馮勝利 陳魏濤 唐震超 馬曉江 朱家輝 韓俊偉

摘? ? 要：利用DTOPSIS法對(duì)新疆棉花早中熟區(qū)試品種作出更合理地分析評(píng)價(jià)。以2020年新疆自治區(qū)棉花早中熟品種區(qū)域試驗(yàn)40個(gè)參試品種調(diào)查數(shù)據(jù)為資料，利用DTOPSIS法進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，初步研究了該方法在新疆棉花早中熟區(qū)試品種評(píng)價(jià)應(yīng)用。結(jié)果表明：DTOPSIS法比只用產(chǎn)量進(jìn)行分析更為合理，將各品種的性狀指標(biāo)歸納為統(tǒng)一的量化綜合指標(biāo)可以反映各品種的穩(wěn)定程度；在40個(gè)參試品種，中塔河7號(hào)、新827、禾棉AW5的C_i值相對(duì)較高，綜合性狀良好與實(shí)際表現(xiàn)一致。綜上所述，利用DTOPSIS法評(píng)價(jià)棉花早中熟區(qū)試品種可以較全面地分析出棉花品種的適應(yīng)性，有效提高新品種推廣的成功率。

關(guān)鍵詞：新疆棉花；DTOPSIS；綜合評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S562? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2024.01.008

Research on Comprehensive Evaluation of Xinjiang Cotton Early and Middle Maturity Regional Trial Varieties Based on DTOPSIS Method

FENG Shengli1， CHEN Weitao1， TANG Zhenchao1， MA Xiaojiang1， ZHU Jiahui2，HAN Junwei1

（1.Agricultural Science Research Institute of the Second Division of Xinjiang Production and Construction Corps， Tiemenguan， Xinjiang 841005， China; 2.Institute of Economic Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumq， Xinjiang 830091， China）

Abstract： Using DTOPSIS method to make more reasonable analysis and evaluation of early and medium maturing cotton varieties in Xinjiang regional trials.Based on the survey data of 40 participating varieties in the 2020 Xinjiang Autonomous Region cotton early and medium maturing regional trial，the DTOPSIS method was used for comprehensive analysis and evaluation.The preliminary study investigated the application of this method in the evaluation of early and medium maturing cotton regional trial varieties in Xinjiang. The results showed that the DTOPSIS method was more reasonable than analyzing only production volume，summarize the trait indicators of each variety into unified quantitative comprehensive indicators， and it could reflect the stability of various varieties. Among the 40 tested varieties ，Tahe 7，Xin 827， and Hemian AW5 had relatively high C_ivalues and good overall traits，consistent with actual performance.In conclusion， using DTOPSIS method to evaluate cotton early and middle maturing regional trial varieties could comprehensively analyze the adaptability of cotton varieties and effectively improve the success rate of new variety promotion.

Key words： Xinjiang cotton; DTOPSIS; comprehensive evaluation

棉花品種綜合評(píng)價(jià)是育種工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的棉花新品種的綜合評(píng)價(jià)多以產(chǎn)量因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其余性狀因素如生育期、果枝始節(jié)位、株高、果枝數(shù)、籽指、霜前花率、品質(zhì)纖維整齊度、伸長率、紡紗均勻指數(shù)等許多重要性狀指標(biāo)僅供參考，會(huì)影響結(jié)果的真實(shí)性和應(yīng)用性。只有對(duì)新品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，選出綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)良的品種才具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。目前棉花品種綜合評(píng)價(jià)有許多方法，如主成分分析法^[1-2]、隸屬函數(shù)法^[2]、灰色關(guān)聯(lián)度法^[1，3]、DTOPSIS 法^[4-7]等，尤其DTOPSIS法常用于農(nóng)作物新品種的綜合評(píng)價(jià)，已在大田作物中應(yīng)用^[8-10]。利用DTOPSIS法篩選適合在廣西地區(qū)種植的馬鈴薯品種^[11]，適合崇左蔗區(qū)推廣種植的甘蔗優(yōu)良新品種（系）^[12]，找到玉米間混作效應(yīng)最優(yōu)間作配型模式，達(dá)到增產(chǎn)增效的作用^[13]。小麥新品系在云南省的適應(yīng)性^[14]DTOPSIS法相對(duì)其他分析方法，對(duì)最終結(jié)果的評(píng)價(jià)法較為準(zhǔn)確，但是分析流程較為繁雜。DTOPSIS在棉花早中熟區(qū)試品種中評(píng)價(jià)應(yīng)用較少。利用DTOPSIS法對(duì)新疆棉花早中熟區(qū)試參試品種進(jìn)行綜合分析，通過DTOPSIS法把區(qū)試品種的各性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，為進(jìn)一步科學(xué)分析評(píng)價(jià)新疆棉花早中熟區(qū)試品種，以期為新疆棉花早中熟區(qū)試提供一種綜合評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)區(qū)試新品種在當(dāng)?shù)氐倪m應(yīng)性及推廣價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料

