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应用灰色关联分析评价蔬菜苗素质

时间:2022-11-13 百科知识 版权反馈
【摘要】:本项研究在田间试验的基础上拟就这一问题的提出试图用灰色关联分析法给予探索解决。以在同一育苗基质上不同处理蔬菜育苗为研究内容,按蔬菜苗素质自身指标幼苗叶龄、茎粗、株高、主根长、侧根数、地上及地下部鲜重和干重、根冠比,经济指标成本,发病程度、病株率,出苗效果、出苗率等各项指标于移栽适龄期进行系统调查、记载,应用灰色关联分析法,对蔬菜育苗系统进行综合评价。调查苗床发病种类、发病率和相对防效。

· 综合多项指标灰色关联分析表明,所做试验中对黄瓜、番茄和茄子三种蔬菜作物育苗苗床处理,移栽灵较之百菌清和清水对幼苗具有很好的壮苗效果,主要表现为植株矮化、茎秆变粗、叶色浓绿、根系发达、根冠协调,抗病防病效果显著,出苗效果好,增强了抗逆能力,并得出了移栽灵的使用剂量,克服了常规试验方差分析法只能进行单一指标分析的缺陷。

应用灰色关联分析评价蔬菜苗素质

陈晓军(1) 赵刚(2) 陈泽(3) 盛玉波(4)

一、蔬菜苗素质评价问题的提出

随着蔬菜产业化的发展,蔬菜育苗的种类及工厂化育苗的规模在不断扩大,无论是蔬菜育苗的试验研究还是经营决策,蔬菜苗的素质评价始终是人们关注的重要问题。蔬菜苗的素质涉及诸如株高、茎粗、根长、侧根数、地上和地下的鲜重和干重、根冠比、出苗率、发病率及经济成本等多项指标。由于在育苗中处理方式不同,各个指标间其结果趋势表现并不一致。因此,直观分析以及单一方差统计分析在对多指标体系的分析上存在着极大的局限性,很难反映其整体水平。本项研究在田间试验的基础上拟就这一问题的提出试图用灰色关联分析法给予探索解决。

二、研究方法及试验设计

(一)研究方法

以在同一育苗基质上不同处理蔬菜育苗为研究内容,按蔬菜苗素质自身指标幼苗叶龄、茎粗、株高、主根长、侧根数、地上及地下部鲜重和干重、根冠比,经济指标成本,发病程度、病株率,出苗效果、出苗率等各项指标于移栽适龄期进行系统调查、记载,应用灰色关联分析法,对蔬菜育苗系统进行综合评价。

(二)试验设计

试验设5个处理:20%移栽灵EC 1 g/m2处理苗床,20%移栽灵EC 2 g/m2处理苗床,20%移栽灵EC 3 g/m2处理苗床,75%百菌清WP 3 g/m2处理苗床,清水3 kg/m2喷施苗床。

试验设4次重复,每区组(重复)随机排列,每小区面积1 m2,分别在黄瓜、番茄、茄子3种作物上进行。

(三)田间管理及调查

试验安排在青铜峡市大坝镇大坝1队蔬菜基地日光温室中,为长年老菜区。试验地段土壤为壤土,有机质含量为1.425%,全氮0.0936%,全磷0.1554%,速效磷12.94 mg/kg,速效钾124.75 mg/kg,全盐0.065%,pH值8.34,土壤理化性状较好。试验地前茬作物为早春番茄。

试验前整理好苗床,配制好营养土(1份土,2份腐熟猪粪),每1 m2小区内放置100个10×10规格的塑料营养钵。播种前灌足底水、浇透苗床,水渗后将供试药剂和水3 kg混匀均匀喷洒。黄瓜8月20日浸种,8月21日播种;番茄和茄子8月19日浸种,8月22日播种。播后覆土并盖膜保墒,在幼苗出土前遮盖遮阳网防止烧芽。整个苗床覆盖棚膜作天幕防雨。9月9日苗床浇一次透水。

黄瓜8月24日出苗,8月26日齐苗;番茄8月28日出苗,茄子8月31日出苗。黄瓜9月19日,番茄10月8日,茄子10月16日移栽适龄期分别取样。

调查方法和内容:调查出苗率、幼苗叶龄、茎粗、株高、主根长、侧根数、地上及地下部鲜重和干重、根冠比。调查苗床发病种类、发病率和相对防效。取样时均匀取50株,按大小苗分类取20株做幼苗素质测定。

三、结果分析

蔬菜苗的素质涉及多项指标,本项试验研究所用指标为株高、茎粗、根长、侧根数、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重、根冠比等多项指标。从对田间试验结果与分析可以看出(见表1),各个处理作用于不同蔬菜及多项指标其结果趋势表现并不一致。如黄瓜,株高指标移栽灵3 g/m2最好,根长指标移栽灵2 g/m2最好,侧根数移栽灵1 g/m2最好。同一根长指标,在黄瓜和番茄上移栽灵2 g/m2最好,在茄子上移栽灵3 g/m2最好。在出苗率上,移栽灵对黄瓜和番茄抑制性小,而对茄子有显著的抑制作用。在成本大小上,必然是移栽灵剂量小成本低,移栽灵剂量大成本就高。也就是说,同一种处理作用在不同蔬菜作物上效果不一致,作用在同一作物上各个指标的效果不一致。因此,传统的方差分析法在对多指标体系的分析上存在着极大的局限性。

