廣西龍眼果實(shí)性狀模糊綜合評判

廣西龍眼果實(shí)性狀模糊綜合評判

龍眼資源綜合評價(jià)是龍眼育種研究的重要內(nèi)容，也是龍眼品種合理使用和果實(shí)選擇的依據(jù)和前提。目前,在龍眼種質(zhì)資源的評價(jià)研究中,采用的方法大多限于品種因素(性狀)描述以及鑒定與評分相結(jié)合法。郭愛民、張水明等已將模糊綜合評判法應(yīng)用于葡萄、石榴等果樹品種的分析評價(jià),但試驗(yàn)的權(quán)重賦值為專家直接確定,品種等級劃分也較簡單。本文采用基于AHP的模糊綜合評判法和兩階段聚類法,對廣西龍眼種質(zhì)資源果實(shí)性狀進(jìn)行綜合評價(jià)分析,為龍眼品種選育及其開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù),也為龍眼種質(zhì)資源的綜合評估提供更為客觀的方法。1材料和方法1.1果實(shí)性狀評定供試品種(代號)34個(gè):桂龍?jiān)?號(1)、靈龍(2)、桂圓0501(3)、桂圓0502(4)、軟枝大烏園(5)、大烏圓8902(6)、冰糖果(7)、大烏圓8213(8)、早熟廣眼(9)、桂圓0504(10)、香果(11)、桂圓0503(12)、車站(13)、石硤(14)、大廣眼(15)、中秋一號(16)、國慶一號(17)、國寶(18)、油面石硤(19)、細(xì)核脆香(20)、茂壽(21)、桂香龍眼(22)、巨烏(23)、中圓(24)、遲白露(25)、早白露(26)、福隆(27)、良慶3號(28)、良慶1號(29)、良慶2號(30)、北流中秋(31)、佳圓1號(32)、桂圓0505(33)、桂明一號(34)。評判果實(shí)性狀8個(gè):單果重、果肉厚度、果核重、可食率、可溶性固形物、質(zhì)地、風(fēng)味和成熟期。試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于2004-2005年本課題組完成的廣西龍眼種質(zhì)資源調(diào)查分析資料。1.2分析1.2.1滿足rw0的要求)在綜合評價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,構(gòu)建判斷矩陣R,記作R=(rij)m×m。判斷矩陣R滿足RW0=λmaxW0。求取判斷矩陣R的最大特征根λmax對應(yīng)的特征向量W0,W0=[W01,W02,…,W0i]T,對特征向量W0正規(guī)化為:Wi=W0i/∑W0i,所得Wi為各品種(單株)評價(jià)準(zhǔn)則(性狀)的單排序權(quán)重,由線性加權(quán)法求得品種(單株)性狀總體權(quán)重W。1.2.2模糊綜合指數(shù)fcis設(shè)品種(單株)集為I={i1,i2,…,in},評價(jià)性狀集為X={x1,x2,…,xm},評價(jià)等級集V={v1,v2,…,vp}。由如下方法確定與之對應(yīng)的等級界限值:設(shè)v1和vp分別為正向指標(biāo)(逆向指標(biāo))的上限值(下限值)及其下限值(上限值),將v1與vp差值平分為p-1等份,每等份xj0=|v1-vp|/(p-1),則v2~vp-1的正向指標(biāo)(逆向指標(biāo))等級界限值為vj=vj-1-/+xj0(j=2,3,…,p-1)。采用極差變換法對各品種(單株)性狀與評價(jià)等級相應(yīng)的觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)一化處理。