基于灰色关联度分析和主成分分析法评估糖用甜菜品种的适应性

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0269

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (30): 39-46.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0269

基于灰色关联度分析和主成分分析法评估糖用甜菜品种的适应性

苏欣欣¹(), 肖洋¹(), 胡晓航¹^,²(), 马亚怀¹^,², 李彦丽¹^,²

¹黑龙江大学现代农业与生态环境学院,哈尔滨 150080
²国家糖料改良中心,哈尔滨 150080

收稿日期:2021-03-17 修回日期:2021-05-13 出版日期:2021-10-25 发布日期:2021-12-08
通讯作者: 肖洋,胡晓航
作者简介:苏欣欣,女,1998年出生,河南济源人,研究生,研究方向：作物学。通信地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号,E-mail： s1359212463@163.com。
基金资助:
黑龙江省省属高等学校基本科研业务费项目“DSSAT-CERES-BEET模型在东北寒地甜菜生产中的适用性评价”(2020-KYYWF-1025);2021年黑龙江大学创新科研项目“基于灰色关联度筛选糖用甜菜区试品种的研究”(YJSCX2021-223HLJU);农业农村部农业技术试验示范与服务支持(品种试验)项目“试验示范与服务支持品种试验”(NJZ[2020]-I13)

The Adaptability Evaluation of Sugar Beet Varieties Based on Grey Relational Analysis and Principal Component Analysis

Su Xinxin¹(), Xiao Yang¹(), Hu Xiaohang¹^,²(), Ma Yahuai¹^,², Li Yanli¹^,²

¹Acaademy of Modern Agriculture and Ecology Environment, Heilongjiang University, Harbin 150080
²National Sugar Improvement Center, Harbin 150080

Received:2021-03-17 Revised:2021-05-13 Online:2021-10-25 Published:2021-12-08
Contact: Xiao Yang,Hu Xiaohang

摘要/Abstract

摘要：

为了筛选出最适宜黑龙江哈尔滨地区种植的产质量高并抗根腐病的糖用甜菜品种。2020年在黑龙江省哈尔滨市黑龙江大学呼兰校区试验基地,以21个引种的KWS系列及1个BTS2730糖用甜菜品种（KWS1197为对照）为试材,采用主成分分析和灰色关联度分析法对根产量、含糖率、产糖量和根腐病4个指标进行综合评价。两种方法得出的甜菜品种的排序大致一致;第一主成分根产量的贡献率为69.704%,第二主成分含糖率的贡献率为26.283%,累计贡献率为95.987%,因此能够全面地反映甜菜的产质量性状;最适合本地种植的综合评价值高于对照的6个品种为：KWS0023(0.8231)>KWS0015(0.7685)> KWS6661(0.7511) >KWS9921(0.7103)>KWS0860(0.7097)>BTS2730(0.7065)>CK(0.6823);其他品种的综合评价值低于对照。主成分分析法和灰色关联度分析能够较为全面得分析甜菜品种,得出的结果具有可靠性。

关键词: 糖用甜菜, 品种, 主成分分析, 灰色关联度分析, 适应性

Abstract:

The aim is to screen out the most suitable sugar beet variety with high production quality and resistance to root rot in Harbin, Heilongjiang Province. In 2020, the test was carried out at the test base of Hulan Campus of Heilongjiang University, with 21 introduced KWS series and 1 BTS2730 sugar beet (KWS1197 as control) as the test materials, 4 indexes of root yield, sugar content, sugar yield and root rot were comprehensively evaluated by principal component analysis (PCA) and grey relation analysis (GRA). The sorts of the sugar beet varieties obtained by the two methods were roughly the same. The contribution rate of the first primary component (root yield) was 69.704%. The contribution rate of the second primary component (sugar content) was 26.283%, and the accumulated contribution rate was 95.987%, which could fully reflect the production quality of sugar beet. 6 varieties suitable for local planting selected by comprehensive evaluation value were better than the control: KWS0023 (0.8231)>KWS0015(0.7685)> KWS6661(0.7511)> KWS9921(0.7103)> KWS0860(0.7097) >BTS2730(0.7065) >CK(0.6823). The comprehensive evaluation value of other varieties was lower than the control. In conclusion, the principal component analysis and gray relational analysis could analyze sugar beet varieties more comprehensively, and the results obtained are reliable.

