杂交稻组合节水抗旱性鉴定评价综合指标构建

康海岐，孙小文，王士梅，何 芳，曾永旋，覃蓉敏，韩友学，康家荣，曾 琳，张 鸿

（1海南大学热带农林学院，海口 570228；2中国种子集团有限公司，北京 100031；3安徽省农业科学院水稻研究所，合肥 230031；4四川省种子站，成都 610041；5四川省农业科学院，成都 610066；6中致顺冠农业集团有限公司，南宁 530000）

0 引言

中国具有悠久的旱稻（陆稻）种植历史，最早可追溯到尧舜时代，《齐民要术》对旱稻栽培技术亦有记载。旱稻主要分布在夏季雨水稳定但缺乏灌溉条件的旱地和山坡地，或易旱易涝的望天田、高榜田和丘陵地，以及春旱而夏秋易涝的低洼地等，产量明显低于水稻，一般750～1500 kg/hm2。目前广西、云南、贵州等省山区和半山区及河南、河北等干旱少雨地区仍有种植。随着灌溉条件改善和水稻高产品种推广，旱稻逐渐减少。近年来，由于气候变化和水资源危机、区域性季节性干旱洪涝灾害频繁发生等问题，以及适应稻作生产方式变革的直播稻快速发展要求，节水抗旱稻在稻作生产中逐渐受到人们的重视。节水抗旱稻源于旱稻，是一种比普通水稻生产用水节约50%以上、能适应水旱2 种生产环境的栽培稻类型，由于其在缓解水资源危机、扩大水稻种植范围、减少温室气体排放和农业面源污染以及保障粮食安全等方面具有良好的应用前景[1]，节水抗旱稻育种成为水稻育种领域的一个重要方向。目前节水抗旱稻已经在安徽、湖北、江西、湖南、河南等主要水稻产区获得大面积示范推广，在浙江、江苏、福建、广西、海南、四川、贵州等地也有良好的示范推广效果，此外在越南、缅甸、巴基斯坦、老挝和非洲的乌干达、加纳、马达加斯加等地已经展开了实质性的推广工作[2]。

节水抗旱稻的节水抗旱特性包括节水性和抗旱性，其鉴定需综合体现这两方面。水分利用效率是节水能力的主要鉴定指标，而抗旱性则较为复杂，鉴定方法指标较多。目前报道的水稻抗旱性鉴定方法主要有直接比较法[3]、抗旱性分级评价法[4]、总抗旱性评价法和数学分析法[5-6]等，鉴定指标主要分为产量指标、形态指标和生理生化指标等类型[7]，提出抗旱系数、敏感指数、干旱伤害指数、抗旱指数、隶属函数值、综合抗旱D值[3,8]等概念。对于节水抗旱稻，目前尚无理想的方法指标能够对节水抗旱性进行直接鉴定，对节水抗旱稻品种也难以采用具体的量化指标进行评价比较。笔者从水分定量出发，以产量作为抗旱性评价的主要初级性状，同时考虑水分利用效率的协同变化，设计了宽水分生态幅度下的梯度量化控水试验，对杂交稻组合的节水抗旱特性进行研究，提出了杂交稻组合节水抗旱特性的定量评价体系。为了使该方法指标体系能够广泛应用，笔者从节水抗旱稻育种实际出发，基于普通考种数据，对杂交稻组合节水抗旱性的综合评价技术体系进行简化，以期为节水抗旱稻育种和品种审定提供简便易行的鉴定技术指标。

1 材料与方法

1.1 供试材料和试验平台

试验选择了6 个杂交稻组合，包括安徽省农业科学院水稻研究所选育的‘旱两优8 号’，四川省农业科学院作物研究所选育的‘雅优旱禾’、‘荃优116’、‘荃9优86’，上海市农业生物基因中心选育的‘旱优737’、‘旱优73’。

节水抗旱性鉴定试验平台始建于2020 年4 月，位于四川省农业科学院现代农业科技创新示范园抗旱试验大棚内，地理位置为：东经104.211000，北纬30.784942，海拔471 m。目前平台容量为200 个试验单元，每单元重量有效量程最大值12 kg，重量精确度0.001 kg。平台配备自动灌溉系统，采用电脑程序化管理，可以手动或自动模式定期对每单元进行称重和加水处理，并自动记录过程数据。

