河南夏玉米苗期抗旱性评价体系的建立

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(1.河南牧业经济学院食品与生物工程学院(酒业学院),郑州 450046；2.河南牧业经济学院河南省白酒风格工程技术研究中心,郑州 450046；3.张弓老酒酒业有限公司,河南 宁陵 476733)

灰色关联度分析法既可以根据系统中各因素的关联度确定其相互之间的关系，还能够处理因只考虑某一重要指标而使某些综合指标较好的种质被遗漏的问题[6]。它操作简单、计算准确、评价合理、分析全面，可对品种所有指标进行综合评价，评价对象由以前的定性描述变为定量分析，结果可信，依据性强[7-8]。因而被广泛用于烟草、小麦、大豆等种质资源的筛选及评价[9-10]。

河南属于明显过渡性季风气候，这就导致了河南干旱灾害的频繁发生，全年都可能发生干旱，尤其是春季、初夏最为频繁[11]。据统计，1949年到2013年，河南发生干旱33年，频率为58.2%[12]。目前干旱已成为威胁河南乃至全国玉米生产的最重要因素[13-14]，因此玉米抗旱性研究尤为迫切[15]。

对玉米抗旱性鉴定指标的研究前人已做了大量工作,但大多涉及生理生化指标(如丙二醛含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶和蒸腾速率等)[16-18]，较少涉及农艺指标或进行多指标综合分析，特别是关于玉米苗期抗旱性指标的研究更少。为探讨河南省夏玉米主栽品种的抗旱性，本研究通过对18种河南夏玉米种质在苗期干旱胁迫下的光合指标和农艺指标共17个指标的测定，并采用灰色关联度分析法研究各指标与抗旱的关联度，从而筛选出与玉米苗期抗旱性相关较大的指标，结合隶属函数分析法筛选出玉米苗期抗旱性较强的种质，以期为河南抗旱夏玉米品种选育和建立评价体系提供理论支持。

1 材料方法

1.1 供试材料

供试材料为河南省主栽的夏玉米品种共18个(见表1)，郑单958作为试验的对照品种。

表1 试验材料

1.2 实验设计与方法

实验利用人工控水盆栽试验法。将玉米移栽在花盆中(花盆直径30 cm，高25 cm，每盆装15 kg培养基质)生长，盆中含有培养基质(3园土∶1珍珠岩∶1泥炭土)，一次性施入3 g复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶9∶10)，种前保持土壤含水量不低于85%以保证出苗。设置样品处于正常供水(ck)和干旱(T)2个状态，3次重复，对照组玉米保持整个生长期正常浇水的湿润状态，而干旱处理从苗期(5叶期)开始控制浇水造成干旱胁迫[19]。

1.3 测定指标及方法

1.3.1农艺性状指标测定

玉米苗高、叶宽、叶长等指标用直尺直接测量[21]；苗干重、根干重、苗鲜重和根鲜重用称重法测量，根冠比=根鲜重/苗鲜重[27]；茎粗用游标卡尺测量[28]，叶面积=叶宽×叶长×系数(未展叶为0.5，展开叶为0.75)[29]；参照孙彩霞等方法测根长、根数、根体积和叶片相对含水量[30]，其中；根吸收面积和根活跃吸收面积采用甲烯蓝法测定(见表2)。

根吸收面积和根活跃吸收面积采用甲烯蓝法测定。

脑血栓的形成是脑梗塞主要病因，因此在治疗脑梗塞时可恢复脑部血供，可有效恢复存活神经功能，进一步改善脑部组织代谢功能。复方丹参滴丸主要有丹参、三七以及冰片组合而成，具有明显活血化瘀、理气镇痛效果，一般主要用于治疗因气滞血瘀所导致的胸痹、胸闷等疾病，并对于高血压及糖尿病具有较好疗效[3]。

1.3.2光合相关指标测定

使用拓普云农3051 D光合仪(人工光源光强设为1 500μmol·(m2·s)-1分别测定干旱前后玉米从下至上第5片完全展叶的蒸腾速率、光合速率、气孔导度等光合指标，测定时间在10：00—12：00[31]，每个样品进行3次重复(见表2)。

1.4 关联度计算

依据灰色系统理论，以根冠比为参考数列，把18个玉米品种的抗旱性和其余16个指标看作一个整体。初始数据经标准化处理后满足关联分析四公理，得到各指标与抗旱的关联系数，列出各指标与抗旱性的关联序，采用DPS统计分析软件进行抗旱性综合评价[32]。

