基于灰色关联度分析和DTOPSIS法对皖北水稻品种的综合评价

摘要 ［目的］为筛选出适应皖北地区种植的水稻品种，同时为水稻新品种的育种、精准定位推广提供依据。［方法］以17个水稻品种的21个性状为试验材料，采用基于灰色关联度分析法和DTOPSIS法对水稻品种的适应性进行全面的综合评价，分析比较品种间的差异。［结果］灰色关联度分析法和DTOPSIS法都能对水稻新品种进行较全面综合评价，准确反映品种的优劣。2种方法的综合评价结果存在差异。在赋予相同权重的情况下，灰色关联度分析结果显示，参试水稻品种与理想品种之间的关联度εt（k）值的最大差异率为26.7%；DTOPSIS法分析结果显示，参试品种与理想解的相对接近度Gi值，其最大差异率为70.0%。最大差异率从大到小依次为 Gi值、εt（k）值、 产量差异。DTOPSIS法更能体现品种间的差异和反映品种优劣，较灰色关联度分析法更适合用于水稻新品种的综合评价。［结论］韵两优丝苗、赞两优570、悦两优2646和韵两优332这4个优良品种在皖北适应性、稳定性、丰产性和抗病性均较好，可进一步试验、示范及推广。DTOPSIS法是综合评价皖北新水稻品种优劣的好方法。

关键词 水稻；灰色关联度分析；DTOPSIS法；综合评价

中图分类号 S-3   文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）12-0034-08

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.008

Comprehensive Evaluation of Rice Varieties in Northern Anhui Based on Grey Correlation Analysis and DTOPSIS Method

YE Quan-zhou1，LIANG Zhen-wei2，LIU Da-cun2

（1.Shenzhen Wugu Network Technology Co.，Ltd.，Shenzhen，Guangdong 518055;2.Shenzhen Fengnong Digital Intelligence Agricultural Technology Co.，Ltd.，Shenzhen ，Guangdong 518055）

Abstract ［Objective］ To select rice varieties suitable for planting in northern Anhui，and  to provide a basis for breeding， precise positioning and promotion of new rice varieties.［Method］ Two methods of grey correlation analysis and DTOPSIS were applied to comprehensively evaluate the adaptability of 17 rice varieties including 21 characters.The differences among varieties were analyzed and compared.［Result］ The gray correlation analysis method and DTOPSIS method could make comprehensively and integrative evaluations of new rice varieties and accurately reflect their advantages and disadvantages of varieties.And the results of the two methods differed.Under the case of giving the same weights，the results of the gray correlation analysis showed that the correlation coefficient εt （k） differed among the participating rice varieties and the ideal variety，and its maximum difference rate was 26.7%.The results of DTOPSIS method analysis showed that the relative proximity factor Gi differed among the participating rice varieties and the ideal variety，and its maximum difference rate was 70.0%.The maximum difference rate was in the order of Gi > εt（k） > yield difference.It indicated that the DTOPSIS method could reflect the differences among varieties and reflect the advantages and disadvantages，and was more suitable for the comprehensive evaluation of new rice varieties，comparing to the gray correlation analysis.［Conclusion］The four excellent rice varieties of Yunliangyousimiao，Zanliangyou 570，Yueliangyou 2646 and Yunliangyou 332 had better adaptability，stability，yield and disease resistance in northern Anhui.And these four varieties could be considered for further test，demonstration and promotion.The DTOPSIS method was a reasonable method to comprehensively evaluate the advantages and disadvantages of new rice varieties in northern Anhui.

Key words Rice;Grey correlation analysis;DTOPSIS method;Comprehensive evaluation

基金项目 广东省现代农业产业园项目（GDSCYY2022-046）；深圳市科技计划项目（CJGJZD20210408092401004）。

作者简介 叶全洲（1968—），男，湖北襄阳人，中级工程师，从事作物栽培学和数字农业研究。

收稿日期 2023-08-15

水稻（Oryza sativa L.）是我国的主要粮食作物之一。我国约有2/3的人口以大米为主食，常年稻谷消费总量保持在2亿t左右。 水稻在保障我国粮食安全中起着至关重要的作用［1］。安徽省地处暖温带与亚热带的过渡地带，依据地理位置、光温水土资源、 耕作制度、品种类型及生产条件等状况，其水稻种植区域可划分为5个稻作区，包括沿江双、单季稻作区，江淮丘陵单、双季稻过渡区，沿淮淮北单季稻作区，大别山地单、双季稻作区和皖南山地单、双季稻作区；南北过渡地带的地理位置和多样性的生态条件，形成了安徽省水稻品种的多样性 ［2］。生态环境多样性和复杂的气候条件增加了育种和种植的风险，因此对新品种进行综合评价很有必要。近年来，各地审定公布的水稻品种不断增加，为了更合理地应用新品种，达到丰产、稳产的目的，同时降低种植的风险，种植者需要全面了解品种特性、耕作环境条件及方法才能发挥种子的最大效益。水稻品种评价取决于多种性状的表现，如何准确客观对水稻品种进行评价就显得尤为重要，这也是现代育种的一个重要环节［3］。国内外综合评价方法大致可分为定性评价、定量评价和组合评价三大类，多种评价方法使用能够取长补短，增强评价结果的稳健性［4-6］ 。品种评价应用较多的方法有隶属函数法、主成分分析法、聚类分析法、同异分析法和相关性分析法等［7-11］，这些评价方法已应用于甜菜、小麦、大豆、棉花、水稻、花生、玉米、油菜、烟草、葡萄等作物［12-21］。DTOPSIS 法是近年来被广泛应用的一种新的综合评价方法，该方法广泛应用在多目标决策分析中，其根据理想化目标的接近程度对评价对象的有限个数进行排序，对现有对象进行相对好坏评价［22］。实际育种工作中大多数是通过基于方差分析等方法，对产量这个单一性状进行评价，存在结果误差大，不能公平客观评价品种的真实情况，导致误判，一些优良的品种得不到应用及推广。安徽五河生态环境多样，气候条件复杂，生态环境差异明显，对水稻品种适应性要求更高，规避引种风险，对品种进行全面评价很有必要。灰色关联度分析和DTOPSIS 法虽然被广泛应用，但实际应用于皖北水稻品种综合评价上却很少报道。鉴于此，笔者将灰色关联度分析融入 DTOPSIS 法并应用于皖北水稻品种综合评价中，对17个具有代表性的水稻品种分析对比，筛选出综合性状优良且适应在皖北地区种植的水稻种质资源。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验于2022年在安徽省蚌埠市五河县五河镇大于村进行，试验地地势平坦，排灌方便，土质为壤土，肥力中等，前茬为空闲田。