1.2 试验设计和处理

采用盆栽试验进行，以田间持水量作为土壤水分含量梯度划分依据，利用称重法量化控制盆栽土壤含水量。共设计了100%、80%、60%和40%田间持水量（简称FMC），即梯度Ⅰ、梯度Ⅱ、梯度Ⅲ、梯度Ⅳ4种水分梯度处理水平。盆栽初始装土时，使用均匀一致的钢化塑料桶（直径26 cm，深31 cm）装干土5.5 kg 待用。采用水稻常规方法育秧，4 月15 日将试验材料播种于秧田，5 月23 日移栽至自主研发建设的节水抗旱性鉴定试验平台单元中，每个单元上有1 个钢化塑料盆，每处理水平每试验组合各栽6盆，每盆3株，呈三角形栽培，置于人工搭建的防雨大棚内。当天每盆加水至10.0 kg，返青后开始梯度量化控水处理，定期以电子天平（精确度0.001 kg）逐盆称重，分别使4种处理保持在设定的FMC水平上，低于这个标准时加水补足，直至成熟收获。按大田管理防治病虫害。

1.3 性状测定与分析方法

结合考种对播种期、移栽期、抽穗期、成熟期、全生育期天数、株高、穗长、单株有效穗数、穗平着粒数、穗平实粒数、结实率、千粒重、单株籽粒产量、单株生物产量等性状数据进行了详细观测记录。

采用EXCEL和DPS8.0等软件对产量及其结构性状等数据进行统计分析，对不同参试品种的单株生物学产量(BYP)、单株籽粒产量(GYP)、单株有效穗数(PPP)、每穗总粒数(SP)、每穗实粒数(FGP)、千粒重(KGW)、播抽天数(HD)等性状进行分析。

根据已有研究经验，对抗旱指数(DI)、复合抗旱指标等进行了计算，抗旱指数定义见公式(1)。

上述定义中，在对照水平上，Xck为各品种的对照性状值，XˉCK为其对照性状平均值；在干旱胁迫处理且性状值不全为0 的情况下，Xd为各品种胁迫处理性状值，Xˉd为其胁迫处理性状平均值；在干旱胁迫处理且性状全为0的情况下，定义DI值为0。

进一步以梯度量化控水条件下的产量构成性状和播抽天数及收获指数的DI值作图，计算图中各DI点与横轴构成的封闭图形面积(TAUC)，视为各品种在梯度量化控水条件下产量等性状对土壤水分条件变化响应的总效应，以Xij代替DI值，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示4个处理梯度，第i个品种的第j个性状的TAUCij计算见公式(2)。

在此基础上，计算各性状TAUC值的5个多梯度多性状复合抗旱指标产量及其结构指标(Y-PFK)、产量与抽穗延迟(Heading Date Delay)效应指标(Y-HDD)、产量与收获指数指标(Y-HI)、综合指标1(CI1)、综合指标2(CI2)，计算公式分别为公式(3)～(7)。

对所计算评价指标进行欧氏距离、离差平方和法聚类分析，结合上述指标作图，综合比较参试品种的抗旱性和排序。

2 结果与分析

2.1 不同水分处理下的农艺性状变化

6 个组合7 个性状在4 种水分处理条件下的表现情况如表1，其中性状变化最明显的是每穗总粒数和每穗实粒数，其变幅分别在44.9～151.7 和3.4～115.1 之间；其次为单株籽粒产量、播抽天数、收获指数、单株有效穗数，变幅分别在0.1～19.6、95.7～124.3 d、0.01～0.63、1.0～9.3之间；千粒重在5.1～26.6 g之间，也有一定幅度的变化。可以看出梯度量化控水处理对这7个性状产生了明显的影响，各性状随着土壤水分含量的变化而做出了不同的响应变化。