研究材料為2020年新疆自治區(qū)棉花早中熟品種區(qū)域試驗(yàn)40個(gè)參試品種（表1）。

1.2 試驗(yàn)概況

2020年新疆自治區(qū)早中熟棉花品種區(qū)試點(diǎn)安排在兵團(tuán)第二師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)地。區(qū)試點(diǎn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)為4行區(qū)，小區(qū)面積為20 m²，株、行距配置按照當(dāng)年主栽品種模式，田間灌溉、施肥和病蟲害防治等均按照當(dāng)?shù)胤N植栽培模式進(jìn)行。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

分別測(cè)定統(tǒng)計(jì)分析2020年新疆自治區(qū)早中熟棉花品種的農(nóng)藝性狀：生育期（d）、果枝始節(jié)位 、株高（cm）、果枝數(shù)（臺(tái)）、籽指（g）、霜前花率（%）；產(chǎn)量性狀：單株鈴數(shù)（個(gè)）、鈴質(zhì)量（g）、衣分（%）、籽棉單產(chǎn)（kg·hm^-2）；品質(zhì)性狀：纖維長度（mm）、纖維整齊度（%）、比強(qiáng)度（cN·tex^-1）、馬克隆值、伸長率（%）、紡紗均勻指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

采用Microsoft Excel 2013 軟件處理數(shù)據(jù)，分析方法采用DTOPSIS法。用DTOPSIS法對(duì)棉花品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，此方法與主成分分析法^[1-2]、隸屬函數(shù)法^[2]、灰色關(guān)聯(lián)度法^[1，3]相比較，DTOPSIS法對(duì)棉花品種綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的比較準(zhǔn)確，具體如下：

1.4.1 建立評(píng)價(jià)矩陣A 對(duì)m個(gè)品種（系），n個(gè)性狀指標(biāo)的平均值進(jìn)行處理，建立評(píng)價(jià)矩陣A，計(jì)算公式如下：

1.4.2 數(shù)據(jù)無量綱化處理 將A進(jìn)行無量綱化處理，使之成為規(guī)范矩陣Z，其中Z_ij=

Y_ij/Y_jmax， Y_jmax=max（Y_ij）（正向指標(biāo)計(jì)算公式）（2）

Y_jmin/Y_j， Y_jmin=min（Y_ij）（逆向指標(biāo)計(jì)算公式）（3）

Y_i0/（Y_i0+|Y_i0-Y_ij|）（中性指標(biāo)公式）（4）

式中， i=1，2，………，m；j=1，2， ………，n；Y_i0為性狀目標(biāo)值 。

1.4.3 確定指標(biāo)的權(quán)重 用變異系數(shù)法（Coefficient of variation method）確定指標(biāo)的權(quán)重。

1.4.4 建立決策矩陣R? ? ?建立加權(quán)的規(guī)范化決策矩陣R，其中R_ij=W_jZ_ij是第J個(gè)指標(biāo)權(quán)重。

1.4.5 計(jì)算品種（系）性狀的理想解和負(fù)理想解 品種（系）性狀的理想解為：

按照C_i大小排序，最大者即為最優(yōu)良品種（系），同時(shí)參照理想解與負(fù)理想解，詳細(xì)比較各品種（系）優(yōu)劣。

2 結(jié)果與分析

2.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣

根據(jù)40個(gè)參試棉花早中熟品種的16個(gè)性狀指標(biāo)（表2），構(gòu)建成評(píng)價(jià)矩陣A，參照公式（1）。這16個(gè)評(píng)價(jià)性狀分別為生育期、果枝始節(jié)位 、株高、果枝數(shù)、籽指、霜前花率、單株鈴數(shù)、鈴質(zhì)量、衣分、籽棉單產(chǎn)、纖維長度、纖維整齊度、比強(qiáng)度、馬克隆值、伸長率、紡紗均勻指數(shù)。

2.2 無量綱化處理

正向指標(biāo)：果枝始節(jié)位 、株高、果枝數(shù)、籽指、霜前花率、單株鈴數(shù)、鈴質(zhì)量、衣分、籽棉單產(chǎn)、纖維長度、纖維整齊度、比強(qiáng)度、馬克隆值、伸長率、紡紗均勻指數(shù)，以40個(gè)品種中相應(yīng)性狀指標(biāo)的最大值為分母，分別去除各個(gè)品種該指標(biāo)數(shù)值。逆向指標(biāo)：生育期、馬克隆值，以40個(gè)品種中相應(yīng)性狀指標(biāo)的最小指標(biāo)數(shù)值為分子，各個(gè)品種該性狀指標(biāo)數(shù)值為分母，這樣即得到矩陣Z（表3），參照公式（2）、公式（3）、公式（4）。

