DTOPSIS法综合评价烤烟新品种的初步研究

1、21.DTOPSIS法综合评价烤烟新品种的初步研究卢秀萍(中国烟草育种研究(南方中心云南玉溪 653100摘要:运用DTOPSIS法对参加2004年全国区试云南省试点的烤烟新品种进行综合评价。结果表明,参试品种中,YNH09、云烟97的C i值最高,综合性状优良,与品种的实际表现一致。DTOPSIS综合评判法能将各品种的多个性状指标归纳为统一的量化综合指标,较单一性状的分析更为合理。关键词:烤烟品种;DTOPSIS法;综合评价Preliminary study on comprehensive evaluation of new flue-cured tobacco variety by DI

2、OPSIS methodLu Xiuping(China Tobacco Breeding Research Southern Center, Yuxi 653100, ChinaAbstract: DIOPSIS method was employed for the comprehensive evaluation of new flue-cured tobacco varieties entered the National Tobacco V ariety Test in 2004. The results suggest that among the varieties, YNH09

3、 and Yunyan97 get the highest C i value, and excellent comprehensive traits, and are in consistent with their actual performances. The DTOPSIS comprehensive evaluation method can integrate the many characteristics of many varieties into the unified quantitive indices, and the method is more reasonab

4、le than the single trait analysis.Key words: flue-cured tobacco variety; DTOPSIS; Comprehensive evaluation烤烟品种区域试验是新品种选育的重要环节,试验结果的分析关系到每一个参试品种的客观评价。过去对烤烟区试品种的评估多是运用方差分析和新复极差分析对产量或几个经济性状进行分别的评判,至多是对几个性状进行互作效应的评判1、2,较少对多个性状进行综合而定量的评价,这势必会影响结果的可用性和真实性。烤烟新品种的优劣由许多性状指标决定,除产量外还包括叶片数、抗病性、内在化学成分含量等因素。事实上只有

5、综合性状表现优良的品种才有推广运用价值。因此,有必要对区试结果进行综合评价。DTOPSIS法综合评价品种在其它作物已有较多运用36。本文试用DTOPSIS法对全国烤烟区域试验云南省试点的结果进行综合分析,探讨DTOPSIS法在多因素评价烤烟新品种中的运用,旨在将各性状指标数量化,为烟草育种和新品种推广提供参考。1 材料和方法1.1 材料本文选用2004年全国烤烟良种区域试验云南省3个试点的数据进行分析。参试品种共7个,分别为K07 、CF209、云烟97、云烟98、 YNH09、94 -7和K326,其中K326为对照品种。小区比较试验在云南省楚雄、红河、寻甸3个试点进行,试验采用随机区组设计

6、, 3次重复。1.2 参考性状的选择选用与烤烟新品种种性优劣相关的10个性状作为参考性状。1.3 DTOPSIS法的原理及方法DTOPSIS法即逼近理想解的排序法,借助于一多目标决策问题的“理想解”和“负理想解”去排序。由于该方法把每个指标都转化为可比较的规范化指标,且对每一指标找出其“理想解”和“负理想解”,因而能详细比较各指标间的差异。具体步骤如下:(1设有m个品种,n个性状指标,建立评价矩阵A:Y 11Y 12 Y 1nY 21Y 22 Y 2nA =Y m1Y m2 Y mn将矩阵A进行无量纲化处理,使其成为可比较的规范化矩阵Z,其中Z ij为:Y i j / Y j max,Y jm

7、ax = max(Y ij,正向指标计算处理公式Y i0 / Y i0+abs(Y i0- Y i j ,中性指标计算处理公式Z ij = Y j min/ Y i j,Y j min = min(Y ij,负向指标计算处理公式式中,(i = 1、2、 m ;j = 1、2、n ;Y i0为性状目标值,(2建立加权的规范化决策矩阵R,其中元素R ij=W j Z i j,W j是第j个指标的权重(i = 1、2、 m ;j = 1、2、n。(3关于品种性状的理想解和负理想解:X i+=(max R ij / j/ i=X1+ ,X2+,X n+X i- =(min R ij / j/ i=X1

