抗旱品种

抗旱品种（共9篇）

抗旱品种 篇1

干旱已成为全球农业生产面临的严重问题,尤其是进入21世纪以来,全球性气候变暖导致的干旱程度越来越严重,对粮食生产构成直接威胁[1]。小麦是世界第二大粮食作物,其种植面积的70%分布于干旱和半干旱地区[2]。在小麦生产中,干旱胁迫已成为限制小麦产量的重要因子[3,4]。水分利用效率(water use efficiency,WUE)已经成为当前我国农业研究的一个重要问题。筛选培育高水分利用效率的作物品种,达到生物节水的目的,是抗旱节水的一个重要途径。实践证明,培育和推广抗旱品种是提高旱地小麦产量的主要途径之一[5]。目前,对小麦的抗旱性的鉴定指标的研究较多[6,7,8,9],而对小麦抗旱品种的水分利用效率研究较少[10,11]。因此,筛选水分高效利用的抗旱小麦品种对促进旱地农业可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于2007—2008年在山西省农业科学院棉花研究所夏县牛家凹试验农场进行。参试小麦品种12个,分别为:洛麦9769、长6359、临旱51241、临旱51329、运旱20410、晋麦47、运旱22-33、运旱21-30、西农928、衡水7228、洛旱2号及运旱23-35。

1.2 试验设计

试验设12个处理,即每个品种为1个处理,以晋麦47为对照(CK)。小区面积2 m2,4行区,3次重复。分别在旱棚(旱地)和临近旱棚的大田(水地)进行。

1.3 试验实施

2007年10月2日播种。麦收后至下次小麦播种前,通过移动旱棚控制试验地接纳自然降水量,使0~150 cm土壤的储水量在150 mm左右,播种后试验地不再接纳自然降水。大田种植在旱棚旁边,全生育期充分灌水,分别于2008年1月2日、3月15日和4月29日灌水,每次600 m3/hm2。

1.4 试验方法

1.4.1 抗旱指数的测定。按《小麦抗旱性鉴定评价技术规范》国标GB/T21127-2007进行。

式中:DI为抗旱指数,GYS.T为待测材料胁迫处理籽粒产量(kg),GYS.W为待测材料对照处理籽粒产量(kg),GYCK.W为对照品种对照处理籽粒产量(kg),GYCK.T为对照品种胁迫处理籽粒产量(kg)。

1.4.2 水分利用效率的测定。采用CNC503B中子土壤水分仪测定2 m深土壤的含水量。计算公式如下:

土壤耗水量=播前土壤含水量-收获时土壤含水量+降水量+灌水量

所有数据统计分析均用DPS统计软件进行。

2 结果与分析

2.1 不同小麦品种的产量

试验结果表明,旱地小麦各品种在充分灌水条件下产量比旱地不灌水的明显提高,产量提高29.93%~130.27%,增产效果显著(表1)。旱作条件下产量依次为:运旱23-35>运旱22-33>临旱51329>西农928>晋麦47>运旱21-30>洛旱2号>长6359>衡水7228>运旱20410>临旱51241>洛麦9769。运旱22-35、运旱22-33、临旱51329、西农928分别比对照晋麦47增产35.52%、24.83%、4.37%和1.41%,其余均减产,洛麦9769减产高达26.13%。在充分灌水条件下,洛麦9769产量最高,其次为西农928和运旱23-35,最低为长6359。

2.2 不同小麦品种的水分利用效率

试验结果表明,不同品种在不同水分条件下的水分利用效率明显不同(图1)。旱作条件下,运旱23-35、运旱22-33水分利用效率最高,分别达到1.65、1.52 kg/m3,其次为临旱51329、西农928和晋麦47,而洛麦9769和临旱51241最小,仅为0.97、0.98 kg/m3。在充分灌水条件下,各供试品种差异不大,洛麦9769和西农928的水分利用效率最大,分别为1.23、1.21 kg/m3,其次为运旱23-35和运旱22-33,分别为1.18、1.14 kg/m3,其他品种的水分利用效率在1.1 kg/m3左右,差异不大。

2.3 不同小麦品种的抗旱指数

从抗旱指数看,抗旱指数高于1(晋麦47)的品种有运旱23-35、运旱22-33和临旱51329(图2)。按国家抗旱鉴定指标,这些品种可分为4类:运旱23-35、运旱22-33属于极强类型(抗旱指数≥1.3);西农928、运旱21-30、洛旱2号、临旱51329、长6359和晋麦47属于中等类型(抗旱指数0.9~1.2);运旱20410、衡水7228属于弱类型(抗旱指数0.70~0.89);临旱51241、洛麦9769属于极弱类型(抗旱指数)。

2.4 不同小麦品种的聚类分析

用干旱条件下产量、穗数、穗粒数、千粒重、株高、抗旱指数和水分利用效率等7个性状进行聚类分析(图3),结果表明,这些品种可分为两大类:第1类为运旱23-35、运旱22-33,属于抗旱极强和水分利用高效类型;第2类可分为3亚类:第1亚类为洛麦9769,属于极弱类型;第2亚类有衡水7228、洛旱2号、运旱20410和临旱51241等4个品种,属于弱类型和极弱类型;第3亚类有西农928、长6359、临旱51329、晋麦47、运旱21-30等5个品种,属于中等类型。

3 结论与讨论

试验结果表明,按照抗旱指数将12个品种分为4个类型:运旱23-35、运旱22-33属于极强类型;西农928、运旱21-30、洛旱2号、临旱51329、长6359和晋麦47属于中等类型;运旱20410、衡水7228属于弱类型;临旱51241、洛麦9769属于极弱类型。筛选出水分高效利用抗旱品种运旱23-35、运旱22-33、临旱51329、晋麦47等4个品种。干旱是影响小麦生产的重要因素之一,利用品种的自身作用提高水分利用效率是生物节水的核心,从理论上讲,高水分利用效率的抗旱、耐旱、节水植物新品种在提高有限水分的利用效率方面具有无限性,但这既是一个极其复杂的理论与实践的难题,又是生物节水的内在潜力。小麦品种的水分利用效率与其抗旱节水高产能力密切相关[10],抗旱品种的水分利用效率高于不抗旱品种[8],但水分高效利用并不完全等同于抗旱性。抗旱性突出反映的是作物品种对干旱胁迫的抗耐力,抗旱性强的品种在干旱条件下能较一般品种收获高的干物质产量;而水分高效利用则表现为作物品种对干旱和丰水条件的广泛适应性,具有水分高效利用特性的品种在干旱或水分充足的条件下都能较一般品种收获更高的干物质产量。在同样的水分状况下,不同品种因为抗旱性不同而产量差别很大。水分高效利用小麦种质应当是在水分不足和水分充足时其籽粒产量都较一般种质高。这种对不同水分状况具有广泛适应性的作物种质的内在遗传生理机制才是真正的水分高效利用。

参考文献

[1]代九江,王永涛.农业减灾指南[M].北京:中国农业出版社,1994.

[2]张林刚,邓西平.小麦抗旱性生理生化研究进展[J].干旱地区农业研究,2000,18(3):87-92.

[3]吴永成,周顺利,王志敏.小麦与抗旱性有关的根系遗传改良研究进展[J].麦类作物学报,2004,24(3):101-104.

[4]WANG W,VMOCUR B,ALTMAN A.Plant responses to drought,salinityand ext reme temperatures:towards genetics engineering for st resstolerance[J].Planta,2003,1(8):1-14.

[5]李友军,郭秀璞,史国安,等.小麦抗旱鉴定指标的筛选研究[J].沈阳农业大学学报,1999,30(6):586-590.

[6]张灿军,冀天会,杨子光,等.小麦抗旱性鉴定方法及评价指标研究.Ⅱ抗旱性鉴定评价技术规程[J].中国农学通报,2007,23(10):418-421.

[7]张灿军,冀天会,杨子光,等.小麦抗旱性鉴定方法及评价指标研究.Ⅰ鉴定方法及评价指标[J].中国农学通报,2007,23(9):226-230.

[8]黎裕.作物抗旱鉴定方法与指标[J].干旱地区农业研究,1993,11(1):92-99.

[9]杨琳,景继海,赵佰图.旱地小麦品种和自育高代品系资源抗旱性鉴定研究[J].陕西农业科学,2009(4):42-43,46.

[10]黄玲,张正斌,崔玉亭,等.小麦叶片蜡质含量与水分利用效率和产量的关系[J].麦类作物学报,2003,23(3):41-44.

[11]吴振录,黄光宏,樊哲儒,等.小麦水分高效利用种质的筛选方法探讨[J].麦类作物学报,2005,25(5):143-146.

抗旱品种 篇2

特征特性春性，在沈阳地区出苗至成熟８０天左右，抗倒伏。耐旱性较强。轻感叶锈病和白粉病，叶枯性病害较轻。幼苗直立，叶片绿色，叶耳淡紫色。剑叶直立，株型紧凑，成株叶片数为８片。株高９０厘米左右。穗纺锤形，穗长８～９厘米，有小穗１６～１７个。长芒、白壳、红粒。粒卵圆形，硬质、饱满，千粒重３７～４０克。

品质较好，含粗蛋白１５．０％，湿面筋３１．８％，沉降值３８．６毫升，稳定时间２．５分钟，最大抗延阻力２５８Ｅ．Ｕ，面包评分为８３分，达到了我国中筋类小麦标准，适合制作面条、饺子、馒头等食品。辽春１４号与辽春９号比较，具有抗倒伏，抗病耐旱，增产幅度较大等特点。经区域试验，平均每６６７平方米(１亩)产量达到２５０公斤以上。

栽培要点春播在３月上中旬，一般６６７平方米保苗４５万株(播量２０公斤左右)，６６７平方米施优质农家肥４０００～５０００公斤。

适应范围辽宁省半湿润无灌水条件地区旱作栽培。(辽宁省农业科学院作物研究所小麦室孙连庆王文平邮码：１１０１６１电话：０２４－３１０２９９０１)

花生新品种：珍珠红一号

珍珠红一号是广东省农科院作物研究所选育的花生新品种。该品种种衣红色，富含白藜芦醇，产量较高，抗性较强，是一个很有开发潜力的保健专用型花生新品种。２００２年通过广东省品种审定。适宜于广东省种植。

不同玉米品种的抗旱性研究 篇3

1 材料与方法

1.1 材料

试验以黑龙江省西部地区10个主栽玉米品种为供试材料,分别是郑单958、先玉335、先玉508、兴垦3号、誉成1号、鑫鑫2号、垦单10号、嫩单15、嫩单13、吉单27。

1.2 方法

1.2.1 试验设计试验于2014年5-10月在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院科研基地的干旱棚中进行。分为正常供水(CK)和干旱胁迫(DT)两种处理,干旱胁迫处理只供充足苗期水,人为造成玉米抽雄期严重土壤水分胁迫。试验小区单行区,行长3.0m、行距0.65m、株距0.2m,采用随机区组设计,3次重复。土壤条件黑钙土、有机质含量1.16%,按大田正常施肥作基肥,磷酸二铵作种肥。在玉米的抽雄吐丝期测定各项生理指标。相对电导率采用DDs-ⅡA型电导率仪测定,水势采用小液流法测定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定,脯氨酸含量采用茚三酮比色法测定,SOD活性采用分光光度法测定,POD活性采用愈创木酚法测定,MDA采用硫代巴比妥酸法测定,叶绿素含量采用分光光度法测定,同时测定玉米抽雄至吐丝的间隔(ASI)以及叶夹角［２－５］。

