干旱對(duì)不同馬鈴薯品種生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響

李保成，康文欽，任永峰，3，張德健，李 娟，張向前，趙志媛，韓云飛，3，張 樂(lè)，3，傘薪潼，3

（1.內(nèi)蒙古大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010070；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；3.內(nèi)蒙古旱作農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；4.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010000）

馬鈴薯具有抗旱、營(yíng)養(yǎng)全面、耐貧瘠和適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是糧、菜、飼兼用型作物，在全球糧食安全中具有非常重要的作用[1]。馬鈴薯在我國(guó)種植歷史悠久，種植區(qū)域較集中的省份分別是內(nèi)蒙古、甘肅、云南、貴州和四川。溫室氣體的排放導(dǎo)致全球溫度逐年升高，水資源由于過(guò)度開采利用而逐漸減少，最后導(dǎo)致干旱情況逐年加重，使干旱脅迫成為限制馬鈴薯生產(chǎn)的最主要的環(huán)境因素之一[2]。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，干旱對(duì)作物的影響不僅導(dǎo)致產(chǎn)量降低，還會(huì)使作物的株高、莖粗、莖葉鮮重等生長(zhǎng)指標(biāo)明顯減少，且隨著干旱程度的加深，這種減少的幅度也會(huì)變得更大[3]。但是，植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中也發(fā)展出了自身的防御機(jī)制以適應(yīng)或抵抗干旱脅迫，如在干旱條件下，植物會(huì)合成更多的葉綠素來(lái)保持正常的光合作用[4]。篩選并利用適應(yīng)干旱的植物品種是有效對(duì)抗干旱脅迫的一種舉措[5]。不同基因型的馬鈴薯品種導(dǎo)致它們?cè)诳购捣矫娴谋憩F(xiàn)也各不相同。研究干旱脅迫對(duì)不同品種的影響，并篩選出抗旱性強(qiáng)的品種，對(duì)于馬鈴薯生產(chǎn)具有非常重要的意義。

已有研究指出，馬鈴薯對(duì)缺水情況非常敏感，但在不同生長(zhǎng)階段，其對(duì)干旱脅迫的敏感程度有所不同。其中，馬鈴薯在塊莖萌發(fā)期和塊莖膨大期時(shí)對(duì)干旱最為敏感，而在營(yíng)養(yǎng)前期和成熟期則被認(rèn)為具有一定的耐受干旱脅迫能力；若馬鈴薯塊莖膨大期受到干旱脅迫則會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量大幅度降低[6]。因此，在塊莖膨大期研究不同馬鈴薯品種對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)能更準(zhǔn)確地反映其抗旱性差異。目前，關(guān)于馬鈴薯抗旱性的研究也多集中在塊莖膨大期。武新娟等[7]對(duì)20 個(gè)馬鈴薯品種抗旱性進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)干旱對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響極其顯著，干旱條件下的19 個(gè)馬鈴薯品種產(chǎn)量均減少50%以上。于佳樂(lè)[8]對(duì)18 個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行抗旱性鑒定時(shí)發(fā)現(xiàn)，在干旱條件下馬鈴薯株高、莖粗和產(chǎn)量與對(duì)照相比均有所降低。李奉先等[9]在塊莖膨大期對(duì)26 份馬鈴薯創(chuàng)新種質(zhì)進(jìn)行抗旱性鑒定，結(jié)果表明，干旱條件下所有馬鈴薯品種的株高和莖粗與對(duì)照相比均有不同程度的下降，下降幅度小的品種抗旱性也較強(qiáng)；葉綠素含量有不同程度的增加，增加幅度較大的品種抗旱性較強(qiáng)。因此，對(duì)干旱脅迫后不同馬鈴薯品種生長(zhǎng)發(fā)育的變化及其與抗旱性的關(guān)系進(jìn)行分析，對(duì)于篩選出具有抗旱特性的品種來(lái)說(shuō)具有重要的參考價(jià)值。