1.5 隶属函数分析

从灰色关联度排序中选出与根冠比相关性较强的10个指标，进一步计算分析采用隶属函数法。根据选出的10个指标按公式得出18个品种的相应函数值，并求出18个玉米品种关于10个性状的函数平均值，其中函数均值越小，其抗旱性越弱[33]。

表2 测定指标

2 结果分析

2.1 建立灰色理论体系

以根冠比为参考数列，记为X0，蒸腾速率、茎粗、叶面积等16个指标作为比较数列，记为X1、X2、……X17，分别测定正常供水(ck)和干旱处理(T)玉米品种各指标值。

2.2 数据标准化处理

无量纲化处理原始数据。

2.3 关联系数及关联度

经处理后的数据分别与参照数据 (根冠比X0)和比较数据(各指标)X1、X2、……X17计算得到相应值的各参数并排出各指标与抗旱的关联度(见表3)。由表3可得，各指标与抗旱的关联度大小依次为：根鲜重>根干重>根总吸收面积>根活跃吸收面积>根体积>根长>根数>叶片相对含水量>叶面积>气孔导度>蒸腾速率>光合速率>苗高>苗干重>茎粗>苗鲜重，说明在玉米苗期遭受干旱胁迫时，根鲜重、根干重、根总吸收面积和根活跃吸收面积等参数与玉米苗期抗旱性关系相对密切。苗鲜重和茎粗等参数与抗旱性关联度较小。

2.4 隶属函数分析结果

根据各参数与抗旱性关联度大小，选出前10个参数，根鲜重、根干重、根总吸收面积、根活跃吸收面积、根体积、根长、根数、叶片相对含水量、叶面积和气孔导度进行隶属函数计算，并分析出了隶属函数平均值(见表4)，发现各品种的抗旱顺序为：隆平206>浚单29>豫禾988>新单29>先玉335>伟科702>豫单998>浚单26>中科11号>囤玉118>滑玉11>洛单6号>桥玉8号>洛玉8号>滑玉15>郑单958>浚单20>中科4号>蠡玉16。

表4 各玉米品种隶属函数值

表3 各参数和抗旱的关联度及排序

由于郑单958属于较抗旱品种，经过筛选河南夏玉米品种与郑单958相比更抗旱的排序为：隆平206>浚单29>豫禾988>新单29>先玉335>伟科702>豫单998>浚单26>中科11号>囤玉118>滑玉11>洛单6号>桥玉8号>洛玉8号>滑玉15。

3 讨 论

干旱是影响玉米稳产的重要因素，如何简单准确地评价玉米品种的抗旱性非常重要。本研究选取的17个参数是检测玉米苗期抗旱常用的指标。实验结果为：根鲜重与玉米抗旱的关联度最高，这与石汝杰等[34]的研究结果相一致。根干重与抗旱关联度也较高，这与李德顺等[20]的研究一致，根活跃吸收面积也与抗旱关联度较高，这与徐洪伟等[35]的研究结果一致。苗鲜重的关联度最低，这和徐蕊等[26]的研究相符，因此苗鲜重不合适单独作为鉴定抗旱性的参数。由于物种的多样性导致其抗旱性非常复杂，需要采取多种指标进行综合评价才能提高实验结果的准确性。

本试验选择与抗旱关联度最高的10项参数，同时结合隶属函数法综合评价河南夏玉米种质资源。研究发现抗旱性排序为：隆平206>浚单29>豫禾988>新单29>先玉335>伟科702>豫单998>浚单26>中科11号>囤玉118>滑玉11>洛单6号>桥玉8号>洛玉8号>滑玉15>郑单958>浚单20>中科4号>蠡玉16。韩坤龙等研究发现，隆平206抗倒、抗病、高产、易于栽培[36]，浚单29在国家区试和生产试验中表现高产、稳产、广适、抗逆性、抗旱性强，品质优良[37]。霍焕霞等研究发现，豫禾988高产、耐密植、抗性好，实现了高产与稳产的结合[38]。杨国航等的鉴定研究表明，先玉335抗旱性表现良好[39]。蠡玉16抗旱能力最弱，这和赵霞等[19]研究结果一致，蠡玉16适宜在河北黑龙港地区推广[40]，但并不是很适合河南地区。因此，玉米种质的评价不仅限于产量、抗逆性、抗病虫害等方面，也应增添其对非生物逆境的耐受性评价，尤其在抗旱方面。本研究对河南夏玉米的抗旱性进行了鉴定，了解了不同玉米品种间的抗旱能力，初步建立了河南夏玉米苗期抗旱性评价体系。