1.2.2 抗旱指标模糊隶属函数综合评价不同抗旱指标的量纲通过模糊隶属函数法消除。模糊隶属函数法可以将不同的指标进行标准化。这种方法使得不同指标可以进行计算。能够系统准确地对不同玉米品种的抗旱性进行比较综合全面的评价［５］。模糊隶属函数法［６］可以根据公式计算各抗旱指标的隶属值(Xu):

式中,X为每个玉米品种某种抗旱指标的测定值,Xｍｉｎ为所有品种某指标的最小测定值,Xｍａｘ为最大测定值。如果指标和抗旱性成正相关用1式,如果指标和抗旱性成负相关则用2式。累加各品种各指标的抗旱隶属值,求其平均值,平均值越大,抗旱性越强［６－７］。Xu≥0.7的玉米品种为高抗旱品种,0.4≤Xu≤0.7的玉米品种为中等抗旱品种,Xu<0.4的玉米品种为不抗旱品种［６］。胁迫敏感指数(SI)(%)=[正常对照测定值(CK)-干旱胁迫测定值(DT)]/正常对照测定值(CK)×100。

2 结果与分析

2.1 干旱胁迫对不同玉米品种MDA含量和脯氨酸含量的影响

干旱胁迫下,不同玉米品种丙二醛(MDA)的含量见表1。玉米叶片丙二醛含量在受到干旱胁迫后明显增加,说明丙二醛含量受干旱影响较大。不同品种受干旱影响后丙二醛含量变化不同［６］。多重比较表明,嫩单15、垦单10号、郑单958这3个品种的MDA含量与对照差异不显著,且SI绝对值低于4.5%,先玉508、吉单27、兴垦3号这3个品种的MDA含量与对照差异显著。

脯氨酸是植物体内一种具有渗透调节性的物质。在植物体遇到干旱胁迫时,脯氨酸含量较对照均表现为上升趋势,但不同品种增加量存在差异［８］。由表1可见,在水分胁迫下,嫩单15、郑单958、先玉335和垦单10号增幅较大,且SI绝对值高于90%,说明4个品种遇干旱胁迫时通过增加体内脯氨酸含量来抵御伤害的能力较强,而吉单27、先玉508、兴垦3号增幅较小。

不同字母表示同一品种不同处理在P<0.05水平上差异显著。下同。Different letters mean significant difference of the same variety of different treatment at 0.05level.The same below.

2.2 干旱胁迫对不同玉米品种相对导电率和叶绿素含量的影响

由表2 可见,干旱胁迫下郑单958、垦单10号、嫩单15的相对电导率与对照差异不显著,SI的绝对值低于7%,说明干旱胁迫对其细胞膜系统破坏程度较低;而吉单27、先玉508、誉成1号的相对电导率与对照差异显著,且SI的绝对值均高于75%,说明其对干旱胁迫较敏感,因而干旱胁迫对其膜系统损害较大。

干旱胁迫后,不同玉米品种叶片叶绿素分解速度不同。抽雄吐丝期玉米叶绿素含量最高,在此期间内遇到干旱胁迫会加快叶绿素分解的速度,影响玉米光合作用从而影响产量［９］。因此,叶绿素含量相对稳定的玉米品种可以较好的抵御干旱胁迫所造成的伤害,维持较高的光合速率。田间观察发现,干旱胁迫的玉米叶片卷曲,叶色变浅发黄,而抗旱性较好的品种变化幅度较小。由表2可以看出,干旱胁迫下,嫩单15、郑单958、垦单10号、吉单27叶绿素含量降低较小,说明在干旱的条件下,上述4个品种可以通过减缓叶绿素的降解,较好地维持正常的光合作用。而鑫鑫2号、兴垦3号和誉成1号叶绿素含量显著下降,从而影响正常的光合作用。

2.3 干旱胁迫对不同玉米品种SOD和POD活性的影响

由表3可以看出,在干旱胁迫下,嫩单15、垦单10号、鑫鑫2号的SOD活性较高,且与对照差异显著,SI绝对值高于85%;而吉单27、先玉508、兴垦3号与对照差异不显著,且SI绝对值低于30%。不同玉米品种的POD活性变化规律与SOD变化相似。

2.4 干旱胁迫对不同玉米品种可溶性糖含量和叶片水势的影响

由表4可知,干旱胁迫下,可溶性糖的含量均表现为增加趋势。吉单27、兴垦3 号、先玉508增加幅度较大,SI绝对值均高于50%,嫩单15、垦单10号和嫩单13增加量较少,SI绝对值低于30%,说明水分胁迫下,吉单27、兴垦3号、先玉508通过增加体内可溶性糖含量来增强叶片渗透调节作用,减轻干旱损伤。

玉米植株体内自由水流动的趋势就是叶水势,是植株内自由水高低的度量。它在一定程度上可以表示叶片细胞液的浓度。叶水势越高,说明叶片的细胞液浓度越低,细胞吸水能力也就越弱。当玉米受到干旱胁迫时,叶片水势的变化幅度可以作为衡量玉米抗旱的指标之一。叶片水势变化越小,干旱对玉米的影响越小,如:嫩单15、郑单958、垦单10号;叶片水势变化大,在受到干旱胁迫后水势变化的影响就越大,如:先玉508、吉单27和鑫鑫2号。

2.5 干旱胁迫对不同玉米品种ASI和叶夹角的影响

玉米抗旱性最重要的一个指标是ASI,即抽雄期和吐丝期间隔。ASI是植物抗旱的最重要的指标之一,但植物的抗旱性不是由单一性状决定的,它是由多个性状综合影响控制的［１０］。ASI时间过长会使玉米田间生产减产甚至绝产。由表5可知,在干旱胁迫后,嫩单15、郑单985、垦单10号的ASI值保持在4~5d,极个别的达到6d。而兴垦3号、吉单27、先玉508均达到7d。玉米棒三叶是对玉米籽粒产量最重要的叶片［１１］。由表5可知,嫩单15、郑单985、垦单10号的玉米株型收敛更有利于抗旱,而兴垦3号、吉单27、先玉508的叶夹角大,为披散型的玉米品种,其耐旱能力较弱。

2.6 玉米品种抗旱性的模糊隶属函数综合评价

玉米抗旱性不是由单一性状决定的,而是由多个不同的生理生化指标综合控制的结果。从试验中发现,抗旱性强的玉米品种并不是每一项生理指标都优于抗旱性差的玉米品种。,因而单一的指标性状并不足以完整反映玉米的抗旱性。因此,本研究采用了模糊隶属函数法对10个玉米品种10个抗旱性指标进行综合分析,抗旱性较强的玉米品种隶属均值较大。由表6可知,模糊函数隶属均值大于0.7的品种:嫩单15、郑单958、垦单10号的抗旱能力较强;隶属均值小于0.4的为不抗旱的品种,有兴垦3号、吉单27、先玉508;其余品种的隶属函数均值在0.4~0.7,确定为中等抗旱的品种:嫩单13、先玉335、鑫鑫2号和誉成1号。

3 结论

本研究采用模糊隶属函数综合评价方法,对10个供试玉米品种的10个抗旱性指标(叶片水势、脯氨酸、可溶性糖、外渗电导率、叶绿素、丙二醛、SOD、POD、ASI及叶夹角)进行了综合评价。通过试验评出了高抗旱品种、中等抗旱品种及不抗旱品种,高抗旱玉米品种有:嫩单15、郑单985和垦单10号;中等抗旱品种有嫩单13、先玉335、鑫鑫2号和誉成1号;不抗旱品种有有兴垦3号、吉单27和先玉508。

摘要：为了筛选出抗旱性较强的玉米品种,以黑龙江省西部地区10个主栽的玉米品种为试验材料,在人工控制干旱条件下,采用模糊隶属函数法对其抗旱性进行比较与评价。结果表明:嫩单15、郑单985和垦单10号为高抗旱玉米品种;嫩单13、先玉335、鑫鑫2号和誉成1号为中等抗旱玉米品种;兴垦3号、吉单27和先玉508为不抗旱玉米品种。

抗旱品种 篇4

关键词：玉米；苗期；耐盐性；抗旱性；评价

中图分类号： S513.01文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）02-0108-03

收稿日期：2015-02-10

基金项目：国家科技支撑计划（编号：2012AA101202、2011BAD35B01）；山东省良种工程和山东省现代农业产业技术体系玉米产业创新团队。

作者简介：祭秀亭（1985—），男，山东泰安人，硕士研究生，主要从事作物遗传育种研究。Tel：（0532）86080459；E-mail：jixting163@163.com。

通信作者：宋希云，博士，教授，主要从事玉米遗传育种研究。Tel：（0532）86080002；E-mail：songxy@qau.edu.cn。中国是世界盐碱地大国之一，据2010年不完全统计，中国拥有盐碱地9.913亿hm2 [1]。气候变化加剧导致全球干旱区出现粮食与能源资源危机，2014年入夏以来，中国西北、华北等多个粮食主产区持续高温干旱，作物受旱面积超过46.7万 hm2。玉米是世界上重要的粮食、饲料兼能源作物，培育耐盐、抗旱优良玉米品种是有效利用盐碱地、提高干旱地区粮食产量比较有效的途径。目前，由于我国耐盐、抗旱种质较少[2]，耐盐、抗旱玉米的育种研究进展较为缓慢。

国内外学者对玉米耐盐、抗旱性已进行大量研究，但目前还没有统一的鉴定标准能准确评价玉米种质的耐盐、抗旱性。刘芳等通过方差分析综合比较发现，250 mmol/L的NaCl溶液可作为玉米苗期耐盐性鉴定的理想浓度[3]；陈志辉等在自然生态条件下提出，综合隶属度值是评价玉米抗旱性的方法[4]，但该综合隶属度算法仅是各指标隶属度的算术平均值，没有考虑各指标对抗性鉴定的贡献率。本试验借鉴前人的研究结论，筛选与玉米耐盐、抗旱性相关的生理指标及农艺性状作为抗性鉴定指标[5-8]，引入区分权[9]，实现指标隶属度到玉米品种隶属度的转化，并在此基础上，评价青农8号、郑单958、农大108这3个玉米品种的相对耐盐、抗旱性。

1材料与方法

1.1试验材料

玉米品种青农8号、郑单958、农大108，均由青岛农业大学分子育种实验室提供。

1.2胁迫处理

1.2.1盐胁迫选用饱满度一致的玉米种子，0.1% HgCl2消毒10 min；灭菌自来水漂洗3遍，28 ℃进行发芽；挑选长势较为一致的发芽种子，播种于装有200 mL 1/2 Hoagland营养液的玻璃瓶中，每瓶10株；光照培养箱培养，昼夜温度分别为（25±2）、（20±2） ℃，每天光照12 h，光照度为 600 μmol/（m2·s），相对湿度为60%～80%；2叶期时，每瓶选留生长一致的健壮幼苗5株[10]；3叶1心期，加入含终浓度为 250 mmol/L NaCl的营养液，以不添加NaCl的营养液为对照，每天更换培养液，处理7 d。每一品种每处理6瓶，重复3次。