1.2 试验材料

参试水稻品种选用韵两优128、亮两优534等17个中稻品种，其中徽两优898为对照品种，参试品种均购买自湖南隆平种业有限公司（表1）。

1.3 试验方法

试材种植管理统一按照NY/T 1300—2007《农作物品种区域试验技术规范 水稻》［23］执行。5月11日播种，薄膜湿润育秧，6月11日移栽，每小区面积13.3 m2，四周设保护行，栽植株行距为16.6 cm×29.9 cm ，田间管理同常规大田。

水稻品种性状调查按照韩龙植等［24］报道的方法进行，分别于苗期、分蘖期、成熟期进行田间观察测量，记录每个品种的基本苗数、有效穗数、生育期、株高、倒伏程度、抗病性、产量、成熟期。每小区取10株有代表性植株进行室内考种，记录每穗粒数、结实率、穗长和千粒重，计算各小区产量，数据重复3次取平均值。

米质等级按照NY/T 83—2017《米质测定方法》执行［25］。整精米率按照NY/T 593—2013《食用稻品种测定方法》执行［26］。垩白粒率、垩白度按照NY/T 2334—2013《稻米整精米率、粒型、垩白粒率、垩白度及透明度的测定图像法》执行［27］。胶稠度按照GB/T 22294—2008《粮油检验大米胶稠度测定方法》执行［28］。直链淀粉含量按照NY/T 2639《稻米直链淀粉的测定分光光度法测定》执行［29］。稻瘟病按照DB43/T 319—2006《水稻抗稻瘟病鉴定及评价方法》执行［30］。白叶枯病抗性按照DB34/T 2810—2017《水稻白叶枯病抗病性鉴定技术规程》执行［31］。稻曲病抗性按照DB34/T 2811—2017《水稻稻曲病抗病性鉴定方法》执行［32］。褐飞虱抗性按照GB/T 15794—2009《稻飞虱测报调查规范》执行［33］。倒伏程度按照DB34/T 3122—2018《水稻主要气象灾害调查技术规范》执行［34］，分别统计测定结果。

1.4 数据处理

采用DTOPSIS法和灰色关联度分析法对试验数据进行处理和分析。按照夏来坤等［35］报道的评价方法对数据进行无量纲化处理；根据刘丽娟等［36］报道的方法，将DTOPSIS法综合评价的21个性状指标分为3类；按照邓聚龙［37］报道的灰色系统理论公式计算关联系数和加权关联度；分析软件为 Excel 2019 和SPSS 20.0。DTOPSIS法分析详细步骤参照文献［36］报道的方法。

2 结果与分析

2.1 DTOPSIS法对新品种的适应性评价分析

2.1.1 新品种性状的比较矩阵和无量纲化处理。

根据17个参试水稻品种的21个性状指标构建评价矩阵（表2）。17个水稻品种评价性状分别为倒伏程度、有效穗数、每穗粒数、穗长、结实率、千粒重、产量、整精米率、垩白粒率、长宽比、垩白度、胶稠度、直链淀粉含量、米质等级、生育期、株高、稻瘟病损失率、稻瘟病综合指数、白叶枯抗性、稻曲病抗性、褐飞虱抗性。进一步对评价矩阵结果进行计算，得到表3。由于21个性状各有不同的计量单位，因而原始数据存在量纲和数量级上的差异，不同的量纲和数量级不便于比较，或者比较时难以得出正确结论。因此在进行计算之前，通常对原始数据进行无量纲化处理，将用于DTOPSIS法综合评价的21个性状指标分为3类。正向指标14个，包括倒伏程度、有效穗数、每穗粒数、穗长、结实率、千粒重、产量、整精米率、垩白粒率、长宽比、垩白度、胶稠度、直链淀粉含量、米质等级，该类性状作为育种目标，指标值越大越好；中性指标2个，包括全生育期和株高，指标值要求适中；负向指标5个，包括稻瘟病损失率、稻瘟病综合指数、白叶枯抗性、稻曲病抗性、褐飞虱抗性，指标值要求越小越好。