基于應(yīng)用全息生育適度系數(shù)法對黃芪新品種評價研究△

宋振華，王富勝，劉效瑞，尚虎山，王興政

(1.甘肅省定西市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，甘肅 定西 743000；2.甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西 743000)

·中藥農(nóng)業(yè)·

基于應(yīng)用全息生育適度系數(shù)法對黃芪新品種評價研究△

宋振華1，王富勝2*，劉效瑞2，尚虎山2，王興政2

(1.甘肅省定西市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，甘肅 定西 743000；2.甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西 743000)

目的：應(yīng)用全息生育適度系數(shù)法原理對黃芪新材料進(jìn)行全面合理科學(xué)評價，為優(yōu)良品種推廣提供技術(shù)支撐。方法：對10個黃芪新品種(系)的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性及主要農(nóng)藝性狀等14個因子連續(xù)3年進(jìn)行系統(tǒng)觀測及綜合分析與評價。結(jié)果：HQZX04-07-02屬優(yōu)良品種，隴芪2號、HQZX04-09-01、HQZX04-04-01、HQZX04-03-03、隴芪3號、NJZX01屬一般品種；CK(隴芪1號)、HQZQ04-07-10、JLHQ12-01屬于較差品種。結(jié)論：篩選出綜合性狀優(yōu)良的黃芪新品種(系)，為推廣黃芪新品種提供了科學(xué)依據(jù)。

黃芪新品種；全息生育系數(shù)法；綜合評價

長期以來，育種工作者在對農(nóng)作物新品種(系)進(jìn)行評價時，多采用方差分析和產(chǎn)量平均數(shù)間單一比較檢驗的方法，對參試材料的平均產(chǎn)量只進(jìn)行簡單的比較，而對一個新品種(系)的其它指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成性狀、內(nèi)在質(zhì)量、商品性狀、抗病性、抗逆性等因子只進(jìn)行直觀比較分析，其分析結(jié)果相互獨(dú)立，無關(guān)聯(lián)性，不能綜合準(zhǔn)確評價品種(系)的優(yōu)劣。應(yīng)用全息生育適度系數(shù)分析法[1]，綜合評價作物新品種(系)，可以更加全面、客觀、準(zhǔn)確的判別品種(系)的綜合性狀，并在小麥、水稻、玉米、大豆、谷子、藥材當(dāng)歸等作物育種工作中得到應(yīng)用，并取得了較好的效果。

黃芪Astragalusmembranaceus是重要的常用藥材之一，隨著黃芪醫(yī)療保健作用和產(chǎn)業(yè)開發(fā)的不斷深化，2014年僅甘肅省定西市黃芪種植面積就達(dá)2萬hm2，總產(chǎn)干品6.5萬t以上，規(guī)模占全國的40%左右，黃芪業(yè)已成為定西市的優(yōu)勢中藥材之一。鑒于與此，我們于2000年立項開展了“黃芪優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病新品種選育研究”課題。該項研究我們采用全生育期適度系數(shù)法對當(dāng)前應(yīng)用及正在選育的10個黃芪品種(系)進(jìn)行了綜合評價[2-3]，旨在探討該方法在黃芪新品種(系)綜合評價中的應(yīng)用價值，為黃芪新品種選育和推廣提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及來源

參試10個品種(系)：CK(隴芪1號)、隴芪2號、隴芪3號、JLHQ12-01、HQZX04-07-02、HQZX04-04-01、NJZX01、HQZQ04-07-10、HQZX04-09-01、HQZX04-03-03。其中隴芪1號、隴芪2號和隴芪3號經(jīng)甘肅省農(nóng)作物品種審定委員會認(rèn)定定名，其余均為甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自主選育的黃芪高代新品系。

1.2 試驗方法

試驗設(shè)在定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院隴西首陽鎮(zhèn)中藥材規(guī)范化種植園區(qū)和定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院安定區(qū)西川農(nóng)業(yè)試驗場等兩地。試驗區(qū)海拔1760～1890 m，年均降水量485～515 mm，年均氣溫6.5～7.4 ℃。土壤為耕種黃綿土和黑麻土，質(zhì)地均為中壤，肥力均勻，前作均為春小麥。0～20 cm土層土壤含有機(jī)質(zhì)10.052～11.200 g/kg、全氮0.673～0.795 g·kg-1、全磷0.981～1.193 g·kg-1、水解氮0.057～0.059 g·kg-1、速效磷0.062～0.065 g·kg-1、速效鉀0.325～0.331 g·kg-1，pH值8.2～8.3。試驗地四周無圍墻、樹木及高桿作物和其它障礙物影響。

