利用隸屬函數(shù)法對不同花生品種的抗旱性評價

張 俊，湯豐收，劉 娟，臧秀旺，董文召，張忠信，徐 靜，苗利娟

（河南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，農(nóng)業(yè)部黃淮海油料作物重點實驗室，河南省油料作物遺傳改良重點實驗室，花生遺傳改良國家地方聯(lián)合工程實驗室，河南 鄭州450002）

花生是重要的油料作物和經(jīng)濟作物，也是植物油脂和蛋白質的重要來源[1]。但其主產(chǎn)區(qū)多為干旱、半干旱地區(qū)，生育期內降雨偏少，易出現(xiàn)季節(jié)性干旱，嚴重影響花生的產(chǎn)量。據(jù)統(tǒng)計，每年因干旱造成的花生減產(chǎn)平均在20%以上[2]。干旱已成為限制我國花生生產(chǎn)程度最大、影響范圍最廣的因素之一。因此，分析花生抗旱指標，比較不同品種的抗旱性，是花生抗性育種的重要依據(jù)。

同一作物不同品種對環(huán)境的適應性有很大差異[3]，且每個相關性狀都參與花生的抗旱響應[4-6]。因此，用單一性狀指標鑒定花生的抗旱性，準確性較差，如需全面客觀準確地對某品種的抗旱能力進行評價，必須綜合多個性狀分析。研究以黃淮海地區(qū)主栽的9個花生品種為對象，選擇形態(tài)和產(chǎn)量構成的10個指標，采用抗旱系數(shù)法和隸屬函數(shù)值法對品種的抗旱性進行定量分析比較，以期為抗旱品種鑒定、篩選及干旱地區(qū)花生品種選育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選取黃淮海地區(qū)9個主栽的花生品種，分別為：豫花9719、豫花9326、豫花15 號、山花9 號、開農(nóng)49、濮花28、湘花2008、冀花0212-4、濰花10 號。

1.2 試驗方法

試驗在河南農(nóng)科院原陽實驗基地旱池中進行，土壤為沙壤土，每個品種分別進行干旱和正常供水（CK）兩個處理。旱池規(guī)格為3.5 m×1.7 m。試驗于2012年5月11日播種，每品種播種2 行，每行10 穴，每穴一棵，重復3 次。9月20日收獲。播種前每池澆水0.4 m3，干旱處理全生育期不澆水，下雨時用棚車遮蓋，對照處理正常供水。于收獲期調查植株性狀。

1.3 測定與分析方法

1.3.1 抗旱性直接鑒定 以抗旱系數(shù)對品種的抗旱等級直接評定[7-16]，抗旱系數(shù)（%）=（水分脅迫下產(chǎn)量/正常水分下產(chǎn)量）×100。

1.3.2 性狀相對值 各指標性狀相對值（%）=（水分脅迫下性狀值/正常水分下性狀值）×100。

1.3.3 抗旱隸屬值的計算 將各項指標給予在閉區(qū)間（0，1）內相應的數(shù)值，利用性狀相對值，對各指標作出單項評估，計算各單因素隸屬度的加權算術平均，獲得綜合隸屬度，并劃分其抗旱等級，其結果越接近0 越差，越接近1 越好。

（1）計算隸屬值：將測定的每個性狀分別用下列公式求出相應的隸屬值。

（2）計算平均數(shù)：計算每個品種各性狀抗旱隸屬值的平均數(shù)。

根據(jù)所得各指標隸屬函數(shù)平均值劃分其抗旱等級[18-19]。當≥0.7 時，為Ⅰ級，高度抗旱；當0.7＞≥0.5 時，為Ⅱ級，抗旱；當0.5＞≥0.4 時，為Ⅲ級，中等抗旱；當＜0.4 時，為Ⅳ級，不抗旱。

2 結果與分析

2.1 不同花生品種產(chǎn)量抗旱性的直接評定

產(chǎn)量是最可靠也是最重要的抗旱性指標，常用于品種抗旱性的最終鑒定。由表1 可知，不同花生品種產(chǎn)量的抗旱系數(shù)存在顯著差異，說明品種間抗旱性差異大。其中，以豫花9326 品種的抗旱系數(shù)最高，為76.42%；以山花9 號品種的最低，僅為33.11%；冀花0212-4、濮花28、濰花10 號，這3個品種的抗旱系數(shù)均大于70%，具有較強的抗旱性；濮花28 的抗旱系數(shù)接近70%，在65%以上，說明其亦具有較強的抗旱性；而開農(nóng)49 和山花9號的抗旱系數(shù)小于50%，因而抗旱性較差。

表1 不同花生品種產(chǎn)量的抗旱性評價

2.2 不同花生品種形態(tài)指標的抗旱性評價

從表2 中可以看出，與對照相比較，水分脅迫下的花生主莖高、側枝長、分枝數(shù)和結果枝數(shù)均呈不同程度的降低，且不同品種之間的差異顯著。其中，豫花15 號的主莖高和側枝長的相對值均最高，分別為64.77%和66.11%，冀花0212-4、湘花2008、豫花9326 的主莖高和側枝長的相對值均在55%以上，而山花9 號、開農(nóng)49 和濮花28 的主莖高、側枝長的相對值在50%左右；濰花10號的分枝數(shù)干旱和正常情況相差較小，分枝數(shù)差異較小的品種有豫花9326、濮花28，相對值均在88%以上，冀花0212-4 干旱時分枝數(shù)減少最多，相對值為80.45%，山花9 號次之，為84.87%；結果枝數(shù)同樣存在差異，冀花0212-4、豫花15、豫花9326 和濰花10 號相對值較高，均在80%以上，濮花28、湘花2008 相對值均在70%以上，濮花28 最少，僅為59.14%，但其干旱條件下分枝數(shù)較多，說明在干旱條件下，濮花28 許多分枝失去了結果能力。因此，從形態(tài)指標上分析，冀花0212-4、濰花10 號、湘花2008、豫花15 號和豫花9326 的抗旱性較強。