表1 6个组合7个性状在4种水分梯度处理条件下的表现

2.2 多梯度水分处理对产量等性状的影响

6 个试验组合在4 种梯度处理下的6 个主要性状表现具有一定的差异性。方差分析表明，不同处理水平对6 个主要性状产生了极显著的影响，这些性状对水分处理均有极显著的响应。在表2 中，梯度Ⅲ和IV下的单株籽粒产量仅3.6 g和1.4 g，极显著低于梯度Ⅰ和Ⅱ下的16.0 g和13.6 g。对应的产量构成因素中，梯度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ下的单株有效穗数在6.1～7.4之间，无极显著差异，但梯度Ⅳ处理下的平均单株有效穗数仅2.9个，极显著低于其他处理；梯度Ⅰ和Ⅱ处理下的每穗实粒数虽无极显著差异，但梯度Ⅲ、梯度IV 处理将每穗实粒数极显著地降低至32.7 粒和15.4 粒；梯度Ⅱ的轻度干旱处理并没显著降低梯度Ⅰ下的千粒重，但是梯度Ⅲ和IV处理对千粒重具有极显著的降低作用，由常规淹水栽培条件下的平均23.4 g降至18.6 g和12.8 g；这些结果表明不同的干旱胁迫梯度处理对产量性状及其构成因素具有极显著的影响作用。此外，收获指数也由梯度Ⅰ和Ⅱ处理下的0.56和0.48降低至梯度Ⅲ和IV处理下的0.23和0.15，播抽天数在梯度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ下无极显著差异，但梯度IV的严重干旱胁迫却极显著地延迟了抽穗期。

表2 6个性状在不同梯度处理水平上的表现

在梯度量化控水条件下，这6 个性状在品种间也表现出了显著差异，亦成为利用这些性状进行品种间节水抗旱性评价的统计学依据。从表3 可以看出，千粒重和收获指数在6个品种之间有显著差异但未达到极显著差异水平，其他4 个性状在品种间均具有极显著差异。6个品种的播抽天数在98.1～113.2 d之间，表明6 个品种抽穗性状的干旱延迟效应存在极显著差异；4 个梯度下的平均单株籽粒产量在5.3～11.6 g 之间，平均单株有效穗数和每穗实粒数分别在5.1～8.1、41.5～72.2 之间，这2 个性状的差异是造成单株籽粒产量差异的主要原因，也说明梯度量化控水处理对品种的产量、有效穗数及每穗实粒数具有重要的影响作用。

表3 6个试验组合的6个性状差异

2.3 产量及其构成因素的抗旱指数

6个杂交稻组合的产量及其构成性状在不同水分处理水平上的抗旱指数如图1，不同组合的单株籽粒产量抗旱指数在梯度Ⅱ差异最大，变幅在0.67～1.83之间，其次差异较大的为梯度Ⅲ，变幅在0.02～0.21之间，而在梯度IV则仅为0.01～0.07的差异。从产量构成因素的抗旱指数来看，这种变化主要体现在单株有效穗数和每穗实粒数及千粒重对土壤水分含量变化的响应上，单株有效穗数的抗旱指数在梯度Ⅲ的变幅(0.51～1.10)和梯度IV 的变幅(0.10～0.48)都大于梯度Ⅱ的变幅(1.20～1.38)；每穗实粒数的抗旱指数在梯度Ⅱ、Ⅲ、IV 上的变幅均比较大，最大值和最小值分别相差1.11、0.42、0.28；千粒重的抗旱指数也在梯度Ⅱ、Ⅲ、IV上的变幅均比较大，最大值和最小值分别相差0.47、0.67、0.48。可见，由于产量构成因素抗旱指数在梯度Ⅱ、Ⅲ、IV上的明显变化，使得单株籽粒产量抗旱指数也在这3 个梯度上呈现出明显变化，表明了不同杂交稻组合的产量抗旱指数随土壤水分含量变化而变化。

图1 产量及其构成性状在不同水分处理水平上的抗旱指数

2.4 播抽天数与收获指数的抗旱指数

6 个试验组合的播抽天数(HD)在梯度Ⅳ的变化幅度大于梯度Ⅱ和梯度Ⅲ，表明在梯度Ⅳ条件下组合间的播抽天数差异更明显，抽穗延迟效应比梯度Ⅱ和梯度Ⅲ更显著。收获指数(HI)在梯度Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ都具有明显差异，且随着胁迫强度增大的而逐渐降低（图2）。

图2 播抽天数(HD)与收获指数和(HI)的抗旱指数(DI)

2.5 5个综合指标与组合的节水抗旱性

在图1、图2基础上，计算图中各DI点与横轴构成的封闭图形面积(TAUC)，视为各试验组合产量和构成因素及水分利用效率的多梯度综合抗旱性体现，综合评价指标计算结果如图3、图4。指标CI1、CI2、Y-PFK对参试品种的区分效果明显，更接近于田间实际经验观察结果。以5个指标对6个试验品种的抗旱性进行系统聚类分析，结果如图5，可以分为2 类，第1 类为‘雅优旱禾’、‘旱优737’、‘旱两优8 号’；第2 类为‘荃优116’、‘荃9 优86’、‘旱优73’。综合抗旱性比较为第1 类＞第2 类，6 个试验品种的综合抗旱性大小依次为：‘旱两优8号’＞（‘雅优旱禾’＞‘旱优737’）＞（‘旱优73’＞‘荃优116’＞‘荃9优86’）。

