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作物杂志,2021, 第1期: 60–67 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2021.01.009

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

基于熵权的DTOPSIS法和灰色局势决策法在玉米品种区域试验中的应用探讨

齐建双1(), 夏来坤1(), 黄保1, 李春盈2, 马智艳1, 丁勇1, 谷利敏1, 张君1, 张凤启1, 穆心愿1, 唐保军1, 赵发欣1, 张兰薰1   

  1. 1河南省农业科学院粮食作物研究所/河南省玉米生物学重点实验室,450002,河南郑州
    2河南省农业科学院小麦研究所,450002,河南郑州
  • 收稿日期:2020-04-02 修回日期:2020-12-23 出版日期:2021-02-15 发布日期:2021-02-23
  • 通讯作者: 夏来坤
  • 作者简介:齐建双,主要研究方向为玉米品种评价,E-mail： qijianshuang@126.com
  • 基金资助:
    河南省自然科学基金(182300410072);国家重点研发计划项目(2016YFD0300306);河南省产业技术体系项目(S2015-02-G04)

Discussion on the Application in the Regional Experiment of Maize Varieties by Entropy DTOPSIS Mode and Grey Situation Decision Methods

Qi Jianshuang1(), Xia Laikun1(), Huang Bao1, Li Chunying2, Ma Zhiyan1, Ding Yong1, Gu Limin1, Zhang Jun1, Zhang Fengqi1, Mu Xinyuan1, Tang Baojun1, Zhao Faxin1, Zhang Lanxun1   

  1. 1Cereal Crops Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences/Henan Provincial Key Laboratory of Maize Biology, Zhengzhou 450002, Henan, China
    2Wheat Research Institute, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, Henan, China
  • Received:2020-04-02 Revised:2020-12-23 Online:2021-02-15 Published:2021-02-23
  • Contact: Xia Laikun

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2

PDF (PC)

371

摘要：

良种是农业科技的重要载体,农作物品种区域试验是鉴定新品种丰产性、稳产性和适应性的主要途径。首次探索将基于熵权的DTOPSIS法和灰色局势决策法应用于玉米区域试验中,对2018年河南农科联合体的18个品种（含对照品种）进行综合评价。结果表明：两种评价方法对品种评价的排序结果差异不大,只有5个品种排名顺序稍有差异,差异最大的品种排名相差2个名次,其余4个品种仅相差1个名次,灰色局势决策法计算过程相对简单。同时还发现基于熵权的DTOPSIS法和灰色局势决策法在玉米综合评价中存在产量指标权重较低的问题。因此,根据现阶段玉米育种目标和生产实际需求,玉米区域试验品种评价时应采用多种品种评价方法相结合,在确保审定品种产量的基础上,降低品种在实际种植生产过程中的风险。

关键词: 玉米区域试验, 熵权, DTOPSIS法, 灰色局势决策法

Abstract:

Improved varieties are the important carriers of agricultural science and technology. Regional trails of crop varieties is the main way to identify the high yield, stable yield and adaptability of new varieties. In this paper, DTOPSIS method and grey situation decision method based on entropy weight were applied to maize regional experiment for the first time. Eighteen varieties (including the CK) of Henan Agricultural Science Complex in 2018 were comprehensively evaluated. The results showed that the ranking order of Ci value and rij value of the two methods were almost the same. Among the 18 varieties, only five varieties had slight difference in ranking order, and the most different variety had a difference of two in ranking, while the other four only had a difference of one rank. However, the evaluated results of two methods were far from the order of yield ranking. It was also found that the two evaluation methods have obvious shortcomings. Therefore, it was suggested that the comprehensive evaluation method of maize varieties in regional trials in current should be mainly based on yield, supplemented by DTOPSIS method and grey situation decision-making method based on entropy. The comprehensive evaluation of various methods could greatly reduce the risk of the approved varieties in the actual planting and production process.