1.2.2干旱处理试验在青岛农业大学温室进行，采用反复干旱法[11]。试验材料种植于盛有300 mL营养土的100 mm×260 mm 塑料盒中，每塑料盒15株；每天17：00，每塑料盒浇灌200 mL自来水；2叶期间苗，每塑料盒留10 株；3叶1心期，取样测定各项指标。除水分胁迫外，管理措施均一致。每品种每一处理3塑料盒，重复3次。1.3指标测定

1.3.1生理指标叶绿素含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性分别采用80%丙酮提取法、氮蓝四唑（NBT）法、愈创木酚法测定[12]；细胞质膜透性采用电导率法测定[13]；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）显色法测定[14]。每个品种每处理重复3次。

1.3.2农艺性状去离子水洗去砂土培养的幼苗表面土壤，吸干多余水分；测量株高（苗地上部分最高点的拉直高度）、茎粗、根长、根鲜质量、茎叶鲜质量；烘箱中105 ℃杀青 40 min，80 ℃烘干至恒质量；称量根干质量和茎叶干质量，计算茎叶和根的含水量及根冠比[15]，含水量计算公式为：含水量=[（样品鲜质量-样品干质量）/样品鲜质量]×100%。同时，取相同质量的叶片浸入蒸馏水中5～8 h，使叶片吸水成饱和状态；取出，用吸水纸吸干表面的水分；称质量，计算玉米叶片的相对含水量：相对含水量=（mf-md）/（mt-md）×100%，其中，mf为叶片鲜质量，md为叶片干质量，mt为叶片饱水时质量，单位均为g。各指标测定均重复3次。

1.4指标变化率与等级划分

1.4.1指标变化率计算SOD、POD、株高等指标测量值越大，品种抗性表现越有利，其变化率计算公式为：变化率（X）=[（Xick-Xicl）/Xick]×100%；MDA、电导率等指标测量值越大，品种抗性表现越不利，其变化率计算公式为：变化率（X）=[（Xicl-Xick）/Xick]×100%。式中，Xick为对照第i项指标的测定值，Xicl为处理第i项指标的测定值。

1.4.2指标等级划分试验将用于抗性鉴定的各指标划分为2个等级：Ⅰ级为抗，Ⅱ级为不抗，Ⅰ级的值为所有品种指标变化率的最小值，Ⅱ级的值为所有品种指标变化率的最大值。

nlc202309040709

1.5隶属度抗性评价

1.5.1隶属度确定指标隶属度计算参照王黄英等的方法[16]，略有修改，计算公式为：uij=（Ximax-Xij）/（Ximax-Ximin）。式中，uij为j品种第i项指标的隶属度，Xij为j品种第i项指标变化率的平均值，Ximin为全部品种第i项指标变化率的最小值，Ximax为全部品种第i项指标变化率的最大值。

1.5.2区分权重确立通常情况下，不同的各级指标隶属度之间不具有可比性、可加性，区分权重参照刘开第等方法[9]进行计算。由于隶属度uij对不同指标各等级取值的集中与分散程度决定Wij值，因此，Wij可表示为熵Hij的函数为：Hij=-∑nk=1 [uijk×ln（uijk）]、Vij=1-Hij/ln（n）、Wij=Vij/∑mt=1（Vijt）。式中，uijk为j品种i项指标第k等级隶属度，n为各项指标的等级个数，Wij为j品种i项指标的区分权重，m为用于抗性鉴定的指标个数。

1.5.3綜合隶属度抗性评价由于不同品种耐盐、抗旱机理的复杂性和多层次性，各性状对抗性鉴定的贡献大小不一，很难用一个指标评判品种的抗性。因此，试验采用综合隶属度评价3种玉米的耐盐、抗旱性，利用指标区分权，将样本的指标隶属度转化为可进行大小比较的样本隶属度[17]。各品种综合隶属度计算公式为：Uj=∑mt=1（uijt×Wijt）、Dj=∑mt=1[（1-uijt） ×Wijt]。式中，Uj为j品种Ⅰ级综合隶属度，Dj为j品种Ⅱ级综合隶属度，uijt为j品种第t个指标i的隶属度，Wijt为j品种第t个指标i的区分权，m为用于抗性鉴定的指标个数。

1.6数据分析与处理

试验数据采用Excel 2007及SPSS 20.0软件进行分析，采用Duncans 极差法进行多重比较以检验胁迫处理后各品种之间变化率的差异显著性。

2结果与分析

2.1耐盐性鉴定

2.1.1指标变化率由表1可见，青农8号MDA、株高的变化率显著低于郑单958及农大108，其总含水量的变化率显著低于郑单958，电导率、POD的变化率显著低于农大108；郑单958茎粗的变化率显著低于农大108；3个玉米品种叶绿素含量、SOD、干质量的变化率相互间差异不显著。因此，指标MDA、总含水量、电导率、株高、POD、茎粗可作为3种玉米耐盐性的鉴定指标，而叶绿素含量、SOD、干质量不可以作为鉴定指标。

2.1.2综合隶属度由表2可见，农大108耐盐性相对青农8号和郑单958为不抗，Ⅱ级综合隶属度大于0.80；青农8号耐盐性相对其他2个玉米品种为抗，Ⅰ级综合隶属度大于 0.89；郑单958耐盐性虽然表现为不抗，但其Ⅱ级综合隶属度不大于0.60，其耐盐性处于3个品种之间；3个玉米品种的耐盐性顺序为青农8号>郑单958>农大108。

2.2抗旱性鉴定

2.2.1指标变化率由表3可见，指标MDA含量、相对含水量、电导率、含水量在3个玉米品种间存在差异显著性，可作为3个玉米品种抗旱性的鉴定指标，而株高、成活率、茎粗、根冠比、根长在3个玉米品种间没有差异显著性，不能作为3个

2.2.2综合隶属度由表4可见，农大108抗旱性相对青农8号和郑单958为不抗，Ⅱ级综合隶属度大于0.90；郑单958抗旱性相对其他2个品种为抗，Ⅰ级综合隶属度大于0.87；青农8号虽然表现为抗，但其Ⅰ级综合隶属度相对较小，不大表3青农8号等3个玉米品种的干旱胁迫指标变化率方差分析

3结论与讨论

本试验以玉米品种青农8号、郑单958、农大108为材料，测得的各项生理及农艺性状数值转化为指标变化率[18]，通过方差分析筛选出差异显著的指标用于隶属度计算，可减少无用指标对综合隶属度评价造成的误差。同时，引入区分权，对各指标隶属度进行单独评价，配以各自的区分权重，经归一化运算得出依据各指标的综合评价结果[19]，对玉米耐盐、抗旱性鉴定具有一定的指导作用。

本研究表明，苗期盐处理的3种玉米，其MDA含量、总含水量、电导率、株高、茎粗、POD活性的变化率等存在显著差异，与胡宝忱等研究结果[5，15，20]类似，这6个指标可用于玉米苗期耐盐性鉴定。苗期干旱胁迫处理的3种玉米，其MDA含量、相对含水量、含水量、电导率的变化率等也存在显著差异，与任小燕等研究结果[1，4，18]类似，这4个指标可用于玉米苗期耐旱性鉴定。有文献报道，株高能较好地代表作物的抗旱性，株高变化越小，抗旱性越强，本试验也符合此规律，但由于差异未达到显著水平而未被采用。

综合隶属度评价方法结果准确客观、可靠性好[21]，在许多领域应用广泛。综合隶属度评价方法结果的准确性依赖于隶属度函数的正确建立，而目前大多数系统还停留在经验和试验的基础上[22]。本试验为避免建立各指标隶属度函数可能带来的误差，将用于抗性鉴定的各指标划分为2个等级，没有对各级分类限度值规定具体数值，抗性鉴定结果只是3个品种之间互相比较所得的相对抗性值，不能代表实际生产中的抗性等级。本试验中，农大108的抗旱性相对青农8号和郑单958表现为不抗，而生产上农大108是抗旱性较强的品种。

对粮食作物生产而言，产量是作物抗旱性最直接、最切合生产实际的鉴定指标，其抗旱能力的大小主要体现在产量方面[23-24]。因此，有必要进一步以产量为鉴定指标，对3个玉米品种进行全生育期的耐盐、抗旱性鉴定。

参考文献：

[1]任小燕，杜建中，孙毅. 转AhCMO基因玉米后代的获得及耐盐性鉴定[J]. 分子植物育种，2013，11（3）：332-338.

[2]谷思玉，周连仁，王佳佳. 不同品种玉米萌发期耐盐性的比较[J]. 中国农学通报，2011，27（33）：34-39.

nlc202309040709

[3]刘芳，付艳，高树仁，等. 玉米幼苗的盐胁迫反应及玉米耐盐性的鉴定[J]. 黑龙江八一农垦大学学报，2007，19（6）：22-26.

[4]陈志辉，李立，黄虎兰. 玉米品种抗旱性鉴定方法与指标研究[J]. 农业现代化研究，2011，32（1）：120-124.

[5]胡宝忱，艾军，郭守东，等. 盐胁迫对玉米幼苗生长的影响[J]. 杂粮作物，2008，28（3）：166-168.

[6]白向历，齐华，刘明，等. 玉米抗旱性与生理生化指标关系的研究[J]. 玉米科学，2007，15（5）：79-83.

[7]孙彩霞，武志杰，張振平，等. 玉米抗旱性评价指标的系统分析[J]. 农业系统科学与综合研究，2004，20（1）：43-47.

[8]宋凤斌，徐世昌. 玉米抗旱性鉴定指标的研究[J]. 中国生态农业学报，2004，12（1）：128-129.

[9]刘开第，庞彦军，栗文国. 多指标决策中隶属度转换算法及其应用[J]. 自动化学报，2009，35（3）：315-319.

[10]付艳，高树仁，杨克军，等. 盐胁迫对玉米耐盐系与盐敏感系苗期几个生理生化指标的影响[J]. 植物生理学报，2011，47（5）：459-462.

[11]张志方，刘亚，任雯，等. 转TsVP基因玉米抗旱性鉴定研究[J]. 生物技术进展，2013（3）：206-210.

[12]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000：134-169.

[13]张蜀秋. 植物生理学实验技术教程[M]. 北京：科学出版社，2011：203-204.

[14]史树德，孙亚卿，魏磊. 植物生理学实验指导[M]. 北京：中国林业出版社，2011：126-127.

[15]严杰，陶琴君，陈静，等. 新选玉米自交系耐盐性鉴定及耐盐机理浅析[J]. 广东农业科学，2013（8）：8-10，21.

[16]王黄英，郭还威，罗坤，等. 几个玉米品种抗旱性的直接鉴定[J]. 玉米科学，2000，8（1）：40-41.

[17]刘昕，刘开第，李春杰，等. 水质评价中的指标权重与隶属度转换算法[J]. 兰州理工大学学报，2009，35（1）：63-66.

[18]李凤海，朱敏，吕香玲. 常用玉米自交系抗旱性及抗旱性鉴定指标研究[J]. 种子，2011，30（1）：31-34.

[19]李无为. 模糊数学综合评判隶属度的假设检验方法初探[J]. 中国卫生统计，1991，8（4）：38-39.

[20]郑飞，陈艳萍，孟庆长，等. 7份玉米自交系耐盐性鉴定[J]. 江苏农业科学，2012，40（12）：112-115.