眾多研究表明，只用1 個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)馬鈴薯的抗旱性具有簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)，但是可靠性不高，無(wú)法準(zhǔn)確地反映不同馬鈴薯品種的抗旱性強(qiáng)弱。為了避免單個(gè)指標(biāo)的片面性和局限性，需要選擇多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[10]。其中，主成分分析法、隸屬函數(shù)法、抗旱系數(shù)法、抗旱指數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法和聚類分析法是常見的抗旱性評(píng)價(jià)方法[11-13]。目前，在小麥[14]、水稻[15]、玉米[16]、大豆[17]等多種作物的抗旱性鑒定中，多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。然而，在馬鈴薯抗旱性綜合評(píng)價(jià)方面的報(bào)道非常有限。此外，雖已有研究對(duì)馬鈴薯抗旱性進(jìn)行了研究，但對(duì)于其抗旱性的評(píng)價(jià)方法相對(duì)較單一[18]，例如抗旱系數(shù)法和抗旱指數(shù)法；相關(guān)研究只對(duì)多個(gè)馬鈴薯的抗旱性進(jìn)行了變異分析，沒(méi)有研究干旱脅迫對(duì)相關(guān)指標(biāo)的影響。為了研究干旱對(duì)不同來(lái)源的8 個(gè)馬鈴薯品種的影響以及篩選抗旱性強(qiáng)的馬鈴薯品種，本試驗(yàn)在田間分別進(jìn)行了正常灌水和干旱脅迫處理，分析不同品種對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)差異，并利用主成分分析和隸屬函數(shù)分析相結(jié)合的方法綜合評(píng)價(jià)它們的抗旱性能，以期為我國(guó)陰山北麓旱作區(qū)馬鈴薯抗旱品種鑒選提供參考，同時(shí)也為馬鈴薯抗旱性綜合評(píng)價(jià)提供理論支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2022 年5 月在內(nèi)蒙古呼和浩特市武川縣東后水泉村進(jìn)行，該地區(qū)位于陰山北麓農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)，屬于大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，平均海拔為1 576 m，年均降水量為350 mm 左右，年蒸發(fā)量高達(dá)1 850 mm，年均氣溫2.7 ℃，無(wú)霜期90 120 d。地形以緩坡丘陵為主，土壤以栗鈣土、灰褐土和石質(zhì)土為主。試驗(yàn)地堿解氮含量為36.7 mg/kg、速效磷含量為3.0 mg/kg、速效鉀含量為117.0 mg/kg、有機(jī)質(zhì)含量為11.6 g/kg、pH 值為8.4。

1.2 試驗(yàn)材料

供試馬鈴薯品種分別為麥肯1 號(hào)、華頌7 號(hào)、魯引1 號(hào)、大豐9 號(hào)、大豐10 號(hào)、希森6 號(hào)、東農(nóng)310和冀張薯12 號(hào)，其來(lái)源見表1。

表1 供試馬鈴薯品種情況Table 1 Situation of potato varieties tested

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)是正常灌水處理和干旱脅迫處理，副區(qū)是8 個(gè)馬鈴薯品種，設(shè)置3 次重復(fù)，共16 個(gè)處理組合，48 個(gè)小區(qū)。種植前全部灌水，灌水量為150 m3/hm2。灌水處理為淺埋滴灌，每個(gè)小區(qū)安裝水表，球閥控制小區(qū)灌水量，共灌水4 次，分別于苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期和淀粉積累期進(jìn)行，每次灌水量為300 m3/hm2。干旱脅迫處理出苗后停止灌水，從苗期到成熟期全生育期灌水量為0。小區(qū)面積為5 m×6 m=30 m2，馬鈴薯采用起壟穴播，每個(gè)小區(qū)種植5 壟，每壟播種2 行，每壟30 株，小行距30 cm，大行距100 cm，種植密度為50 000 株/hm2。以復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=12∶18∶15）作為基肥，按照375 kg/hm2的比例一次性施入；在塊莖膨大期追施尿素150 kg/hm2。在苗期和塊莖形成期進(jìn)行中耕培土。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 植株樣品采集與測(cè)定

于馬鈴薯塊莖膨大期在每個(gè)重復(fù)的每個(gè)小區(qū)內(nèi)選取能夠代表馬鈴薯整體長(zhǎng)勢(shì)的5 株植株，在盡量不破壞植株完整性的前提下將植株整株挖出，所有處理設(shè)置3 次重復(fù)。

1.4.2 株高和莖粗的測(cè)定

馬鈴薯單株株高和莖粗采用尺量法測(cè)量。株高為地上部頂端到地表面的垂直距離，用卷尺測(cè)量；莖粗為地面基部的橫向直徑，用游標(biāo)卡尺測(cè)量。

