专利名称：：一种甘蔗新品系综合评价方法
技术领域：
：本发明涉及甘蔗新品选育
技术领域：
，尤其是一种甘蔗新品系综合评价方去。
背景技术：
：糖料甘蔗品系综合评价属于多目标决策领域，一个品系是否优良，由它的多个性状指标决定。主要有农艺性状和工艺性状，其中，农艺性状包含出苗率、分蘖率、宿根萌苗率、株高、茎径、有效茎等；工艺性状包含出汁率、纤维分、甘蔗糖分、重力纯度、还原糖分等。决定一个品系是否优良，不能简单依赖于单一性状。作为优良的糖料甘蔗新品种，不仅应该具备高产和高糖分的特点，还应该具有适宜农民种植和收获的优良特性，比如大茎利于农民砍收的特点。具备了较好的农艺性状，还应该具备较好的工艺性状，利于蔗糖企业提高出糖率，增加企业利润。因此，以单一因素进行数学分析的方法，比如简单的蔗茎产量方差分析，难于客观全面地对多个品系进行全面的评价。存在较大缺陷。从事甘蔗新品种选育的科研工作者们，在糖料甘蔗综合评价方面，使用了多种综合评价方法，使用较多的有灰色关联度法，同异质分析方法等。这些方法能够综合多个性状指标进行综合评价。然而，缺乏人为制定各性状指标权重系数的数学模型。糖料甘蔗新品种的选育过程，就是筛选出适宜蔗区推广种植的优良品种。选育甘蔗新良种的育种者知道需要选择什么类型的品种，哪些指标更为重要，哪些为次要指标。因此，在糖料甘蔗新品系综合评价过程中，进行评价指标选择和分类并根据蔗糖业收获和甘蔗压榨现状制定各个性状指标的权重系数，有利于以综合评价选育甘蔗新良种。姚兴涛提出的多目标决策法DTOPSIS(DynamicTechniqueforOrderPreferencebySimilaritytoIdealSolution,即逼近理想解排序法)，借助于多目标问题的"正理想解"和"负理想解"来排序，主要解决多目标的不可公度性和目标间的矛盾性。曾被广大农业科研工作者引用到多种作物品种的综合评价中，如芝麻、彩色棉花、油菜、玉米、棉花等。甘蔗品种包含多个性状，而多个性状间没有统一量度，且某些性状间呈负相关，比如甘蔗产量与甘蔗糖分的矛盾性，高产低糖和高糖低产的品系在品种选育过程中是经常碰到的。难于找到各个性状都达到理想目标的品种，故适用DTOPSIS法进行综合评价。有人曾使用此方法对果蔗和糖料甘蔗进行了综合评价。然而，仍然存在许多不足，在参试品系性状指标选择方面、评价指标分类、权重系数制定三个方面存在不足。
发明内容针对以上不足，本发明的目的是提出一种甘蔗新品系综合评价方法，该方法参照多目标决策法DTOPSIS，根据我国目前甘蔗蔗糖业对糖料甘蔗新良种的要求，筛选出了适宜的品系综合评价指标、对各个性状评价指标进行了分类并为各个指标制定了相应的综合评价权重系数。本发明提出的技术方案，在糖料甘蔗品种比较试验阶段，收集试验数据后，基于DT0PSIS法对12项性状评价指标进行分类并制定了相应的各项指标权重系数。本专利申请中涉及的综合评价指标、综合评价性状分类和综合评价权重系数仅适用于采用此评价方法对糖料甘蔗品系进行综合评价，不适用于其他综合评价方法和其他用途甘蔗品系，比如不适用于果蔗、能源蔗的综合评价。所述的用于综合评价的12项性状指标为出苗率、分蘖率、宿根萌苗率、株高、茎径、有效茎、甘蔗糖分、重力纯度、出汁率、纤维分、还原糖分和黑穗病。这其中包含了蔗茎产量的主要构成因素和单位面积蔗糖产量的构成因素。因此，常规综合评价中采用的单茎重、蔗茎产量、单位面积蔗糖产量这三个指标未作为综合评价指标。另外，根据制糖企业对糖料甘蔗新良种工艺性状的要求，添加了以往品系综合评价未添加的重力纯度、出汁率、纤维分和还原糖分这四项重要的工艺性状指标。黑穗病是我国危害较为严重的甘蔗病害之一。因此，将黑穗病自然条件发病与否作为一个性状添加到综合评价中，较为客观全面地进行多方面综合评价。所述对各个性状指标进行分类是指，将参试品系的12项性状指标分为正向指标、中性指标和负向指标；其中，以出苗率、宿根萌苗率、茎径、亩有效茎、甘蔗糖分、重力纯度和出汁率为正向指标；以分蘖率、株高和纤维分为中性指标；以还原糖分和黑穗病为负向指标。包含在正向指标中的性状，其值越大越好；包含在中性指标中的性状，其值大小中等为佳；包含在负向指标中的性状，其值越小越好。