[21]潘理黎，黄小华，严国奇，等. 地表水模糊综合评价中隶属度的图算方法[J]. 安全与环境学报，2004，4（6）：11-13.

[22]王季方，卢正鼎. 模糊控制中隶属度函数的确定方法[J]. 河南科学，2000，18（4）：348-351.

[23]Crosbie J M，Mock J J. Changes in physiological traits associated with grain yield improvement in three maize breeding programs[J]. Crop Science，1981，21：255-258.

[24]David C，Nielsen，Onathan，et al. Black bean sensitivity to water stress at various growth stages[J]. Crop Science，1998，38：422-427.

大豆品种抗旱性筛选试验研究 篇5

由于大豆适应性较窄,通常仅有1~1.5个纬度,在广西其他地方表现抗旱的品种不一定适合百色市种植,为了筛选出适合百色市生产上推广应用的抗旱性品种有必要进行大豆抗旱性筛选试验研究。目前,大豆品种抗旱性筛选鉴定主要有田间自然干旱条件鉴定、温室人工控制水分条件鉴定、实验室鉴定和生理生化鉴定等。其中田间鉴定方法简便易行,鉴定结果在当地条件下可靠性较高。田间鉴定有两种方法,一种将鉴定品种直接种于田间,利用自然干旱条件造成水分胁迫,使生长发育受到影响,并利用人工灌溉作对照。另一种是将鉴定品种种植在不同生态条件下进行异地多点的田间试验。由于不同的自然降水量形成不同的土壤水分状况,主要根据产量来评价抗旱性。抗旱系数法、抗旱等,其中抗旱系数和叶片萎蔫系数法是简便有效的抗旱性鉴定方法。本研究采用田间自然干旱条件鉴定方法,通过抗旱系数法和叶片萎蔫系数法进行大豆抗旱性评价。

1 大豆抗旱品种试验

1.1 试验设计

(1)小区抗旱试验设计

试验地点:广西百色市玉米研究所

a、试验地情况:地势平坦,土块细碎,土壤肥力中等的地块。

b、试验方法:采用抗旱系数综合指标评定法。设水旱两种处理,选择子粒产量、单株粒数、单株荚数、分枝数和植株高度作为评定的指标性状,将5个指标性状的抗旱系数累加并求出品种的平均抗旱系数。计算公式:

式中n为指标性状数量,i为指标性状,依照抗旱系数的大小划分抗旱级别。

分1-5级,1级为抗旱性强,5级为抗旱性差。

c、参试品种:桂春1号、桂春2号、桂春3号、桂春5号、桂春6号、华春1号、华春2号、华春5号、桂春8号、桂春11号、桂春12号、华春6号、桂春豆1号等共36个。

(2)面上联合抗旱试验设计

试验地点:广西右江区、田阳县、田东县、右江区和靖西县。

a、试验地情况:地势平坦,土块细碎,土壤肥力中等。每个大豆品种种植面积0.0 067hm2,共0.1hm2(含保护行)。

b、试验方法:采用田间抗旱性鉴定。小区设计,不设重复,大豆生育中后期(开花后)干旱时,采用叶片萎蔫法田间观察各品种的叶片萎蔫程度,从而确定抗旱等级。分1-5级,1级为抗旱性强,5级为抗旱性差。成熟期各品种全区收获测产,根据产量结果并结合田间抗旱性鉴定确定抗旱等级。

c、参试品种:春大豆为桂春1号、桂春2号、桂春3号、桂春5号、桂春6号、桂春8号、桂春9号、桂春10号、桂春11号、华春2号、华春5号、华春6号、桂春豆1号,共13个。

夏大豆为桂夏一号、桂夏2号、桂夏3号、桂夏4号、华夏3号、华夏6号、桂319、桂345、南豆12、南311、贡秋豆5号、本地种共12个。

2 研究结果

2.1 小区抗旱试验结果

由表1可看出,同一品种不同年份间抗旱系数等级有一定差异,因此,需要通过两年以上的鉴定才能提高抗旱筛选的准确性.从两年鉴定结果看,达到一级抗旱等级的品种有:桂春8号、桂春11号和桂夏3号共3个。

2.2 面上抗旱联合试验结果

2.2.1 春大豆面上抗旱联合试验结果

从表2可知,13个大豆品种的抗旱等级分为1~4级,其中达1级抗旱的品种较少只有桂春8号和桂春11号2个,达2级抗旱的品种有桂春1号、桂春2号、桂春6号等3个,其他8个品种抗旱3~4级。667m2产量130kg以上的品种有:桂春11号(667m2产141.7kg)和桂春8号(667m2产135.8kg);667m2产120kg以上的品种:桂春1号、桂春2号和桂春6号,这些品种同时也具有较好的抗旱性,抗旱性达1-2级。

由表3看出,抗旱性达1级的品种有2个,分别为桂春8号和桂春11号;抗旱性达2级的品种有1个,即桂春2号;其余大豆品种抗旱性在3~4级间。各品种667m2产量在99.2~148.4kg之间,其中667m2产140kg以上的品种有桂春8号、桂春11号和桂春2号

2.2.2 夏大豆面上抗旱联合试验结果

从田东县品种筛选结果(表4)看出,12个参加抗旱筛选的夏大豆品种中,达1级抗旱标准的品种只有一个,即桂夏3号;达2级抗旱的品种有4个。各品种667m2产量123.3kg~153.4kg,产量最高为桂夏3号(667m2产153.4kg),最低为本地农家种(667m2产123.3kg)。

从平果县品种筛选结果(表5)看出,12个参加抗旱筛选的夏大豆品种中,达1级抗旱标准的品种只有一个,即桂夏3号;达2级抗旱的品种有2个。各品种667m2产量113.6~158.1kg,产量最高为桂夏3号(667m2产158.1kg),最低为本地农家种(667m2产113.6kg)。

从靖西县品种筛选结果(表6)看出,12个参加抗旱筛选的夏大豆品种中,达1级抗旱标准的品种只有一个,即桂夏3号;达2级抗旱的品种有3个。各品种667m2产量146.8~210.3kg,产量最高为桂夏3号(667m2产210.3kg),最低为南311(667m2产146.8kg)。

结束语

参加春大豆抗旱品种面上联合筛选的13个春大豆中,产量高、田间表现抗旱达一级的品种仅有桂春8号和桂春11号两个(表2、表3)。右江区和田东县鉴定的结果有一定差异,说明不同生态环境对品种抗旱性有较大影响。

在靖西县、平果县和田阳县大豆品种抗旱面上联合筛选试验中,桂夏3号不但产量高(排名第一)且达一级抗旱水平。其他大豆品种抗旱等级均在2级以下。

摘要：百色市春旱和秋旱经常发生,为了减轻大豆因干旱造成减产,筛选适合百色市种植的大豆抗旱品种,2011-2012年作者进行了大豆品种抗旱性试验和面上联合筛选试验。试验研究表明,不同的大豆品种抗旱性有很大差距。通过试验从36个大豆品种中,筛选出3个抗旱性强的大豆品种,即春大豆品种桂春8号、桂春11号和夏大豆品种桂夏3号,产量高、田间表现抗旱一级,适合百色市推广应用。

关键词：大豆,品种,抗旱,产量

参考文献

[1]刘学义,张小虎.黄淮海地区大豆种质资源抗旱性鉴定及其研究[J].山西农业科学,1993,21(1):19-24.

[2]黎裕.作物抗旱鉴定方法与指标[J].干旱地区农业研究,1993,11(1):91-99.

抗旱耐瘠花生品种筛选试验 篇6

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验设在莒南县洙边镇崖子村进行, 土质为砂壤, 肥力中等偏下, 地势平坦, 地力均匀, 无灌溉条件, 前茬作物玉米。

1.2 参试品种

参试品种共9个, 分别为潍花11号 (山东省潍坊市农业科学院选育) 、开农49号 (开封市农林科学研究院选育) 、山花9号、山花11号 (山东农业大学选育) 、豫花9719、豫花9326 (河南省农业科学院选育) 、花育22、花育25 (山东省花生研究所选育) 、湘花2008 (湖南农业大学选育) , 各品种均为大花生。

1.3 试验设计

试验设9个处理, 即每个品种为一个处理, 以花育25作对照 (CK) 。3次重复, 采用随机区组排列, 小区面积13.44 m2 (5.6 m×2.4 m) , 小区内种植3垄, 每垄种植2行, 种植密度为12万墩/hm2, 每墩2粒, 重复间留走道60 cm, 四周设保护行3垄。

1.4 田间管理

5月2日整地, 底肥施硫酸钾复合肥 (16-12-18) 300kg/hm2、史丹利复合肥 (17-7-19) 300 kg/hm2, 甲·克颗粒剂27kg/hm2。5月6日播种, 播后用乙草胺封埂, 聚乙烯覆膜。6月5、16日2次用吡虫啉防治虫害。9月11日收获, 各小区单独计产。

1.5 田间调查及考种

收获期每小区选有代表性区域, 取连续10株, 调查主茎高、侧枝长、分枝数、主茎绿叶数、秕果数、饱果数、烂果数、芽果数。荚果要放回计产。

每处理各小区实收测产。收获时, 查出每小区总墩数, 然后收刨、摘果, 查总株数。收获的鲜果去杂后及时晒干, 晒干后去除芽果、烂果、幼果、泥土杂质, 称取小区干果重, 折算产量。室内考种包括百果重、百仁重、千克果数、千克仁数、出仁率。

2 结果与分析

2.1 生育性状分析

由表1可以看出, 成熟期比较长的是豫花9326, 生育期130 d, 比较短的是豫花9719和湘花2008, 生育期123 d;花育25生育期125 d, 其他品种生育期127 d。

2.2 物理学特性分析

由表2可以看出, 抗旱性比较强的是山花9号、豫花9719、山花11号和潍花11号;抗涝性比较弱的是豫花9719、花育22、花育25和豫花9326, 潍花11号、湘花2008的抗涝性强, 其余抗涝性中度。除山花9号株型为半直, 其他品种为直立。

2.3 主要经济性状分析

由表3可以看出, 株高比较高的是开农49、豫花9719、花育25和湘花2008, 都超过42 cm, 最低的是山花9号, 仅33.6 cm。结果枝数最多的是豫花9326, 其次是湘花2008, 最少的是山花9号。单株饱果数最多的是开农49, 其次是潍花11号, 最少的是豫花9719;秕果数最多的是豫花9326, 其次是豫花9719, 最少的是山花11号。百果重最高的是山花9号, 其次是豫花9719, 最低的是开农49;百仁重最高的是花育25, 其次是山花11号, 最低的是湘花2008。出米率最高的是山花9号, 其次是花育22和潍花11号, 比较低的是豫花9326、豫花9719和开农49。

2.4 产量结果分析

由表4可以看出, 山花9号的籽仁产量最高, 达3 487.5kg/hm2, 比CK增产11.6%;其次是潍花11号, 籽仁产量为3 280.5 kg/hm2, 比CK增产4.9%;第3位是花育25 (CK) , 其籽仁产量为3 126.0 kg/hm2;产量最低的是豫花9326, 其籽仁产量为2 833.5 kg/hm2, 比CK减产9.4%。