1.4.3 葉面積指數(shù)的測(cè)定

葉面積采用打孔稱重法測(cè)量。將田間取的馬鈴薯植株鮮樣帶回室內(nèi)，先分別從每株上中下3 個(gè)部位摘取新鮮葉10 片，共30 片，用打孔器（直徑1 cm）打出已知面積的孔；再將已知面積的葉片和植株葉片稱重，最后通過(guò)面積重量比計(jì)算馬鈴薯葉面積。

1.4.4 葉綠素含量的測(cè)定

使用便攜式葉綠素測(cè)定儀（SPAD-502）測(cè)定馬鈴薯葉片SPAD 值，在晴天的上午10：00 左右，在馬鈴薯上中下3 個(gè)部位分別選擇3 片葉片，每一葉片測(cè)定3 個(gè)位點(diǎn)的SPAD 值（避開主脈），取其平均值。

1.4.5 干物質(zhì)積累量的測(cè)定

馬鈴薯田間取樣后，將其放在保鮮袋中，并將其帶回實(shí)驗(yàn)室。首先，使用自來(lái)水沖洗2～3 次，并用吸水紙擦干植物表面。然后，把馬鈴薯的根、莖、葉和塊莖分別用紙袋包裝，最后在105 ℃下烘箱中殺青180 min，在80 ℃下干燥至恒重，冷卻后使用電子天平測(cè)定干重。

1.4.6 產(chǎn)量的測(cè)定

于馬鈴薯收獲期在每個(gè)重復(fù)的每個(gè)小區(qū)內(nèi)選取10 m2進(jìn)行馬鈴薯產(chǎn)量測(cè)定。

1.5 抗旱性綜合評(píng)價(jià)

式中，Yd為干旱脅迫產(chǎn)量；Yp為正常灌水處理的產(chǎn)量；為干旱脅迫處理下所有馬鈴薯品種的平均產(chǎn)量；Xi為第i 個(gè)綜合指標(biāo)；Xmin和Xmax為參試品種綜合指標(biāo)的最小值和最大值；Wi表示第i 個(gè)公因子在所有公因子中的重要程度；Pi為各品種第i 個(gè)綜合指標(biāo)貢獻(xiàn)率；D 值為用綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)所得的抗旱綜合評(píng)價(jià)值；i=1，2，3，…，n。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016 軟件整理數(shù)據(jù)，SPSS 27.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱脅迫對(duì)馬鈴薯株高和莖粗的影響

馬鈴薯的株高和莖粗是衡量其生長(zhǎng)的重要指標(biāo)，對(duì)其產(chǎn)量形成和生長(zhǎng)發(fā)育有著重要的影響。通過(guò)對(duì)不同品種的株高和莖粗在兩種處理下進(jìn)行比較（表2），結(jié)果表明，干旱脅迫處理下，所有馬鈴薯品種的莖粗均低于正常灌水處理。其中，魯引1 號(hào)莖粗降幅最小，僅為1.15%；大豐9 號(hào)莖粗降幅最大，降幅為5.68%。干旱脅迫處理下，大豐10 號(hào)和東農(nóng)310 的株高較正常灌水差異不顯著（P>0.01）；其余所有馬鈴薯品種的株高均顯著低于正常灌水處理（P<0.01），大豐9 號(hào)株高降幅最大，為12.96%。

表2 不同馬鈴薯品種的株高和莖粗Table 2 Plant height and stem diameter of different potato varieties

