主成分分析和隸屬函數(shù)法對馬鈴薯品種抗旱性的評價

杜培兵， 張永福， 白小東， 范向斌， 楊 春， 齊海英， 王興濤， 毛向紅， 朱智慧

(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所， 山西 大同 037008)

我國馬鈴薯種植面積的60% 分布在氣候條件惡劣、年降雨量在200～400 mm 的干旱、半干旱地區(qū)，隨著地球氣候的變暖，馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)干旱現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。干旱除造成馬鈴薯產(chǎn)量降低外，還會造成馬鈴薯品質(zhì)下降,形態(tài)畸變等系列的不良反應(yīng)[1]，嚴(yán)重限制了馬鈴薯生產(chǎn)的發(fā)展?？购雕R鈴薯品種的應(yīng)用可以減少干旱帶來的損失，增加馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)效益。該試驗通過盆栽控水對24個馬鈴薯品種進(jìn)行抗旱性鑒定，旨在選擇適于旱作區(qū)推廣應(yīng)用的優(yōu)良馬鈴薯品種。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

24份參試材料見表1。

1.2 試驗方法

試驗在山西省大同市南郊區(qū)東王莊村試驗基地旱棚實施。采用盆栽控水試驗法，土壤選用樹林腐殖土和蛭石按1∶5體積比混和。每品種種植10盆，花盆直徑35 cm，盆高30 cm，對照區(qū)和脅迫區(qū)各5盆。對照區(qū)生育期共澆水5次，每次澆水1 500 mL，脅迫處理區(qū)澆水量是對照區(qū)的1/3。2018年6月1日播種，2018年11月1日收獲。

1.2.1土壤水分的測量

利用浙江托普土壤水分測定儀 TZS分別于苗期(6月25日)、現(xiàn)蕾期(7月10日)、 開花期(7月24日)、盛花期(8月5日)和成熟期(10月20日)測土壤水份含量。每花盆隨機(jī)選3個點，分別讀取3個數(shù)值，3個數(shù)的平均值即為該花盆土壤當(dāng)時的含水量。

1.2.2植株地上部調(diào)查

開花期調(diào)查株高、莖粗。株高用直尺測量，計算各品種的平均數(shù)；莖粗用電子游標(biāo)卡尺測量，同樣計算平均數(shù)。

1.2.3葉片保水力測定

采用重量法，花期取5個葉片，用電子天平精確稱取葉片鮮重(FW)，然后將葉片擺放在室內(nèi)，使其在空氣中自然脫水，每隔2 h稱重1次(WΔ)，共稱4次，脫水24 h再稱一次，最后將葉片置于烘箱，在80 ℃下烘干至恒重，然后稱干重(DW)。

表1 參試品種及供種單位

品種提供種薯單位品種提供種薯單位冀張薯5號張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院中薯19號中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所F8張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院紅美內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯繁育中心M4張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑金剛內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯繁育中心冀張薯8號張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院隴薯9號甘肅省農(nóng)科院馬鈴薯研究所永豐3號張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院麗薯6號張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院冀張薯12號張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院興佳2號內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯繁育中心冀張薯14號張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院同薯23號山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所紫花白張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院晉薯16號山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所大西洋張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院晉薯24號山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所荷蘭8號張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院同薯20號山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所青薯9號青海省農(nóng)林科學(xué)院同薯29號山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所青薯10號青海省農(nóng)林科學(xué)院大同里外黃山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院高寒區(qū)作物研究所

