灰色关联度分析法在陕西省旱地小麦区域试验中的应用初探

王彬龙, 魏艳丽,李瑞国,蒋会利,张 平,张安静

(咸阳市农业科学研究院， 陕西 咸阳 712034)

陕西省旱地小麦区域试验是对本生态环境条件下育成的品种在接近大田管理条件下的耐旱性、丰产性、稳产性、适应性、抗病性及利用价值的进一步鉴定，是为陕西省旱地小麦新品种的审定及合理利用提供科学依据的途径。区域试验的结果是品种审定的主要依据，到目前为止，陕西省旱地小麦区域试验的结果主要是以产量为依据进行方差分析和稳定性分析，没有对主要农艺性状进行定量分析和综合评价，从而存在个别品种因产量水平较高而通过审定，但由于其他农艺性状表现较差而不能得到大面积推广应用。因此，笔者通过应用灰色关联度分析法对陕西省2018-2019年度旱地小麦区域试验B组12个参试品种进行综合分析、评价，以期为区域试验中品种的综合评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

以2018-2019年度陕西省旱地小麦区域试验B组参试的12个品种为材料，分别为西农931(x1)、小偃33(x2)、晋麦47(x3)、西农279(x4)、渭麦12号(x5)、渭麦10号(x6)、洽选1号(x7)、中麦570(x8)、秦麦158(x9)、西农928(x10)、旱麦99(x11)和西农121(x12)，其中晋麦47为对照品种。

1.2 方法

试验于2018-2019年度在陕西省渭北旱地6个试验点安排种植。随机区组排列，三次重复，小区面积16.7 m2，严格按照区域试验要求进行管理。调查农艺性状有产量(v1)、667 m2穗数(v2)、每穗粒数(v3)、千粒重(v4)、成穗率(v5)、容重(v6)、倒伏面积≤40%或倒伏程度≤3级的试验点率(v7)、株高(v8)、生育期(v9)、条锈病(v10)、白粉病(v11)、黄矮病(v12)等12个农艺性状。病害采用陕西省区域试验抗病性鉴定结果，其他数据采用各点试验统计值。

依据灰色关联度分析方法，将所有参试品种视为一个灰色系统，每个品种作为一个元素。首先构建一个“理想品种”，以其各项性状指标所构成的数列作为参考数列x0，其他参试品种各项性状指标构成的数列作为比较数列xi(i=1,2,……12)，计算各参试品种与“理想品种”之间的关联度，确定各参试品种的排列次序。

2 结果分析

2.1 构建“理想品种”

根据灰色关联度分析法的的特点，经数据变换后越大越好，故在构建“理想品种”时，产量(v1)、667 m2穗数(v2)、穗粒数v3、千粒重(v4)、成穗率(v5)、容重(v6)和倒伏面积≤40%或倒伏程度≤3级的试验点率(v7)均取最大值；株高(v8)取该组试验中对照品种的数值；生育期(v9)以最早熟记(最晚熟品种记1，每早熟一天加1)；各个病害(v10-v12)以免疫处理记(免疫记5，高抗、中抗、中感、高感依次记4、3、2、1)。 以此构建一个“理想品种”x0。各参试品种的性状指标见表1。

表1 参试品种和理想品种的性状指标

2.2 原始数据的无量纲化处理

由于系统中各因素的量纲不同，在进行灰色关联度分析之前先对数据进行初值化处理，即用“理想品种”各性状数值除其他各参试品种对应性状值，得到一个量纲统一的新数列(表2)。

表2 无量纲化处理结果

2.3 参试品种与“理想品种”灰色关联系数的计算

经数据变换的“理想品种”数列记为{X0(v)}，参试品种数列记为{Xi(v)}，当v=k时 ，“理想品种”序列{X0(k)}与参试品种序列的关联系数L0i(k)可由以下公式计算。

其中Δ0i(k)表示k时刻两个比较序列的绝对差，即，Δ0i(k)=|x0(k)-xi(k)|,Δmax和Δmin分别表示所有比较序列各个时刻绝对差中的最大值和最小值。ρ为分辨系数，其意义是削弱最大绝对差数值太大引起的失真，笔者研究中ρ取值0.5(表3)。

2.4 参试品种与理想品种的灰色关联度计算

由于在品种选育上，各个农艺性状的的重要程度不同，因此，对品种应用加权关联度进行评价更加科学。根据育种目标、育种经验和陕西省小麦审定标准，对参试品种的农艺性状分别赋予了加权系数(Wk)，见表3。代入下列公式计算参试品种与理想品种的加权关联度。(见表4)

表3 理想品种与参试品种的关联系数

表4 参试品种与理想品种的加权关联度

3 讨论

(1)参试品种与理想品种的关联度越大，说明该品种综合表现更接近于理想品种。根据分析结果，X12、X9、X6和X5等4个品种综合表现相对较好，这与田间表现基本一致，可再结合其他性状指标确定品种处理意见。X3由于抗倒性差，加之高感条锈病，综合表现较差，没有充分发挥对照的作用。

(2)由表4可见，加权关联度排序与产量大致相同，但个别品种如X9差异较大，这主要是由于该品种除产量性状外其他农艺性状表现较好，特别是V2、V5、V6等性状与理想品种的关联系数接近或等于1。

(3)随着产业结构的不断调整，生产上对小麦新品种的要求已不只是停留在产量上。抗病性、抗倒伏、广适性、品质等性状在品种评价中的重要程度不断提高，因此，采用灰色关联度分析法可以相对较为全面的对参试品种进行评价。

笔者采用灰色关联度分析法对陕西省2018-2019年度旱地小麦区域试验B组参试品种12个性状指标进行了灰色关联度分析，相对较为全面的对参试品种表现进行了综合评价，为区域试验的品种处理提供了参考依据。但是，本文对品质、增产点率、抗旱性等重要指标还未考虑，对参试品种各性状的加权系数的确定还待进一步探索，后续我们将进一步研究，不断探索灰色关联度分析法在育种和区域试验中的应用价值。