2.2 干旱脅迫對(duì)馬鈴薯葉面積指數(shù)和SPAD 值的影響

通過(guò)對(duì)不同品種葉面積指數(shù)和葉綠素含量在兩種處理下進(jìn)行比較（表3），發(fā)現(xiàn)干旱脅迫處理下，大豐10 號(hào)的葉面積指數(shù)與正常灌水處理相比差異不顯著（P>0.01），其余馬鈴薯品種的葉面積指數(shù)均顯著低于正常灌水處理（P<0.01），其中大豐9 號(hào)的葉面積指數(shù)較正常灌水處理降幅最大，為30.92%；冀張薯12 號(hào)的SPAD 值較正常灌水處理漲幅最大，為14.40%。干旱脅迫處理下，不同馬鈴薯品種的葉面積指數(shù)和葉綠素含量表現(xiàn)不同，品種麥肯1 號(hào)和魯引1 號(hào)的葉面積指數(shù)差異不顯著（P>0.05），魯引1 號(hào)和希森6 號(hào)的SPAD 值差異不顯著（P>0.05），其余馬鈴薯品種之間的葉面積指數(shù)和葉綠素含量均有顯著性差異（P<0.05）；其中冀張薯12 號(hào)葉面積指數(shù)和SPAD 值最小，葉面積指數(shù)為0.94，SPAD 值為39.73；大豐10 號(hào)葉面積指數(shù)為1.88，是冀張薯12 號(hào)的2 倍；華頌7 號(hào)SPAD 值最大，為53.03，比冀張薯12 號(hào)高33.48%。

表3 不同馬鈴薯品種的葉面積指數(shù)和SPAD 值Table 3 Leaf area indexes and SPAD values of different potato varieties

2.3 干旱脅迫對(duì)馬鈴薯干物質(zhì)積累量和根冠比的影響

通過(guò)對(duì)不同品種干物質(zhì)積累量和根冠比在兩種處理下進(jìn)行比較（表4），可知干旱脅迫處理下，冀張薯12 號(hào)的干物質(zhì)積累量與正常灌水處理相比差異不顯著（P>0.01），其余馬鈴薯品種的干物質(zhì)積累量均顯著低于正常灌水處理（P<0.01）；大豐9 號(hào)的干物質(zhì)積累量較正常灌水處理降幅最大，為14.06%。希森6 號(hào)、東農(nóng)310 和冀張薯12 號(hào)的根冠比顯著低于正常灌水處理（P<0.01），東農(nóng)310 的根冠比降幅最大，為51.67%；其他品種在兩種處理下差異不顯著（P>0.01），其中冀張薯12 號(hào)的根冠比降幅最大，為4.80%。對(duì)干旱脅迫處理下，不同馬鈴薯品種間的干物質(zhì)積累量和根冠比進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)麥肯1 號(hào)、魯引1 號(hào)和東農(nóng)310 干物質(zhì)積累量差異不顯著（P>0.05），干物質(zhì)積累量分別為133.62 、138.85、143.19 g/株；大豐10 號(hào)和希森6 號(hào)干物質(zhì)積累量差異不顯著（P>0.05），干物質(zhì)積累量分別為170.80、170.28 g/株；其余品種間均有顯著性差異（P<0.05），其中大豐9 號(hào)干物質(zhì)積累量最小，僅為121.78 g/株，大豐10 號(hào)干物質(zhì)積累量最高，比大豐9 號(hào)高40.26%；麥肯1號(hào)、華頌7 號(hào)和東農(nóng)310 根冠比三者差異不顯著（P>0.05），根冠比均為0.10；其余品種間均差異顯著（P<0.05），其中，大豐10 號(hào)和希森6 號(hào)根冠比最大為0.12，比冀張薯12 號(hào)高4.80%。

表4 不同馬鈴薯品種的干物質(zhì)積累量和根冠比Table 4 Dry matter accumulation and root-shoot ratio of different potato varieties

2.4 干旱脅迫對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

8 個(gè)馬鈴薯品種的產(chǎn)量在2 個(gè)處理下變化趨勢(shì)基本一致（表5），所有馬鈴薯品種在干旱脅迫處理下的產(chǎn)量均顯著低于正常灌水處理（P<0.01），其中魯引1 號(hào)降幅最大，為45%。干旱脅迫下，麥肯1 號(hào)與冀張薯12 號(hào)之間差異顯著（P<0.05），產(chǎn)量分別為21 014、18 750 kg/hm2；華頌7 號(hào)與大豐9 號(hào)之間無(wú)顯著差異，產(chǎn)量分別為25 278 、25 500 kg/hm2；魯引1 號(hào)與東農(nóng)310 間無(wú)顯著差異（P>0.05），產(chǎn)量分別為22 958 、23 014 kg/hm2。干旱脅迫下大豐10 號(hào)產(chǎn)量最高，為34 750 kg/hm2，是冀張薯12 號(hào)的1.85 倍。