表2 土壤含水量 單位：%

品種 苗 期 現(xiàn)蕾期 開花期 盛花期 收獲期 脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)冀張薯5號23.7925.2916.1529.5117.7*24.7213.6*25.2712.88*26.00同薯20號25.8923.5318.6421.9315.25*22.7414.32*22.813.14*21.49中薯19號38.539.3025.7939.9317.55*35.0912.23*30.4611.5*33.02冀張薯8號32.4232.7624.1235.6617.65*27.9915.76*29.7112.78*28.36冀張薯14號27.2628.2621.1734.1016.38*28.0713.56*25.2810.23*29.16冀張薯12號20.2922.8117.9224.6215.09*25.8512.46*21.9411.12*26.30同薯29號26.1829.7718.4631.0415.04*27.5513.1*26.5812.04*26.52紅美27.4127.7823.4226.8216.44*25.5012.9*25.6410.87*24.14青薯10號25.0725.5315.2324.5912.71*22.2411.6*26.3510.03*23.27大西洋28.8425.5918.8327.3114.51*29.3812.12*27.6210.36*28.05黑金剛29.5829.0024.0126.8013.6*26.1712.5*26.3511.27*24.72晉薯24號27.7229.0216.7930.9013.27*30.6612.65*28.3110.95*30.53晉薯16號30.1729.6423.4525.8614.53*25.9512.35*27.8711.36*26.89紫花白30.1332.7722.7728.1214.6*27.4313.56*26.5511.55*27.51青薯9號33.3436.3226.1032.4917.5*33.2214.27*34.7211.87*32.73同薯23號26.2027.7018.6728.1112.41*29.4612.08*26.2912.01*26.62隴薯9號30.9331.4121.3027.2415.59*30.0513.81*29.3311.91*32.63興佳2號28.4128.4920.3129.9114.54*28.9718.8*26.3513.26*27.79荷蘭8號27.2329.5819.0932.8713.6*28.2111.6*26.3513.54*27.81大同里外黃29.7030.6917.8630.5013.43*31.1212.5*29.0111.02*27.99F823.5126.5918.7326.1417.7*23.2514.9*22.2212.83*23.79永豐3號28.1128.0718.0127.8115.21*26.7912.8*28.8511.12*25.81麗薯6號29.0329.8521.4327.3116.32*22.6113.2*22.0711.08*24.23M423.6524.1120.4124.5318.3*25.8015.6*25.0313.05*27.48

注：*表示0.05水平上差異顯著，**表示0.01水平上差異顯著。下同。

離體葉片失水率=[(FW-WΔ)/(FW-DW)]×100%;

離體葉片保水力=[1-(FW-WΔ)/(FW-DW)]×100%[2]。

1.2.4單株產(chǎn)量、根重和根體積的測量

收獲時將植株從花盆中取出，將根部與地上部分剪開，用清水洗干凈薯塊和根部，利用電子天平稱量薯塊重量和根部的鮮重，根體積用排水法測定。取200 mL的量筒，注入100 mL水，用濾紙吸干洗凈的根系表面的水，放入量筒內(nèi)，將根系全部浸入水里，量筒2次讀數(shù)之差即為根體積。然后在105 ℃下殺青30 min后，再在80 ℃下烘干至恒重，稱根干重。

1.2.5脯氨酸的測定

假定北極—蘇伊士航線每港口船舶停泊時間2 d，經(jīng)蘇伊士運河時間1 d，東北航線每港口船舶停泊時間2 d。經(jīng)計算，北極—蘇伊士航線全年航次5次，東北航線輕冰環(huán)境全年航次7次，重冰環(huán)境6.5次。東北航線比北極—蘇伊士航線全年增加1.5～2.0個航次。