參試材料共10個品種(系)，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積15 m2，長寬比=5/3，四周筑寬50 cm，高20 cm地埂，便于觀測記載及管理。栽植前均勻畝施磷酸二銨10 kg，配施尿素5 kg，硫酸鉀3 kg，肥料全部用作基肥一次性施入土壤。采用行植平擺苗栽植方式，行距30 cm，株距15 cm，每小區(qū)植10行，保苗率90.3%。各小區(qū)生產(chǎn)條件和管理水平相同。收獲時，各小區(qū)去掉兩邊行、兩端各去掉50 cm，以實際收獲面積計產(chǎn)。

觀測記載：全生育期進(jìn)行觀測記載，記載返青期、出苗率、于9月25日測定植株地上部冠高、冠幅、葉片數(shù)、葉面積及葉病率；于采挖期10月25日在田間分小區(qū)測定地下部根系主根長、蘆頭徑粗、側(cè)根數(shù)、鮮根重、級別、小區(qū)產(chǎn)量、根腐病發(fā)病情況等，同時各品種(系)分別現(xiàn)場取根系樣品1000 g，待自然風(fēng)干后測定內(nèi)在質(zhì)量。

1.3 評價方法

1.3.1 目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的確立 依據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生態(tài)條件和黃芪育種目標(biāo)，所考察的多數(shù)因子以對照品種的相應(yīng)因子為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(正向)。黃芪栽培經(jīng)驗表明，株高愈矮其根系產(chǎn)量愈高，株高目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)閾值確定為56.5 cm較切合生產(chǎn)實際，冠幅和側(cè)枝數(shù)以對照表現(xiàn)值為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)閾值，凡高于閾值表現(xiàn)者，均按方法要求進(jìn)行倒數(shù)處理。3個質(zhì)量性狀的目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為：總灰分愈低愈好，以2.6%為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行倒數(shù)計算；浸出物和黃芪甲苷愈高愈好，以對照品種隴芪1號含量為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)閾值進(jìn)行計算。

1.3.2 計算全息生育適度系數(shù) 根據(jù)張俊儒等介紹的方法，對所有參試品種(系)的14個考察因子按對應(yīng)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為1，求解生育適度系數(shù)為：

GSMCij=Growstate(i)/Goalstandard(j)

i=1，2，3，…，n為生育結(jié)構(gòu)狀態(tài)因子記錄值；j=1，2，3，…，m為該生育結(jié)構(gòu)狀態(tài)因子目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。

1.3.3 品種屬性分類 計算各參試品種的全息值和全息總評系數(shù)，其公式表達(dá)為：

CIC=Bread(i)(S多)/Goalstandard(S多))，或CIC=Bread(i)(S多∥n)/Goal.standard(S多/n)

式中，i=1，2，3，…，n為所有參試品種。根據(jù)一組品種總評系數(shù)的極差[4]，將參試品種分為3類：優(yōu)良類、一般類和較差類。

1.3.4 評價指標(biāo) 根據(jù)黃芪高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗逆等性狀與農(nóng)藝表現(xiàn)的相關(guān)程度，以參試品種(系)的株高、冠幅、小葉面積、分枝數(shù)、主根長、單根鮮重、側(cè)根數(shù)、蘆頭徑粗、根腐病率、特等品出成率、總灰分、浸出物、黃芪甲苷、平均產(chǎn)量等14項作為參考指標(biāo)。根據(jù)黃芪新品種選育實踐，株高、冠幅、分枝數(shù)、側(cè)根數(shù)、根腐病率、總灰分以參試品種的最低表現(xiàn)值為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)閾值，其余參考指標(biāo)均以對照品種的相應(yīng)指標(biāo)為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，對株高、冠幅、分枝數(shù)、側(cè)根數(shù)、根腐病率、總灰分等項進(jìn)行倒數(shù)計算。得出不同品種(系)各評價指標(biāo)的全息生育適度系數(shù)集，然后按照優(yōu)良、一般、較差3個屬性級別對參試品種(系)考察性狀進(jìn)行分屬歸類。

