油菜抗病品種灰色選擇研究

李春生

(孝感學院生命科學技術學院,湖北孝感432000)

油菜抗病品種灰色選擇研究

李春生

(孝感學院生命科學技術學院,湖北孝感432000)

通過油菜品種比較試驗,建立了油菜抗病品種綜合性狀灰色選擇模型。灰色關聯度定量分析結果表明,優質油菜新品種zs049、zs821、zs220與理想抗病品種關聯度大,綜合性狀表現優異,應重點關注和示范。

油菜;抗病品種;灰色選擇

作物病害發生危害給農業生產帶來了嚴重影響,造成作物減產、農民減收;大量化學農藥防治,造成農藥在農產品、土壤和水域中殘留,嚴重影響糧食安全、產品質量安全和生態環境安全。加強作物抗病品種研究,選擇適宜大面積推廣應用的優良抗病品種,對于提高產量和品質、減少農藥使用量、保護生態環境具有重要的現實意義。

目前,作物抗病新品種田間試驗研究,多采用定性分析方法和傳統數理統計分析方法,對于調查取樣和數據采集要求高,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,應用灰色關聯度分析方法,篩選優質油菜抗病品種,鑒定供試優質油菜品種的豐產性、穩產(適應)性、抗病(逆)性,客觀評價其應用價值,為作物抗病品種育種、新品種審定、大面積推廣應用和高產栽培途徑的優化選擇提供科學依據。

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 試驗地選擇

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

1.3 田間設計

試驗采用完全隨機區組排列,3次重復,小區凈面積13.334m2,重復間設走道,小區四周均設保護行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。試驗所有參試品種在同一天內播栽完畢。

1.5 田間管理

按當地大田生產中上等栽培管理水平進行田間管理。試驗地栽培管理措施及時、一致,同一項措施在同一天內完成。田間管理為底施復混肥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 及時收獲

適時收獲,做到成熟一個收獲一個,單打單收,全區記產。

1.7 數據采集

田間調查記載與考種要求嚴格按標準進行,試驗各項管理按試驗方案要求嚴格執行。系統進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,詳細系統記載苗期、蕾苔期、開花期、角果發育成熟期和各生育階段的生長發育特點,分析油菜生長發育規律。

1.7.2 抗性考察

對油菜菌核病、霜霉病、病毒病和菜青蟲、蚜蟲進行田間調查。

在油菜成熟收獲前進行一次菌核病調查,測定菌核病發病率(%)和病情指數(簡稱病指)。病情指數(%)=各病級株數與相應級數乘積之和/(調查總株數×4)×100。

1.7.3 經濟性狀考察

株高指自子葉節至全株最高部分長度;第一次有效分枝數指主莖上具有一個以上有效角果的第一次分枝數;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的高度;全株有效角果數指全株具有一粒以上飽滿或略欠飽滿種子的角果總數;主花序有效長度指主花序頂端最上一個有效角果至主花序基部著生有效角果處的長度;每角粒數指自主軸和上、中、下部的分枝花序上,隨意摘取 20個正常莢角,計算平均每角飽滿的種子數;千粒重指在曬干(含水量不高于10%)、純凈的種子內,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個樣本平均。

1.8 灰色選擇方法

灰色系統理論是一門橫斷面大、滲透性強的新興邊緣學科,由鄧聚龍[1-3]最先提出并創立,引起國內外關注。目前有許多知名學者從事灰色系統的研究工作,其成果在許多領域得到廣泛應用[4-6]。作物抗病品種灰色選擇是指基于灰色關聯度分析,對作物新品種的豐產性、適應性、抗病性、優質性、生育期及其他經濟性狀進行優化選擇的過程。計算各供試品種與理想抗病品種之間的關聯度,并排出關聯序。根據品種灰色系統選擇分析理論的關聯度值越大、綜合性狀越優的選擇原則,對各供試品種優劣進行選擇,確定各供試品種的優劣次序,從而篩選優良抗病品種。

2 結果與分析

2.1 構建抗病品種灰色選擇指標體系

選擇油菜新品種的生育期、株高、有效分枝、每株有效角、每角實粒、千粒重、菌核病發病率、菌核病病指、實產等主要指標,構成油菜新品種灰色選擇指標體系,是品種特性的綜合表現。

2.2 構建灰色選擇的理想抗病品種

建立灰色選擇參考數列,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量高、品質優、抗病性強,并賦予相應的數值。理想抗病品種各性狀值取值原則是產量、有效分枝數、有效角果數、每角粒數、千粒重、單株生產力、主花序長、粗脂肪含量要求越高越好,應稍高于所有供試品種相應的性狀值,但菌核病發病率和病指、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,就不至于出現超理想品種所帶來評判上的準確性。根據育種目標和經驗給出理想抗病品種性狀的最佳值,構成參考數列 Xo(k);供試油菜新品種相應的經濟性狀實測值,構成比較數列 Xi(k)(表 1)。

