利用隶属函数法对不同施肥处理下藜蒿的抗寒性综合评价

张建，蒋细旺

(江汉大学生命科学学院，湖北 武汉 430056)

利用隶属函数法对不同施肥处理下藜蒿的抗寒性综合评价

张建，蒋细旺

(江汉大学生命科学学院，湖北 武汉 430056)

[摘要]在自然低温胁迫条件下，以‘云南藜蒿’为试材，测定了其在不同施肥处理下的叶片电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量(Pro)、丙二醛(MDA)含量等7项生理指标，并进行了相关性分析。利用隶属函数法对5种施肥处理条件下的藜蒿进行了抗寒性综合评价。通过综合隶属函数值评定确定最能提高藜蒿抗寒性的处理是每公顷9400kg生物有机肥料与无机养分配施。

[关键词]藜蒿(Artemisia selengensis)；抗寒性；综合评价；隶属函数法

养殖业生物有机肥料含有大量有机质及作物生长的必需的营养元素，不但能增加土壤肥力、提高作物产量和品质，而且在提高茶树[1]、生姜[2]、库尔勒香梨[3]等的抗逆性方面也有一定的作用。

藜蒿(Artemisiaselengensis)又名蒌蒿，为菊科蒿属多年生宿根草本植物，营养丰富，具有较高的经济价值。目前国内对藜蒿的研究主要集中在成分分析、药理测定[4]等方面。隶属函数法可以克服以往单指标评价法的缺点，比较真实全面地反映植物抗寒性。据报道，隶属函数法已经应用于梨[5]、葡萄[6]和柑橘[7]等其他作物的抗寒性评价, 并证明其对抗寒性筛选的可靠性。而目前关于利用隶属函数法对藜蒿的抗寒性综合评价的研究尚未见报道。因此，本试验以藜蒿品种‘云南藜蒿’为试材，在自然低温条件下，通过测定藜蒿叶片的多项生理指标，结合隶属函数分析法，对不同施肥处理藜蒿的抗寒性进行综合评价，以期为藜蒿选择合理的施肥量提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料

试材为藜蒿品种‘云南藜蒿’，由武汉荷香源农业发展有限公司提供。供试土壤为普通棕壤土，基本理化性质见表1。供试肥料为养殖废弃物生物有机肥料(N 1.17%，P2O50.44%，K2O 0.95%)，由武汉江大高新农业发展有限公司提供。根据藜蒿养分需求特性，需在养殖废弃物生物有机肥料中添加无机肥料，以满足藜蒿生长需求。供试无机肥料氮肥采用尿素(含N 46%)，磷肥采用钙镁磷肥(含P2O512%),钾肥采用硫酸钾(含K2O 50%)。

表1　供试土壤基本理化性质

1.2试验方法

试验采用随机区组设计，露地栽培，试验于2014年9月到2015年12月在江汉大学生命科学学院园艺试验基地进行。对藜蒿进行施肥，共6个处理(表2)。除纯无机肥料处理组(M1)外，其他试验组(M2～M5)采用尿素、钙镁磷肥、硫酸钾肥进行调节，使各处理的氮素总量为220kg/hm2、磷素总量为80kg/hm2、钾素含量为180kg/hm2。对照组(CK)不施肥。每个处理重复3次，每个小区面积为1m2。藜蒿插条定植的株行距为10cm×10cm。各处理在种植前1周进行施肥，均作为基肥，常规栽培管理。

表2　不同施肥处理　kg/hm2

1.3指标测定方法

2014年12月中旬经过连续10d最低气温低于0℃(最高气温13℃)的寒冷时期后，剪取各小区藜蒿叶片，擦洗干净组成混合样后进行指标测定。其中膜透性的测定采用电导仪法[8]，可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝G-250染色法[8]，可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[8]，脯氨酸含量测定采用酸性水合茚三酮法[8]，丙二醛(MDA)含量测定采用硫代巴比妥酸法[8]，过氧化物酶(POD)活性的测定参照张志良的方法[8]稍作修改，超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定采用NBT光还原法[8]并略作修改。

1.4数据处理与分析

根据所测数据,分别计算施肥处理组和对照组各性状的平均值。将原始数据进行标准化转换,求得各指标性状的抗寒系数,并进行简单相关分析,得出各指标的相关系数矩阵。试验数据采用SPSS 19.0软件和隶属函数法综合各项指标进行抗寒性综合评价。所使用的主要公式如下:

X(μ)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中:X为某指标的平均测定值;Xmin表示该指标的最小值;Xmax表示该指标的最大值。将在各施肥条件下不同评价指标的隶属函数值进行相加，求得的平均值即为对低温胁迫下‘云南藜蒿’抗寒性的综合评价指数[9]。

