全 文 ：第２１卷　第３期
　Vol．２１　 No．３
草　地　学　报
ACTA AGRESTIA SINICA
　　　　　２０１３年 ５月
　 May　２０１３
doi:１０．１１７３３/j．issn．１００７Ｇ０４３５．２０１３．０３．０３２
应用灰色关联度综合评价甜高粱的生产性能
冯海生,李春喜
(中国科学院西北高原生物研究所 中国科学院西北高原生物适应与进化重点实验室,青海 西宁　８１０００１)
摘要:采用灰色关联度分析法对８个甜高粱(Sorghumdochna)品种的９个性状进行综合评价.结果表明:在青海
东部农业区表现较好的甜高粱品种有九甜杂三、大力士、超级放牧者,而吉甜３号和辽甜１号的生产性能较差.各
项指标的权重大小顺序为单株干质量＞分蘖数＞鲜干比＞鲜重产量＞主茎粗＞单株鲜质量＞出苗率＞株高＞绿
叶数,研究结果可为该地区甜高粱的引种及推广提供科学依据.
关键词:甜高粱;生产性能;灰色关联度分析;评价
中图分类号:S５２４．０９１　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:１００７Ｇ０４３５(２０１３)０３Ｇ０６２２Ｇ０４
AComprehensiveEvaluationofProductionPerformanceofSweet
SorghumVarietiesUsingGreyCorrelativeDegreeAnalysis
FENGHaiＧSheng,LIChunＧXi
(KeyLaboratoryofAdaptationandEvolutionofPlateauBiota,NorthwestInstituteofPlateauBiology,
ChineseAcademyofSciences,Xining,QinghaiProvince８１０００１,China)
Abstract:ThegreycorrelativedegreeanalysiswasappliedtocomprehensivelyevaluatethegrowthperＧ
formanceof８sweetsorghumvarietiesbyninecharacteristics．ThreevarietiesincludingJiutianzasan,HunＧ
nigreenandSuperherderperformedwel,whereasJitian３andLiaotian１hadrelativelylowsuitabilityin
theeasternagriculturalregionofQinghaiprovince．TheorderofweightindexinthegreycorrelationanalＧ
ysiswasplantdryweight＞tilersnumber＞freshtodryratio＞freshyield＞stemdiameter＞plantfresh
weight＞emergencerate＞plantheight＞greenleafcount．Thisresultwilprovideascientificevidencefor
introducingandextendingsweetsorghumintheregion．
Keywords:Sweetsorghum;Productionperformance;Greycorrelativedegreeanalysis;Evaluation
　　甜高粱(Sorghumdochna)作为饲用植物在世
界各地受到广泛重视,具有抗旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠
薄等优良特性,而且适应性广泛[１].近年来在美国
西北部,甜高粱常常被作为青贮玉米的替代品进行
研究[２].我国近几年的引种试验表明,甜高粱生长
快、产量高、抗病能力强,具有很好的发展潜力[３],而
且作为奶牛饲料具有明显优势,既可做牧草放牧,又
可刈割做青贮[４].为了探索甜高粱在青海作为饲料
作物的可能性,增加饲料作物的来源,于２００９年在
中国科学院西北高原生物研究所平安生态农业试验
站开展了甜高粱引种栽培研究,结果表明在青海东
部农业区铺地膜种植甜高粱完全可行[５].灰色系统
理论是近年来发展起来的一种分析理论,在高丹草
(Sorghumbicolor×S．sudanense)[６]、黑麦草(LoliＧ
umspp．)[７]等牧草已有所应用,但在甜高粱引种评
价中的报道较少.为此本研究选取株高、生物产量、
主径粗等９项农艺性状指标,采用灰色关联度评价
８个甜高粱品种的引种适应性,为青海东部农业区
引种和推广提供科学依据,也为甜高粱引种适应性
研究鉴定和评价提供可选择的性状指标.
