油菜抗病品种灰色选择研究

李春生

(孝感学院生命科学技术学院,湖北孝感432000)

油菜抗病品种灰色选择研究

李春生

(孝感学院生命科学技术学院,湖北孝感432000)

通过油菜品种比较试验,建立了油菜抗病品种综合性状灰色选择模型。灰色关联度定量分析结果表明,优质油菜新品种zs049、zs821、zs220与理想抗病品种关联度大,综合性状表现优异,应重点关注和示范。

油菜;抗病品种;灰色选择

作物病害发生危害给农业生产带来了严重影响,造成作物减产、农民减收;大量化学农药防治,造成农药在农产品、土壤和水域中残留,严重影响粮食安全、产品质量安全和生态环境安全。加强作物抗病品种研究,选择适宜大面积推广应用的优良抗病品种,对于提高产量和品质、减少农药使用量、保护生态环境具有重要的现实意义。

目前,作物抗病新品种田间试验研究,多采用定性分析方法和传统数理统计分析方法,对于调查取样和数据采集要求高,从方法论角度看,给作物抗病育种和选择研究带来了障碍。因此,寻求作物抗病新品种选择的新方法就显得格外重要。

本研究试图通过油菜新品种田间试验,应用灰色关联度分析方法,筛选优质油菜抗病品种,鉴定供试优质油菜品种的丰产性、稳产(适应)性、抗病(逆)性,客观评价其应用价值,为作物抗病品种育种、新品种审定、大面积推广应用和高产栽培途径的优化选择提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

供试油菜品种为 zs821、zs220、zs049、zu821、hs721、zs119。

1.2 试验地选择

试验地具有代表性,肥力中等且均匀一致,土地平整,排灌方便,试验田块前茬为棉花,采取常规管理。栽培方式采用油菜育苗移栽方法。

1.3 田间设计

试验采用完全随机区组排列,3次重复,小区净面积13.334m2,重复间设走道,小区四周均设保护行2m。

1.4 播种及密度

播种期9月16日,移栽期10月30日,密度8000株/667m2。试验所有参试品种在同一天内播栽完毕。

1.5 田间管理

按当地大田生产中上等栽培管理水平进行田间管理。试验地栽培管理措施及时、一致,同一项措施在同一天内完成。田间管理为底施复混肥50 kg/667 m2,硼肥1 kg/667 m2,三叶期 10月 6日喷施0.15‰的多效唑。

1.6 及时收获

适时收获,做到成熟一个收获一个,单打单收,全区记产。

1.7 数据采集

田间调查记载与考种要求严格按标准进行,试验各项管理按试验方案要求严格执行。系统进行苗情考察和收获前综合性状考察。

1.7.1 生育特性观察

从油菜出苗到成熟,详细系统记载苗期、蕾苔期、开花期、角果发育成熟期和各生育阶段的生长发育特点,分析油菜生长发育规律。

1.7.2 抗性考察

对油菜菌核病、霜霉病、病毒病和菜青虫、蚜虫进行田间调查。

在油菜成熟收获前进行一次菌核病调查,测定菌核病发病率(%)和病情指数(简称病指)。病情指数(%)=各病级株数与相应级数乘积之和/(调查总株数×4)×100。

1.7.3 经济性状考察

株高指自子叶节至全株最高部分长度;第一次有效分枝数指主茎上具有一个以上有效角果的第一次分枝数;第一次有效分枝部位指主茎下部最下面的第一次有效分枝距子叶节的高度;全株有效角果数指全株具有一粒以上饱满或略欠饱满种子的角果总数;主花序有效长度指主花序顶端最上一个有效角果至主花序基部着生有效角果处的长度;每角粒数指自主轴和上、中、下部的分枝花序上,随意摘取 20个正常荚角,计算平均每角饱满的种子数;千粒重指在晒干(含水量不高于10%)、纯净的种子内,用分样器方法取样3份,分别称量,取其样本间差异不超过 3%的3个样本平均。

1.8 灰色选择方法

灰色系统理论是一门横断面大、渗透性强的新兴边缘学科,由邓聚龙[1-3]最先提出并创立,引起国内外关注。目前有许多知名学者从事灰色系统的研究工作,其成果在许多领域得到广泛应用[4-6]。作物抗病品种灰色选择是指基于灰色关联度分析,对作物新品种的丰产性、适应性、抗病性、优质性、生育期及其他经济性状进行优化选择的过程。计算各供试品种与理想抗病品种之间的关联度,并排出关联序。根据品种灰色系统选择分析理论的关联度值越大、综合性状越优的选择原则,对各供试品种优劣进行选择,确定各供试品种的优劣次序,从而筛选优良抗病品种。

2 结果与分析

2.1 构建抗病品种灰色选择指标体系

选择油菜新品种的生育期、株高、有效分枝、每株有效角、每角实粒、千粒重、菌核病发病率、菌核病病指、实产等主要指标,构成油菜新品种灰色选择指标体系,是品种特性的综合表现。

2.2 构建灰色选择的理想抗病品种

建立灰色选择参考数列,需确定油菜新品种灰色选择的理想抗病品种。要求其理想抗性品种产量高、品质优、抗病性强,并赋予相应的数值。理想抗病品种各性状值取值原则是产量、有效分枝数、有效角果数、每角粒数、千粒重、单株生产力、主花序长、粗脂肪含量要求越高越好,应稍高于所有供试品种相应的性状值,但菌核病发病率和病指、芥酸含量、硫苷含量要求越低越好,生育期、有效分枝部位要适中。这样,就不至于出现超理想品种所带来评判上的准确性。根据育种目标和经验给出理想抗病品种性状的最佳值,构成参考数列 Xo(k);供试油菜新品种相应的经济性状实测值,构成比较数列 Xi(k)(表 1)。