图3 产量性状和HDD、HI的抗旱指数的总效应(TAUC)

图4 5种综合抗旱指标比较

图5 以5个指标对6个试验组合的系统聚类

3 讨论与结论

近年来“节水抗旱稻”逐渐有了较大的生产面积，其育种和推广应用研究日趋重要。节水抗旱稻的主要特征特性即为节水抗旱性，包含节水性和抗旱性，此为2 个性状，仅抗旱性鉴定不能完全表征该类水稻的全部属性。节水性鉴定相对简单，只要测定出品种的水分利用效率(WUE)，便可以根据产量而计算出生产中消耗的水分总量，品种间进行比较即可获悉节水多少，因此WUE可以作为衡量节水性的主要指标，而抗旱性则较为复杂，尚未有公认的统一评价性状和指标。笔者认为，对于作物抗旱性的表型鉴定，基本离不开干旱胁迫处理的方式方法、表征抗旱特性的表型性状及评价抗旱性大小的性状指标，由于这3个方面的不统一，最后的评价结果往往不一致，尤其是干旱胁迫处理过程差异，往往使有些鉴定试验结果难以重复，让人们对抗旱性的认识产生诸多困惑。因此，笔者将从这3 个方面对本研究与前人研究的异同进行讨论。

本研究中所采用的干旱胁迫处理方式与以往文献有所不同。本研究以田间持水量作为土壤水分含量梯度划分依据，采用了梯度量化控水试验，对抗旱性鉴定过程中的土壤水分含量进行定量化控制，使其维持在100%、80%、60%和40%田间持水量的变化范围，属于水分定量条件下的抗旱性评价，后续所有评价指标计算均建立在此前提条件下。以往文献报道中，对成株期抗旱性的研究，除崔静宇等[9]在人工气候室内利用称重法精确控制75%和35%土壤相对含水量(RWC)外，大多采用了干旱胁迫和灌溉2种水分处理方式[9-27]，干旱胁迫处理基本无水分定量化处理过程，针对萌发期抗旱性的研究大多还采用了PEG模拟干旱胁迫[11-12,15]。基于笔者以往研究经验，体现抗旱性的初级农艺性状指标对产量抗旱性的影响作用往往因土壤水分含量的不确定变化而变化，因此，基于水分定量的量化控水试验过程管理应该是抗旱性科学评价的前提。

本研究与以往文献在表征抗旱特性的表型性状采用方面具有差异。胡标林等[3]认为叶片相对含水量、单株分蘖数、穗实粒数、千粒重、株高、单株有效穗数等6 个性状可作为全生育期抗旱鉴定指标性状，王兴荣等[16]采用了株高、分枝数、单株荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重、生物产量等7 个农艺性状，来长凯等[17]选择了单株分蘖数、株高、着粒密度、单株有效穗数、单穗实粒数等5 个性状，韩瑞宏等[18]以根长、根冠比、根长胁迫指数、地下生物量胁迫指数、根冠比胁迫指数、旱害指数、恢复指数7 项指标评价苜蓿的抗旱性，李忠旺等[19]筛选出了与棉花抗旱性密切相关的10个农艺性状和产量指标，赵吉平等[20]将4 个农艺性状指标转换为2 个独立综合指标，崔静宇等[9]以10 个玉米品种萌发期12项指标抗旱系数为基础，将12项指标归为四类，孙丰磊等[21]以16个棉花农艺性状表型指标和生理生化指标对棉花的抗旱性进行综合评价，王焱等[22]以苜蓿根长、芽长、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和根芽比等7个指标，张巩亮等[13]以穗重、穗粒数、结实率等13 个性状的抗旱系数为指标，王志恒等[15]以藜麦发芽率、发芽势、长度和鲜重等8 个指标，熊雪等[12]以相对发芽势、相对发芽率、相对胚根长、相对胚芽长、相对鲜质量及抗旱指数作为评价指标，赵岩等[14]以产量、穗数、穗粒数、千粒重和株高等5 个性状。以上研究涉及性状中既有农艺性状也有生理性状，本研究以产量性状为核心目标性状，放弃生理性状指标以简化评价指标，以单株生物学产量、单株籽粒产量、单株有效穗数、每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重、播抽天数等育种选择性状进行评价，具有良好的育种应用潜力。

