种的育种目标，本试验采用成茎率、茎径、株高、田间锤度、产量、口感、枯心率、空蒲心及倒伏等9个性状进DTOPSIS分析。原始数据为新宿平均值，根据育种目标赋予各性状指标权重，见表4。无量纲化见表5。

2.4.2 建立决策矩阵R

由Rij=Wj×Zij计算得到决策矩阵R(见表6)。

2.4.3 正负理想解数列

根据决策矩阵R得到各品种(系)性状的正、负理想解数列：

2.4.4 各品种(系)理想解相对接近度(Ci)

根据DTOPSIS法分析原理，Ci值越大，其综合性状越好。从表7可知，CK2的Ci值最大，综合性状最好，无新品系优于 CK2。参试新品系中川糖10-2183的Ci值为 0.68073，居第 2位，优于 CK1和 CK3；川糖 12-1159的Ci值为 0.54343，居第 4位，仅优于CK3；其余品系的Ci值均不及3个对照，综合性状不及对照。

3 讨论

表4 参试品种(系)主要性状平均值及权重系数

表5 参数品种(系)主要性状无量纲化处理结果

表6 DTOPSIS法规范决策矩阵R

表7 DTOPSIS法计算结果

⑴参试品种(系)的分蘖率、成茎率、株高和田间锤度等性状表现出宿根优于新植，而茎径表现为新植优于宿根。从产量来看，川糖 10-2183和川糖12-1144的宿根比新植的产量高，生产中较适合留宿根；川糖12-1159、川糖09-1116和川糖10-2099的新植比宿根产量高，生产中较适合每年新植。从抗逆性来看，参试品种(系)的新植和宿根均表现较好。

⑵DTOPSIS法在甘蔗的综合评价中已有成功的应用，本次试验中口感被赋予了最高的权重0.2，是因为作为果蔗首先要口感好，嚼之泡、脆，蔗渣成团，才会吸引市场；茎径、株高、田间锤度和产量被赋予了较高的权重 0.15，是因为果蔗不仅要口感好，而且需甜味足、外观漂亮、产量高才能获得更高的经济效益。参试品种(系)的抗病性均较强，且表现一致，因此未列入 DTOPSIS分析的性状指标。将枯心率、空蒲心和倒伏作为逆向指标，是希望选育出抗逆性强且实心的优良果蔗品种。

⑶川糖 10-2183和川糖 12-1159是本次试验中表现较好的新品系。川糖10-2183口感好，食之泡、脆，甜味足，外观漂亮，中茎、实心，产量高，抗逆性强，宿根蔗有轻微的倒伏；川糖 12-1159口感好，食之泡、脆，甜味足，外观漂亮，大茎、实心，产量较高，抗逆性强。此2个品系有较好的市场前景，可进入示范和区域试验。

4 结论

综上所述，川糖 12-1159与川糖 10-2183这 2个果蔗新品系综合性状较好，可考虑进一步区域试验和示范试验，以培育出新的高产优质果蔗新品种。