于現(xiàn)蕾期取樣，取各個植株主莖頂端裂葉3片，去掉葉脈，用清水洗干凈混勻后，采用酸性茚三酮法測定[3]。

1.2.6馬鈴薯各品種抗旱指標(biāo)計算如下：

株高脅迫指數(shù)=[(正常株高-干旱處理株高)/正常株高]×100%。

抗旱系數(shù)=(旱地產(chǎn)量/水地產(chǎn)量)×100%。

抗旱指數(shù)=(旱地產(chǎn)量/所有旱地產(chǎn)量平均值)×抗旱系數(shù)[4]。

根含水率=[(根鮮重-根干重)/根干重]×100%[5]。

1.2.7綜合抗旱性評價

主成分分析利用SPSS統(tǒng)計軟件分析；隸屬函數(shù)法評價：對產(chǎn)量、株高、莖粗、葉片保水力、根含水量、根重、根體積和脯氨酸含量8個指標(biāo)的抗旱系數(shù)進(jìn)行隸屬函數(shù)值計算，求得各品種的平均值。隸屬函數(shù)值R(Xij)=(Xij-Xmin)/(Xmax-Xmin)，R(Xij)是i品種j指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，Xij是某個品種的抗旱系數(shù)，Xmax、Xmin分別是j指標(biāo)中試驗品種中的最大值和最小值[6]。隸屬函數(shù)值R越大，抗旱性越強(qiáng)[7]。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 土壤水分含量的變化

水分脅迫區(qū)花盆里的土壤含水量逐漸下降，對照區(qū)的土壤含水量則相對保持平穩(wěn)。對土壤含水量進(jìn)行統(tǒng)計分析，從第3次測量起，即花期以后，各個品種脅迫區(qū)土壤含水量與對照區(qū)差異均達(dá)到顯著水平(表2)。并且觀察到脅迫區(qū)各植株葉片出現(xiàn)萎焉癥狀。

表4 葉片失水率 單位：%

品種 2h 4h 6h 8h 24h 脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫區(qū)對照區(qū)冀張薯5號31.2831.1140.1245.6951.2960.2557.9679.5883.8488.69同薯20號30.0145.9535.6770.1342.6879.6363.2986.3488.9793.12中薯19號22.8346.3736.7952.7951.2772.5859.8688.7571.4991.04冀張薯8號22.5336.9533.7760.1845.6271.1353.2688.2786.7394.21冀張薯14號30.1251.3438.9175.6346.7581.9455.8485.7383.6593.06冀張薯12號20.5130.8527.4345.4739.6862.3757.6480.6490.2593.66同薯29號23.1245.2136.4556.0347.9465.3960.5279.6480.4389.51紅美18.4625.3625.7637.2940.9549.8765.6769.9889.4191.67青薯10號18.5240.3625.6357.6455.4771.2861.2882.0978.4592.37大西洋22.3435.4928.5255.3240.2965.2458.6181.3987.6392.67黑金剛21.5635.2830.5649.6151.2968.8460.1173.5686.5293.75晉薯24號16.3942.1527.3460.2638.3465.9841.2575.4670.3988.79晉薯16號22.1731.3737.8547.5442.5760.7350.3465.9875.4991.24紫花白21.8742.3639.6765.8552.4877.4667.5985.3980.3590.67青薯9號18.9345.6337.9856.1345.8270.9555.9488.3578.1691.18同薯23號18.9439.5629.7552.1735.2462.7640.4770.9172.9689.96隴薯9號20.1337.2931.2851.2949.1262.1467.3471.1185.6990.55興佳2號25.6933.2037.2159.9651.2371.5860.3981.5689.6390.24荷蘭8號20.3448.3936.6461.1641.1978.0057.8483.2183.2190.62大同里外黃21.3440.3733.2154.2345.6265.3256.7870.6985.6994.15F820.0139.6231.2552.3145.7964.5269.8479.3580.9689.26永豐3號24.5840.0229.6556.3539.2869.3561.2578.2379.6489.32麗薯6號19.9938.6730.1249.3747.3270.2767.4380.2281.2791.03M423.3329.3246.5949.6352.6763.6959.8780.6776.4990.27

2.2 馬鈴薯株高、莖粗的變化

2.3 離體葉片在不同時間段的保水力的變化

葉片保水力表現(xiàn)的是葉片本身的抗旱性能，失水率越低，保水力越強(qiáng)，抗旱性就越強(qiáng)。所有材料經(jīng)干旱脅迫后的葉片與正常澆水的對照相比，失水率低于對照，保水力明顯高于對照[9]。其反應(yīng)程度因品種的不同而有所差異(表4)。晉薯24號、中薯19號、同薯23

