利用DTOPSIS法综合评价香蕉新品种

岑庆宋杨廷东李文教吴兰芳潘廷由何兰线韦保特

(1.广西农业科学院百色分院，广西 百色 533612；2.百色市农业科学研究所，广西 百色 533612)

香蕉产业作为广西特色水果支柱产业之一，对推动脱贫攻坚意义重大。近年来，香蕉枯萎病在广西不断扩展蔓延，导致香蕉种植面积日益缩减，选育良种已刻不容缓[1]。传统香蕉育种一般以品种产量指标为核心，然后进行方差或者新复极差法分析，通过显著性来评判品种的优劣。事实上，这种方法过于依赖某一指标，不能全面地反映品种的综合性状。在品种评价方面，DTOPSIS法已经被广泛应用于棉花、油菜、水稻、玉米、番茄等作物的品种选育工作[2-6]，并取得了良好效果，为新品种综合性状评价提供了新的途径。本文将首次尝试在香蕉育种上应用DTOPSIS法，对15个新品种进行系统筛选，为新品种推广应用提供指导，为水果品种选育提供新的参考方法。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于百色市农业科学研究所那生片基地，总面积0.9km2，其中，中蕉系列0.67km2，桂蕉系列0.23km2。试点的地理位置为N106°31′，E23°25′，海拔为105m，属亚热带季风气候区，全年平均气温22℃，年降雨量1100mm，土壤肥力中上，阳光充足。

1.2 参试品种

1.3 试验方法

中蕉系列种植时间为2015年9月1日，桂蕉系列种植时间为2015年10月23日。密度均为1950株·km-2，2018年7月中旬留吸芽，培养母株。测产方法为在收获时对各供试品种取5株进行实收测产，记载实产数据，计算单位面积产量。田间管理方式采用水肥一体化、抹花、垫把、套袋、防倒、防寒、病虫害综合防控等技术进行管理。

1.4 分析方法

1.4.1 建立评价矩阵A

主要评价15个品种，分别为“中蕉3号”、“中蕉4号”、“中蕉6号”、“中蕉9号”、“南天黄”、“巴西蕉”(CK)、“粉蕉”、“G9-4”、“G9-5”、“G9-6”、“G9-10”、“LG”、“LR”、“K”和“桂蕉1号”，编号分别为i=1，2，3，……，15。10个性状指标，分别为单株产量、果梳数、茎围、单位面积产量、果指数、果指长、青叶数、果指粗、株高和单果重，编号分别为j=1，2，3，……，10，利用这些数据按公式(1)建立评价矩阵A，具体见表1。

表1 参试香蕉新品种性状表现

1.4.2 建立无量纲化处理后的矩阵Z

根据试验目标，确定好正向指标列、中性指标列和负向指标列，并分别进行无量纲化处理。

正向指标公式：

Zij=Yij/Yimax

(1)

式中，Yimax=max(Yij)，max代表最大值。

按照储存车辆数量可以将立体车库分为大型立体车库和小型立体车库两大类。本设计是存储车辆数量较少的双层六位小型车库，运动距离小且运动周期短，所以选用托盘作为承载容器。

中性指标公式：

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

(2)

式中，Yj0代表第j个性状目标值；abs代表绝对值。

负向指标公式：

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个品系第j个性状无量纲化处理后的对应值。

根据香蕉育种目标和相关关系，10个性状(j)中，正向指标有4个，分别是单株产量、果梳数、茎围、单位面积产量和果指数；负向指标有2个，分别是株高和单果重；中性指标有3个，分别是果指长、青叶数和果指粗。根据香蕉育种目标，将参试品种各性状赋予权重。其中，各权重值的总和为1，具体见表2。

表2 无量纲化处理结果

1.4.3 计算决策矩阵R、理想解数列

表3 Dtopsis法决策矩阵及正负理想解数列

1.4.4 计算关联度

计算出各品种与正理想解的距离(S+i)和负理想解的距离(S-i)，并采用欧几里德范数作为距离的测度，并计算关联度数值(Ci值)，关联度值越大则综合性状越好，具体见表4。

表4 DTOPSIS计算结果

2 结果分析

根据参试品种的Ci值越大，综合性状越好。由表4可知，“中蕉9号”的Ci值排第1，大于排第2的“巴西蕉”(CK)。这个排名也吻合其单位面积产量和果指数均排名第1的情况，说明该方法是科学合理的。事实上，“中蕉9号”是广东省农业科学院果树研究所选育出来的优质高产香蕉新品种，在田间表现不感尖孢镰刀菌引起的枯萎病。近年来，“中蕉9号”经过在广西、海南等地的示范推广结果表明其产量、果实品质和抗病性等表现均优于“巴西蕉”、“桂蕉1号”等传统主栽品种[7,8]，但“中蕉9号”风味较为独特，与传统“香牙蕉”有一定区别，是否为广大消费者接受还有待验证，加之该品种的生育期偏长，限制了品种的推广[7]。本次试验结果从品种选育的角度分析，“中蕉9号”值得在百色蕉区进一步试验、示范、推广，对丰富百色蕉区的香蕉品种结构，避免香蕉生产栽培品种过于单一化，加快抗病品种和健康种苗的应用都有十分重要的利用价值；而从品种应用的角度分析，笔者认为对于一个新育成的具有诸多优良性状的香蕉品种研究，不能片面关注品种的鲜食性，还应关注品种的加工性，如香蕉粉、香蕉脆片、香蕉果酱、香蕉软糖等的加工与利用。

3 讨论

香蕉品种异地鉴定目的是检测香蕉新品系在不同生态区的产量、抗病、抗逆和适应性的综合表现。由于产量始终是育种者关注的焦点，而产量是品种各性状相互作用的结果，若仅以产量或其它某一性状的表现对品种进行评价，尤其是产量等数量性状在统计过程中出现误差时，就会对评价结果造成影响。选取恰当的性状以及合理的权重对品种评价的客观性十分重要，为了减少分析偏差，品种试验人员也应根据当地的气候、土壤和管理条件作出适当调整。由于本次试验香蕉品种未明显遭受病害或逆境胁迫，对参试品种各性状的评价也只限百色区域的一个观察点，还应进行多点、多年试验，更应注重品种在病区的综合表现，为品种推广提供较为科学的依据。此外，本试验第一次尝试在香蕉育种上应用动态排序法DTOPSIS，这将为今后的水果品种选育提供新的参考方向。