2.3 確定指標(biāo)的權(quán)重

用變異系數(shù)法確定指標(biāo)的權(quán)重，參照公式（5）、公式（6）。對(duì)16個(gè)性狀分別賦予的權(quán)重為0.03、0.04、0.11、0.06、0.07、0.08、0.07、0.03、0.03、0.06、0.04、0.01、0.07、0.07、0.14、0.09。

2.4 構(gòu)建決策矩陣

用各指標(biāo)權(quán)重 Wj 去乘 Z的第 j 列得到?jīng)Q策矩陣 R（表4），公式如下：

R_ij=W_jZ_ij（12）

2.5 品種性狀的理想解和負(fù)理想解

根據(jù)公式（7）、公式（8）計(jì)算得到16個(gè)性狀的理想解與負(fù)理想解數(shù)，如下：

X⁺={0.03，0.04，0.11，0.06，0.07，0.08，0.07，0.03，0.03，0.90，0.04，0.01，0.07，0.07，0.14，0.09}（13）

X^-={0.027 5，0.033 2，0.077 2，0.048 6，0.052? 3，0.061 5，0.056 6，0.026 7，0.025 6，0.695 4，0.034 8，0.009 7，0.054 2，0.055 2，0.084 7，0.067 8}（14）

2.6 品種對(duì)理想解的相對(duì)接近度的分析

根據(jù)公式（9）、公式（10）分別計(jì)算得出各參試品種與正負(fù)理想解的距離，根據(jù)公式（11） 計(jì)算得出各參試品種與理想解的相對(duì)接近度（表6）。根據(jù)DTOPSIS法分析原則C_i值越大，表示該品種越接近理想的育種目標(biāo)綜合性狀也就越優(yōu)良。從表5中得出，各品種的C_i值排序與產(chǎn)量排序略有不同。C_i值排序前5位的品種依次為：塔河7號(hào)>中陸棉中3號(hào)>新827>鑫瑞棉6號(hào)>禾棉AW5。其中，塔河7號(hào)的C_i值最大（0.700 8），其產(chǎn)量排名第2；中陸棉中3號(hào)的C_i值排名第2，其產(chǎn)量排名第8；新827的C_i值排名第3，其產(chǎn)量排名第5；禾棉AW5的C_i值排名第5，其產(chǎn)量排名第6。由此可以看出，不同棉花品種的DTOPSIS法的C_i值排序結(jié)果與以產(chǎn)量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)的排序結(jié)果存在一定差異。鑫瑞棉6號(hào)的C_i值排名第4，其產(chǎn)量排名第18，說明這個(gè)品種綜合性狀優(yōu)良，但產(chǎn)量居中；中49的C_i值排名第39，其產(chǎn)量排名第39；富全67號(hào)的C_i值排名第38，其產(chǎn)量排名第30，這兩個(gè)品種綜合性狀較差，產(chǎn)量也較低。C_i值序較后的品種，說明其品種綜合性狀較差，穩(wěn)定性較差受周圍環(huán)境因子的影響較大。

3 討論與結(jié)論

農(nóng)作物的綜合評(píng)價(jià)是一個(gè)多目標(biāo)的決策問題，由于各個(gè)目標(biāo)間沒有統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)目標(biāo)間不能同時(shí)達(dá)到最優(yōu)解。利用DTOPSIS法進(jìn)行評(píng)價(jià)在一定程度上克服了各個(gè)目標(biāo)不能統(tǒng)一的問題，因而可以推廣應(yīng)用于農(nóng)作物新品種的綜合評(píng)價(jià)^[15]。機(jī)采棉的發(fā)展對(duì)棉花品種的要求也越來高，只有選擇綜合性狀優(yōu)良的棉花品種才具有推廣價(jià)值。棉花品種綜合評(píng)價(jià)有許多方法，如主成分分析法、隸屬函數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)度法、DTOPSIS法等，其中DTOPSIS法是一種新型評(píng)價(jià)方法，DTOPSIS法采用了正向和逆向指標(biāo)，使各性狀的量化指標(biāo)更為合理、客觀，無需構(gòu)建參考品種，且原理簡單，計(jì)算方便，彌補(bǔ)了單用產(chǎn)量做統(tǒng)計(jì)分析的不足之處^[4-7]，DTOPSIS 法通過綜合分析多個(gè)理化和農(nóng)藝性狀指標(biāo)實(shí)現(xiàn)對(duì)馬鈴薯品種（系）的評(píng)價(jià)，可以彌補(bǔ)用產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的不足，能夠客觀合理地反映出多個(gè)性狀對(duì)品種優(yōu)劣的影響^[16]，DTOPSIS法側(cè)重于品種綜合性狀，能夠減少人為因素干擾，研究結(jié)果更加準(zhǔn)確。