2.3 不同花生品種產(chǎn)量構成因素的抗旱性評價

由表3 可知，生長發(fā)育的差異最終將體現(xiàn)在產(chǎn)量構成的各個因素上，干旱降低了不同花生品種的百果重和百仁重。其中，冀花0212-4、濮花28、湘花2008、豫花9326 和豫花9719 的變化幅度較小，百果重、百仁重的相對值均在90%以上，山花9 號和豫花15 的百果重、百仁重在干旱時相對下降幅度大，相對值均在90%以下。從單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力上分析，冀花0212-4 和濰花10 號在干旱和正常供水狀態(tài)下的差異性較小，相對值在80%以上，冀花0212-4 百果重、百仁重變化幅度也較小，因此其抗旱系數(shù)較大；開農(nóng)49 和濮花28 的差異性大，其中開農(nóng)49 差異性最大，單株結果數(shù)和單株生產(chǎn)力的相對值分別為67.57%、35.21%，加之其百果重、百仁重在9個品種中差異性也較為明顯，致使其抗旱系數(shù)較小。因此，從產(chǎn)量構成因素來說，冀花0212-4 的抗旱性較好，而開農(nóng)49 的抗旱性較差。

2.4 不同花生品種抗旱性綜合評價

從表4 中可以看出，以產(chǎn)量、形態(tài)指標、產(chǎn)量構成等10 項指標對花生的抗旱性進行綜合評價，各品種的隸屬函數(shù)值差異較大，表明這10 項指標均與花生抗旱響應關系密切，能夠在一定程度上反映花生品種的抗旱性強弱，同時也說明供試的9個花生品種的抗旱性存在較大差異。豫花9326 的各指標隸屬函數(shù)平均值達0.76，而開農(nóng)49、濮花28 和山花9 號的各指標隸屬函數(shù)平均值均在0.4 以下。高抗旱型品種豫花9326 的單株結果數(shù)、出仁率的隸屬函數(shù)值均為1。這說明豫花9326 能在水分脅迫條件下，較好的完成莢果的發(fā)育和成熟，并保證植株的正常功能，制造足夠的養(yǎng)分，減少了水分脅迫對花生產(chǎn)量的影響。

表2 不同花生品種形態(tài)指標的抗旱性評價

表3 不同花生品種產(chǎn)量構成因素的抗旱性評價

表4 不同花生品種抗旱性綜合評價

3 討論

在目前的作物抗旱性研究中，一系列與抗旱性有關的性狀（或指標）已被發(fā)掘利用[20]，但這些性狀在抗旱研究中有多大的應用價值，在抗旱過程中哪個指標或者哪些指標起了決定性作用，并沒有統(tǒng)一的定論。最佳的方法是綜合各個指標，以作為衡量抗旱性高低的最終標準。

產(chǎn)量可直接和直觀地表達品種的相對抗旱能力，但產(chǎn)量需收獲后才能進行分析、評價，且部分抗旱生理反應與抗旱實際反應表現(xiàn)不一致，如單一使用抗旱系數(shù)進行篩選，不能作出判斷。生長量是植物對干旱脅迫的綜合反應，也是評估干旱脅迫程度和植物抗旱能力的可靠標準。作物的產(chǎn)量、生長發(fā)育、形態(tài)以及生理生化指標，均與抗旱有密切的關系[21]。這些指標的差異值均能較好地反應品種抗旱耐旱性，為花生抗旱育種提供了理論基礎[22-25]。但利用單一性狀指標鑒定花生抗旱性，準確性較差，為全面客觀準確地評價某品種的抗旱能力，需對多個性狀綜合評價，以消除個別指標帶來的片面性。

試驗利用隸屬函數(shù)法，以品種抗旱系數(shù)作為衡量抗旱性強弱的最終標準，并將各抗旱指標的響應值落實到抗旱系數(shù)上，用這種方法可以更合理地選出相應的指標對品種進行綜合評價，更接近于全面、系統(tǒng)、準確評定抗旱性，從而大大提高抗旱性篩選的可靠性。

研究采用抗旱系數(shù)直接評價法、隸屬函數(shù)值法對9個花生品種抗旱性評價，產(chǎn)量構成結果表明，豫花9326、冀花0212-4、濰花10 號、湘花2008 的抗旱能力較強；形態(tài)指標結果表明，冀花0212-4、濰花10 號、湘花2008、豫花15 號、豫花9326 的抗旱性較強。綜合評價結果與產(chǎn)量構成的結果相同。因此，從產(chǎn)量構成角度對不同品種的抗旱性進行評價，能更好的反應該品種的抗旱性。

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