油菜抗病品種灰色選擇研究

李春生

(孝感學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖北孝感432000)

油菜抗病品種灰色選擇研究

李春生

(孝感學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖北孝感432000)

通過油菜品種比較試驗(yàn),建立了油菜抗病品種綜合性狀灰色選擇模型?；疑P(guān)聯(lián)度定量分析結(jié)果表明,優(yōu)質(zhì)油菜新品種zs049、zs821、zs220與理想抗病品種關(guān)聯(lián)度大,綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)異,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和示范。

油菜;抗病品種;灰色選擇

作物病害發(fā)生危害給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重影響,造成作物減產(chǎn)、農(nóng)民減收;大量化學(xué)農(nóng)藥防治,造成農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品、土壤和水域中殘留,嚴(yán)重影響糧食安全、產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境安全。加強(qiáng)作物抗病品種研究,選擇適宜大面積推廣應(yīng)用的優(yōu)良抗病品種,對(duì)于提高產(chǎn)量和品質(zhì)、減少農(nóng)藥使用量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前,作物抗病新品種田間試驗(yàn)研究,多采用定性分析方法和傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法,對(duì)于調(diào)查取樣和數(shù)據(jù)采集要求高,從方法論角度看,給作物抗病育種和選擇研究帶來(lái)了障礙。因此,尋求作物抗病新品種選擇的新方法就顯得格外重要。

本研究試圖通過油菜新品種田間試驗(yàn),應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法,篩選優(yōu)質(zhì)油菜抗病品種,鑒定供試優(yōu)質(zhì)油菜品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)(適應(yīng))性、抗病(逆)性,客觀評(píng)價(jià)其應(yīng)用價(jià)值,為作物抗病品種育種、新品種審定、大面積推廣應(yīng)用和高產(chǎn)栽培途徑的優(yōu)化選擇提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

供試油菜品種為 zs821、zs220、zs049、zu821、hs721、zs119。

1.2 試驗(yàn)地選擇

試驗(yàn)地具有代表性,肥力中等且均勻一致,土地平整,排灌方便,試驗(yàn)田塊前茬為棉花,采取常規(guī)管理。栽培方式采用油菜育苗移栽方法。

1.3 田間設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),小區(qū)凈面積13.334m2,重復(fù)間設(shè)走道,小區(qū)四周均設(shè)保護(hù)行2m。

1.4 播種及密度

播種期9月16日,移栽期10月30日,密度8000株/667m2。試驗(yàn)所有參試品種在同一天內(nèi)播栽完畢。

1.5 田間管理

按當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)中上等栽培管理水平進(jìn)行田間管理。試驗(yàn)地栽培管理措施及時(shí)、一致,同一項(xiàng)措施在同一天內(nèi)完成。田間管理為底施復(fù)混肥50 kg/667 m2,硼肥1 kg/667 m2,三葉期 10月 6日噴施0.15‰的多效唑。

1.6 及時(shí)收獲

適時(shí)收獲,做到成熟一個(gè)收獲一個(gè),單打單收,全區(qū)記產(chǎn)。

1.7 數(shù)據(jù)采集

田間調(diào)查記載與考種要求嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,試驗(yàn)各項(xiàng)管理按試驗(yàn)方案要求嚴(yán)格執(zhí)行。系統(tǒng)進(jìn)行苗情考察和收獲前綜合性狀考察。

1.7.1 生育特性觀察

從油菜出苗到成熟,詳細(xì)系統(tǒng)記載苗期、蕾苔期、開花期、角果發(fā)育成熟期和各生育階段的生長(zhǎng)發(fā)育特點(diǎn),分析油菜生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。

1.7.2 抗性考察

對(duì)油菜菌核病、霜霉病、病毒病和菜青蟲、蚜蟲進(jìn)行田間調(diào)查。

在油菜成熟收獲前進(jìn)行一次菌核病調(diào)查,測(cè)定菌核病發(fā)病率(%)和病情指數(shù)(簡(jiǎn)稱病指)。病情指數(shù)(%)=各病級(jí)株數(shù)與相應(yīng)級(jí)數(shù)乘積之和/(調(diào)查總株數(shù)×4)×100。

1.7.3 經(jīng)濟(jì)性狀考察

株高指自子葉節(jié)至全株最高部分長(zhǎng)度;第一次有效分枝數(shù)指主莖上具有一個(gè)以上有效角果的第一次分枝數(shù);第一次有效分枝部位指主莖下部最下面的第一次有效分枝距子葉節(jié)的高度;全株有效角果數(shù)指全株具有一粒以上飽滿或略欠飽滿種子的角果總數(shù);主花序有效長(zhǎng)度指主花序頂端最上一個(gè)有效角果至主花序基部著生有效角果處的長(zhǎng)度;每角粒數(shù)指自主軸和上、中、下部的分枝花序上,隨意摘取 20個(gè)正常莢角,計(jì)算平均每角飽滿的種子數(shù);千粒重指在曬干(含水量不高于10%)、純凈的種子內(nèi),用分樣器方法取樣3份,分別稱量,取其樣本間差異不超過 3%的3個(gè)樣本平均。