3 品种综述

(1) 山花9号。籽仁产量为3 487.5 kg/hm2, 比对照花育25增产11.6%, 在该试验中籽仁产量居第1位, 生育期比对照花育25晚2 d, 株高最矮, 分枝数、结果枝数最少, 饱果率最高, 单株结果数比较高, 百果重高, 百仁重比花育25低, 其出米率也最高, 抗旱性强, 抗涝性中等, 综合抗性好, 适合在临沂地区作为抗旱耐瘠品种推广[5,6,7]。

(2) 潍花11号。籽仁产量为3 280.5 kg/hm2, 比对照花育25增产4.9%, 产量居第2位, 生育期与对照花育25相同, 株高比较低, 分枝数、结果枝数和对照花育25差不多, 结果数比较多, 百果重、百仁重均比对照花育25低, 出米率也比较高, 抗旱性、抗涝性强, 综合表现好, 适合在临沂地区作为抗旱耐瘠品种推广。

(3) 花育25。籽仁产量为3 126.0 kg/hm2, 在该试验中居第3位, 株高比较高, 熟期比较早, 分枝数、结果枝数比较多, 百果重、百仁重、出米率比较高, 综合抗性比较好, 该品种是临沂地区春花生种植的主要品种, 其抗旱耐瘠性比较好, 可以继续推广[8,9,10]。

摘要：为筛选优质高产抗旱耐瘠花生新品种, 为临沂丘陵薄地花生种植区推广提供依据, 特开展抗旱耐瘠花生品种筛选试验。结果表明:参试的9个品种中, 山花9号、潍花11号综合性状良好, 生育期适宜, 可作为当地抗旱耐瘠品种进行推广种植。

关键词：花生,抗旱,耐瘠,筛选,临沂地区

参考文献

[1]万书波.中国花生栽培学[M].上海:上海科技出版社:2003:1-4.

[2]李广敏, 关军锋.作物抗旱生理节水技术研究[M]北京:气象出版社, 2001.

[3]苗锦山, 王铭伦.水分胁迫对花生生长发育影响的研究进展[J].花生学报, 2003, 32 (B11) :368-371.

[4]郭峰, 万书波, 王才斌, 等.不同类型花生单粒精播生长发育、光合性质的比较研究[J].花生学报, 2008, 37 (4) :18-21.

[5]周艾宝, 张宁宁, 谢华玉, 等.大花生筛选试验初报[J].种子世界, 2013, 3 (15) :50-52.

[6]韩柱强, 钟瑞春, 贺梁琼, 等.旱地间作型花生新品种“桂花771”的选育及栽培技术[J].广西农业科学, 2010, 41 (10) :1064-1065.

[7]韩柱强, 钟瑞春, 贺梁琼, 等.高产多抗花生新品种“桂花1026”的选育及栽培[J].花生学报, 2010, 39 (3) :47-48.

[8]李安东, 任卫国, 王才斌, 等.花生单粒精播高产栽培生育特点及配套技术研究[J].花生学报, 2004, 33 (2) :17-22.

[9]王才斌, 成波, 郑亚萍, 等.高产条件下不同种植方式和密度对花生产量、产量性状及冠层特征的影响[J].花生科技, 1999 (1) :12-14.

抗旱品种 篇7

玉米是我国的主要粮食作物,2009年面积达到2.9×1010hm2,超过水稻,成为我国第一大粮食作物。因此,稳定玉米生产,对国民经济发展具有重要意义。湖南省及我国西南地区虽雨量充沛,但降雨的时空分布很不均匀,季节性干旱等自然灾害十分突出。据统计湖南省在1949~1998年的50年中,大约有86%的年份出现不同程度的干旱。其中特大干旱平均17年一遇;大旱5年一遇;中旱3年一遇;轻旱4年一遇;基本无旱约7年一遇[2]。干旱往往与高温同步,对玉米灌浆成熟十分不利,造成玉米大规模的减产,是影响玉米产量的重要因素。因而开展我国重要农作物抗旱评价方法与遗传改良研究,对我国乃至世界粮食安全,以及促进中西部经济开发和可持续发展具有重大意义。

水分胁迫对作物生长发育、生理代谢、生化过程及产量品质的影响是深刻而全面的,最终的产量降低和品质下降只是受害后的综合表现[3]。抗旱性的评价难度较大[4],目前国内外研究者对玉米抗旱的形态学表现[4,5,6,7]以及在抗旱生理生化[8,9,10,11,12,13,14]等方面进行了广泛的研究,提出了各种抗旱鉴定与评价的方法和一系列可用于玉米抗旱性间接鉴定的形态生理生化指标。如抗旱系数(DI)、抗旱指数(DRI)、干旱伤害指数(HID)、敏感指数(S)、优势值(p)等。但是这些研究大多在实验室或干旱棚条件下进行的,如离体培养、盆栽试验、人工气候箱培养等,与大田条件相差甚远,缺乏多因素协同作用的影响。同时,大部分的干旱胁迫研究是在苗期进行的,缺乏玉米整个生育期的抗旱性研究。因此结果的实用性差,相互间可比性差,与大田应用难以接轨。本试验是在自然生产环境条件下进行,且以玉米整个生育期作为一个整体进行系统的抗旱性研究。研究结果旨在为玉米育种工作者们建立一套可靠、简单、实用和规范的适用于大规模鉴定的抗旱鉴定技术体系,来实现对玉米杂交种及育种材料的抗旱性鉴定,加速玉米抗旱育种的工作进程。

1 材料与方法

1.1 材料来源

选用湖南省及我国西南地区目前推广面积较大或近几年来育成的优良品种临奥1号、渝单7号、科玉2号、东单57、富友9号、农大108、东单16、科玉1号、洛玉1号、联合3号10个玉米品种作为研究试材。

1.2 试验设计

试验于2007年分别在邵阳县(七里山林场飞云村)、慈利县(高峰乡莫家河村)两个地点进行,各试点播种期在4月上旬。

采用随机区组排列,四次重复,其中二次重复在大喇叭口期(抽雄前一周)后每遇连续10d干旱,灌溉一次,二次重复整个生长期,依靠自然降水不灌溉。小区面积14.4m2,包沟长6 m,宽2.4 m,4行区宽窄行种植,宽行70cm,窄行50cm,每行20株,试验密度5.55万株/hm2,试验地四周均种玉米作保护区(小区端头同一品种作保护区,不计产),各小区全部收获计产。

1.3 记载项目和方法

按全国玉米区域试验记载标准记载植株性状、果穗性状、抗逆性、产量、生育期、抽雄至吐丝间隔(ASI)。

1.4 统计方法

1.4.1 各性状的抗旱指数(DR I)按兰巨生等[15]的方法计算:

Yd:胁迫环境品系产量;Yp:非胁迫环境品系产量;Ymd:所有参试品系于胁迫环境的平均产量;Ymp:所有参试品系于非胁迫环境的平均产量。

1.4.2 抗旱系数(DI):

Yd:旱地产量;Yp:灌溉水地产量。

1.4.3 模糊数学隶属度[16]

采用模糊隶属函数法进行抗旱性综合评价。方法是对每个品种各项指标测定值用模糊数学隶属度公式进行定量转换,来综合评价一个品种的抗旱性。模糊数学隶属度计算公式:

Uij为某品种对于第i项指标的隶属度;xij为某品种第i项指标测定值;ximin为全部品种第i项指标的最小值;ximax为全部品种第i项指标的最大值;i为某项指标;j为某个品种。

用SPSS软件进行分析。

1.5 试验期间的气候状况

邵阳与慈利点在抽雄前和抽雄后均遇到较长时间干旱,具体气象条件见图1、图2。其中,邵阳点4月2日播种,各品种6月14-18日抽雄,自6月11日到7月24日只有6月26日、7月10日有2次大于10mm的降水,分别为15 mm和34.9mm,按照试验方案于7月6日和7月18日各灌溉一次,慈利点4月15日播种,各品种6月16日-7月3日抽雄,自6月11日到7月24日只有6月27日、7月10日有2次大于10mm的降水,分别为41.3 mm和33.0mm,按照试验方案于7月1日和7月12日各灌溉一次。从气温上看,两试点在抽雄后气温均高于25℃,其中慈利点7月1日和7月12日在30℃以上,均存在明显的高温胁迫。

2 结果与分析

2.1 水分胁迫对不同玉米品种产量及其农艺性状的影响

本试验各品种在两种处理下2个点数据的玉米产量及主要性状平均结果见表1,产量结果经方差分析表明,试验区组间差异不显著,试验准确性强,而各品种间、水旱处理间差异达到极显著水平,说明不同品种产量有显著差异,在干旱情况下,灌溉对玉米产量有显著的影响。

试验结果表明,干旱显著降低了玉米株高、穗位高、单株干物质量、单株叶面积、茎粗、穗长、穗粒数和千粒重,缩短了玉米的生育期,增加了ASI、根深、秃尖长和空秆率,从而显著降低产量。相关研究表明,干旱导致玉米一系列生理、生化过程的改变,如叶片中玉米过氧化氢酶、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的改变[8],叶片游离脯胺酸的过量积累[9],脱落酸(ABA)含量的升高[10]等。玉米产量及主要农艺性状的改变主要由于干旱导致玉米体内生理代谢、生化过程的改变造成的。

通过对品种间产量进行多重比较(LSD法)(表2),结果表明:洛玉1号比其它品种均增产极显著,临奥1号、渝单7号与科玉2号,富友9号与农大108,东单16与科玉1号品种间增产不显著。灌溉与未灌溉条件对品种产量有明显影响。

洛玉1号与联合3号在灌溉条件下差异极显著,但未灌溉条件下差异不显著。说明该二个品种在较好的气候条件下,洛玉1号的产量显著高于联合3号,增产达到6.6%;但在干旱条件下,联合3号与临奥1号产量差异不显著,增产仅3.3%。说明这两个品种在较好的气候条件下种植,洛玉1号丰产性优于联合3号,但在干旱条件下产量相当,说明联合3号的抗旱性强于洛玉1号。

联合3号与临奥1号比较,在灌溉条件下差异不显著,品种间产量差异为0.7%;但在未灌溉条件下差异极显著,品种间产量差异为8.4%,说明在气候较好时,两品种产量均较高,但在干旱发生时,联合3号显著优于临奥1号。联合3号灌溉比未灌溉增产7.53%,而临奥1号灌溉比未灌溉增产达到15.82%,说明临奥1号在干旱条件下只有灌溉才能获得较高的产量,而联合3号在干旱条件下无论灌溉与否均可获得较高的产量,因此联合3号抗(耐)旱能力强。

根据品种在灌溉与不灌溉条件下的产量比较,可以看出富友9号、渝单7号、联合3号、科玉1号抗旱能力强,灌溉比未灌溉分别增产3.9%、4.79%、7.53%和9.09%,而其它品种增产均超过了10%,抗旱能力一般。因此,富友9号、渝单7号、联合3号和科玉1号抗旱能力强,而东单57、洛玉1号、农大108、临奥1号、科玉2号和东单16抗旱能力一般。

2.2 水分胁迫对主要农艺性状的影响

表3为灌溉比未灌溉条件下,各品种主要农艺性状的平均表现。结果表明,单株干物质重量、ASI、果穗秃顶长和空秆率差异达到了10%以上,说明干旱环境对其影响大,穗位叶面积、穗粒数、穗粒高和茎粗差异也达到了5%以上,干旱对这些性状也有较大影响,其它性状差异在5%以内,影响相对较小。