表1 油菜品种主要性状试验结果

2.3 抗病品种灰色选择数据无量纲化处理

灰色选择的参考数列 Xo(k)与比较数列 Xi(k)各对应性状的数值有的单位不同,有的单位虽然相同,但由于同一品种的不同性状数值单位相差较大,为便于统计分析,应对所取数据变量进行初值化处理,使之无量纲化。其计算公式为:

△i(k)=Xi(k)/Xo(k),其中 i(品种)=1,2,3,…,7,k(性状)=1,2,3,…,9。即将各供试油菜新品种的性状值[Xi(k)数据]均除以理想抗病品种[Xo(k)数据]相应的性状值,得出一个标准的无量纲化数值序列(表2)。

表2 油菜品种初值化值

2.4 抗病品种灰色选择的两个层次差计算

灰色选择的参考数列 Xo(k)与比较数列 Xi(k)各相应性状的绝对差值的计算公式为:

△i(k) = │Xo(k)-Xi(k)∣,i(品种)= 1,2,3,…,7,k(性状)=1,2,3,……,9。从比较数列与参考数列的绝对差值(表3)可用公式获得最大值为2.7179,最小值为0,公式表示为:

表3 油菜品种初值化差绝对值

2.5 抗病品种灰色选择的关联系数计算

求各比较数列 Xi(k)在各个性状上与参考数列 Xo(k)相对应的关联系数,将∣ =0代入关联系数计算公式,并取ρ=0.5,则得:

再分别把油菜新品种与理想抗病品种的绝对差值,即相对应的 △i(k)值代入上式,即可得到各比较数列 Xi与参考数列 X0对各性状的关联系数(表 4)。

表4 油菜品种与理想抗病品种的关联系数

2.6 抗病品种灰色选择的关联度计算并排关联序

油菜各供试新品种与理想抗病品种的关联度是各性状关联系数的平均值,供试油菜品种zs821、zs220、zs049、zu821、hs721、zs119 与理想抗病品种的关联度依次为:0.9251、0.9236、0.9267、0.9223、0.7964、0.8010。依据关联度的大小 ,将理想抗病品种 X0(k)与各个供试油菜新品种 Xi(k)的关联度由大到小排成一行,称为油菜供试新品种 Xi(k)对理想抗病品种 X0(k)的关联序。它直接反映了各个供试油菜品种 Xi(k)对理想抗病品种 X0(k)的优劣关系(表5)。

表5 油菜品种与理想抗病品种的关联度及关联序

供试的油菜品种zs049综合性状关联度r=0.9267,位居第一位,是所有供试品种中综合性状表现最好的品种,与理想抗病品种综合性状最为接近。zs821关联度 r=0.9251,位居第二位;zs220关联度r=0.9236,位居第三位;zu821关联度r=0.9223,位居第四位;zs119关联度r=0.8010,位居第五位;hs721关联度r=0.7964,位居第六位。这表明zs049、zu821、zs220与理想抗病品种综合性状关联度均超过0.9,综合性状表现优异,特别要重点关注。

3 小结与讨论

本研究创建了油菜抗病品种综合性状灰色选择模型。研究结果表明,供试的3个优质油菜抗病新品种zs049、zs821、zs220是综合性状表现最好的品种,与理想抗病品种综合性状最为接近,应重点关注和示范。

本研究关键是赋予理想抗病品种各性状适宜的数值。理想抗病品种是根据生产实际和育种目标确定的一个最优品种,是选择抗病优良品种比较的标准尺度。本研究针对产量性状、品质性状,兼顾抗性、生育期及其他农艺性状,这样得到的分析结果才显得更有可靠性和实际意义。但不同地区对各性状要求是不同的,各地对品种的要求也是不尽一致的,在选择一个抗病品种时,最好对性状进行权重分配。分配权重时要持慎重态度。如有的地区对抗性较严,有的地区对生育期要求相对较低,在这种情况下进行品种选择时,只要对这些性状给予一个适宜的权重比例,就能得出这些地区的最佳利用品种。

品种灰色选择研究克服了以品种产量单因素分析为主的选择弊端,为新品种选择、评估提供了新方法。本研究定量综合考虑丰产性、抗逆性和生育特性等多因素选择油菜新品种是客观可行的,至少不会出现异常,将正相关当成负相关的情况,所得结果与生产实际相一致。

[1] 邓聚龙.灰色控制系统[M].武汉:华中理工大学出版社,1988.

[2] 邓聚龙.灰色系统理论教程[M].武汉:华中理工大学出版社,1990.

[3] 邓聚龙.灰色数理资源科学导论[M].武汉:华中科技大学出版社,2007.

[4] 肖新平,宋中民,李峰.灰技术基础及其应用[M].北京:科学出版社,2005.

[5] 刘思峰,党耀国,方志耕.灰色系统理论及其应用[M].北京:科学出版社,2004.

[6] 郭瑞林.作物灰色育种学[M].北京:中国农业科技出版社,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

湖北省教育厅重点科技项目(D20092604);湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室开放项目

李春生(1962— ),男,湖北云梦人,孝感学院生命科学技术学院教授,硕士。

(责任编辑:邹礼平)