表5 不同馬鈴薯品種的產(chǎn)量Table 5 Yield of different potato varieties單位：kg/hm2

2.5 不同品種馬鈴薯的抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)

通過(guò)產(chǎn)量計(jì)算抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)是鑒別馬鈴薯抗旱性的傳統(tǒng)指標(biāo)。由表6 可知，冀張薯12 號(hào)的抗旱系數(shù)最高，為0.810；而魯引1 號(hào)的抗旱系數(shù)最低，為0.550；大豐10 號(hào)和希森6 號(hào)抗旱指數(shù)較高，分別為0.986 和0.756。通常情況下，抗旱系數(shù)高的品種一般也有比較高的抗旱指數(shù)，如大豐10 號(hào)。但有的品種如冀張薯12 號(hào)，雖然其能取得較高的抗旱系數(shù)，但抗旱指數(shù)卻較低，這說(shuō)明抗旱系數(shù)僅僅反映了不同馬鈴薯品種抗旱適應(yīng)性，卻不能保證其豐產(chǎn)性，同理，抗旱指數(shù)一定程度上反映了馬鈴薯品種的豐產(chǎn)性，而抗旱性是多基因控制的復(fù)雜性狀，僅靠單一指標(biāo)具有一定片面性。因此，為了明確不同馬鈴薯品種的抗旱性，需要做進(jìn)一步分析。

表6 不同馬鈴薯品種的抗旱指數(shù)和抗旱系數(shù)Table 6 Drought resistance index and coefficient of different potato varieties

2.6 主成分分析

對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，共提取到2 個(gè)主成分（表7），第1 主成分特征值為5.203，貢獻(xiàn)率57.807%，株高、莖粗、葉面積指數(shù)、SPAD 值、干物質(zhì)積累量、根冠比和產(chǎn)量在第1 主成分上有較高載荷，說(shuō)明第1 主成分的抗旱能力主要由株高、莖粗、葉面積指數(shù)、SPAD 值、干物質(zhì)量、根冠比和產(chǎn)量決定；第2 主成分特征值為1.825，方差貢獻(xiàn)率為20.281%，抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)在第2 主成分上有較高載荷，說(shuō)明第2 主成分的抗旱能力主要由抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)決定；2 個(gè)主成分分別包含8 份材料9 個(gè)指標(biāo)78.08% 以上的數(shù)據(jù)信息，對(duì)這8 個(gè)品種做出評(píng)價(jià)時(shí)，可將株高、莖粗、葉面積指數(shù)、SPAD 值、干物質(zhì)積累量、根冠比、產(chǎn)量、抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

表7 主成分分析Table 7 Principal component analysis

2.7 不同馬鈴薯品種抗旱性綜合評(píng)價(jià)

采用隸屬函數(shù)法對(duì)各品種進(jìn)行抗旱性評(píng)價(jià)（表8），對(duì)于綜合指標(biāo)第1 主成分和第2 主成分而言，大豐10 號(hào)的隸屬函數(shù)值最大U（X1）=1.000；而冀張薯12 號(hào)的隸屬函數(shù)值最小U（X1）=0；大豐10號(hào)表現(xiàn)出最強(qiáng)的抗旱性，而冀張薯12 號(hào)的抗旱性最弱。結(jié)合2 個(gè)主成分的貢獻(xiàn)率，計(jì)算出供試馬鈴薯的綜合抗旱度量值D，根據(jù)D 值大小對(duì)不同馬鈴薯品種抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)大豐10 號(hào)的D 值最大為1.000，而冀張薯12 號(hào)的D 值最小，說(shuō)明大豐10 號(hào)的抗旱性最強(qiáng)而冀張薯12 號(hào)的抗旱性最弱?？购敌杂蓮?qiáng)到弱依次是大豐10 號(hào)、希森6 號(hào)、大豐9 號(hào)、華頌7 號(hào)、東農(nóng)310、魯引1 號(hào)、麥肯1 號(hào)和冀張薯12 號(hào)。

表8 8 個(gè)馬鈴薯品種的隸屬函數(shù)值和D 值Table 8 Membership function values and D value of different potato varieties