注:同列内不同小写字母表示在0.05水平上显著;不同大写字母表示在0.01水平上显著。

注:“±”表示灌溉比未灌溉增减量。

2.3 产量及产量性状的抗旱系数

将各品种在二个试点不同水分条件下的产量与主要农艺性状的平均表现,经相关分析表明,产量与单株干物重、全生育期、生育期、ASI、穗位叶面积、根层数、根深、株高、穗位高、茎粗、穗长、秃顶长、穗粒数、千粒重、空秆率呈极显著相关,而与穗粗、行数、行粒数及纹枯病株率相关显著或不显著。因此,本研究选取与产量极显著相关的性状进行抗旱系数研究与分析(表4)。

相关分析表明(表5),产量抗旱系数与ASI、根深、株高和千粒重的抗旱系数相关显著,而与干物重、全生育期、生育期、叶面积、根层数、穗位高、茎粗、穗长、秃顶长、穗粒数和空秆率的抗旱系数相关性不显著。

2.4 综合隶属度法评价玉米品种抗旱性的建立与应用

高产是玉米研究的一个永恒的主题。因此,本研究选取抗旱的目标性状的方法是通过产量与性状的相关分析进行。通过产量与主要性状的相关分析,从试验调查的21个指标中,第一次筛选出了单株干物重、全生育期、生育期、ASI、穗位叶面积、根层数、根深、株高、穗位高、茎粗、穗长、秃顶长、穗粒数、千粒重、空秆率15个指标。通过产量抗旱指数与主要农艺性状的抗旱指数的相关分析;第二次筛选出与产量及产量抗旱指数相关显著的性状ASI、根深、株高和千粒重,作为综合隶属度评价玉米抗旱性的目标性状,本研究结果与前人研究结果较吻合[1,5,7,16,17,18]。

注:*表示P<0.05,**表示P<0.01。

用模糊隶属函数法,对每个品种各项指标测定值用模糊数学隶属度公式进行定量转换,计算出目标性状指标的抗旱性隶属度(表6)。

按照模糊隶属函数法原理,隶属度大的抗旱性强。从表6可见,产量及主要性状的隶属度变化很大,很难对各品种的抗旱性做出正确评价。因此,表6还给出了目标性状的平均隶属度值,即本研究提出的综合隶属度值,来度量品种的抗旱性。结果表明:富友9号的综合隶属度值最大,为0.8454,是东单16的6.8倍,抗旱能力最强;洛玉1号、临奥1号、科玉2号分别为0.7589、0.7265、0.7095,抗旱性较强;农大108、渝单7号及联合3号分别为0.6699、0.6426、0.6384,抗旱性中等;东单57、科玉1号分别为0.5968、0.5508,抗旱性较差;东单16品种的隶属度值最小,仅0.1252,抗旱能力最差。

2.5 抗旱性评价方法的比较

表7是运用DI、DRI、产量隶属度及综合隶属度方法计算的各品种抗旱性评价结果。从表7可见,DI与产量隶属度方法各品种抗旱性排位是一致的,说明这二种方法在评价品种抗旱性上无实质区别;DI、DRI与综合隶属度排位有一定差别。

不同方法的相关分析表明,综合隶属度方法与DRI方法相关显著,但与DI及产量隶属度方法相关不显著。DRI对抗旱系数做了改进,其表达式是DI=Yd×(Yd/Yp)/Ymd=(Yd/Yp)×(Yd/Ymd)。该方法融入了育种目标所要求的旱地产量潜力和水分胁迫环境下基因型与环境的互作,因而能较好地度量品种的抗旱性,该方法首先在小麦抗旱性评价上提出,并在玉米[1,3,5,16]、高粱[19]、、水稻[20]、大豆[21]等多种作物上运用证明对作物抗旱性有较好的度量[22]。本研究相关分析表明(表8),DRI方法与DI、产量隶属度、综合隶属度相关均达到显著,说明该方法能较好地评价抗旱性。

注:*表示p<0.05,**表示p<0.01。

3 结论与讨论

3.1 结论

本研究通过产量与主要农艺性状、产量抗旱指数与主要农艺性状抗旱指数的相关分析,二次筛选出产量及与产量抗旱指数相关显著的性状ASI、根深、株高和千粒重共5个性状可作为玉米抗旱评价的指标,该5个性状的隶属度均值作为综合隶属度指标来评价玉米品种的抗旱性是可行的。

运用综合隶属度方法评价湖南及我国西南主推玉米品种的抗旱性结果是:抗旱强的品种是富友9号、洛玉1号、临奥1号、科玉2号、农大108,抗旱中等的为渝单7号、联合3号,抗旱性较差的有东单57、科玉1号、东单16。

3.2 讨论

本研究以ASI、根深、株高和千粒重和产量共5个性状的隶属度均值,作为综合隶属度指标来评价玉米品种的抗旱性。结果表明,该指标与目前通行的抗旱指数(DRI)法评价玉米的抗旱性指标相关显著,证明该方法是可行的。

进一步分析表明,本研究运用综合隶属度法评价品种的抗旱能力排位为富友9号>洛玉1号>临奥1号>科玉2号>农大108>渝单7号>联合3号>东单57>科玉1号>东单16,与生产证明的抗旱力基本相符合。临奥1号、农大108、富友9号是20世纪90年代以来在湖南及西南地区累计推广面积最大的几个品种,表现丰产、稳产性好,其中临奥1号、农大108是生产上检验为抗旱性强的品种,富友9号其亲本系谱中D4031及丹598均为抗旱性强的自交系。洛玉1号、科玉2号为湖南省近年审定的品种,表现为中熟偏早,生产上面积发展较快,抗旱性在2007年湘西北较大面积中表现较好,而东单16、东单57等品种抗旱性表现较差。

运用抗旱指数法(DRI)法对品种抗旱性结果排位为洛玉1号>渝单7号>联合3号>东单57>富友9号>临奥1号>科玉2号>农大108>科玉1号>东单16,与生产证明抗旱较强的临奥1号、农大108、富友9号、科玉2号,抗旱能力排位明显不符。而尤其是东单57在2007年我省湘西北干旱中证明抗旱能力较差。但两种方法对最不抗旱的二个品种科玉1号、东单16的结论是一致的。

摘要：在自然生态条件下,利用湖南及我国西南主推的10个玉米杂交种进行抗旱性鉴定方法与指标研究。结果表明:干旱对玉米产量及主要农艺性状有显著影响;通过产量及产量抗旱系数相关分析筛选出产量、抽雄至吐丝间隔、根深、株高和千粒重等5个指标可作为玉米抗旱性鉴定的良好参数;本文提出了综合隶属度值评价玉米抗旱性的方法,该方法鉴定抗旱强的品种是富友9号、洛玉1号、临奥1号、科玉2号、农大108,抗旱中等的为渝单7号、联合3号,抗旱性较差的有东单57、科玉1号、东单16,综合隶属度值评价结果与品种多年生产上抗旱性表现结果相一致。

抗旱品种 篇8

关键词：甘蔗,园林系列,农艺性状,抗旱性,生理指标

甘蔗是一种热带草本植物, 是世界上重要的产糖作物。蔗糖业是广西经济的支柱产业之一, 从1992年起, 广西甘蔗种植面积、蔗糖产量一直位居全国首位[1]。广西目前的甘蔗当家品种有新台糖16号、新台糖22号等, 具有高产、高糖的优良特性, 但已种植多年, 有退化趋向。品种多样化是甘蔗产业良性发展的要求, 因此, 甘蔗品种改良与更新势在必行[2]。

园林系列甘蔗品种园林1号~8号, 是继新台糖系列品种之后, 广西于1999~2003年间陆续从台湾引进试种的甘蔗新品种[1]。虽引进时间较长, 但仅见零星的品种试种试验, 鲜有整体系列的比较试验, 特性介绍也少。为此, 设计在大田生产条件下, 对这8个甘蔗品种的农艺性状、品质特性和抗旱性进行研究探讨, 并综合分析评价这8个品种在当地气候条件下的各种特性, 为生产提供理论指导, 对指导广西区甘蔗品种的引进和示范推广具有积极的意义。为园林系列甘蔗品种的推广应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试验地概况

供试的甘蔗品种:园林1号 (1号) 、园林2号 (2号) 、园林3号 (3号) 、园林4号 (4号) 、园林5号 (5号) 、园林6号 (6号) 、园林7号 (7号) 、园林8号 (8号) , 对照品种为新台糖22号 (22号) 。

试验在广西宾阳县宾州镇三韦村委茶垛村李剑户进行。试验地是旱地, 前作是甘蔗。土壤呈微酸性, 轻沙壤土, 土质较好, 有灌溉条件, 排水条件好。

1.2 方法

1.2.1 田间管理

试验采用单因子试验, 每个甘蔗品种为1个处理。试验地采用随机区组设计, 行距1 m, 行长根据地块而定。地块平整开沟后, 下种前施过磷酸钙75 kg/667 m2, 氯化钾15 kg/667 m2。3月4日下种, 下种前用50%多菌灵1000倍液浸泡10 min, 密度为13芽/m。出苗后, 于5月20日追施尿素30 kg/667 m2, 大培土。生长期间喷撒农药杀虫1次, 人工除草多次, 其它管理措施按照正常的管理方法进行。期间进行各项观察记录。试验地甘蔗于2007年1月26日全部收获。

1.2.2 参数测定

叶绿素含量测定:称取剪碎叶片0.1 g于试管中, 加提取液 (丙酮+乙醇+蒸馏水=4.5+4.5+1) 25m L, 在黑暗条件下浸提24 h, 测定OD663和OD645, 然后按Amon公式计算蔗叶叶绿素含量[3]。

可溶性糖:按照广西大学《植物生理实验技术》内部讲义的方法[4]。

游离脯氨酸含量:参照张宪政主编的《作物生理研究法》内的方法[3]。

质膜透性 (PMP) :参照文献方法[5], 用相对电导率表示, PMP=处理电导率/煮沸电导率×100%。

按《中国甘蔗品种志》规定进行农艺性状调查[5], 包括萌芽率、分蘖率、幼苗素质、分蘖苗素质、伸长期长速、株高、茎径、产量等。

按《甘蔗制糖工业分析》1781的方法测定工艺性状[6]:田间锤度用折光法 (手持糖量计) ;品质分析时蔗汁锤度用比重计法;甘蔗糖分用二次旋光法;还原糖分用四甲基蓝法;纤维分用常压干燥法。

1.2.3 数据分析

应用模糊数学法[7]对各个参试品种的农艺性状、品质特性和抗旱性, 进行综合评价。

2 结果分析

2.1 抗旱性比较

高等植物光合作用过程中利用的光能是通过叶绿体色素 (光合色素) 吸收的。逆境对光合作用的影响表现在引发叶绿体结构损伤和叶绿素含量下降。在植物抗性生理研究中测定叶绿素含量, 目的在于衡量植物在干旱过后能够快速恢复生长的能力[6]。另外, 在逆境条件下, 抗旱甘蔗品种的叶绿素总含量高, 损坏数量占的比例就小, 从萎蔫到枯死的间隔时间比较长[8]。