Key words: Maize regional test, Entropy, DTOPSIS method, Grey situation decision

表1

参试的18个玉米品种各性状指标的平均值（矩阵A）

编号
No.		 品种
Variety		 产量
Yield
(kg/hm2)		 穗长
Ear length
(cm)		 穗行数
Ear
rows		 单株产量
Yield per
plant (g)		 百粒重
100-grain
weight (g)		 生育期
Growth
period (d)		 株高
Plant height
(m)		 穗位高
Ear height
(m)		 倒伏率
Lodging
rate (%)		 倒折率
Pour the discount
rate (%)		 空秆率
Empty stalk
rate (%)		 含水量
Kernel
moisture (%)		 秃尖
Bald tip
length (cm)		 总叶片数
Total number
of leaves
1 漯玉16-1 9 916.5 16.9 15.1 149.4 34.4 102 2.50 1.00 1.6 1.0 0.8 28.3 0.5 20.5
2 郑单1868 9 834.0 18.2 15.5 149.6 32.3 101 2.70 1.00 0.8 0.6 1.2 26.3 1.7 19.5
3 安玉706 9 718.5 18.6 14.6 144.2 34.2 102 2.51 0.93 0.7 0.3 0.5 29.1 1.0 19.5
4 浩玉188 9 633.0 18.3 14.6 144.8 33.8 103 2.60 1.00 2.2 1.6 1.2 30.1 0.3 20.5
5 浚单56 9 612.0 18.1 16.5 145.6 29.7 101 2.60 0.90 2.1 0.6 1.1 26.6 1.0 18.5
6 敦玉107 9 546.0 16.4 16.5 141.7 29.1 101 2.40 0.90 1.3 0.3 0.7 26.5 0.9 20.0
7 浚单996 9 331.5 15.9 13.7 141.5 35.1 103 2.60 1.00 2.2 0.4 1.5 29.6 0.2 19.0
8 郑单2186 9 304.5 18.0 15.4 145.9 33.1 102 2.50 1.00 2.2 0.5 1.4 28.3 1.0 19.5
9 郑单958 9 201.0 16.9 15.1 144.1 32.7 103 2.50 1.00 2.6 1.4 1.5 28.9 0.5 21.0
10 敦玉278 9 133.5 16.1 16.1 141.0 33.3 102 2.70 1.00 1.8 0.5 1.8 25.9 0.9 19.0
11 新单92 9 106.5 16.3 16.7 141.7 32.1 103 2.90 1.10 2.0 0.4 3.0 27.5 1.0 21.0
12 新单78 9 079.5 16.2 17.1 140.9 33.5 103 3.00 1.10 0.3 0.3 1.6 28.0 1.4 20.5
13 技丰698 9 075.0 17.4 15.1 139.4 30.8 101 3.00 1.00 9.4 0.9 1.6 26.0 1.3 20.0
14 郑单2185 8 997.0 17.5 14.9 143.9 33.1 103 2.50 1.20 7.7 2.9 2.3 29.1 0.8 19.5
15 技丰853 8 869.5 17.3 16.4 138.4 33.1 102 2.80 1.00 14.6 1.1 1.7 27.2 0.7 19.0
16 郑单5166 8 821.5 20.5 15.0 149.2 34.0 102 3.00 1.00 2.4 0.4 2.1 25.9 1.3 18.5
17 技丰616 8 734.5 17.2 14.8 137.0 32.5 101 2.40 0.80 0.8 0.2 1.5 27.0 1.1 20.0
18 陕单656 8 614.5 17.3 15.6 134.0 29.9 101 2.60 0.90 11.4 2.6 2.1 24.1 0.6 18.5