表3 株高和莖粗的變化

品種 株高/cm 莖粗/cm 脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫指數(shù)脅迫區(qū)對照區(qū)脅迫指數(shù)冀張薯5號69*9124.180.911.3532.59同薯20號70*8719.541.241.368.82中薯19號76827.321.731.856.49冀張薯8號75*9521.050.891.2629.37冀張薯14號80*9818.370.831.2533.60冀張薯12號71*10029.000.881.0415.38同薯29號62*8224.391.351.6920.12紅美37*5330.190.550.608.33青薯10號72*8919.101.371.5813.29大西洋67*8521.181.181.5624.36黑金剛36*4825.000.760.9520.00晉薯24號758612.791.601.7910.61晉薯16號627112.681.031.2316.26紫花白56*6716.420.781.0525.71青薯9號9010211.760.890.967.29同薯23號9110311.651.701.784.49隴薯9號606710.451.251.314.58興佳2號658725.290.901.3030.77荷蘭8號61*9032.220.710.9222.83大同里外黃72*8313.251.121.2611.11F894*11921.011.131.3315.04永豐3號63*8223.170.831.1024.55麗薯6號72*11034.551.772.1116.11M450*9145.050.540.9241.30

表5 產(chǎn)量與抗旱指標(biāo)

品種 脅迫區(qū) 對照區(qū) 單株結(jié)薯數(shù)/個單株產(chǎn)量/kg單株結(jié)薯數(shù)/個單株產(chǎn)量/kg抗旱系數(shù)/%抗旱指數(shù)/%冀張薯5號3.0391.46.0572.568.3767.76同薯20號2.5514.1 *5.0758.667.7688.19中薯19號5.5480.66.0590.981.3398.95冀張薯8號3.5298.0 *5.5519.057.4243.32冀張薯14號4.5342.1 *6.0582.258.7650.89冀張薯12號2.0414.7 **2.0677.361.2364.29同薯29號3.0462.5 *6.0616.775.0087.81紅美1.5410.6**2.5765.453.6555.77青薯10號3.0455.64.0632.372.0683.12大西洋5.5320.9*6.3485.766.0653.66黑金剛2.0127.8**3.0278.145.9414.86晉薯24號3.0305.74.0398.576.7159.37晉薯16號3.5370.44.2462.280.1475.14紫花白8.0334.0 *9.5627.553.2345.01青薯9號3.5429.5 *4.5566.675.8082.42同薯23號3.5480.85.5603.279.7197.03隴薯9號1.5459.5 *2.6727.563.1673.47興佳2號8.0337.2 *9.0642.252.5144.83荷蘭8號2.0435.03.0588.373.9481.42大同里外黃3.5455.6 *6.0811.556.1464.75F83.0536.2 *5.5783.268.4692.92永豐3號4.0223.84.0363.761.5334.86麗薯6號6.0460.010.5629.073.1385.16M42.0435.1 *2.5676.264.3470.87

表6 根干重、根含水率及根體積

品種 根干重/g 根含水率/% 根體積/mL 脅迫區(qū)對照區(qū)減幅/%對照區(qū)脅迫區(qū)增幅/%脅迫區(qū)對照區(qū)相對值/%冀張薯5號1.822.3823.53184.1153.220.177.6710.7471.42同薯20號1.642.7841.01207.1169.322.336.757.5889.05中薯19號3.654.1111.19218.5153.642.2540.1739.70101.18冀張薯8號2.02*3.1135.05259.1208.124.5116.1518.0089.72冀張薯14號1.63*2.3029.13252.1213.717.9711.4314.3579.65冀張薯12號1.491.8921.16310.8254.722.036.238.6072.44同薯29號1.932.2815.35284.0223.826.906.837.6089.87紅美1.342.0634.95374.7308.321.541.832.1883.94青薯10號1.382.0231.68202.8173.416.9611.8813.0091.38大西洋2.483.2523.69185.6157.617.7721.0527.6876.05黑金剛1.061.3923.74296.9269.010.373.004.5665.79晉薯24號1.351.5412.34226.2181.224.8317.9019.5091.79晉薯16號2.042.7626.09316.7235.334.596.306.5096.92紫花白1.081.5731.21300.5253.818.408.038.8690.63青薯9號2.162.4311.11201.7174.015.928.9210.5084.95同薯23號1.842.039.36235.4180.430.4925.2527.3692.29隴薯9號1.63*2.4934.54265.2214.223.8119.1321.5088.98興佳2號1.041.2516.80243.4201.920.557.007.5093.33荷蘭8號1.31*2.0736.71300.0260.315.253.224.1877.03大同里外黃1.06*1.2515.20240.0189.726.525.105.5492.06F81.471.9625.00348.1257.835.036.687.5688.36永豐3號0.951.2825.78262.4208.126.097.338.4287.05麗薯6號3.303.9215.82231.3192.819.9721.7026.3882.26M42.102.5818.60322.2261.623.174.786.3375.51