１　材料与方法
１．１　试验地概况
试验地位于青海省平安县小峡镇下红庄村,地
理位置E１０２°１８′,N３６°３８′,海拔２１００m,年平均气
收稿日期:２０１２Ｇ１２Ｇ２６;修回日期:２０１３Ｇ０３Ｇ１９
基金项目:青海省科技厅项目“粮饲兼用甜高粱品种选育与饲喂技术示范”(２０１２ＧNＧ５０４)资助
作者简介:冯海生(１９６１Ｇ),男,山西柳林人,副研究员,学士,主要从事作物育种与遗传学研究,EＧmail:hsfeng＠nwipb．cas．cn
第３期 冯海生等:应用灰色关联度综合评价甜高粱的生产性能
温６．２℃,年均降水量３５４．１mm,年蒸发量１８００mm,
无霜期１７９d.日平均气温稳定通过≥０℃的初日为３
月１３日,终日为１１月１日,期间积温２９００℃.土壤属
灌淤型红粘砂土,灌淤厚度５０~６０cm,田间耕层有机
质含量１．７％左右,全氮０．１１２％,全磷０．０５８％,全钾
１．７８２％,pH值８．３~８．８.土壤肥力中等,地势平坦.
１．２　试验材料与试验方法
试验材料如表１所示.２０１０年５月８日播种,
采用随机区组设计,３次重复,小区面积为１０．０m
×２．４m,小区间隔０．７m,株行距为０．２０m×０．４０
m,两端设立保护区.铺地膜,地膜宽幅为３m,两
边埋入土中,地面保留盖膜宽度２．５~２．７m.铺好
地膜后,用卷尺固定株行距,人工戳孔,３~４cm深,
每穴下种２~４粒.
１．３　测定指标
以参试甜高粱品种的株高、主茎粗、单株鲜质
重、单株干质重、鲜干比、鲜重产量、分蘖数、出苗率、
绿叶数９项指标的测定结果为分析资料(表２),对
甜高粱品种的优劣进行综合评价.
１．４　数据分析 用下列公式计算权重和加权关联度:
关联系数:
ξi(k)＝
min
i
min
k
|Δi(k)|＋ρmax
i
max
k
|Δi(k)|
|Δi(k)|＋ρmax
i
max
k
|Δi(k)|
(１)
等权关联度:γi＝１n∑
n
i＝１
ξi(k),n为样本数. (２)
权重系数:ωi＝ γi∑γi
(３)
加权关联度:γi′＝∑
n
k＝１
ωi(k)􀅰ξi(k) (４)
表１　品种来源
Table１　Resourcesandvarieties
编号Code 品种名称Varieties　　 品种来源Resource
１ BJ０６０２ 引自澳大利亚,北京百绿集团提供
２ 辽甜１号LiaotianNo．１ 辽宁省农业科学院作物所(国家高粱改良中心)
３ 辽甜３号LiaotianNo．３ 辽宁省农业科学院作物所(国家高粱改良中心)
４ 大力士 Hunnigreen 引自澳大利亚,北京百绿集团提供
５ 超极放牧者Superherder 引自澳大利亚,北京百绿集团提供
６ 九甜杂三Jiutianzasan 吉林省吉林市农业科学院
７ 吉甜３号JitianNo．３ 吉林省吉林市农业科学院
８ 吉甜５号JitianNo．５ 吉林省吉林市农业科学院
表２　供试品种的主要性状均值
Table２　Characteristicsofexperimentalvarieties
品种 株高 主茎粗 单株鲜质量 单株干质量 鲜干比 分蘖数 绿叶数 鲜重产量 出苗率
Varieties Plantheight Mainstem Freshweightof Dryweightof Fresh Tilers No．of Freshweight Seedingrate
/cm diameter/cm singleplant/g singleplant/g /Dryratio greenleaf /kg􀅰hm－２ /％
BJ０６０２ ２０５．３ １．５８ ７８８．７ ４８６．９ １．６２ ２．９０ ８．４ ９７８６２ ８３．０５