其正、逆向指標(biāo)計(jì)算公式分別為:xrsj={00＜xrs≤Μi(xrs-vj)/(vj-1-vj)vj＜xrs＜vj-11v1≤xrs≤Μaxrsj={10＜xrs≤Μi(vj-xrs)/(vj-vj-1)vj-1＜xrs＜vj0vp≤xrs≤Μaxrsj=?????0(xrs?vj)/(vj?1?vj)10＜xrs≤Mivj＜xrs＜vj?1v1≤xrs≤Maxrsj=?????1(vj?xrs)/(vj?vj?1)00＜xrs≤Mivj?1＜xrs＜vjvp≤xrs≤Ma式中,r=1,2,…,m;s=1,2,…,n;j=1,2,…p;xrs為第s個(gè)品種(單株)第r個(gè)性狀的觀測值,xrsj為xrs第j等級的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值;Mi和Ma分別為第s個(gè)品種(單株)第r個(gè)性狀觀測數(shù)據(jù)的下限值和上限值。通過上述規(guī)一化公式,由各品種(單株)實(shí)測指標(biāo)矩陣Xm×n,求出其性狀屬于各等級的標(biāo)準(zhǔn)值,構(gòu)建品種評價(jià)矩陣Rs:Xm×n=[x11x12?x1nx21x22?x2n????xm1xm2?xmn]=(xrs)m×nRs=[x1s1x1s2?x1spx2s1x2s2?x2sp????xms1xms2?xmsp]=(xrsj)m×p結(jié)合評價(jià)品種(單株)性狀的權(quán)重系數(shù)(即AHP確定的總體權(quán)重)W=(w1,w2,…,wr),可得第s個(gè)品種(單株)的綜合評價(jià)模型Os,由此建立模糊綜合指數(shù)模型FCIs。Os=W·Rs=(Os1,Os2,…,Osp);FCIs=Os·ST=p·Os1+(p-1)·Os2+,…+1·Osp式中ST為等級標(biāo)準(zhǔn)向量,S=(p,p-1,…,1)。1.2.3基于特征樹的聚類分析)分析計(jì)算分兩個(gè)階段進(jìn)行。第一階段對原始記錄進(jìn)行分析,建立類別特征樹;第二階段利用特征樹進(jìn)行系統(tǒng)聚類,根據(jù)AIC或BIC大小和類間最短距離的變化情況來確定最優(yōu)的聚類數(shù)。采用對數(shù)似然值作為距離測量指標(biāo)對變量進(jìn)行處理,類間距離由其合并后的對數(shù)似然值的下降程度來表示。2結(jié)果與分析2.1判斷矩陣的建立建立評價(jià)品種(單株)層次模型,分為目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B、性狀層C。A={外在品質(zhì)(B1),內(nèi)在品質(zhì)(B2),成熟期(B3)},B1={單果重(C1),果肉厚度(C2),果核重(C3)},B2={可食率(C4),固形物(C5),質(zhì)地(C6),風(fēng)味(C7)},B3={成熟期(C8)},采用指數(shù)標(biāo)度法,請園藝專家對評價(jià)準(zhǔn)則(性狀)之間的重要性進(jìn)行評分,構(gòu)建A-Bi、B1-Ci、B2-Ci判斷矩陣,應(yīng)用冪法計(jì)算出各層次權(quán)重,進(jìn)行層次排序及其一致性檢驗(yàn)。結(jié)果表明,各判斷矩陣CR<0.1,通過一致性檢驗(yàn),說明建立的判斷矩陣是合理的。性狀層(C)對目標(biāo)層(A)的總體權(quán)重W見表1。2.2fci綜合評價(jià)根據(jù)供試品種(單株)性狀的實(shí)測范圍,分為4級,即評價(jià)等級集V={優(yōu)良(1),較好(2),一般(3),較差(4)},并確定與之對應(yīng)的等級界限值,對34個(gè)品種(單株)作出優(yōu)劣評價(jià)。根據(jù)品種(單株)性狀觀測指標(biāo)矩陣X8×34,對照等級界限值,采用上述正、逆向指標(biāo)計(jì)算公式,可得品種(單株)評估矩陣R1~R34,如桂明一號(34)評估矩陣為R34。