Key words: sugar beet, variety, principal component analysis, grey relational analysis, adaptability

中图分类号:

S566.3

苏欣欣, 肖洋, 胡晓航, 马亚怀, 李彦丽. 基于灰色关联度分析和主成分分析法评估糖用甜菜品种的适应性[J]. 中国农学通报, 2021, 37(30): 39-46.

Su Xinxin, Xiao Yang, Hu Xiaohang, Ma Yahuai, Li Yanli. The Adaptability Evaluation of Sugar Beet Varieties Based on Grey Relational Analysis and Principal Component Analysis[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(30): 39-46.

图/表 10

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品种	根腐病/%	根产量/(m³/hm²)	含糖率/%	产糖量/(m³/hm²)
X0	31.934	76594.739	11.768	7765.155
KWS9921	4.385	69643.634	9.675	6738.022
KWS0860	15.095	60192.403	10.645	6407.481
KWS9962	4.984	58279.429	9.270	5402.503
KWS8157	31.934	14167.375	8.988	1273.293
KWS0069	10.034	58847.639	8.253	4856.401
KWS0015	1.074	76594.739	9.498	7274.585
KWS5104	6.697	54813.347	10.338	5666.330
KWS7748	10.362	64472.920	8.863	5713.913
KWS1051	8.071	55741.423	10.283	5731.612
KWS0060	31.286	32236.460	9.195	2964.143
KWS9967	10.934	52388.983	8.998	4713.699
KWS0023	0.847	65988.148	11.768	7765.155
KWS1250	5.998	47748.599	9.495	4533.730
KWS6673	4.940	57654.398	9.888	5700.579
KWS1176	23.385	34566.122	11.065	3824.741
KWS5106	11.874	50968.457	10.235	5216.622
KWS7772	2.264	67295.031	8.658	5826.067
KWS8844	6.675	60419.688	9.438	5702.108
KWS1197(CK)	10.958	51290.443	11.340	5816.336
KWS6661	1.588	73905.210	9.700	7168.805
KWS9899	6.618	46422.776	10.928	5072.849
BTS2730	4.193	73166.537	9.010	6592.305

品种	根腐病/%	根产量/(m³/hm²)	含糖率/%	产糖量/(m³/hm²)
X0	31.934	76594.739	11.768	7765.155
KWS9921	4.385	69643.634	9.675	6738.022
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KWS9962	4.984	58279.429	9.270	5402.503
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KWS1051	8.071	55741.423	10.283	5731.612
KWS0060	31.286	32236.460	9.195	2964.143
KWS9967	10.934	52388.983	8.998	4713.699
KWS0023	0.847	65988.148	11.768	7765.155
KWS1250	5.998	47748.599	9.495	4533.730
KWS6673	4.940	57654.398	9.888	5700.579
KWS1176	23.385	34566.122	11.065	3824.741
KWS5106	11.874	50968.457	10.235	5216.622
KWS7772	2.264	67295.031	8.658	5826.067
KWS8844	6.675	60419.688	9.438	5702.108
KWS1197(CK)	10.958	51290.443	11.340	5816.336
KWS6661	1.588	73905.210	9.700	7168.805
KWS9899	6.618	46422.776	10.928	5072.849
BTS2730	4.193	73166.537	9.010	6592.305

品种	根腐病/%	根产量/(m³/hm²)	含糖率/%	产糖量/(m³/hm²)
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KWS9962	0.156	0.761	0.788	0.696
KWS8157	1	0.185	0.764	0.164
KWS0069	0.314	0.768	0.701	0.625
KWS0015	0.034	1	0.807	0.937
KWS5104	0.210	0.716	0.878	0.730
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品种	根腐病/%	根产量/(m³/hm²)	含糖率/%	产糖量/(m³/hm²)
KWS9921	0.137	0.909	0.822	0.868
KWS0860	0.472	0.786	0.905	0.825
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KWS7772	0.071	0.879	0.736	0.750
KWS8844	0.209	0.789	0.802	0.734
KWS1197(CK)	0.343	0.670	0.964	0.749
KWS6661	0.050	0.965	0.824	0.923
KWS9899	0.207	0.606	0.929	0.653
BTS2730	0.131	0.955	0.766	0.849