2结果与分析

2.1不同施肥处理下‘云南藜蒿’叶片各生理生化指标的相关分析

不同施肥处理下藜蒿叶片各生理生化指标的相关分析结果(表3)表明，质膜透性与可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、POD和SOD活性显著负相关，与MDA含量显著正相关。可溶性糖含量与可溶性蛋白含量和脯氨酸含量极显著正相关，与MDA含量显著负相关。可溶性蛋白含量与MDA含量极显著负相关，与SOD活性极显著正相关。脯氨酸含量与MDA含量显著负相关，与SOD活性极显著正相关。MDA含量与POD和SOD活性显著负相关。

表3　不同施肥处理下藜蒿叶片抗寒指标的相关性分析

注：* 表示处理在P<0.05水平上相关显著；** 表示处理在P<0.01水平上相关显著。

2.2各生理指标R型聚类分析

各生理指标R型聚类分析结果(图1)表明，可将所测的7种抗性生理指标分为3类。第一类包含电导率和丙二醛2个指标，说明植物在低温逆境条件下，电导率的升高和膜脂的过氧化作用增强可以降低植物叶片细胞膜所受伤害[10，11]；第二类包含POD和SOD活性2个指标，说明在低温胁迫过程中，POD和SOD活性的升高可以使氧化分解产生的自由基保持在较低的水平，使膜系统避免遭受伤害，继而提高了植物的抗寒性[12，13]；第三类包含可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质3个指标，说明在低温胁迫过程中，植物自身将通过积累糖物质[14]、增加脯氨酸含量[15]和增加蛋白质含量来降低冰点[16]，从而提高植物抗寒性。

1.过氧化物酶活性；2.超氧化物歧化酶活性；3.电导率；4.可溶性蛋白质含量；5.可溶性糖含量；6.丙二醛含量；7.脯氨酸含量图1　低温胁迫对藜蒿叶片抗寒指标R型聚类分析

2.3不同施肥处理下对‘云南藜蒿’抗寒性的综合评价

隶属函数分析是一种在多指标基础上对材料进行综合评价的方法，可以避免单一指标的片面性，较为全面地评价藜蒿的抗寒性，使试验结果更加科学可靠[17]。对藜蒿抗寒性评价结果如表2所示，根据综合评价指数进行排序，M5得分最高，排在第1位，表明在6种施肥处理中M5最适宜低温胁迫条件下藜蒿叶片的生长，其次依次为M4、M3、M2、M1和CK。

表4　不同肥料处理下藜蒿抗寒性的综合评价

3讨论与结论

植物的抗性受多种因素影响,单用某一指标很难全面反映植物的抗寒性,也不利于揭示植物抗寒性的本质[18]。本试验中，在低温胁迫下，通过‘云南藜蒿’相关生理生化指标的测定，结合相关分析，可以得知藜蒿叶片的各个抗寒性指标之间都存在一定相关性，使得反映出来的信息发生了重叠。此外，各个单项指标的变化幅度的不一致性，也使得单用某一指标来评价藜蒿的抗寒性存在着片面性，因此需要结合多个指标来进行藜蒿的抗寒性综合评价。

隶属函数分析提供了在多指标测定的基础上对植物抗性进行综合评价的方法,更具科学性和可靠性。由于各指标不但有各自的单方面作用,更重要的具有多指标间的交互作用,只有对这些指标的交互作用深入综合分析,才能提高植物抗寒性鉴定的准确性,提高植物抗寒性评价的可靠性[19]。通过对6种施肥处理在低温胁迫条件下相应指标的测定,根据综合评价指数进行排序，M5得分最高，其次依次为M4、M3、M2、M1和CK，即本试验中最能提高藜蒿抗寒性的处理是每公顷施用9400kg生物有机肥料与无机养分配施。

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[收稿日期]2015-12-05

[基金项目]湖北省科技支撑计划项目(公益性科技研究类)(2014BBB009)；武汉花卉(菊花)工程技术研究中心项目(2013021005010466)。

[作者简介]张建(1992-)，男，硕士生，研究方向为植物生物化学。通信作者：蒋细旺，xiwangjiang@163.com。

[中图分类号]S63;Q949.783.5

[文献标识码]A

[文章编号]1673-1409(2016)15-0013-04

[引著格式]张建，蒋细旺.利用隶属函数法对不同施肥处理下藜蒿的抗寒性综合评价[J].长江大学学报(自科版) ，2016，13(15)：13～16.