與性狀權(quán)重集W,即W={單果重,果肉厚度,果核重,可食率,可溶性固形物,質(zhì)地,風(fēng)味,成熟期}={0.0927,0.0736,0.0584,0.1797,0.2173,0.1529,0.0599,0.1655}進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算,則得各品種(單株)綜合評價(jià)向量O1~O34和模糊綜合評分值FCI1~FCI34。如桂明一號(34)的綜合評價(jià)向量O34=W·R34=(0.42,0.44,0.08,0.06),其模糊綜合指數(shù)FCI14=Os·ST=3.22。各品種(單株)綜合評判結(jié)果詳見表2。X8×34=[14.6810.78?13.710.680.39?0.602.222.14?1.9676.8766.59?73.5215.4618.60?22.4080.0080.00?95.0080.0095.00?70.0060.0060.00?84.00]R34=[0.140.860.000.000.000.930.070.000.000.240.760.000.530.470.000.000.910.090.000.000.750.250.000.000.000.000.001.000.000.800.200.00]按照FCI分值大小對評判結(jié)果進(jìn)行排序,FCI值越大,品種(單株)綜合性狀越好。從表2可知,FCI值較高的前9名為桂明一號、中圓、細(xì)核脆香、石硤、國慶一號、桂香龍眼、良慶1號、良慶2號、茂壽。2.3tki不同品種單株應(yīng)用特性根據(jù)上述FCI綜合評分值,采用兩階段聚類法對品種(單株)性狀進(jìn)行聚類分析,結(jié)果見表3。從聚類結(jié)果統(tǒng)計(jì)值可知,在二類時(shí)其BIC值較小,隨后逐漸增大;BIC改變值及其改變率分別以2至3類變化較大,分別在-5.71~0.68和1.00~-0.12之間,以后明顯穩(wěn)定下來。從最小類間距比率看,3類時(shí)達(dá)到6.16,為最高。由此,可將34個(gè)龍眼品種(單株)分為3個(gè)等級。第一類品種(單株)9個(gè),為桂明一號、中圓、細(xì)核脆香、石硤、國慶一號、桂香龍眼、良慶1號、良慶2號、茂壽,占供試材料26.47%。此類品種FCI值大于2.74,平均為2.91。其特征為可溶性固形物含量高、果肉質(zhì)地干胞爽脆,有的成熟期特遲熟。第二類品種15個(gè),為中秋一號、國寶、桂圓0503、佳圓1號、良慶3號、早熟廣眼、桂龍?jiān)?號、北流中秋、桂圓0506、巨烏、桂圓0501、大烏圓8902、車站、靈龍、早白露,占44.12%。FCI值為2.36~2.60,平均為2.50。其特征表現(xiàn)為具有一、二個(gè)突出優(yōu)良性狀,或果實(shí)大,或可食率高,或可溶性固形物含量高,或質(zhì)地、風(fēng)味較好。第三類品種10個(gè),為桂圓0504、桂圓0502、冰糖果、軟枝大烏園、遲白露、大烏圓8213、福隆、大廣眼、油面石硤、桂圓0505,占29.41‰。FCI值小于2.28,平均為2.14。其特征是果實(shí)小,或可溶性固形物含量低,或質(zhì)地、風(fēng)味差。綜合評判結(jié)果表明,第一類品種果實(shí)的綜合性狀優(yōu)良,第二類品種次之,第三類品種則較差。3討論3.1優(yōu)良品種評價(jià)在FCI綜合分值排名的前9個(gè)品種(單株)中,石硤為廣西龍眼主栽品種;桂明1號則是廣西最具發(fā)展?jié)摿Φ拇蠊?、?yōu)質(zhì)、遲熟型新株系;桂香已獲品種登記;中圓、良慶1號已通過廣西果樹優(yōu)良單株決選,良慶2號已通過復(fù)選,細(xì)核脆香通過了初選。這說明本分析方法能客觀地反映評價(jià)品種的優(yōu)劣。尤其在評價(jià)品種的數(shù)量較多、依據(jù)的經(jīng)濟(jì)性狀較大的情況下