3 討論

3.1 干旱脅迫對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

馬鈴薯對(duì)水分敏感，干旱脅迫會(huì)影響馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量的形成[19]。作物的產(chǎn)量與植株的生長(zhǎng)形態(tài)有著密切關(guān)系[20]。研究表明，生姜的株高和莖粗與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，同時(shí)株高和莖粗決定著生姜是否能夠高產(chǎn)[21]。馬鈴薯也是如此，研究表明，馬鈴薯的產(chǎn)量與株高呈顯著正相關(guān)，而且認(rèn)為植株外形直立、高而不倒伏，其產(chǎn)量一般較高[22]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫下不同馬鈴薯品種的株高和莖粗較正常灌水處理均有不同程度的降低，這與張瑞玖等[23]的研究結(jié)果基本一致。干旱脅迫使馬鈴薯的葉面積指數(shù)，本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)除大豐10 號(hào)外，其他所有品種的葉面積指數(shù)均顯著低于正常灌水處理，這可能是由于品種的遺傳背景和生長(zhǎng)習(xí)性不同而導(dǎo)致其抗旱性有所差異，抗旱性差的品種一般葉面積指數(shù)會(huì)相對(duì)較小，這與孫慧等[24]的研究結(jié)果相似。馬鈴薯受到干旱脅迫后葉片SPAD 值均會(huì)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)[8]，本研究發(fā)現(xiàn)干旱脅迫處理下不同品種馬鈴薯的葉片SPAD 值呈上升的趨勢(shì)；前人研究結(jié)果表明，葉綠素含量與試驗(yàn)受到的干旱脅迫強(qiáng)度有關(guān)，輕度干旱脅迫時(shí)葉綠素相對(duì)含量會(huì)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，并且隨著干旱脅迫程度的增加逐漸降低[25]；本試驗(yàn)中馬鈴薯葉片SPAD 值呈上升趨勢(shì)，可能是由于受到輕度干旱脅迫所導(dǎo)致的。本試驗(yàn)中2 個(gè)處理部分馬鈴薯品種的干物質(zhì)積累量差異不顯著而根冠比差異顯著，這可能是由于干旱脅迫抑制馬鈴薯地下部的生長(zhǎng)所導(dǎo)致的。干旱脅迫處理下不同馬鈴薯品種的產(chǎn)量均顯著低于正常灌水，這與前人的研究結(jié)果一致[26]。

3.2 馬鈴薯抗旱性綜合評(píng)價(jià)

判斷作物品種抗旱性的一種傳統(tǒng)方式是根據(jù)產(chǎn)量來(lái)評(píng)估，常見的評(píng)估方法有抗旱系數(shù)法和抗旱指數(shù)法。抗旱系數(shù)僅能反映作物品種對(duì)干旱的適應(yīng)程度，不能說(shuō)明其豐產(chǎn)性?？购抵笖?shù)彌補(bǔ)抗旱系數(shù)的缺陷，在評(píng)價(jià)中兼顧了抗旱性和豐產(chǎn)性[27]。但是僅使用單一指標(biāo)判斷抗旱性往往會(huì)因差異影響導(dǎo)致結(jié)果不可靠[28]，因?yàn)榭购敌允峭獠凯h(huán)境和自身基因型相互作用下的復(fù)雜綜合性狀。因此，在研究作物的抗旱性時(shí)，需要根據(jù)作物的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律，并結(jié)合其農(nóng)藝性狀、生理生化特征和產(chǎn)量等因素，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行整體評(píng)定和評(píng)價(jià)[29]。目前最常用的方法是利用隸屬函數(shù)法以及基于主成分分析和權(quán)重分析的加權(quán)隸屬函數(shù)值來(lái)進(jìn)行抗旱性綜合評(píng)價(jià)D 值[30]。該方法已經(jīng)在作物抗旱性評(píng)價(jià)中廣泛應(yīng)用，而且鑒定結(jié)果較為準(zhǔn)確。藺豆豆等[31]根據(jù)相關(guān)性分析并結(jié)合主成分分析和隸屬函數(shù)分析，將10 個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為3 個(gè)綜合指標(biāo)，對(duì)15 份小麥的抗旱性進(jìn)行評(píng)價(jià)，篩選出6 個(gè)抗旱性較強(qiáng)的品種。杜培兵等[32]基于主成分分析和隸屬函數(shù)法對(duì)24 個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行抗旱性綜合評(píng)價(jià)篩選出6 個(gè)抗旱馬鈴薯品種。為了準(zhǔn)確評(píng)估馬鈴薯的抗旱性，本試驗(yàn)以8 個(gè)不同馬鈴薯品種為材料，采用主成分分析和隸屬函數(shù)分析相結(jié)合的方法，以8 個(gè)馬鈴薯品種的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量相關(guān)指標(biāo)作為綜合評(píng)價(jià)的依據(jù)。主成分分析不僅可以將多個(gè)復(fù)雜的單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為一個(gè)或多個(gè)綜合指標(biāo)，還可減輕信息過(guò)載的問(wèn)題，確保原始信息的完整性；但由于個(gè)別指標(biāo)之間相關(guān)性較低，該方法可能會(huì)導(dǎo)致整體評(píng)估不準(zhǔn)確[33]。為了研究干旱對(duì)不同來(lái)源的8 個(gè)馬鈴薯品種的影響以及篩選抗旱性強(qiáng)的馬鈴薯品種，本試驗(yàn)在田間分別對(duì)8 個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行了正常灌水和干旱脅迫處理，使用主成分分析將9 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)分為2 個(gè)綜合指標(biāo)，并結(jié)合隸屬函數(shù)法對(duì)8 個(gè)馬鈴薯品種的抗旱性進(jìn)行綜合評(píng)估。根據(jù)D 值的大小并結(jié)合在干旱脅迫處理下馬鈴薯生長(zhǎng)期的形態(tài)特征、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量等表現(xiàn)可知，大豐10 號(hào)表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗旱性，適合在陰山北麓旱作區(qū)大面積種植。8 個(gè)馬鈴薯品種的抗旱性由強(qiáng)到弱依次為大豐10號(hào)、希森6 號(hào)、大豐9 號(hào)、華頌7 號(hào)、東農(nóng)310、魯引1 號(hào)、麥肯1 號(hào)和冀張薯12 號(hào)。