號和晉薯16號干旱脅迫后的失水率較低，在總含水量的76.00%以下。晉薯24號脅迫后的葉片失水率最低，為70.39%。由此可知：晉薯24號、中薯19號、同薯23號、晉薯16號比較抗旱。

2.4 產(chǎn)量分析

各參試品種脅迫區(qū)結(jié)薯數(shù)都少于對照區(qū)，產(chǎn)量也低于對照區(qū)。抗旱系數(shù)反映了干旱對產(chǎn)量影響的敏感程度，數(shù)值越大，表明抗旱能力越強(qiáng)[10]。參試品種中抗旱系數(shù)大于80%的有：中薯19號、晉薯16號；70%～80%的有：同薯23號、晉薯24號、青薯9號、同薯29號、荷蘭8號、麗薯6號和青薯10號；50%～70%的有：F 8、冀張薯5號、同薯20號、大西洋、M 4、隴薯9號、永豐3號、冀張薯12號、冀張薯14號、冀張薯8號、大同里外黃、紅美、紫花白和興佳2號；小于50%的有黑金剛。中薯19號抗旱系數(shù)最大，達(dá)到81.33%。

表8 各指標(biāo)的抗旱系數(shù)

品種產(chǎn)量株高莖粗葉片保水力根含水量根重根體積脯氨酸冀張薯5號0.6840.7580.6741.4291.2020.7650.7141.295 同薯20號0.6780.8050.9121.6031.2230.5900.8911.328 中薯19號0.8130.9270.9353.1821.4230.8881.0121.448 冀張薯8號0.5740.7890.7062.2921.2450.6500.8971.319 冀張薯14號0.5880.8160.6642.3561.1800.7090.7971.176 冀張薯12號0.6120.7100.8461.5381.2200.7880.7241.356 同薯29號0.7500.7560.7991.8661.2690.8460.8991.318 紅美0.5360.6980.9171.2711.2150.6500.8391.291 青薯10號0.7210.8090.8672.8241.1700.6830.9141.170 大西洋0.6610.7880.7561.6881.1780.7630.7601.140 黑金剛0.4600.7500.8002.1571.1040.7630.6581.201 晉薯24號0.7670.8720.8942.6411.2480.8770.9181.336 晉薯16號0.8010.8730.8372.7981.3460.7390.9691.218 紫花白0.5320.8360.7432.1061.1840.6880.9061.245 青薯9號0.7580.8820.9272.4761.1590.8890.8501.263 同薯23號0.7970.8830.9552.6931.3050.9060.9231.363 隴薯9號0.6320.8960.9541.5141.2380.6550.8901.375 興佳2號0.5250.7470.6921.0631.2060.8320.9331.145

抗旱指數(shù)在14.86%～98.95%之間，中薯19號抗旱指數(shù)最高，其次是同薯23號、F 8、同薯20號、同薯29號、麗薯6號和青薯10號，黑金剛最低。

依據(jù)抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)看出抗旱性強(qiáng)品種的有：中薯19號、同薯23號、同薯29號、麗薯6號和青薯10號(表5)。