辽甜１号LiaotianNo．１ ２０９．２ １．６１ ７９０．７ ５２２．４ １．５１ ２．２０ ６．９ ８２４１６ ７０．１１
辽甜３号LiaotianNo．３ １９７．７ １．６１ ８５０．８ ５４５．８ １．５６ ３．０７ ６．５ ８２１８８ ５７．８４
大力士 Hunnigreen ２２６．２ １．４７ ８６８．８ ５９２．６ １．４７ ２．９０ ９．１ １０７４７４ ７５．２８
超极放牧者Superherder ２０９．９ １．４９ ８７７．８ ５６０．２ １．５７ ３．２７ ７．７ １０１６１３ ７６．３９
九甜杂三Jiutianzasan ２４４．７ １．４９ ９４３．３ ５８３．５ １．６２ ２．６３ ７．６ １０９５９６ ７７．８９
吉甜３号JitianNo．３ １８１．１ １．３５ ６５２．０ ３６８．０ １．７７ ３．２３ ６．９ ７０１２４ ６１．６１
吉甜５号JitianNo．５ １９６．９ １．７６ ７８８．０ ５５６．６ １．４０ ２．８０ １０．１ ９８９１８ ７０．９１
２　结果与分析
２．１　灰色系统的建立
根据灰色系统理论要求[８],将８个参试甜高粱
品种的９个性状视为一个整体,即灰色系统由于同
一品种的不同性状的单位不同,为保证各性状因素
具有等效性和同序性,需对原始数据进行无量纲化
处理,即所有指标数值被相应的X０ 值除.
２．２　最优指标集确定
取所有参试品种每个指标的最大值构成参考数列
X０,既株高２４４．７cm,主茎粗１．７６cm,单株鲜质量
９４３􀆰３g,单株干质量５９２．６g,鲜干比１．７７,分蘖数３􀆰２７
个,绿叶数１０．１片,鲜重产量１０９５９６kg􀅰hm－２,出苗
３２６
草　地　学　报 第２１卷
率８３．０５％,构成最优指标集{X０(k)}＝(２４４．７,１．７６,
９４３．３,５９２．６,１．７７,３．２７,１０．１,１０９５９６,８３．０５).
２．３　求关联系数、关联度和权重
参考品种的各性状值构成参考数列X０(k)＝
{X０(１),X０(２),􀆺,X０(n)},参试品种的各性状值
构成比较数列Xi(k)＝{Xi(１),Xi(２),􀆺Xi(n)},
其中k＝１,２,􀆺,n,n是品种的性状数,i＝１,２,􀆺,
m,m是品种个数.首先根据公式Δi(k)＝|X０(k)
－Xi(k)|求出参考数列与比较数列的绝对差值.
二级最小差min
i
min
k
|X０(k)－Xi(k)|＝０,二级最大
差max
i
max
k
|X０(k)－Xi(k)|＝０．３７９０,ρ为分辨系
数,用于提高关联系数间的差异显著性,取值范围０
~１,在此取ρ＝０．５.利用公式(１)计算各点上的关
联系数ξi(k)(表３).根据模糊数学方法中的权重
决策法,即由公式(２)、公式(３)计算各指标对应的权
值,赋予各性状不同权重:ω１＝０．１０５５,ω２＝０．１１２４,
ω３＝０．１１１４,ω４＝０．１２３６,ω５＝０．１１４０,ω６＝０．１１８１,
ω７＝０．０９１３,ω８＝０．１１２８,ω９＝０．１１０８.根据权重值
的大小,可判断出每个指标在甜高粱品种综合评价
中的作用大小.其权重顺序为:单株干质量＞分蘖
数＞鲜干比＞鲜重产量＞主茎粗＞单株鲜质量＞出
苗率＞株高＞绿叶数.根据权重可构造甜高粱综合
评价模型为:Zk＝０．１０５５ξ１＋０．１１２４ξ２＋０．１１１４ξ３＋
０．１２３６ξ４＋０．１１４０ξ５＋０．１１８１ξ６＋０．０９１３ξ７＋０．１１２８ξ８＋
０．１１０８ξ９.将权重系数及关联系数代入公式(４),求
得各参试品种的加权关联度,并进行关联度排序(表
４).加权关联度值可真实的反应参试品种与最优指
标集的差异大小,值越大说明综合性能越理想,反之
则差异大.８个甜高粱品种生产性能综合评价排在
前３位的为:九甜杂三、大力士、超级放牧者.