在抗旱性评价指标选择和计算方面，本研究与以往文献有明显的差异性。自从兰巨生等[8]在改进抗旱系数的基础上提出了抗旱指数DRI后，胡福顺[10]对DRI进行了改进，提出了DI算法，二者在数学计算上并没有本质区别，只是DI中引入了对照品种为参照，通过与对照品种比较来确定供试品种的抗旱级别，综合评价品种表现；郑桂萍等[23]提出将“抗旱指数”拓宽为“综合抗旱指数”，目的是针对评价作物产量和品质的综合抗旱性指标；胡标林等[3]进行抗旱性鉴定和抗旱指标研究，计算了抗旱系数DC、敏感指数SI、干旱伤害指数ID、抗旱指数DI、综合抗旱D值，指出抗旱指数是最合适的抗旱性直接评价方法；冀天会等[24]对小麦的抗旱系数、干旱敏感指数、抗旱指数和抗旱指数DI等抗旱鉴定产量指标进行了比较分析；王兴荣等[16]采用抗旱指数与隶属函数相结合的方法，综合评估大豆种质的抗旱性；来长凯等[17]利用模糊隶属函数法对对宁夏水稻材料的抗旱系数、抗旱指数、综合抗旱能力值进行抗旱性定性分级评价；韩瑞宏等[18]通过隶属函数分析法对苜蓿抗旱性进行综合评价；李忠旺等[19]采用综合抗旱系数(CDC)、综合抗旱指数(CDI)、综合隶属函数值(CDM)、抗旱性综合评价值(D)等4种综合评价方法对76 份种质材料进行抗旱性评价；赵吉平等[20]通过主成分分析、隶属函数分析等综合评价小麦新种质的抗旱性；武仙山等[25]用主成分分析法将不同生理性状集成为几个相互独立的综合指标，但认为不能代替抗旱指数DRI；张军等[26]以抗旱系数作为抗旱性衡量指标，利用主成分分析对其抗旱性进行评价，同时将综合评价值（D值）与抗旱指数(DRI)进行相关性分析，认为两种不同干旱胁迫下综合评价值（D值）与抗旱指数均显著相关；崔静宇等[9]利用因子分析和主成分分析，选取4 个主成分将12 项指标进行归类，以每个主成分的方差贡献率作为权重，构造综合评价指数F 综；孙丰磊等[21]采用抗旱系数、抗旱指数、灰色关联分析等相结合的方法，以16 个棉花农艺性状表型指标和生理生化指标对棉花的抗旱性进行综合评价；王焱等[22]采用相关性分析、隶属函数、综合抗旱系数、灰色关联、逐步回归和聚类分析相结合的方法，对苜蓿种质萌发期抗旱性进行综合评价及抗旱指标筛选，其综合抗旱系数算法同胡标林算法；张巩亮等[13]采用主成分分析法及聚类分析等方法对寒地水稻种质资源进行抗旱性综合评价；熊雪等[12]利用隶属函数法对谷子种质萌发期的抗旱性进行综合评价；赵岩等[14]以产量抗旱指数、产量抗旱系数、综合抗旱指数、综合抗旱系数等4 个指标为抗旱指标对品种进行了综合评价；张文新等[11]利用GGE 双标图，以抗旱指数为评价目标，结合隶属函数对供试品种的抗旱能力进行综合评价。以上文献，主要基于抗旱系数、抗旱指数、隶属函数法、综合抗旱D值等算法，也融入了主成分和因子分析、逐步回归、聚类分析、GGE 双标图、神经网络等方法，而本研究在抗旱指数基础上，构建了一种新的多梯度多性状综合抗旱指标，与隶属函数和综合抗旱D值等算法完全不同。

隶属函数值计算方法，是按某品种某一性状的抗旱系数（或抗旱指数）与所有品种该性状抗旱系数（或抗旱指数）最小值的差值，除以所有品种该性状抗旱系数的最大值和最小值之差而得出。D值的算法是以各株系第i个性状的DC值、其在所有参试株系中DC最大值和最小值，计算出该性状的隶属函数值μ(xi)，再利用DC值计算出各性状在所有抗旱指标中的权重值ri，从而计算出各株系所有选择性状的μ(xi)与ri的乘积和，作为评价各株系综合抗旱能力的D值。应梯度量化评价需要，本研究对抗旱指数有新的定义（见1.3部分），进一步以梯度量化控水条件下的产量构成性状和播抽天数及收获指数的DI值作图，计算图中各DI点与横轴构成的封闭图形面积(TAUC)，视为各品种在梯度量化控水条件下产量等性状对土壤水分条件变化响应的总效应，再计算基于对数性质的各性状TAUC值的5个多梯度多性状复合抗旱指标产量及其结构指标(Y-PFK)、产量与抽穗延迟效应指标(Y-HDD)、产量与收获指数指标(Y-HI)、综合指标1(CI1)、综合指标2(CI2)，获得较好的评价效果。