2.5 根部的測量結(jié)果分析

抗旱性強(qiáng)的根干重減幅較小，抗旱性強(qiáng)的品種在干旱條件下，根系吸水力大于抗旱性弱的品種，干旱脅迫下自然含水率也較高[11]。從根重的測量結(jié)果(表6)可知，同薯23號減幅(9.36%)最小，其次是青薯9號(11.11%)、中薯19號(11.19%)、晉薯24號(12.34%)、大同里外黃(15.20%)，其他品種減幅都在15.35%～41.01%之間。根含水率的增幅在10.37%～42.25%之間，增幅從大到小依次為中薯19號、F 8、晉薯16號、同薯23號、同薯29號、大同里外黃和晉薯24號等。根體積的相對值在65.79%～101.18%，中薯19號相對值最大，其次是晉薯16號、興佳2號、同薯23號、大同里外黃、晉薯24號、青薯10號和紫花白，這些品種都在90%以上。從根重、根含水率和根體積的變化來看，中薯19號、同薯23號、晉薯24號和晉薯16號較抗旱。

2.6 游離脯氨酸含量分析

脯氨酸含量是植物耐旱的標(biāo)志，其含量的變化是植物對逆境條件的一種適應(yīng)性變化[12]。脅迫區(qū)的脯氨酸含量都高于對照區(qū)(表7)。對脯氨酸測量值進(jìn)行方差分析，除了冀張薯14號和荷蘭8號，其他品種脅迫區(qū)的脯氨酸含量顯著高于對照。

表7 脯氨酸含量 單位：μg·g

品種脅迫區(qū)均值±標(biāo)準(zhǔn)誤對照區(qū)均值±標(biāo)準(zhǔn)誤F檢驗冀張薯5號67.07±3.5451.80±3.56*同薯20號78.13±6.5158.83±2.87*中薯19號93.00±5.1064.23±2.13*冀張薯8號80.13±7.1460.77±3.45*冀張薯14號87.80±6.6074.67±4.00冀張薯12號102.73±5.8775.77±4.91*同薯29號103.57±13.0878.60±2.79*紅美108.07±13.6783.70±4.29*青薯10號84.23±4.9571.97±2.98*大西洋90.00±2.3678.97±2.71*黑金剛73.60±4.7561.30±1.02*晉薯24號92.50±2.2769.23±1.89*晉薯16號103.60±4.6885.07±6.32*紫花白83.30±4.5366.93±3.35*青薯9號106.20±5.8584.10±3.40*同薯23號94.20±1.2669.13±4.29*隴薯9號82.90±3.0160.30±2.01*興佳2號74.647±5.3365.23±1.60*荷蘭8號67.13±3.7962.87±4.19大同里外黃82.5±3.3459.40±28.39*F880.6±4.5866.40±4.70*永豐3號89.5±2.0165.93±3.20*麗薯6號81.37±4.1072.87±6.87*M487.57±3.1073.55±34.72*

2.7 對馬鈴薯綜合抗旱性評價

計算干旱條件下馬鈴薯的產(chǎn)量、株高、莖粗、葉片保水力、根含水量、根重、根體積和游離脯氨酸8個指標(biāo)的抗旱系數(shù)(表8)，利用主成分分析和隸屬函數(shù)法評價馬鈴薯品種抗旱能力，篩選抗旱品種。

續(xù)表8

品種產(chǎn)量株高莖粗葉片保水力根含水量根重根體積脯氨酸荷蘭8號0.7390.6780.7721.7901.1530.6330.7701.068 大同里外黃0.5610.8670.8892.4461.2650.8480.9211.389 F80.6850.7900.8501.7731.3500.7500.8841.214 永豐3號0.6150.7680.7551.9061.2610.7420.8711.357 麗薯6號0.7310.6550.8392.0881.2000.8420.8231.117 M40.6430.5490.5872.4161.2320.8140.7551.191