8、- ,X2- ,X n-(4采用欧几理德范数作为距离的测定,得到各品种与理想解的距离为:S i+=nj=1(R ij X i+2 1/2 S i-=nj=1(R ij X i-2 1/2 i = 1、2、 m (5求各品种对理想解的相对接近度:C i = S i- /(S i- + S i+,C i0,1 i = 1、2、m 按照C i大小排序,最大者即为最优良的品种。同时参照理想解与负理想解,详细进行各性状的优劣比较。2 结果与分析2.1 建立评价矩阵A数据为3个试点试验结果的平均值,共7个品种,选取植物学性状(株高、叶片数、经济性状(产量、均价、上等烟比例、抗病性(主要是对TMV、黑胫病抗

9、性和化学成分(总糖、烟碱、K2O含量共10个性状进行分析,由这些数据组成评价矩阵A(表1。表1 各品种主要性状数值表Table 1 Values of the major characters of flue-cured tobacco varieties序号品种产量·hm-2均价元·-1上等烟比例%叶数片株高总糖含量%烟碱含量%2含量%病指黑胫病病指X1K326 2787.757.2429.9522.4100.422.67 2.97 2.49 72.2223.61 X2K07 3105.15 6.6924.3723.5105.422.03 2.67 2.63 74.071

10、3.89 X3CF209 3284.7 6.5925.4220.7113.924.67 1.83 2.85 70.3739.53 X4云烟97 3069.38.7639.2120 111.427.93 2.32 1.92 7513.33 X5云烟98 2732.4 5.4815.7922.710322.63 3.09 2.35 65.7435 X6YNH09 3178.57.1428.0222.5112.524.1 2.69 2.7 0.9318.06 X7947 3138.75 5.0416.5421.8112.425.53 2.24 2.87 71.373.33 2.2 数据无量纲化处理1

11、0个性状原始数据为不同的量纲和数量级,不可直接比较,需将矩阵A进行无量纲化处理。在考察的10个性状中,产量、均价、上等烟、烟叶K2O含量作为育种目标,越大越好,采用正向指标计算处理公式;烟叶总糖、烟碱含量、株高、叶片数要求适中,采用中性指标计算处理公式,各性状的目标值Y i0分别为:总糖20%、烟碱2.5%、打顶株高105、叶片22片;烟草普通花叶病(TMV和黑胫病病指越小,品种抗病性越好,因此病指为负向指标,采用负向指标计算处理公式。原始数据经无量纲化处理,得矩阵Z(表2。表2 无量纲化处理结果Table 2 Result of non-dimensional change序号产量均价上等烟

12、比例叶片数株高总糖含量烟碱含量2含量病指黑胫病病指X10.8487 0.8265 0.7638 0.9821 0.9580 0.9147 0.8418 0.8676 0.0129 0.5646 X20.9453 0.7637 0.6215 0.9362 0.9962 0.8938 0.9363 0.9164 0.0126 0.9597 X3 1.0000 0.7523 0.6483 0.9442 0.9219 0.9870 0.7886 0.9930 0.0132 0.3372 X40.9344 1.0000 1.0000 0.9167 0.9425 0.8951 0.9328 0.6690

13、0.0124 1.0000 X50.8319 0.6256 0.4027 0.9692 0.9813 0.9134 0.8091 0.8188 0.0141 0.3809 X60.9677 0.8151 0.7146 0.9778 0.9333 0.9653 0.9294 0.9408 1.0000 0.7381 X70.9556 0.5753 0.4218 0.9910 0.9342 0.9792 0.9058 1.0000 0.0130 0.1818 2.3 确定各性状指标的权重根据烤烟育种目标,以及各性状对烤烟品种种性优劣影响程度不同,分别赋于各性状不同的权重W j,W j (0,1 且

14、W j =1。10个性状按表1顺序分别赋予不同权重值:0.15、0.1、0.15、0.05、0.05、0.1、0.1、0.1、0.1、0.1。然后用各指标权重值W j去乘无量纲化处理结果各值,建立加权的规范化决策矩阵R(表3。表3 DTOPSIS法决策矩阵RTable 3 Decision matrix R of DTOPSIS序号产量均价上等烟比例叶片数株高总糖含量烟碱含量K2O含量TMV病指黑胫病病指X10.12730.08260.11460.04910.04790.09150.08420.08680.00130.0565X 2 0.1418 0.0764 0.0932 0.0468 0.