品种	根腐病/%	根产量/(m³/hm²)	含糖率/%	产糖量/(m³/hm²)
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基于灰色关联度分析和主成分分析法评估糖用甜菜品种的适应性

The Adaptability Evaluation of Sugar Beet Varieties Based on Grey Relational Analysis and Principal Component Analysis

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KWS9921	0.361	0.844	0.733	0.787
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权重	0.178	0.267	0.298	0.257

排名	品种	G_i	排名	品种	G_i
1	KWS0023	0.823	12	KWS8844	0.633
2	KWS0015	0.768	13	KWS1176	0.632
3	KWS6661	0.751	14	KWS9899	0.626
4	KWS9921	0.710	15	KWS5106	0.625
5	KWS0860	0.710	16	KWS0060	0.612
6	BTS2730	0.707	17	KWS9962	0.610
7	KWS1197(CK)	0.682	18	KWS0069	0.585
8	KWS7748	0.641	19	KWS9967	0.581
9	KWS5104	0.641	20	KWS8157	0.573
10	KWS7772	0.638	21	KWS1250	0.570
11	KWS6673	0.633	22	KWS1051	0.416

		Zscore（根腐病）	Zscore（根产量）	Zscore（含糖率）	Zscore（产糖量）
相关性	Zscoer（根腐病）	1.000	-0.858	-0.062	-0.858
	Zscoer（根产量）	-0.870	1.000	-0.078	0.934
	Zscoer（含糖率）	-0.062	-0.078	1.000	0.275
	Zscoer（产糖量）	-0.858	0.934	0.275	1.000

成分	初始特征值			提取载荷平方和
成分	合计	方差贡献率%	累计贡献率%	合计	方差贡献率%	累计贡献率%
1	2.788	69.704	69.704	2.788	69.704	69.704
2	1.051	26.283	95.987	1.051	26.283	95.987
3	0.158	3.941	99.928
4	0.003	0.072	100.000

指标	成分
指标	1	2
Zscore（根腐病）	-0.942	0.076
Zscore（根产量）	0.963	-0.214
Zscore（含糖率）	0.141	0.99
Zscore（产糖量）	0.977	0.141

品种	因子得分(F₁)	排名1	因子得分(F₂)	排名2	综合得分	综合排名
KWS9921	1.395	5	-0.247	10	0.945	4
KWS0860	0.290	12	0.957	5	0.472	7
KWS9962	0.337	9	-0.629	17	0.072	14
KWS8157	-4.815	22	-0.462	15	-3.623	22
KWS0069	-0.280	16	-1.706	22	-0.670	19
KWS0015	2.079	2	-0.507	16	1.371	2
KWS5104	0.294	11	0.571	6	0.370	9
KWS7748	0.320	10	-1.066	20	-0.060	15
KWS1051	0.263	13	0.519	8	0.333	11
KWS0060	-3.367	21	-0.347	13	-2.540	21
KWS9967	-0.580	19	-0.845	18	-0.652	18
KWS0023	2.084	1	2.052	1	2.075	1
KWS1250	-0.470	18	-0.320	12	-0.429	17
KWS6673	0.491	7	0.051	9	0.371	8
KWS1176	-2.249	20	1.583	3	-1.200	20
KWS5106	-0.381	17	0.520	7	-0.134	16
KWS7772	0.979	6	-1.38	21	0.334	10
KWS8844	0.447	8	-0.442	14	0.204	12
KWS1197(CK)	0.033	14	1.716	2	0.494	6
KWS6661	1.917	3	-0.264	11	1.320	3
KWS9899	-0.214	15	1.248	4	0.186	13
BTS2730	1.425	4	-1.005	19	0.760	5

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F₁	F₂
-0.564	0.074
0.577	-0.209
0.084	0.966
0.585	0.138

F₁	F₂
-0.564	0.074
0.577	-0.209
0.084	0.966
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