３　讨论与小结
灰色关联分析根据各因素变化曲线几何形状的
相似程度来判断因素之间的关联程度,所需样本容
量较少,对试验数据类型没有特殊要求[９].本研究
利用灰色系统理论对青海东部农业区引种的甜高粱
品种主要生产性能指标进行了综合分析,结果表明
权重较高的３个指标是单株干质量、分蘖数、鲜干
比.杜周和等[１０Ｇ１１]在紫花苜蓿(Medicagosativa)
品种的引种中,在不同生态气候小区各指标的权重
系数不一,相似生态气候地区有相似的指标权重顺
序.本研究主要根据生产实践选择了部分指标进行
分析评价,其他指标还有待进一步研究和验证,以期
建立更为科学的评价模型.
表３　各品种的关联系数值
Table４　Relatedcoefficientsofdifferenttestedvarieties
品种Varieties X１ X２ X３ X４ X５ X６ X７ X８ X９
ξ１ ０．５４０７ ０．６４９４ ０．５３６２ ０．５１５１ ０．６９１１ ０．６２６２ ０．５２９６ ０．６３８９ １．００００
ξ２ ０．５６６３ ０．６８９８ ０．５３９４ ０．６１５３ ０．５６３３ ０．３６６８ ０．３７４３ ０．４３３１ ０．５４８８
ξ３ ０．４９６６ ０．６８９８ ０．６５８９ ０．７０５８ ０．６１５１ ０．７５５９ ０．３４７１ ０．４３１１ ０．３８４３
ξ４ ０．７１４８ ０．５３４９ ０．７０５８ １．００００ ０．５２７９ ０．６２６２ ０．６５６８ ０．９０７１ ０．６６９４
ξ５ ０．５７１３ ０．５５２６ ０．７３１９ ０．７７６０ ０．６２６４ １．００００ ０．４４３７ ０．７２２５ ０．７０２６
ξ６ １．００００ ０．５５２６ １．００００ ０．９２４８ ０．６９１１ ０．４９２０ ０．４３３６ １．００００ ０．７５３２
ξ７ ０．４２１７ ０．４４８５ ０．３８０３ ０．３３３３ １．００００ ０．９３９５ ０．３７４３ ０．３４４７ ０．４２３３
ξ８ ０．４９２５ １．００００ ０．５１９６ ０．７５７４ ０．４７５５ ０．５６８７ １．００００ ０．６６０５ ０．５６４５
表４　各参试品种的加权关联度及其排序
Table５　Weightingassociationandthe
orderofexperimentalvarieties
品种 加权关联度 排序
Varieties Weightingassociation Order
BJ０６０２ ０．６３７４ ５
辽甜１号LiaotianNo．１ ０．５２４８ ７
辽甜３号LiaotianNo．３ ０．５７２８ ６
大力士 Hunnigreen ０．７０８３ ２
超极放牧者Superherder ０．６８９１ ３
九甜杂三Jiutianzasan ０．７６６１ １
吉甜３号JitianNo．３ ０．５２３５ ８
吉甜５号JitianNo．５ ０．６６５６ ４
　　根据参试品种综合评价性状指标的权重比较,
构建出甜高粱综合评价模型,用此模型对参试品种
进行综合评价,结果表明,在青海东部农业区引进的
甜高粱品种中综合评价最好的为九甜杂三,其产草
量最高,株高最高,生长速度最快,９个指标中有３
个指标在所有参试品种中位居榜首,最适宜在该地
区推广;其次为大力士和超级放牧者,这与大田试验
观察结果相一致.本研究结果表明,采用灰色系统
理论对甜高粱品种进行综合评价,其结果较为合理
可信,能够较全面地反应一个品种综合生产性能的
４２６
第３期 冯海生等:应用灰色关联度综合评价甜高粱的生产性能
优劣.
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(责任编辑　李美娟)
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