2.7.1主成分分析評價

表9為24個馬鈴薯品種8個抗旱指標(biāo)的特征值、方差和貢獻(xiàn)率。由表9可以看出，主成分分析提取了2個主成分，第一主成分貢獻(xiàn)率是45.991%，第二主成分是15.734%，累積貢獻(xiàn)率61.725%?？梢?個主成分包涵了24個品種8個指標(biāo)的60%以上的數(shù)據(jù)信息。

特征向量矩陣能夠反映出各指標(biāo)在各個主成分的荷載，第一主成分的特征值為3.679，根體積、根含水量和株高抗旱系數(shù)在第一主成分上有較高的荷載，說明第一主成分主要是由根體積、根含水量和株高抗旱系數(shù)決定。根重、產(chǎn)量和葉片保水力的抗旱系數(shù)在第二主成分上有較高的荷載。說明第二主成分主要是由根重、產(chǎn)量和葉片保水力的抗旱系數(shù)決定。由此試驗得出對馬鈴薯這24個品種進(jìn)行抗旱指數(shù)評價時，根部特征和株高可以作為主要評定指標(biāo)。

表9 各成分的特征值、總方差及貢獻(xiàn)率

成份 初始特征值 提取平方和載入 合計方差的/%累積/%合計方差的/%累積/%13.67945.99145.9913.67945.99145.99121.25915.73461.7251.25915.73461.72530.81710.21571.93940.7519.38681.32550.6478.09189.41660.4215.25894.67370.2733.41698.08980.1531.911100.000

設(shè)變量產(chǎn)量、株高、莖粗、葉片保水力、根含水量、根重、根體積和脯氨酸標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)依次為X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和X8。主成分表達(dá)式

Y1= 0.331X1+0.399X2+0.349X3+0.326X4+0.405X5+0.233X6+0.412X7+0.340X8；

Y2= 0.440X1-0.285X2-0.310X3+0.424X4+0.024X5+ 0.519X6-0.136X7-0.400X8。

綜合評價指數(shù)Y=3.679/(3.679+1.259)Y1+1.259/(3.679+1.259)Y2。

根據(jù)主成分綜合評價函數(shù)，24個馬鈴薯抗旱性從強(qiáng)到弱依次為：中薯19號、同薯23號、晉薯16號、晉薯24號、青薯9號、大同里外黃、同薯29號、F 8、青薯10號、隴薯9號、永豐3號、麗薯6號、同薯20號、冀薯8號、紫花白、冀薯12號、冀薯14號、大西洋、M 4、冀張薯5號、興佳2號、紅美、荷蘭8號和黑金剛。中薯19號、同薯23號、晉薯16號、晉薯24號、青薯9號和大同里外黃的第一和第二主成分都較高，所以綜合得分較高，是抗旱性較強(qiáng)的品種(表10)。

表10 主成分綜合評價結(jié)果

品種因子1因子2主成分1主成分2綜合得分排名冀張薯5號-0.86050.1919-1.65050.2152-1.175020同薯20號0.0419-1.73190.0803-1.9430-0.435513中薯19號2.59720.44744.98180.50203.83991冀張薯8號-0.1863-0.7302-0.3573-0.8192-0.475014冀張薯14號-0.76960.3368-1.47610.3779-1.003517冀張薯12號-0.5406-0.4570-1.0369-0.5127-0.903216同薯29號0.40940.51320.78520.57580.73187紅美-0.6896-1.7237-1.3228-1.9338-1.478622青薯10號0.16470.38320.31590.42990.34509大西洋-0.84180.4486-1.61470.5033-1.074818黑金剛-1.4178-0.1338-2.7195-0.1501-2.064624晉薯24號1.17980.58462.26300.65581.85334晉薯16號1.21190.66682.32460.74811.92273紫花白-0.3825-0.8334-0.7336-0.9350-0.785015青薯9號0.64880.70711.24450.79331.12955同薯23號1.65160.60243.16790.67592.53272隴薯9號0.4354-2.18610.8352-2.4526-0.002910興佳2號-0.8766-0.1320-1.6814-0.1480-1.290621荷蘭8號-1.25530.6827-2.40790.7659-1.598923大同里外黃0.8543-0.67431.6386-0.75651.02816F80.3299-0.10870.6328-0.12200.44048永豐3號-0.0235-0.5383-0.0451-0.6039-0.187511麗薯6號-0.47751.5616-0.91581.7520-0.235812M4-1.20332.1229-2.30802.3818-1.112619