15、04980.08940.09360.09160.00130.0960 X 3 0.1500 0.0752 0.0972 0.0472 0.04610.09870.07890.09930.00130.0337 X 4 0.1402 0.1000 0.1500 0.0458 0.04710.08950.09330.06690.00120.1000 X 5 0.1248 0.0626 0.0604 0.0485 0.04910.09130.08090.08190.00140.0381 X 6 0.1452 0.0815 0.1072 0.0489 0.04670.09650.09290.09410.

16、10000.0738 X 70.1433 0.0575 0.0633 0.0495 0.04670.09790.09060.10000.00130.01822.4 根据R 求得理想解和负理想解数列X i +=0.15,0.1,0.15,0.05,0.05,0.1,0.1,0.1,0.1,0.1X i - =0.1248,0.0575,0.0604,0.0458,0.0461,0.0894,0.0789,0.0669,0.0012,0.0182 2.5 计算各品种对理想解的相对接近度将X i +、X i -和R ij 分别代入、式,得到S i +及S i -,并由式求得相对接近度C i (表4。

17、根据DTOPSIS 法分析原则,C i 值越大,它的综合性状也就越优良。从表4可以看出综合评价结果与单一产量性状排序结果相差较大。品种YNH09产量虽不是最高,但其均价、抗病毒病能力、内在化学成分等性状接近理想解,综合评价排序位列第一;云烟97品种产量仅为中等水平,但由于该品种上等烟比例、均价、内在化学成分、抗黑胫病能力等性状接近理想解,综合评价排序位列第二。品种CF209产量第一,但其抗病性较差、产量和均价等性状变异较大,稳定性差,综合性状较差。从C i 值排序结果来看,烤烟新品种YNH09、云烟97综合表现较好,具有稳产、抗病、优质、适应性广的特点,宜在云南省烤烟生产中推广运用。表4 DT

18、OPSIS 法计算结果Table 4 Calculation result of DTOPSIS 品种 i + i - i i 值排序 产量排序K326 0.0055 0.1192 0.3837 4 6 K07 0.0086 0.1175 0.4410 3 4 CF209 0.0037 0.1342 0.3118 5 1 云烟97 0.0170 0.1054 0.5528 2 5 云烟98 0.0007 0.1562 0.1450 7 7 YNH09 0.0170 0.0548 0.7041 1 2 9470.00170.16090.2039633 讨论DTOPSIS 法来源于陈珽7TOPSI

19、S 法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution ,姚兴涛8将其改进后用于区域经济发展的多目标决策,称为DTOPSIS 法(Dynamic DTOPSIS 。区域经济发展的各个目标间没有统一的度量标准,同时各个目标不可能同时达到理想解或最优解,DTOPSIS法的运用解决了区域经济发展中多目标间不可公度性和矛盾性。农作物品种区试结果的综合评价同样是一个多目标的决策问题,由于各个性状指标无统一量度,不同性状指标与品种优劣之间呈正或负相关关系,各个目标性状间也不可能同时达到最优解,同样可以利用DTOPSIS法进行新品种的综合评价。烤烟新品种的评价长期以来仅以产量、产值等单一性状进行方差分析或排序,其余性状仅作参考。随着育种目标的变化,以单一性状标准决胜负的方法已渐渐不适应目前烤烟品种评价的需要。DTOPSIS法用于烤烟新品种的综合评价,使新品种的“综合性状”这一模糊指标量化为该品种对理想解的相对接近度C i,弥补了仅用单一性状做统计分析的不足,为全面分析区试资料提供了新方法,对预