2 結(jié)果與分析

2.1 參試品種(系)間的直觀比較

所有參試品種(系)間的直觀比較列于表1。由表1看出，不同品種(系)的各項考察因子間均存在差異，并具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。在所有參試品種(系)中，單產(chǎn)水平居首位的是HQZX04-04-01，但其內(nèi)在質(zhì)量表現(xiàn)一般；HQZX04-07-02的產(chǎn)量較高(居第二位)，但內(nèi)在質(zhì)量、特等品出成率、蘆頭粗度均居首位，表現(xiàn)出較好的優(yōu)勢，但是其主根長度和葉面積均較小，對總體結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響較大；隴芪3號的產(chǎn)量雖然較低(居第六位)，但其內(nèi)在質(zhì)量最優(yōu)、根腐病發(fā)病率較低，是較好的優(yōu)質(zhì)、抗病品種；產(chǎn)量居第三位的是NJZX01，其根腐病發(fā)病率最高，主根長度最小，其余考察因子也優(yōu)于對照種；所有參試品種(系)中表現(xiàn)較差的是HQZX04-03-03、HQZX04-09-01和HQZQ04-07-10單產(chǎn)水平均低于對照。

2.2 參試品種(系)性狀的全息生育適度系數(shù)(GSMC)

不同參試品種(系)性狀的全息生育適度系數(shù)(GSMC)列于表2。由表2可見，不同品種(系)同一性狀表象差異也比較顯著。10個品種(系)14個性狀表現(xiàn)的集中趨勢(平均數(shù))顯示除株高、分枝數(shù)、根腐病率和總灰分表現(xiàn)較差外，其余10個考察因子均表現(xiàn)顯著(全息系數(shù)≧1.0000)，表現(xiàn)最顯著的是單株鮮根重，全息系數(shù)為1.3717。對不同品種(系)各性狀表現(xiàn)的離散程度(s)分析表明，14個性狀表現(xiàn)中，離散度表現(xiàn)較高的有產(chǎn)量、單株鮮根重、根腐病率、特級品出成率、葉面積、主根長、分枝數(shù)、蘆頭徑粗和黃芪甲苷等，其中產(chǎn)量的離散度最大(S=0.3171)。

表1 不同參試品種(系)黃芪綜合性狀比較

表2 黃芪不同參試品種(系)性狀的全息生育適度系數(shù)

從各性狀的變異系數(shù)可以看出，變異幅度最大的是根腐病率，為51.493 5%，表明參試品種(系)的抗病性差異較大，為選育抗病品種可提供技術(shù)依據(jù)，其次為產(chǎn)量、側(cè)根數(shù)和主根長，可為選育豐產(chǎn)性、商品形好的品種提供材料，其余參數(shù)的變異幅度均小于20%。

2.3 各參試品種(系)的綜合表現(xiàn)評價

表3反應(yīng)了各品種(系)14個性狀的綜合表現(xiàn)結(jié)果。從表3可見，HQZX04-07-02、隴芪2號、HQZX04-09-01的綜合表現(xiàn)依次居前三位，其余依次為HQZX04-04-01、HQZX04-03-03、隴芪3號和NJZX01。HQZX04-07-01和HQZX04-07-02的產(chǎn)量最高，各性狀表現(xiàn)均優(yōu)于對照，是比較優(yōu)良的新品種(系)。從表4可見，10個黃芪新品種(系)全息綜評系數(shù)最大值與最小值構(gòu)成了全部參試品種綜合表現(xiàn)的區(qū)間(△總=0.2451)，將參試品種分為3個類別(△分=0.0817)，即優(yōu)良、一般和較差。從表4可以看出，HQZX04-07-02屬優(yōu)良品種；隴芪2號、HQZX04-09-01、HQZX04-04-01、HQZX04-03-03、隴芪3號、NJZX01屬一般品種；CK(隴芪1號)、HQZQ04-07-10、JLHQ12-01屬于較差品種。

表3 黃芪參試品種(系)的全系生育值及綜評系數(shù)