1.8 灰色選擇方法

灰色系統(tǒng)理論是一門橫斷面大、滲透性強(qiáng)的新興邊緣學(xué)科,由鄧聚龍[1-3]最先提出并創(chuàng)立,引起國(guó)內(nèi)外關(guān)注。目前有許多知名學(xué)者從事灰色系統(tǒng)的研究工作,其成果在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[4-6]。作物抗病品種灰色選擇是指基于灰色關(guān)聯(lián)度分析,對(duì)作物新品種的豐產(chǎn)性、適應(yīng)性、抗病性、優(yōu)質(zhì)性、生育期及其他經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行優(yōu)化選擇的過程。計(jì)算各供試品種與理想抗病品種之間的關(guān)聯(lián)度,并排出關(guān)聯(lián)序。根據(jù)品種灰色系統(tǒng)選擇分析理論的關(guān)聯(lián)度值越大、綜合性狀越優(yōu)的選擇原則,對(duì)各供試品種優(yōu)劣進(jìn)行選擇,確定各供試品種的優(yōu)劣次序,從而篩選優(yōu)良抗病品種。

2 結(jié)果與分析

2.1 構(gòu)建抗病品種灰色選擇指標(biāo)體系

選擇油菜新品種的生育期、株高、有效分枝、每株有效角、每角實(shí)粒、千粒重、菌核病發(fā)病率、菌核病病指、實(shí)產(chǎn)等主要指標(biāo),構(gòu)成油菜新品種灰色選擇指標(biāo)體系,是品種特性的綜合表現(xiàn)。

2.2 構(gòu)建灰色選擇的理想抗病品種

建立灰色選擇參考數(shù)列,需確定油菜新品種灰色選擇的理想抗病品種。要求其理想抗性品種產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)、抗病性強(qiáng),并賦予相應(yīng)的數(shù)值。理想抗病品種各性狀值取值原則是產(chǎn)量、有效分枝數(shù)、有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、千粒重、單株生產(chǎn)力、主花序長(zhǎng)、粗脂肪含量要求越高越好,應(yīng)稍高于所有供試品種相應(yīng)的性狀值,但菌核病發(fā)病率和病指、芥酸含量、硫苷含量要求越低越好,生育期、有效分枝部位要適中。這樣,就不至于出現(xiàn)超理想品種所帶來(lái)評(píng)判上的準(zhǔn)確性。根據(jù)育種目標(biāo)和經(jīng)驗(yàn)給出理想抗病品種性狀的最佳值,構(gòu)成參考數(shù)列 Xo(k);供試油菜新品種相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性狀實(shí)測(cè)值,構(gòu)成比較數(shù)列 Xi(k)(表 1)。

表1 油菜品種主要性狀試驗(yàn)結(jié)果

2.3 抗病品種灰色選擇數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理

灰色選擇的參考數(shù)列 Xo(k)與比較數(shù)列 Xi(k)各對(duì)應(yīng)性狀的數(shù)值有的單位不同,有的單位雖然相同,但由于同一品種的不同性狀數(shù)值單位相差較大,為便于統(tǒng)計(jì)分析,應(yīng)對(duì)所取數(shù)據(jù)變量進(jìn)行初值化處理,使之無(wú)量綱化。其計(jì)算公式為:

△i(k)=Xi(k)/Xo(k),其中 i(品種)=1,2,3,…,7,k(性狀)=1,2,3,…,9。即將各供試油菜新品種的性狀值[Xi(k)數(shù)據(jù)]均除以理想抗病品種[Xo(k)數(shù)據(jù)]相應(yīng)的性狀值,得出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)量綱化數(shù)值序列(表2)。

表2 油菜品種初值化值

2.4 抗病品種灰色選擇的兩個(gè)層次差計(jì)算

灰色選擇的參考數(shù)列 Xo(k)與比較數(shù)列 Xi(k)各相應(yīng)性狀的絕對(duì)差值的計(jì)算公式為:

△i(k) = │Xo(k)-Xi(k)∣,i(品種)= 1,2,3,…,7,k(性狀)=1,2,3,……,9。從比較數(shù)列與參考數(shù)列的絕對(duì)差值(表3)可用公式獲得最大值為2.7179,最小值為0,公式表示為:

表3 油菜品種初值化差絕對(duì)值

2.5 抗病品種灰色選擇的關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算

求各比較數(shù)列 Xi(k)在各個(gè)性狀上與參考數(shù)列 Xo(k)相對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)系數(shù),將∣ =0代入關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算公式,并取ρ=0.5,則得:

再分別把油菜新品種與理想抗病品種的絕對(duì)差值,即相對(duì)應(yīng)的 △i(k)值代入上式,即可得到各比較數(shù)列 Xi與參考數(shù)列 X0對(duì)各性狀的關(guān)聯(lián)系數(shù)(表 4)。

表4 油菜品種與理想抗病品種的關(guān)聯(lián)系數(shù)