所述的各项指标权重系数是指，根据我国蔗糖业，包含制糖企业和种蔗农民对糖料甘蔗新品种的要求，将各个性状指标的权重分别制定为出苗率(0.05)、分蘖率(0.05)、宿根萌苗率(0.1)、株高(0.05)、茎径(0.15)、有效茎(0.10)、甘蔗糖分(0.15)、重力纯度(0.05)、出汁率(0.1)、纤维分(0.05)、还原糖分(0.05)和黑穗病(0.1)，所有性状指标权重系数之和为l。所述的各个性状指标中，出苗率、分蘖率、宿根萌苗率、株高、茎径和有效茎构成的农艺性状权重系数之和占所有性状指标权重系数之和的50%;甘蔗糖分、重力纯度、出汁率、纤维分和还原糖分构成的T艺性状权重系数之和占所有性状指标权重系数之和的40%;黑穗病自然发病情况占所有性状指标权重系数之和的10%。本发明的优点和积极效果是-1.确定了糖料甘蔗新品系基于DTOPSIS法综合评价下的性状选择，仅包含12项出苗率、分蘖率、宿根萌苗率、株高、茎径、有效茎、甘蔗糖分、重力纯度、出汁率、纤维分、还原糖分和黑穗病。这其中包含了蔗茎产量的主要构成因素和单位面积蔗糖产量的构成因素，因此，常规综合评价中采用的单茎重、蔗茎产量、单位面积蔗糖产量这三个指标未作为综合评价指标。另外，根据制糖企业对糖料甘蔗新良种工艺性状的要求，添加了重力纯度、出汁率、纤维分和还原糖分这四项重要的工艺性状指标。黑穗病是我国危害较为严重的甘蔗病害之一，因此，将黑穗病自然条件发病与否作为一个性状添加到综合评价中，较为客观全面地进行多方面综合评价。2.对12项性状指标进行了分类，将参试品系多个指标分为正向指标、屮性指标和负向指标；其中，以出苗率、宿根萌苗率、茎径、亩有效茎、甘蔗糖分、重力纯度和出汁率为正向指标；以分蘖率、株高和纤维分为中性指标；以还原糖分和黑穗病为负向指标。包含在正向指标中的性状，其值越大越好；包含在中性指标中的性状，其值大小中等为佳；包含在负向指标中的性状，其值越小越好。3.根据我国蔗糖业(包含制糖企业和种蔗农民)对糖料甘蔗新品种的要求，将各个性状指标的权重分别制定为出苗率(0.05)、分蘖率(0.05)、宿根萌苗率(0,1)、株高(0.05)、茎径(0.15)、有效茎(0.10)、甘蔗糖分(0.15)、5重力纯度(0.05)、出汁率(0.1)、纤维分(0.05)、还原糖分(0.05)和黑穗病(0.1)，所有性状指标权重系数之和为l。其中，农艺性状权重系数系数之和(出苗率+分蘖率+宿根萌苗率+株高+茎径+有效茎=0.50)为0.50，占权重之和的50%;工艺性状之和(甘蔗糖分+重力纯度+出汁率+纤维分+还原糖分=0.4)为0.40，占权重之和的40%;黑穗病自然发病情况为O.1，占权重之和的10Q/^权重系数分配上充分权衡了工农艺性状所占比重，较好地体现了工农性状结合的甘蔗育种目标。例如，高权重系数的是甘蔗糖分和茎径均为0.15，高糖分是甘蔗育种重要目标之一，高糖分品种的推广能够有效提高蔗糖企业的出糖率，提高其食糖生产利润；然而，大茎的甘蔗品种能够节省蔗农甘蔗收获时的劳动力投入。其它几个性状权重系数的赋值，也充分权衡了蔗农和蔗糖企业的利益问题。糖料甘蔗新良种的选育并推广，目的在于种蔗农民增收，蔗糖企业能提高食糖生产效益。具体实施例方式1.将参加综合评价的糖料甘蔗品系的12个性状指标平均值列于表1中。2.无量纲化处理各个性状原始数据量纲不同，即各个性状指标的度量单位不同，比如茎径的单位是厘米(cm)，甘蔗糖分的单位是百分数(Q/0。所以，难于直接进行多性状之间的比较。因此，需对原始数据进行无量纲化处理，使得各个性状指标具有相同的度量方式。以出苗率、宿根萌苗率、茎径、亩有效茎、甘蔗糖分、重力纯度和出汁率为正向指标，以分蘖率、株高和纤维分为中性指标，以还原糖分和黑穗病为负向指标进行无量纲化计算。无量纲化处理公式如下，Excel计算公式和结果如表2所示';/j;max，Kmax=max(i;)，正向指标无量化处理公式Zlj=j乙/[i;+"fc(乙-。，中性指标无量纲化处理公式LKmin^，}:min=min(。，负向指标无量化处理公式式中代表材料编号的i二l、2……17，即参加综合评价的品系个数，本图例中参试品系个数为17，下同；代表性状编号的^=1、2……12，即为各个性状指标的编号，表2中性状个数为12，下同；Yij代表第i个品系的第j个性状值，在中性指标无量纲化公式中，Y」。