本研究构建的包含产量及其构成因素、HDD和HI的多梯度多性状综合节水抗旱性量化评价指标：YPFK、Y-HDD、Y-HI、CI1、CI2，其生物学意义在于，YPFK指标体现了产量构成因素（单株有效穗数、每穗实粒数和千粒重）在单株籽粒产量形成方面的抗旱指数贡献比例，是面向注重产量抗旱指数选择的抗旱育种和评价应用指标。从结果分析图1 可以看出，穗部性状在水分变化中的变化幅度最大，该指标能够综合体现穗部性状的变化，可以避免单一性状抗旱指数选择所造成的片面选择效果。Y-HDD指标体现了抽穗延迟效应对单株籽粒产量抗旱指数的影响作用，品种的抗旱能力越强则抽穗延迟效应越小，该指标值越大。Y-HI指标体现了收获指数的抗旱指数在干旱胁迫过程中的变化情况，其值越大则表示节水抗旱能力越强，干旱胁迫下的产量更高。CI1 指标体现了土壤水分梯度变化过程中产量构成因素、抽穗延迟效应、收获指数对单株籽粒产量性状的总体累加效应，3 个方面的效应同等重要，每个方面的效应增加都会影响总体评价结果。CI2指标体现了干旱胁迫造成的抽穗延迟效应和收获指数变化相对于产量构成因素的作用大小，该值越大则表示延迟与收获指数降低的累积效应相对于产量变化的贡献率越高，抗旱育种改良时需要注意选择干旱胁迫下的抽穗延迟效应小和收获指数较高的品种。这5 个综合指标的生物学意义比较抽象，还需要进一步的验证和探讨。本研究的目的就在于提炼出一种能够综合评价节水抗旱特性的性状指标值，并进一步根据节水抗旱性大小对试验品种进行排序。试验结果显示Y-PFK、CI1、CI2 这3 个指标差异大，应用效果好。这种多梯度多性状综合抗旱指标的构建和应用是本研究的创新点所在，文献未曾报道和涉及。

笔者在前文中对籽粒水分利用效率(GWUE)和生物学水分利用效率(BWUE)进行了计算[28]，其计算基础在于试验过程中节水抗旱性精准鉴定试验平台详细记录了水分动态过程数据，而目前能做到试验过程中水分定量的抗旱性鉴定尚比较少，原因在于该试验平台的建设运行和维护成本高，一般研究人员不具备该条件。缺少水分定量数据，WUE则无法计算，这为节水抗旱性鉴定工作带来了不便，使得笔者倡导的精准量化鉴定体系的推广应用受到明显影响。为此，笔者尝试引入易于观察获取的抽穗延迟效应(HDD)和收获指数(HI)来替代WUE性状，构建了Y-PFK、Y-HDD、Y-HI、CI1、CI2等5个多梯度多性状复合抗旱指标。Y-PFK、CI1、CI2 这3 个指标对6 个节水抗旱稻组合的分辨能力更好，能够将试验组合的节水抗旱性进行有效区分（图5）。可见这5 个新指标能够以常规考种数据对品种的节水抗旱性进行评价，并达到良好的判别目标。因此本研究提出的5个新指标适用于梯度量化控水条件下节水抗旱稻的鉴定评价，结合聚类分析，可以对试验品种进行分类判别。目前的不足之处在于不能对品种进行节水抗旱性的分级评价，不能像稻瘟病抗性鉴定一样对品种赋予1、3、5、7、9级的抗性鉴定结果。后续若能在鉴定平台上开展大量品种的梯度量化控水试验，获得足够多的品种试验数据，应用本研究提出的新指标并结合聚类分析，建立起品种节水抗旱性比较分级序列，则可以设立该性状的分级值，最终可以进行性状鉴定分级评价。

本研究构建的多梯度多性状复合抗旱指标YPFK、CI1、CI2 适用于水稻节水抗旱性的综合评价，是利用常规考种数据对杂交稻组合节水抗旱性综合评价和排序的简化指标，可以在节水抗旱稻选育方面进行应用。