在干旱胁迫环境中, 植物为了减缓由胁迫造成的生理代谢不平衡, 细胞大量积累一些小分子有机化合物, 以通过渗透调节来降低水势, 维持较高的渗透压, 保证细胞的正常生理功能。可溶性糖和脯氨酸都是干旱胁迫诱导的小分子溶质之一, 参与植物细胞渗透调节, 并能提高植物的抗旱性[9,10,11,12]。质膜透性的大小影响植物应对逆境协迫的能力, 也是测定抗旱性的重要指标之一。

试验地所在地区气候在9月至来年3月为旱季, 甘蔗一般在11月中旬逐渐进入成熟期, 8月29日至11月6日分别多次测试各甘蔗品种的叶绿素含量、可溶性糖、游离脯氨酸和质膜透性, 结果见表1。应用模糊数学法对这些数据进行综合评价, 结果见表2。

由表2可见, 抗旱性综合排名顺序是:园林5号>园林7号>园林1号>园林2号>园林4号=园林6号=园林8号>新台糖22号=园林3号。除了园林3号的抗旱性和对照相等外, 其他的园林甘蔗品种抗旱性比对照好。

注:表中数据为8月29日至11月6日分别多次测定结果的平均值。

2.2 农艺性状比较

农艺性状中关系到甘蔗茎数的有萌芽率、分蘖率、成茎率和有效茎数, 关系到甘蔗质量的有株高、茎径等, 这些构成了影响甘蔗产量的影响因素。各性状参数汇总于表3。

由表3可见, 品种间萌芽率差异较大, 对照22号达到88.6%, 而园林6号只有44%, 各个品种的萌芽率比较高低顺序依次是新台糖22号>园林1号>园林3号>园林2号>园林4号>园林8号>园林5号>园林7号>园林6号。

分蘖茎也是构成甘蔗产量的主要因素之一。在试验中观察发现园林2号的分蘖率很强, 1株主苗可以左右两边都产生分蘖, 最多的可以见到5个分蘖, 成为一个横排。园林8号的分蘖率也很强, 达到了43%, 园林6号的分蘖率最低。

在萌芽率和分蘖率的基础上, 成茎率是甘蔗株数的最后保证。从表5中反应出成茎率高低顺序是:园林6号>园林5号>园林3号>园林2号>新台糖22号>园林4号>园林1号>园林6号>园林7号>园林8号。

3叶期、5叶期是衡量甘蔗幼苗期生长阶段的重要时期, 从3叶期到5叶期所需的时间短则说明甘蔗幼苗期生长旺盛。5叶期还是幼苗期和分蘖期的分界期, 如果到5叶期的时间短就说明甘蔗进入分蘖期的时间早。从表3的结果中反映出, 苗期7号生长最快, 5号最慢。

株高和茎径是甘蔗产量构成成的一个重要因素, 是甘蔗节间产量构成和节间形状的重要影响因子[12], 从理论上说增大茎粗是提高甘蔗产量最有效的方法。表3茎径数据是收获时测量连续10株上中下3个部位所得的平均数值。

表4记录了各个甘蔗品种在3叶期前后的幼苗素质情况, 从统计数据上看, 园林1号的每米株数最多, 为9.9株/m, 最低的是园林7号。假茎高的变异系数可以反映幼苗生长的整齐程度, 数值越小越整齐;3叶期的平均青叶数可以反映第一个分蘖芽的早晚, 分蘖芽萌动的早晚自然又影响分蘖苗的质量。

注:表中数据为田间调查项目所得数据的平均值。表4同。

应用模糊数学法对农艺性状观测数据进行综合评价, 结果见表5。可见, 除6号、7号、8号比对照差外, 其余均比对照好。

2.3 经济性状比较

直接影响甘蔗经济性状的是产量和品质。甘蔗品质包括田间锤度、蔗糖分、纤维分、重力纯度等, 这些是糖厂开榨, 考量原料蔗质量的指标, 直接影响糖厂的效益。

甘蔗的理论产量由单茎重和植株数来推算, 实际产量根据1月26日收获时收获的捆数和估计单捆重来推算, 结果见表3。可知, 产量较高的是园林2号, 园林6号, 园林7号, 而园林8号产量偏低。

分别于2010年10月和2011年1月测定各品种的田间锤度, 于2010年12月19日对参试品种进行甘蔗品质分析, 结果汇总于表6。应用模糊数学法对经济性状数据进行综合评价, 结果见表7。

田间锤度表示的是田间活蔗茎的压钻汁中所有可溶性固溶物的含量百分率, 它通过一定的公式可以估算甘蔗实际的含糖量, 是糖厂开榨的重要依据之一。10月份平均含糖量统计中, 只有园林5号低于新台糖22号的, 其他品种的含糖量都比较高, 最高的是园林1号。1月份测定。田间锤度最高的还是园林1号。

蔗糖分对糖厂效益具有决定性的作用, 是糖厂最重视的甘蔗品质指标。从表6中反映出在12月份, 蔗糖分最高的品种是园林1号, 蔗糖分为15.67%, 蔗糖分高过新台糖22号, 其他园林品种在12月份的蔗糖分低于新台糖22号。

甘蔗纤维分对糖厂自身解决能源和副产品加工关系重大, 所以它与蔗糖分被称为二大主要工艺性状。通常以甘蔗纤维分11%~12%的品种适榨性好;纤维分低于9%的属于软蔗, 出汁率高, 但原料脆弱而易塞辘;纤维分高于14%的为硬蔗, 易缠绕和损伤辊齿。据此分析, 原园林系列中只有园林2号和对照新台糖22号一样, 纤维分含量适中, 属于适榨品种。园林1号、园林4号属于软蔗, 纤维分含量在8%~9%。园林7号的纤维分高达17.48%, 不适合榨糖, 可考虑作为纤维用特种甘蔗。

重力纯度为蔗汁糖分与蔗汁锤度之比的百分率。纯度过低时, 工艺加工困难, 产糖率低。因此重力纯度越高越好, 一般重力纯度在80%以上者为正常成熟。所有参试品种中, 12月份的重力纯度还没有达到80%的有园林4号、园林5号、园林6号, 其余品种都高于85%, 最高的是园林2号, 达到94.57%。

还原糖会影响蔗糖的煮炼和结晶, 最终还以废蜜的形式排出, 是甘蔗制糖中的不利成分。还原糖分高的甘蔗品种蔗糖分偏低。在实验中, 还原糖分较高的是园林4号、园林5号和园林6号, 其中前两个品种的还原糖分高达3.74%和2.46%, 园林6号的为1.72%。其他品种的还原糖分大多小于0.6%。

由表7可见, 经济性状的排名顺序依次为:园林2号>新台糖22号>园林1号>园林3号>园林8号>园林7号>园林5号>园林6号>园林4号。

2.4 综合评价

根据多次综合分析结果, 采用权重评分排名的方法对园林系列及其对照品种进行综合的评价, 结果见表8。综合排名顺序为:园林2号>园林1号>园林5号>新台糖22号>园林3号>园林7号>园林8号>园林4号>园林6号。因为在表现上有4个第一, 尤其在分蘖率上和产量上以及重力纯度上占据了绝对的优势, 园林2号的分数最高, 园林1号名列第二, 这和园林1号众多的优良性状是分不开的, 园林1号除了茎径是最小的以外, 其他各项指标都比较高, 比如在萌芽率, 幼苗素质表现, 株高等, 是其他品种所不可比拟的。

注:纤维分只评100、70、40分3个等级

3 结论与讨论

总的说来, 各个品种的综合性状不能完全以总分来确定, 因为在大田生产条件下, 要面临很多不确定因素, 因此应该有一个对照的标准, 而且还要针对各个蔗区不同的条件选择不同的甘蔗品种。在本次试验中, 以新台糖22号为对照标准, 和新台糖22号表现相当的有园林3号, 其它分值再高的就应该看具体情况选择, 分值低的也可以看具体情况进行选择, 合理应用。

参考文献

[1]黄有总.甘蔗新品种种性的研究[D].南宁:广西大学, 2001.

[2]陈超君, 谢金兰, 宋日云, 等.园林6号等三个甘蔗新品种的种性研究初报[J].广西蔗糖, 2007 (1) :7-10.

[3]张宪政.作物生理研究法[M].北京:农业出版社, 1992:205-207.

[4]叶燕萍, 等.植物生理实验技术[M].广西大学内部讲义.

[5]陈学宽, 符菊芬, 刘景秋.间接鉴定甘蔗抗旱性的几种方法[J].云南农业科技, 1997 (1) :18-19.

[6]轻工业部甘蔗糖业科学研究所, 等.中国甘蔗品种志[M].广州:广东科技出版社, 1991.

[7]徐建云, 陈超君, 钟健, 等.甘蔗育种、引种新理念的探讨[J].广西蔗糖, 2005 (2) :3-7.

[8]张笃思.甘蔗制糖工业分析[M].北京:中国轻工业出版社, 1991.

[9]钟希琼, 林丽超.甘蔗品种抗旱力与生理指标的关系[J].佛山科学技术学院学报 (自然科学版) , 2002 (3) :59-62.

[10]陈玉水.干旱与甘蔗[J].广西蔗糖, 2002 (3) :51-57.

[11]陈晓远, 凌木生, 高志红.水分胁迫对水稻叶片可溶性糖和游离脯氨酸含量的影响[J].河南农业科学, 2006 (12) :26-30.

抗旱品种 篇9

叶片表面的蜡质可以减少植物表皮水分的流失,在植物抗旱性方面发挥至关重要的作用,从而提高植物的水分利用效率。黄玲等[1]研究表明,在一些植物中,有叶片蜡质表型的材料,其抗旱节水性及产量都要高于没有蜡质表型的。试验用PEG渗透模拟干旱胁迫的方法对5种苜蓿的抗旱性进行生理生化测定,同时对其叶表皮的蜡质与抗旱性之间的关系进行分析,为高抗旱苜蓿品种选育提供理论依据。

1 材料

5个品种的苜蓿种子,黑龙江畜牧研究所提供,苜蓿品种的编号见表1。

2 方法

2.1 苜蓿幼苗的培养及干旱胁迫

取苜蓿种子,均匀播撒在装有3/4混合的营养土(草炭土︰珍珠岩︰蛭石=6︰2︰2)的营养钵中,待幼苗长到三叶一心期时每周浇灌1/2 Hogland营养液,幼苗培养到4~5叶期时取出放在盛有1/2Hogland营养液的容器(直径为28 cm玻璃干燥器,1 L营养液)中通气培养,待幼苗完全适应营养液环境后对苜蓿幼苗进行20%PEG-6000溶液(用1/2Hogland营养液配制)干旱胁迫处理36 h,处理苜蓿幼苗90株,分为3组,以1/2 Hogland营养液培养的每个品种苜蓿幼苗为对照。

2.2 生理生化指标的测定

对未经干旱胁迫和干旱胁迫处理的苜蓿功能叶片进行生理生化指标的测定:相对含水量采用烘干法,游离脯氨酸采用酸性茚三酮法,POD活性采用愈创木酚法[2]。各指标重复测定3次。