2.6 抗病品種灰色選擇的關(guān)聯(lián)度計(jì)算并排關(guān)聯(lián)序

油菜各供試新品種與理想抗病品種的關(guān)聯(lián)度是各性狀關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值,供試油菜品種zs821、zs220、zs049、zu821、hs721、zs119 與理想抗病品種的關(guān)聯(lián)度依次為:0.9251、0.9236、0.9267、0.9223、0.7964、0.8010。依據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小 ,將理想抗病品種 X0(k)與各個(gè)供試油菜新品種 Xi(k)的關(guān)聯(lián)度由大到小排成一行,稱為油菜供試新品種 Xi(k)對(duì)理想抗病品種 X0(k)的關(guān)聯(lián)序。它直接反映了各個(gè)供試油菜品種 Xi(k)對(duì)理想抗病品種 X0(k)的優(yōu)劣關(guān)系(表5)。

表5 油菜品種與理想抗病品種的關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序

供試的油菜品種zs049綜合性狀關(guān)聯(lián)度r=0.9267,位居第一位,是所有供試品種中綜合性狀表現(xiàn)最好的品種,與理想抗病品種綜合性狀最為接近。zs821關(guān)聯(lián)度 r=0.9251,位居第二位;zs220關(guān)聯(lián)度r=0.9236,位居第三位;zu821關(guān)聯(lián)度r=0.9223,位居第四位;zs119關(guān)聯(lián)度r=0.8010,位居第五位;hs721關(guān)聯(lián)度r=0.7964,位居第六位。這表明zs049、zu821、zs220與理想抗病品種綜合性狀關(guān)聯(lián)度均超過0.9,綜合性狀表現(xiàn)優(yōu)異,特別要重點(diǎn)關(guān)注。

3 小結(jié)與討論

本研究創(chuàng)建了油菜抗病品種綜合性狀灰色選擇模型。研究結(jié)果表明,供試的3個(gè)優(yōu)質(zhì)油菜抗病新品種zs049、zs821、zs220是綜合性狀表現(xiàn)最好的品種,與理想抗病品種綜合性狀最為接近,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和示范。

本研究關(guān)鍵是賦予理想抗病品種各性狀適宜的數(shù)值。理想抗病品種是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際和育種目標(biāo)確定的一個(gè)最優(yōu)品種,是選擇抗病優(yōu)良品種比較的標(biāo)準(zhǔn)尺度。本研究針對(duì)產(chǎn)量性狀、品質(zhì)性狀,兼顧抗性、生育期及其他農(nóng)藝性狀,這樣得到的分析結(jié)果才顯得更有可靠性和實(shí)際意義。但不同地區(qū)對(duì)各性狀要求是不同的,各地對(duì)品種的要求也是不盡一致的,在選擇一個(gè)抗病品種時(shí),最好對(duì)性狀進(jìn)行權(quán)重分配。分配權(quán)重時(shí)要持慎重態(tài)度。如有的地區(qū)對(duì)抗性較嚴(yán),有的地區(qū)對(duì)生育期要求相對(duì)較低,在這種情況下進(jìn)行品種選擇時(shí),只要對(duì)這些性狀給予一個(gè)適宜的權(quán)重比例,就能得出這些地區(qū)的最佳利用品種。

品種灰色選擇研究克服了以品種產(chǎn)量單因素分析為主的選擇弊端,為新品種選擇、評(píng)估提供了新方法。本研究定量綜合考慮豐產(chǎn)性、抗逆性和生育特性等多因素選擇油菜新品種是客觀可行的,至少不會(huì)出現(xiàn)異常,將正相關(guān)當(dāng)成負(fù)相關(guān)的情況,所得結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際相一致。

[1] 鄧聚龍.灰色控制系統(tǒng)[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1988.

[2] 鄧聚龍.灰色系統(tǒng)理論教程[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社,1990.

[3] 鄧聚龍.灰色數(shù)理資源科學(xué)導(dǎo)論[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2007.

[4] 肖新平,宋中民,李峰.灰技術(shù)基礎(chǔ)及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2005.

[5] 劉思峰,黨耀國(guó),方志耕.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[6] 郭瑞林.作物灰色育種學(xué)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社,1995.

Study on Grey Selection of Rapeseed Resistant Varieties

Li Chunsheng
(College of Life Science and Technology,Xiaogan University,Xiaogan,Hubei 432000,China)

By rapeseed variety comparison test,grey selection model of comprehensive characters of rapeseed resistant varieties was built.The result of grey correlation analysis indicates that the grey correlation degree of new rapeseed varieties zs049,zs821 and zs220 with ideal resistant varieties is large.These varieties show excellent comprehensive characters and should be focused and demonstrated.

rapeseed;resistant varieties;grey selection

S565.034

A

1671-2544(2010)03-0008-04

2010-04-06

湖北省教育廳重點(diǎn)科技項(xiàng)目(D20092604);湖北省作物病害監(jiān)測(cè)和安全控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目

李春生(1962— ),男,湖北云夢(mèng)人,孝感學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授,碩士。

(責(zé)任編輯:鄒禮平)