代表第j个性状的理想值，abs代表绝对值。3.各性状权重的赋值及决策矩阵R的计算根据糖料甘蔗育种目标，将参试品系或品种的各性状按表l中顺序赋予权重系数(W,)，表3所示为Excel中列出的各性状指标权重系数。出苗率(0.05)、宿根萌苗率(0.1)、茎径(0.15)、有效茎(0.10)、甘蔗糖分(0.15)、重力纯度(0.05)、出汁率(0.10)、分蘖率(0.05)、株高(0.05)、纤维分(0.05)、还原糖分(0.05)和黑穗病(0.10)，所有性状指标权重系数之和为l。Wj二{0.05、0.1、0.15、0.10、0.15、0.05、0.1、0.05、0.05、0.05、0.05、0.1}。根据公式Ri」二WjXZij可以计算出决策矩阵R，如表4所示，式中i=l，2，3…17(分别代表1-17个品系)，j=l，2，3…12，代表如表1中1-12个性状指标；R,j为R中第i个品系第J个性状的值，下同；Zij表示Z中第i个品系第j个性状的值。4.根据决策矩阵R，求出各性状值的理想解与负理想解数列正理想解计算公式《二，(A)，公式意义为筛选出R矩阵中，所有参试品系中每个性状的最大值作为各个性状的正理想解。负理想解计算公式^7=M^(A)，公式意义为筛选出R矩阵中，所有参试品系中每个性状的最小值作为各个性状指标的负理想解。正理想解和负理想解计算结果如表5所示。5.根据《、；和Ru，采用欧几里德范数作为距离的测度，计算出各品种与正理想解和负理想解的距离。s^jl;(A-《)公式意义为计算各个品种与正理想解的距离。^二ji(^-;)公式意义为计算各个品种与负理想解的距离。Excel中计算结果如表6所示。6.计算每个品种与理想解的相对接近程度值C,。C'=《/(《+《-)，C,e[O，l]。Ci值最大者为综合性状最优品系，如表7所示。表l7为DTOPSIS法在Excel上进行计算的结果。表l各参试品系ll个性状均值<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>权利要求1.一种甘蔗新品系综合评价方法，其特征在于在糖料甘蔗品种比较试验阶段，收集试验数据后，基于DTOPSIS法对12项性状评价指标进行分类并制定相应的各项指标权重系数。2.如权利要求1所述的甘蔗新品系综合评价方法，其特征在于用于综合评价的12项性状指标为出苗率、分蘖率、宿根萌苗率、株高、茎径、有效茎、甘蔗糖分、重力纯度、出汁率、纤维分、还原糖分和黑穗病。3.如权利要求1或2所述的甘蔗新品系综合评价方法，其特征在于对12个性状指标进行分类，是将参试品系划分为正向指标、中性指标和负向指标；其中，以出苗率、宿根萌苗率、茎径、亩有效茎、甘蔗糖分、重力纯度和出汁率为正向指标；以分蘖率、株高和纤维分为中性指标；以还原糖分和黑穗病为负向指标。4.如权利要求1或2所述的甘蔗新品系综合评价方法，其特征在于相应性状指标的权重系数分别制定为出苗率(0.05)、分蘖率(0.05)、宿根萌苗率(0.1)、株高(0.05)、茎径(0.15)、有效茎(0.10)、甘蔗糖分(0.15)、重力纯度(0.05)、出汁率(0.1)、纤维分(0.05)、还原糖分(0.05)和黑穗病(0.1)，所有性状指标权重系数之和为1。5.如权利要求4所述的甘蔗新品系综合评价方法，其特征在于各个性状指标中，出苗率、分蘖率、宿根萌苗率、株高、茎径和有效茎构成的农艺性状权重系数之和占所有性状指标权重系数之和的50%;甘蔗糖分、重力纯度、出汁率、纤维分和还原糖分构成的工艺性状权重系数之和占所有性状指标权重系数之和的40%;黑穗病自然发病情况占所有性状指标权重系数之和的10%。全文摘要一种甘蔗新品系综合评价方法，在糖料甘蔗品种比较试验阶段，收集试验数据后，基于DTOPSIS法对12项性状评价指标进行分类并制定了相应的各项指标权重系数，将参试品系的12项性状指标分为正向指标、中性指标和负向指标；并制定了各项指标权重系数。文档编号A01H1/04GK101496495SQ20081023373公开日2009年8月5日申请日期2008年12月22日优先权日2008年12月22日发明者侯朝祥,刘家勇,吴才文,夏红明,尹兴祥,杰崔,昆杨,俊赵,赵培方,陈学宽申请人:云南省农业科学院甘蔗研究所