表2

无量纲化矩阵Z与灰色局势决策法效果测度矩阵（L）

编号
No.		 产量
Yield		 穗长
Ear
length		 穗行数
Ear
rows		 单株产量
Yield per
plant		 百粒重
100-grain
weight		 生育期
Growth
period		 株高
Plant
height		 穗位高
Ear
height		 倒伏率
Lodging
rate		 倒折率
Pour the
discount rate		 空秆率
Empty stalk
rate		 含水量
Kernel
moisture		 秃尖
Bald tip
length		 总叶片数
Total number
of leaves
1 1.0000 0.8244 0.8830 0.9987 0.9475 1.0000 0.9445 0.9906 0.1875 0.2000 0.6250 0.8516 0.4000 0.9593
2 0.9917 0.8878 0.9064 1.0000 0.9910 0.9903 0.9837 0.9906 0.3750 0.3333 0.4167 0.9163 0.1176 0.9916
3 0.9800 0.9073 0.8538 0.9639 0.9531 1.0000 0.9479 0.9424 0.4286 0.6667 1.0000 0.8282 0.2000 0.9916
4 0.9714 0.8927 0.8538 0.9679 0.9643 0.9903 0.9793 0.9906 0.1364 0.1250 0.4167 0.8007 0.6667 0.9593
5 0.9693 0.8829 0.9649 0.9733 0.9184 0.9903 0.9793 0.9162 0.1429 0.3333 0.4545 0.9060 0.2000 0.9440
6 0.9626 0.8000 0.9649 0.9472 0.9032 0.9903 0.9121 0.9162 0.2308 0.6667 0.7143 0.9094 0.2222 0.9833
7 0.9410 0.7756 0.8012 0.9459 0.9286 0.9903 0.9793 0.9906 0.1364 0.5000 0.3333 0.8142 1.0000 0.9672
8 0.9383 0.8780 0.9006 0.9753 0.9847 1.0000 0.9445 0.9906 0.1364 0.4000 0.3571 0.8516 0.2000 0.9916
9 0.9278 0.8244 0.8830 0.9632 0.9968 0.9903 0.9445 0.9906 0.1154 0.1429 0.3333 0.8339 0.4000 0.9365
10 0.9210 0.7854 0.9415 0.9425 0.9788 1.0000 0.9837 0.9906 0.1667 0.4000 0.2778 0.9305 0.2222 0.9672
11 0.9183 0.7951 0.9766 0.9472 0.9851 0.9903 0.9159 0.9005 0.1500 0.5000 0.1667 0.8764 0.2000 0.9365
12 0.9156 0.7902 1.0000 0.9418 0.9730 0.9903 0.8854 0.9005 1.0000 0.6667 0.3125 0.8607 0.1429 0.9593
13 0.9151 0.8488 0.8830 0.9318 0.9478 0.9903 0.8854 0.9906 0.0319 0.2222 0.3125 0.9269 0.1538 0.9833
14 0.9073 0.8537 0.8713 0.9619 0.9847 0.9903 0.9445 0.8255 0.0390 0.0690 0.2174 0.8282 0.2500 0.9916
15 0.8944 0.8439 0.9591 0.9251 0.9847 1.0000 0.9486 0.9906 0.0205 0.1818 0.2941 0.8860 0.2857 0.9672
16 0.8896 1.0000 0.8772 0.9973 0.9587 1.0000 0.8854 0.9906 0.1250 0.5000 0.2381 0.9305 0.1538 0.9440
17 0.8808 0.8390 0.8655 0.9158 0.9971 0.9903 0.9121 0.8387 0.3750 1.0000 0.3333 0.8926 0.1818 0.9833
18 0.8687 0.8439 0.9123 0.8957 0.9236 0.9903 0.9793 0.9162 0.0263 0.0769 0.2381 1.0000 0.3333 0.9440

表3

各评价指标的熵权、权重及变异系数

项目
Item		 产量
Yield		 穗长
Ear
length		 穗行数
Ear
rows		 单株产量
Yield per
plant		 百粒重
100-grain
weight		 生育期
Growth
period		 株高
Plant
height		 穗位高
Ear
height		 倒伏率
Lodging
rate		 倒折率
Pour the
discount rate		 空秆率
Empty stalk
rate		 含水量
Kernel
moisture		 秃尖
Bald tip
length		 总叶片数
Total number
of leaves
熵权Entropy weight 0.9997 0.9993 0.9995 0.9999 0.9996 1.0000 0.9991 0.9987 0.8346 0.8945 0.9742 0.9995 0.9665 0.9997
权重Weight 0.0008 0.0020 0.0016 0.0004 0.0013 0.0000 0.0028 0.0039 0.4933 0.3146 0.0769 0.0016 0.0998 0.0009
CV (%) 4.1800 6.4700 5.7800 2.9900 5.2100 0.8200 7.6500 8.9400 113.0200 88.4000 39.4500 5.7400 43.4500 4.1800