本研究采用DTOPSIS法對(duì)新疆早中熟棉花40個(gè)品種的生長性狀和產(chǎn)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，塔河7號(hào)（C_i=0.700 8）、新827（C_i=0.581 9）、禾棉AW5（C_i=0.562 5）綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)秀，且產(chǎn)量在6 000 kg·hm^-2以上，中49（C_i=0.264 5）、富全67號(hào)（C_i=0.286 5）這2個(gè)品種綜合性狀和產(chǎn)量均較低。塔河7號(hào)、新827、禾棉AW5綜合評(píng)價(jià)較高，適應(yīng)性較好，中49、富全67號(hào)綜合評(píng)價(jià)較低，不適應(yīng)當(dāng)?shù)亍?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1] 逯濤， 曾慶濤， 張文， 等. 主成分分析及灰色關(guān)聯(lián)度分析綜合評(píng)價(jià)棉花產(chǎn)量與品質(zhì)[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2023， 60（5）： 1099-1109.

[2] 鄧艷鳳， 肖水平， 王濤， 等. 利用主成分和隸屬函數(shù)法評(píng)價(jià)40份早熟棉F2材料[J]. 棉花科學(xué)， 2022， 44（1）： 24-29.

[3] 馬輝， 戴路， 阿布都艾尼·阿布都維力， 等. 灰色關(guān)聯(lián)度法在優(yōu)質(zhì)棉品種綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 中國棉花， 2018， 45（4）： 19-21.

[4] 燕飛， 趙湛， 李閃閃， 等. 用DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)陸地棉23個(gè)品系[J]. 棉花科學(xué)， 2017， 39（4）： 22-27.

[5] 崔新菊， 董世磊， 任紅松， 等. 基于組合權(quán)重的DTOPSIS法在棉品種（系）綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2016， 44（27）： 10-12， 17.

[6] 楊濤， 楊明超. DTOPSIS法在南疆陸地棉品種綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2003， 40（5）： 273-275.

[7] 胡守林， 萬素梅， 王漢全. 南疆棉區(qū)應(yīng)用DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)棉花新品種的初步探索[J]. 棉花學(xué)報(bào)， 2002， 14（1）： 41-43.

[8] 陳慧， 王冀川. 基于灰色關(guān)聯(lián)度及DTOPSIS法的南疆冬小麥品種 的綜合評(píng)判[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2019， 47（10）： 102-108.

[9] 昝凱， 周青， 張志民， 等. 灰色關(guān)聯(lián)度和DTOPSIS法綜合分析河南區(qū)域試驗(yàn)中大豆新品種（系）的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)[J]. 大豆科學(xué)， 2018， 37（5）： 664-671.

[10] 劉松濤， 王萱， ZENDA T， 等. 基于DTOPSIS法的河北省不同生態(tài)區(qū)夏玉米品種適宜性綜合評(píng)價(jià)[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2018， 46（5）： 8-11， 15.

[11] 張秀芬， 何文， 莫周美， 等. 基于DTOPSIS法對(duì)廣西馬鈴薯品種（系）的綜合評(píng)價(jià)[J]. 中國瓜菜， 2020， 33（10）： 75-80.

[12] 郭強(qiáng)， 馬文清， 秦昌鮮， 等. 基于DTOPSIS法的廣西崇左市引進(jìn)甘蔗新品種（系）綜合評(píng)價(jià)及優(yōu)良品（系）篩選[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2021， 52（2）： 341-347.

[13] 楊海峰， 洪德峰， 馬俊峰， 等. DTOPSIS法在分析不同基因型玉米間混作效應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)， 2023， 39（6）： 13-17.

[14] 金輕， 趙紅， 林麗萍， 等. 基于灰色關(guān)聯(lián)度分析和DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)小麥新品系在云南省的適應(yīng)性[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2020， 51（10）： 2440-2446.

[15] 楊春玲， 侯軍紅， 宋志均， 等. DTOPSIS法綜合評(píng)價(jià)黃淮小麥新品種初探[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010（8）： 21-23， 30.

[16] 宋潔， 李婉琳， 郭華春. DTOPSIS法評(píng)價(jià)44份CIP引進(jìn)馬鈴薯新品系的適應(yīng)性[J]. 中國馬鈴薯， 2017， 31（4）： 193-200.

收稿日期：2023-10-17

基金項(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二師重點(diǎn)領(lǐng)域科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（2022NYGG02）；第七師胡楊河市財(cái)政科技計(jì)劃項(xiàng)目（2022C07）

作者簡介：馮勝利（1976—），男，新疆和靜人，正高級(jí)農(nóng)藝師，碩士，主要從事作物栽培與育種研究。

通訊作者簡介：朱家輝（1978—），男，湖南道縣人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事棉花育種研究。

韓俊偉（1975—），男，河南鄢陵人，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事作物栽培與育種研究。