(一)灰色关联分析的基本原理

所谓灰色关联分析是指对系统行为特征量白化因子的量化作用分析,其实质是一种曲线间几何形状的分析,且以灰色关联系数和关联度作为衡量相互间发展变化态势的量化值,即两种曲线间几何形状的接近度,几何形状越接近,则关联系数和关联度越大,反之亦然。

设有参考数列x0(k),k=1,2,···,n

x0(k)={x0(1),x0(2),x0(3),···,x0(n)}

有i个比较数列,xi(k),i=1,2,···,m

x1(k)={x1(1),x1(2),x1(3),···,x1(n)}

x2(k)={x2(1),x2(2),x2(3),···,x2(n)}

······

xm(k)={xm(1),xm(2),xm(3),···,xm(n)}

根据关联理论的规范性、偶对称性、整体性和接近性四公理,对i条曲线分别在k个不同的时刻,逐一进行比较,得出关联系数:

img29

式中ξi(k)是第k个时刻比较曲线xi(k)与参考曲线x0(k)的关联系数,|x0(k)-xi(k)|表示x0(k)数列与xi(k)数列在第k点的绝对值,img30|x0(k)-xi(k)|为二级最大差,img31|x0(k)-xi(k)|为二级最小差,它们分别为|x0(k)-xi(k)|集合中的最大值和最小值,σ为分辨系数,取值范围在0~1。

对于某一条比较曲线与参考曲线之间的关联系数,在k个不同时刻,有k个关联系数,将k个分散的关联系数集中起来求平均值,即得关联度,其表达式为:

img32

ri是比较曲线xi对参考曲线x0的关联度,是总体反应数列间关联性的量度。

(二)灰色关联分析法对蔬菜苗素质的评价

在对蔬菜育苗系统进行灰色关联分析时,将所有被评估的处理方式视为一个灰色系统,且将所有被评估的处理方式各单项指标的最优值组成参考育苗处理,该处理也视为灰色系统的一个因素。评价时,分析试验处理和参考处理的接近程度,关联度越大,则所试验的处理方式越趋于合理。

将蔬菜育苗视为一个灰色系统,白化因子蔬菜苗素质选叶龄、株高、茎粗、根长、侧根数、地上鲜重、地下鲜重、地上干重、地下干重、根冠比指标,经济指标选成本,防病效果选病株率,出苗效果选出苗率,一共13项指标构成有序数列,每种蔬菜有5个处理结果,即构成5个比较数列。

参考数列根据经验法确定,即株高、成本、病株率3个指标取5个比较数列中的最小值,其余10个指标取最大值(参见表1)。

由于所得数列为非时间序列,即同一序列中存在着不同的物理量和相差较大的数量级。因此,需要作规一化处理即先进行无量纲化(参见表2),再进行等权处理。代入公式计算关联系数ξi(k)(参见表3),进一步计算关联度ri,结果如下:

在黄瓜上,r1=0.86481,r2=0.85131,r3=0.74838,r4=0.77683,r5=0.82422,r1>r2>r5> r4>r3,说明处理1移栽灵1g/m2效果最好,其次是处理2移栽灵2 g/m2

在番茄上,r1=0.95034,r2=0.94226,r3=0.92438,r4=0.90933,r5=0.87733,r1>r2>r3> r4>r5,说明处理1移栽灵1g/m2效果最好,其次是处理2移栽灵2 g/m2

在茄子上,r1=0.88003,r2=0.91588,r3=0.91162,r4=0.86112,r5=0.88346,r2>r3>r5> r1>r4,说明处理2移栽灵2g/m2效果最好,其次是处理3移栽灵3 g/m2

四、结论

通过以上的分析可得出:综合多项指标灰色关联的分析取得了满意的结果,所做试验中对黄瓜、番茄和茄子苗床处理,移栽灵较之百菌清、清水处理苗床对幼苗有很好的壮苗效果,主要表现为植株矮化,茎秆变粗,叶色浓绿,根系发达,根冠协调,抗病防病效果显著,出苗效果好,增强抗逆能力,在用量上,20%的移栽灵EC黄瓜和番茄以1 g/m2~2 g/m2、茄子以2 g/m2~3 g/m2效果好。

参考文献

1.刘思峰,郭天榜.灰色系统理论及其应用.郑州:河南大学出版社,1991

2.邓聚龙.农业系统灰色理论与方法.济南:山东科学技术出版社,1988

3.葛晓光.蔬菜育苗大全.北京:中国农业出版社,1995

4.张志斌.淡季蔬菜高产栽培技术.北京:中国农业出版社,1995

表1 蔬菜育苗灰色系统矩阵表

img33

注:Ⅰ为参考数列

表2 规一化处理后蔬菜育苗灰色系统矩阵表

img34

注:I为参考数列

表3 蔬菜育苗灰色系统关联系数

img35

【注释】

(1)宁夏农业技术推广总站

(2)宁夏青铜峡市农业技术推广中心

(3)宁夏青铜峡市农业技术推广中心

(4)宁夏青铜峡市农业技术推广中心

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