表4

决策矩阵R

编号
No.		 产量
Yield		 穗长
Ear
length		 穗行数
Ear
rows		 单株产量
Yield per
plant		 百粒重
100-grain
weight		 生育期
Growth
period		 株高
Plant
height		 穗位高
Ear
height		 倒伏率
Lodging
rate		 倒折率
Pour the
discount rate		 空秆率
Empty stalk
rate		 含水量
Kernel
moisture		 秃尖
Bald tip
length		 总叶片数
Total number
of leaves
1 0.0008 0.0016 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0027 0.0039 0.0925 0.0629 0.0481 0.0014 0.0399 0.0008
2 0.0008 0.0018 0.0015 0.0004 0.0013 0.0000 0.0028 0.0039 0.1850 0.1049 0.0321 0.0015 0.0117 0.0008
3 0.0008 0.0018 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0027 0.0037 0.2114 0.2097 0.0769 0.0013 0.0200 0.0008
4 0.0008 0.0018 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0028 0.0039 0.0673 0.0393 0.0321 0.0013 0.0665 0.0008
5 0.0008 0.0018 0.0016 0.0004 0.0012 0.0000 0.0028 0.0036 0.0705 0.1049 0.0350 0.0015 0.0200 0.0008
6 0.0008 0.0016 0.0016 0.0004 0.0012 0.0000 0.0026 0.0036 0.1138 0.2097 0.0549 0.0015 0.0222 0.0008
7 0.0008 0.0016 0.0013 0.0004 0.0012 0.0000 0.0028 0.0039 0.0673 0.1573 0.0256 0.0013 0.0998 0.0008
8 0.0008 0.0018 0.0015 0.0004 0.0013 0.0000 0.0027 0.0039 0.0673 0.1258 0.0275 0.0014 0.0200 0.0008
9 0.0008 0.0016 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0027 0.0039 0.0569 0.0449 0.0256 0.0013 0.0399 0.0008
10 0.0008 0.0016 0.0015 0.0004 0.0013 0.0000 0.0028 0.0039 0.0822 0.1258 0.0214 0.0015 0.0222 0.0008
11 0.0008 0.0016 0.0016 0.0004 0.0013 0.0000 0.0026 0.0035 0.0740 0.1573 0.0128 0.0014 0.0200 0.0008
12 0.0008 0.0016 0.0016 0.0004 0.0013 0.0000 0.0025 0.0035 0.4933 0.2097 0.0240 0.0014 0.0143 0.0008
13 0.0008 0.0017 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0025 0.0039 0.0157 0.0699 0.0240 0.0015 0.0153 0.0008
14 0.0008 0.0017 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0027 0.0032 0.0192 0.0217 0.0167 0.0013 0.0249 0.0008
15 0.0008 0.0017 0.0016 0.0004 0.0013 0.0000 0.0027 0.0039 0.0101 0.0572 0.0226 0.0014 0.0285 0.0008
16 0.0008 0.0020 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0025 0.0039 0.0617 0.1573 0.0183 0.0015 0.0153 0.0008
17 0.0007 0.0017 0.0014 0.0004 0.0013 0.0000 0.0026 0.0033 0.1850 0.3146 0.0256 0.0014 0.0181 0.0008
18 0.0007 0.0017 0.0015 0.0004 0.0012 0.0000 0.0028 0.0036 0.0130 0.0242 0.0183 0.0016 0.0333 0.0008

表5

DTOPSIS法计算结果

代号
No.		 品种
Variety		 S+ S- Ci Ci值排序
Ci value ranking		 产量
Yield (kg/hm2)		 产量排序
Yield ranking
1 漯玉16-1 0.4779 0.1026 0.1767 12 9 916.5 1
2 郑单1868 0.3857 0.1946 0.3353 5 9 834.0 2
3 安玉706 0.3112 0.2829 0.4762 3 9 718.5 3
4 浩玉188 0.5103 0.0833 0.1404 13 9 633.0 4
5 浚单56 0.4805 0.1054 0.1799 11 9 612.0 5
6 敦玉107 0.4018 0.2191 0.3528 4 9 546.0 6
7 浚单996 0.4570 0.1719 0.2734 6 9 331.5 7
8 郑单2186 0.4753 0.1200 0.2015 10 9 304.5 8
9 郑单958 0.5190 0.0607 0.1047 14 9 201.0 9
10 敦玉278 0.4623 0.1274 0.2160 9 9 133.5 10
11 新单92 0.4594 0.1501 0.2463 7 9 106.5 11
12 新单78 0.1453 0.5186 0.7812 1 9 079.5 12
13 技丰698 0.5457 0.0500 0.0839 15 9 075.0 13
14 郑单2185 0.5655 0.0165 0.0283 18 8 997.0 14
15 技丰853 0.5547 0.0405 0.0680 16 8 869.5 15
16 郑单5166 0.4707 0.1452 0.2358 8 8 821.5 16
17 技丰616 0.3230 0.3414 0.5138 2 8 734.5 17
18 陕单656 0.5682 0.0225 0.0382 17 8 614.5 18

表6

灰色局势决策法计算结果

编号
No.		 品种
Variety		 rij rij值排序
rij value
ranking		 产量
Yield
(kg/hm2)		 产量排序
Yield
ranking
1 漯玉16-1 0.2578 10 9 916.5 1
2 郑单1868 0.3485 6 9 834.0 2
3 安玉706 0.5323 3 9 718.5 3
4 浩玉188 0.2196 13 9 633.0 4
5 浚单56 0.2447 12 9 612.0 5
6 敦玉107 0.4147 4 9 546.0 6
7 浚单996 0.3641 5 9 331.5 7
8 郑单2186 0.2550 11 9 304.5 8
9 郑单958 0.1817 14 9 201.0 9
10 敦玉278 0.2662 9 9 133.5 10
11 新单92 0.2781 7 9 106.5 11
12 新单78 0.7552 1 9 079.5 12
13 技丰698 0.1393 15 9 075.0 13
14 郑单2185 0.0963 18 8 997.0 14
15 技丰853 0.1330 16 8 869.5 15
16 郑单5166 0.2672 8 8 821.5 16
17 技丰616 0.5571 2 8 734.5 17
18 陕单656 0.1031 17 8 614.5 18
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