表1 油菜品種主要性狀試驗結果

2.3 抗病品種灰色選擇數據無量綱化處理

灰色選擇的參考數列 Xo(k)與比較數列 Xi(k)各對應性狀的數值有的單位不同,有的單位雖然相同,但由于同一品種的不同性狀數值單位相差較大,為便于統計分析,應對所取數據變量進行初值化處理,使之無量綱化。其計算公式為:

△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)數據]均除以理想抗病品種[Xo(k)數據]相應的性狀值,得出一個標準的無量綱化數值序列(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層次差計算

灰色選擇的參考數列 Xo(k)與比較數列 Xi(k)各相應性狀的絕對差值的計算公式為:

△i(k) = │Xo(k)-Xi(k)∣,i(品種)= 1,2,3,…,7,k(性狀)=1,2,3,……,9。從比較數列與參考數列的絕對差值(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值

2.5 抗病品種灰色選擇的關聯系數計算

求各比較數列 Xi(k)在各個性狀上與參考數列 Xo(k)相對應的關聯系數,將∣ =0代入關聯系數計算公式,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差值,即相對應的 △i(k)值代入上式,即可得到各比較數列 Xi與參考數列 X0對各性狀的關聯系數(表 4)。

表4 油菜品種與理想抗病品種的關聯系數

2.6 抗病品種灰色選擇的關聯度計算并排關聯序

油菜各供試新品種與理想抗病品種的關聯度是各性狀關聯系數的平均值,供試油菜品種zs821、zs220、zs049、zu821、hs721、zs119 與理想抗病品種的關聯度依次為:0.9251、0.9236、0.9267、0.9223、0.7964、0.8010。依據關聯度的大小 ,將理想抗病品種 X0(k)與各個供試油菜新品種 Xi(k)的關聯度由大到小排成一行,稱為油菜供試新品種 Xi(k)對理想抗病品種 X0(k)的關聯序。它直接反映了各個供試油菜品種 Xi(k)對理想抗病品種 X0(k)的優劣關系(表5)。

表5 油菜品種與理想抗病品種的關聯度及關聯序

供試的油菜品種zs049綜合性狀關聯度r=0.9267,位居第一位,是所有供試品種中綜合性狀表現最好的品種,與理想抗病品種綜合性狀最為接近。zs821關聯度 r=0.9251,位居第二位;zs220關聯度r=0.9236,位居第三位;zu821關聯度r=0.9223,位居第四位;zs119關聯度r=0.8010,位居第五位;hs721關聯度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聯度均超過0.9,綜合性狀表現優異,特別要重點關注。

3 小結與討論

本研究創建了油菜抗病品種綜合性狀灰色選擇模型。研究結果表明,供試的3個優質油菜抗病新品種zs049、zs821、zs220是綜合性狀表現最好的品種,與理想抗病品種綜合性狀最為接近,應重點關注和示范。

本研究關鍵是賦予理想抗病品種各性狀適宜的數值。理想抗病品種是根據生產實際和育種目標確定的一個最優品種,是選擇抗病優良品種比較的標準尺度。本研究針對產量性狀、品質性狀,兼顧抗性、生育期及其他農藝性狀,這樣得到的分析結果才顯得更有可靠性和實際意義。但不同地區對各性狀要求是不同的,各地對品種的要求也是不盡一致的,在選擇一個抗病品種時,最好對性狀進行權重分配。分配權重時要持慎重態度。如有的地區對抗性較嚴,有的地區對生育期要求相對較低,在這種情況下進行品種選擇時,只要對這些性狀給予一個適宜的權重比例,就能得出這些地區的最佳利用品種。

品種灰色選擇研究克服了以品種產量單因素分析為主的選擇弊端,為新品種選擇、評估提供了新方法。本研究定量綜合考慮豐產性、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,至少不會出現異常,將正相關當成負相關的情況,所得結果與生產實際相一致。

[1] 鄧聚龍.灰色控制系統[M].武漢:華中理工大學出版社,1988.

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

[3] 鄧聚龍.灰色數理資源科學導論[M].武漢:華中科技大學出版社,2007.

[4] 肖新平,宋中民,李峰.灰技術基礎及其應用[M].北京:科學出版社,2005.

[5] 劉思峰,黨耀國,方志耕.灰色系統理論及其應用[M].北京:科學出版社,2004.

[6] 郭瑞林.作物灰色育種學[M].北京:中國農業科技出版社,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

湖北省教育廳重點科技項目(D20092604);湖北省作物病害監測和安全控制重點實驗室開放項目

李春生(1962— ),男,湖北云夢人,孝感學院生命科學技術學院教授,碩士。

(責任編輯:鄒禮平)