2.3 苜蓿叶表面蜡质含量的测定和扫描电镜观察

对未经干旱胁迫处理的苜蓿叶片自植株上部采集第2片展开叶片,每个苜蓿品种分别取3枚叶片进行正反面表面蜡质扫描电镜观察,同时采集叶片进行蜡质含量的测定。蜡质含量的测定参照参考文献[[3]]采用三氯甲烷法。扫描电镜(S-4300冷场发射扫描电子显微镜—上海涌明自动化设备有限公司)观察用蜡质的材料处理和叶片的制作采用周玲艳等[4]的方法(取苜蓿叶脉中部叶片,剪成长和宽均约为0.2 cm)。

2.4 数据的统计与分析

利用Excel表格对不同品种苜蓿的测定值进行绘制,用统计分析软件SPSS 17.0进行显著性检验及方差分析,并用隶属函数综合分析,筛选出强抗旱品种、中抗旱品种和弱抗旱品种。

对测得的数据进行模糊数学隶属度公式转换,隶属函数公式为:U(Xijk)=(Xijk-Xmin)/(Xmax-Xmin),式中:U(Xijk)为第i个品种第j个胁迫浓度的k项指标的隶属度,Xmin、Xmax分别为k项指标的最小值和最大值。

3 结果与分析

3.1 不同苜蓿品种叶片含水量的变化

PEG-6000胁迫(中度干旱)下,5种苜蓿叶片相对含水量的变化见图1。

从图1可以看出:5种苜蓿幼苗叶片在PEG胁迫下相对含水量均呈下降趋势。经计算,与对照相比,3号苜蓿叶片相对含水量下降最快,为41.91%;4号苜蓿叶片相对含水量下降的比较慢,为58.83%。经计算,在PEG-6000胁迫下,5种苜蓿叶片的相对含水量分别比对照下降了35.88%、30.84%、47.61%、30.17%和46.86%。

3.2 不同苜蓿品种叶片的脯氨酸含量的变化

PEG-6000胁迫下,5种苜蓿叶片脯氨酸含量的变化见图2。

从图2可以看出:5种苜蓿幼苗叶片在PEG-6000胁迫下脯氨酸含量均呈上升趋势,不同苜蓿品种间脯氨酸含量差异极显著(P<0.000)。2号苜蓿叶片的脯氨酸含量最高,为404.14μg/g;1号苜蓿叶片的脯氨酸含量最低,为238.46μg/g。经计算,5种苜蓿叶片的脯氨酸含量分别比对照增加了66.38%、180.48%、132.36%、260.81%和72.87%。

注:小写字母不同表示差异显著(P<0.05),大写字母不同表示差异极显著(P<0.01),含有相同字母表示差异不显著(P>0.05)。

注:小写字母不同表示差异显著(P<0.05),大写字母不同表示差异极显著(P<0.01),含有相同字母表示差异不显著(P>0.05)。

3.3 不同苜蓿品种叶片的POD活性的变化

PEG胁迫下,5种苜蓿叶片POD活性的变化见图3。

从图3可以看出:POD活性最高的为2号品种,其POD活性为627.64 U/(g FW·min)(FW表示叶片鲜重),POD活性最低的为3号苜蓿,其POD活性为148.17 U/(g FW·min)。PEG-6000胁迫组与对照比较,3号和5号苜蓿叶片的POD活性较对照组降低,其他各品种的POD活性均高于对照。经计算,1,2,4号叶片的POD活性分别比对照增加了115.91%、138.67%和121.28%。

3.4 不同苜蓿品种叶蜡质含量的变化

5个品种苜蓿的蜡质含量的变化见图4。

由图4可以看出:不同品种苜蓿的蜡质含量产生差异显著,蜡质含量最高的为4号品种,为30.40 mg/g;蜡质含量最低的为5号品种,为19.77 mg/g。品种2,4号苜蓿的叶片蜡质含量相对来说比较高,3,5号品种苜蓿的叶片蜡质含量相对比较低,苜蓿叶片蜡质含量由高到低顺序为4>2>1>3>5。与生理生化综合评价比较分析的结果基本一致,抗旱性较强品种的蜡质含量较高,抗旱性较弱品种的蜡质含量较低。

注:小写字母表示差异显著(P<0.05),大写字母不同表示差异极显著(P<0.01),含有相同字母表示差异不显著(P>0.05)。

注:小写字母不同表示差异显著(P<0.05),大写字母表示差异极显著(P<0.01),含有相同字母表示差异不显著(P>0.05)。

3.5 5种苜蓿幼苗抗旱性评价

对PEG-6000胁迫下5种苜蓿叶片的含水量、脯氨酸含量和POD活性进行隶属值计算,结果见表2。

综合评定苜蓿幼苗的抗旱性,隶属值越大,抗旱性越强。由表2可知,4号隶属值最大,3号隶属值最小。从三种生理生化指标的隶属值的变化分析,5种苜蓿的抗旱性强弱为4>2>1>3>5,即敖汉>草原1号>龙牧801>龙牧81>皇后。

3.6 不同苜蓿品种叶片表面蜡质晶体的扫描电镜分析

为了考察不同苜蓿品种叶表面蜡质分布情况,本试验采用扫描电镜观察苜蓿叶片上下表皮,发现不同苜蓿品种幼苗的叶片上覆盖有蜡质,有的品种上下表皮都覆有蜡质,有的品种只是在上表皮覆有蜡质,且蜡质出现了3种不同的形态变化(见图5)。1号苜蓿幼苗叶片蜡质晶体呈线状(见图5的A1),2号苜蓿幼苗叶片蜡质晶体呈垂直片状(见图5的A2),3,4,5号苜蓿幼苗叶片蜡质呈网状(见图5的A3,A4,A5)。

不同品种苜蓿幼苗叶片的上表皮均有蜡质覆盖,但不同品种幼苗叶片的上表皮覆盖的蜡质密度不同,其中1,4号苜蓿品种的上表皮蜡质覆盖较密集,2,3,5号苜蓿品种的的上表皮蜡质密度相对较稀疏。

不同品种苜蓿幼苗叶片的下表皮中并不是所有都含有蜡质,只有2号苜蓿品种幼苗叶片的下表皮存在蜡质(见图5的B2)。2号苜蓿品种幼苗叶片的下表皮蜡质覆盖相对较密集,1,3,4,5号苜蓿品种幼苗叶片无蜡质分布(见图5的B1,B3,B4,B5)。苜蓿幼苗的抗旱性与叶片上蜡质的分布密度存在一定的相关性,特别是叶片上表皮蜡质的分布,蜡质分布越密集,苜蓿幼苗的抗旱性越强。不同品种苜蓿幼苗叶片下表皮的蜡质没有上表皮蜡质覆盖的密集,并且上表皮蜡质比较光滑,下表皮蜡质比较粗糙。

4 讨论

植物在受到干旱胁迫时,表现出一系列的生理生化反应,植物叶片相对含水量、游离脯氨酸含量和POD活性都是牧草生理生化主要信息的表现。叶片的相对含水量常用来表示植物受到干旱胁迫的程度,在干旱胁迫下,相对含水量越高,表明该苜蓿品种的保水能力越强,抗旱能力越强。本研究结果表明,5种苜蓿在受PEG-6000模拟干旱胁迫时,龙牧81和皇后苜蓿叶片失水率要低于其他三种苜蓿,这与余如刚等[5]在研究PEG胁迫对三种豆科牧草幼苗含水量的变化结果一致。前人对草地早熟禾[6]、黑麦草[7]等的研究中认为脯氨酸是植物普遍存在的渗透保护物质之一,其变化是植物在外界胁迫下的一种保护性反应,逆境条件都会使植物体内脯氨酸含量迅速增加[8]。从游离脯氨酸含量的变化来看,5种苜蓿叶片中游离脯氨酸含量显著提高,草原1号和敖汉苜蓿的脯氨酸含量增加的幅度比较大。通过增加渗透调节物质的含量维持植株良好的吸水能力也是苜蓿适应干旱胁迫的自我保护。POD酶普遍存在于植物组织中,其酶活性与植物的代谢强度及抗逆性紧密相连,可减轻干旱对植物细胞的破坏[9]。从POD活性的变化来看,PEG-6000胁迫时,草原1号和敖汉苜蓿叶片的POD活性影响比较大,经过渗透胁迫处理后,POD活性增强,这是苜蓿对逆境做出的适应性反应,与前人研究抗旱性较强的玉米品种这种酶的能力也较强的结果相同。植物的抗旱性是由多种因素相互作用而形成的一个较为复杂的综合性状,对植物的抗旱性进行评价通过任何单一指标都很难获得准确有效的结果,试验利用这3个抗旱生理生化指标的变化对5个苜蓿品种的抗旱性进行隶属函数分析,评价出5个苜蓿品种抗旱性的强弱。

注:A1~A5为1~5号苜蓿上表皮蜡质,B1~B5为1~5号苜蓿下表皮蜡质;A1~A5和B1、B2为×2 000SE;B3、B4、B5为×4 000SE。

植物表皮蜡质层是植物自我防护的第一道屏障,对减少叶片表皮的蒸腾作用,减少非气孔性水分丧失等起着重要作用。表皮蜡质含量对抗旱性起积极作用,研究发现抗旱性强的品种草原1号和敖汉苜蓿的叶片蜡质含量相对来说比较高,与张海禄等[10]在大麦叶片表皮蜡质含量与抗旱性的关系研究结果基本一致。植物表面的蜡质层的密集覆盖,严重阻碍植物内部水分的蒸发,从而提高抗旱性。本研究采用的5种不同品种苜蓿的上表皮均有蜡质覆盖,但不同品种覆盖的密度不同,其中抗旱敖汉品种的上表皮蜡质覆盖较密集,抗旱性弱的龙牧81品种上表皮蜡质的覆盖较稀疏。本试验通过对苜蓿叶片表面蜡质覆盖观察和蜡质含量的测定以及抗旱生理和抗旱性分析,结果表明苜蓿品种叶片表面蜡质覆盖与抗旱性存在一定的正相关性。

参考文献

[1]黄玲,张正斌,崔玉亭,等.小麦叶片蜡质含量与水分利用效率和产量的关系[J].麦类作物学报,2003,23(3):41-44.

[2]孔祥生,易现峰.植物生理学实验技术[M].北京:中国农业出版社,2008.

[3]张志飞,饶力群,向佐湘,等.高羊茅叶片表皮蜡质含量与其抗旱性的关系[J].西北植物学报,2007,27(7):1417-1421.

[4]周玲艳,刘胜洪,秦华明,等.5个苜蓿品种叶片表面蜡质覆盖与抗旱性的关系[J].草业学报,2013,30(4):596-601.

[5]余如刚,杜雪玲,陈楚,等.PEG胁迫对三种豆科牧草种子萌发及幼苗生理影响[J].干旱地区农业研究,2012,30(5):99-103.

[6]李显利,米福贵,闫立军,等.草地早熟禾不同品种抗旱性的评价分析[J].草原与草坪,2010,30(3):43-46.

[7]万里强,石永红,李向林,等.PEG胁迫下3个多年生黑麦草品种抗性生理研究[J].草地学报,2009,17(4):440-444.

[8]李波,贾秀峰,白庆武,等.干旱胁迫对苜蓿脯氨酸累积的影响[J].植物研究,2003,23(2):189-191.

[9]李得孝,崔黎艳,陈耀锋.渗透胁迫对玉米幼苗叶片叶绿素含量及POD活性的影响[J].干旱地区农业研究,2007,25(1):140-142,148.