表4 參試品種組內(nèi)品種(系)屬性分類

3 結(jié)論與討論

全息生育適度系數(shù)評價法認(rèn)為，在一組品種內(nèi)，不同品種各表現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)因子，在相對于目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)為1進(jìn)行比較后，構(gòu)成了各品種綜合表現(xiàn)的一個無量綱系數(shù)集，所考察的全部因子系數(shù)之和為該品種的綜合表現(xiàn)結(jié)構(gòu)，綜合結(jié)構(gòu)數(shù)值的大小反應(yīng)了品種的綜合表現(xiàn)能力。

本文通過全息生育適度系數(shù)法對10個黃芪新品種(系)綜合評價表明，與對照隴芪1號相比較，所有參試材料的綜合表現(xiàn)總體都達(dá)到了相近和以上水平，HQZX04-07-02的各性狀及綜評系數(shù)均優(yōu)于對照，居所有參試材料首位，可以作為今后大面積推廣的黃芪新品種。隴芪3號在參試品種中根腐病發(fā)病率最輕，對該品種的進(jìn)一步研究有助于選育出抗黃芪根腐病的新品種。HQZX04-07-02的特等品出成率和內(nèi)在質(zhì)量最好，亦可作為今后推廣的優(yōu)質(zhì)黃芪新品種。

在新品種選育過程中以對照作為比較目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是育種工作者常用的方法，但對照各個性狀的獨(dú)立與綜合表現(xiàn)并非都最佳；采用一組品種不同性狀表現(xiàn)的最佳值作為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，既兼顧了一組品系中各個品系的優(yōu)良性狀，又使各自的全部(考察)性狀表現(xiàn)得到充分表現(xiàn)，從另一個側(cè)面也反映了一組參試品種對生產(chǎn)生態(tài)環(huán)境條件的適應(yīng)能力，將其作為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用結(jié)果比單一的采用對照作為目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)更能反映一個品種的綜合表現(xiàn)能力。

[1] 張俊儒，周寬基，王世紅，等.作物品種評價新方法——全息生育適度系數(shù)法[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35(21)：6345-6347；6356.

[2] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：一部[S].北京：中國醫(yī)藥科技出版社，20010：212-213

[3] 魏永紅，胡建萍，楊清.甘肅省縣域特色農(nóng)業(yè)發(fā)展探求——岷縣黃芪生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀、前景及對策[J].甘肅農(nóng)業(yè)，2004，21(12)：41-42.

[4] 張磊，楊天育，何繼紅，等.全息生育適度系數(shù)法在谷子新品種綜合評價中的應(yīng)用[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011，(1)：10-13.

Evaluation of the New Varieties of Astragalus by Using the Appropriate Coefficient Method of Holographic Growth

SONG Zhenhua1，WANG Fusheng2，LIU Xiaorui2，SHANG Hushan2，WANG Xingzheng2

(1.Dingxi Agricultural Technology Promotion Station，Dingxi，Gansu 743000，2.Dingxi Academy of Agricultural Sciences，Dingxi，Gansu 743000，China)

Objective：To evaluate reasonably and scientifically the new materials of astragalus by using the principle of the appropriate coefficient method of holographic growth，providing technical support for popularization of good astragalus varieties.Methods：14 factors of production，quality，disease resistance and main agronomic traits of 10 new varieties(lines) of astragalus were observed and analyzed in 3 consecutive years.Results：HQZX04-07-02 is excellent variety，Longqi 2，HQZX04-09-01，HQZX04-04-01，HQZX04-03-03，Longqi 3，NJZX01 belong to general varieties；CK (Longqi 1)，HQZQ04-07-10，JLHQ12-01 belong to poor varieties.Conclusion：the selection of new variety (line) of astragalus，which is excellent in comprehensive characteristic，has provided the scientific basis for the popularization of new astragalus varieties.

New Astragalus variety；coefficient method of holographic growth；comprehensive evaluation

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.8.015

2015-01-26)

甘肅省中藥材產(chǎn)業(yè)科技攻關(guān)項目(GYC13-05)

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王富勝，副研究員，研究方向：中藥材黃芪新品種選育及推廣；Tel：18993208091，Email：281984956@qq.com