2.7.2隸屬函數(shù)法評價

根據(jù)8個指標(biāo)的抗旱系數(shù)的平均隸屬函數(shù)值，馬鈴薯抗旱性從強(qiáng)到弱依次為：中薯19號、同薯23號、晉薯24號、晉薯16號、大同里外黃、青薯9號、同薯29號、隴薯9號、F 8、青薯10號、永豐3號、同薯20號、麗薯6號、冀薯8號、冀薯12號、紫花白、紅美、冀張薯5號、大西洋、冀薯14號、興佳2號、M 4、荷蘭8號和黑金剛。中薯19號隸屬函數(shù)值最高(表11)。

表11 隸屬函數(shù)及綜合評價值

品種 產(chǎn)量R株高R莖粗R葉片保水力R根含水量R根重R根體積R脯氨酸RR排名冀張薯5號0.6350.5530.2360.1730.3070.5540.1580.5970.40218同薯20號0.6180.6770.8830.2550.3730.0000.6580.6840.51912中薯19號1.0001.0000.9461.0001.0000.9431.0001.0000.9861冀張薯8號0.3230.6350.3230.5800.4420.1900.6750.6610.47914冀張薯14號0.3630.7060.2090.6100.2380.3770.3930.2840.39820冀張薯12號0.4310.4260.7040.2240.3640.6270.1860.7580.46515同薯29號0.8220.5480.5760.3790.5170.8100.6810.6580.6247紅美0.2150.3940.8970.0980.3480.1900.5110.5870.40517青薯10號0.7390.6880.7610.8310.2070.2940.7230.2680.56410大西洋0.5690.6320.4590.2950.2320.5470.2880.1890.40219黑金剛0.0000.5320.5790.5160.0000.5470.0000.3500.31624晉薯24號0.8700.8540.8340.7450.4510.9080.7340.7050.7633晉薯16號0.9660.8570.6790.8190.7590.4720.8790.3950.7284紫花白0.2040.7590.4240.4920.2510.3100.7010.4660.45116青薯9號0.8440.8810.9240.6670.1720.9460.5420.5130.6866同薯23號0.9550.8841.0000.7690.6301.0000.7490.7760.8452隴薯9號0.4870.9180.9970.2130.4200.2060.6550.8080.5888興佳2號0.1840.5240.2850.0000.3200.7660.7770.2030.38221荷蘭8號0.7900.3410.5030.3430.1540.1360.3160.0000.32323大同里外黃0.2860.8410.8210.6530.5050.8160.7430.8450.6895F80.6370.6380.7150.3350.7710.5060.6380.3840.5789永豐3號0.4390.5790.4570.3980.4920.4810.6020.7610.52611麗薯6號0.7680.2800.6850.4840.3010.7970.4660.1290.48913M40.5180.0000.0000.6390.4010.7090.2740.3240.35822

3 結(jié) 論

通過主成分分析法和隸屬函數(shù)法對24個馬鈴薯品種的抗旱性進(jìn)行分析，結(jié)果表明中薯19號、同薯23號、晉薯16號、晉薯24號、青薯9號和大同里外黃的綜合值較高，列在前六位，屬抗旱性較強(qiáng)的品種；冀薯14號、大西洋、M 4、冀張薯5號、興佳2號、紅美、荷蘭8號、黑金剛的綜合值較低，位于后八位，屬抗旱性較弱的品種；而同薯29號、F 8、青薯10號、隴薯9號、永豐3號、麗薯6號、同薯20號、冀薯8號、紫花白和冀薯12號的抗旱性介于中間。