4 結(jié)論

干旱脅迫下，各參試馬鈴薯的株高、莖粗、葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量、根冠比和產(chǎn)量均較正常灌水處理有不同程度降低，SPAD 值有所升高。其中，大豐10 號(hào)和希森6 號(hào)的株高、莖粗、葉面積指數(shù)、單株干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量等指標(biāo)的降幅相對(duì)較小。大豐9 號(hào)株高、莖粗、葉面積指數(shù)和干物質(zhì)量降幅最大，降幅分別為12.96%、5.68%、30.92%和14.06%。冀張薯12 號(hào)的SPAD 值較正常灌水處理漲幅最大，為14.40%。東農(nóng)310 的根冠比降幅最大，為51.67%；魯引1 號(hào)產(chǎn)量降幅最大，為45.17%。

干旱脅迫下不同馬鈴薯品種間具有差異性，希森6 號(hào)株高和莖粗均表現(xiàn)最高，株高為64.20 cm，莖粗為12.63 mm；大豐10 號(hào)的葉面積指數(shù)、干物質(zhì)積累量、根冠比和產(chǎn)量表現(xiàn)最高，葉面積指數(shù)為1.88，干物質(zhì)積累量為170.80 g/株，根冠比為0.12，產(chǎn)量為34 750 kg/hm2；華頌7 號(hào)SPAD 值最高，為53.03；魯引1 號(hào)株高最低，表現(xiàn)為49.53 cm；冀張薯12 號(hào)莖粗、葉面積指數(shù)、SPAD 值和產(chǎn)量最小，表現(xiàn)為莖粗為10.13 mm，葉面積指數(shù)為0.94，SPAD 值為39.73，產(chǎn)量為18 750 kg/hm2；大豐9 號(hào)干物質(zhì)積累量最少，為121.78 g/株；冀張薯12 號(hào)根冠比最小，為0.08。

主成分分析得到2 個(gè)主成分，第1 主成分貢獻(xiàn)率高達(dá)57.807%，特征值為5.203；第2 主成分貢獻(xiàn)率為20.281%，特征值為1.825。根據(jù)綜合抗旱度量值D 的大小，綜合干旱脅迫處理下馬鈴薯生育期形態(tài)特征、干物質(zhì)積累量和產(chǎn)量等表現(xiàn)，表明大豐10 號(hào)抗旱性較強(qiáng)。