CN110969369A - 一种磷素高效利用小麦品种的筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷素高效利用小麦品种的筛选方法，包括以下几个步骤：(1)评价项目和指标的筛选；(2)确定各评价项目和指标的权重；(3)评价指标的参数标准化；(4)综合评价；将综合评价结果分为三个等级：F≥0.6，磷高效利用的小麦品种，I级；0.3≤F＜0.6，磷中效利用小麦品种，II级；F＜0.3，磷低效利用小麦品种，III级；从而筛选出磷素高效利用小麦品种，本发明筛选方法能更加真实客观地筛选出磷素高效利用小麦品种，为小麦的种植提供科学指导，且筛选方法操作简便，可操作性强，具有可重复性，极大地提高了磷高效小麦品种的筛选效率，筛选结果准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及小麦种植技术领域，尤其涉及一种磷素高效利用小麦品种的筛选方法。
背景技术
小麦是世界三大粮食作物之一，供养着世界30％～45％的人口。磷(P)是小麦生长发育必需的三大营养元素之一，参与光合作用、酶促反应、糖代谢等一系列生理生化过程。然而磷在土壤中的移动性差且易被土壤吸附固定转化为非活性磷，向根系扩散的能力较低而导致磷肥的利用率低。在我国有三分之二土地有效磷的含量偏低，增施磷肥已成为农民提高作物产量的重要手段，生产上为了追求作物高产而盲目的施入大量磷肥，这不但会造成磷素在土壤中大量累积,作物对磷素的奢侈吸收，同时也会加剧农田环境污染。磷肥的来源是磷矿石其属于不可再生资源预测100～300年会枯竭，因此磷肥的过量投入会造成磷矿石资源的大量浪费。
判别出磷素高效小麦品种，需要有科学依据、简单易行的评价指标和评价方法，目前为止国内外没有形成统一的方法判别某种小麦品种是否属于磷高效利用品种。研究表明不同小麦品种之间对磷素的利用差异较大，因此筛选出磷高效利用，耐低磷的小麦品种不但可以减少磷肥的使用，改善土地质量，而且对于提高磷素资源利用率以及农业的发展具有重要意义。
目前筛选出磷高效小麦品种的普遍方法为种植多个品种的小麦，然后通过比较多个相关生理指标进而确定其中一个品种为磷高效品种。此类方法虽然能够找到某一磷高效品种但是筛选效率较低，且实验室条件与大田相差较大不能够客观的进行判断。同时，目前针对磷高效小麦品种评价方法的研究甚少，为此，我们提出一种磷素高效利用小麦品种的评价方法。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种磷素高效利用小麦品种的筛选方法，能够通过建立项目级和指标级进行评价，在个级别上属于不同的权重，更科学地表达每个指标的真实作用，能更加真实客观地筛选出磷素高效利用小麦品种，为小麦的种植提供科学指导，且筛选方法操作简便，可操作性强，具有可重复性，极大地提高了磷高效小麦品种的筛选效率，筛选结果准确度高。
本发明采用的技术方案如下：
为实现上述目的，本发明提供一种磷素高效利用小麦品种的评价方法，包括以下几个步骤：
(1)评价项目和指标的筛选
选取小麦产量、磷肥利用率、磷肥农学效率作为评价项目，小麦产量包含的评价指标有正常施肥小麦产量、减少磷肥20％的产量降低率和磷收获指数，磷肥利用率包含的评价指标有每生产100kg籽粒需磷量和磷肥利用率，磷肥农学效率包含的评价指标有磷肥农学效率和磷肥偏生产力；
品种的籽粒产量表现是筛选品种的首要评价指标，是其他一切评价指标的根本。磷收获指数是籽粒磷积累量占植株总吸磷量的百分数，该指标可以筛选出产量和磷利用效率均较高的小麦品种。研究表明无论施磷与否，小麦磷肥增产率及磷利用效率等均存在明显品种差异，在低磷条件下尤为明显。且与磷低效小麦品种相比，磷高效小麦品种具有更强的吸收利用能力，相同处理下磷高效品种的干物质量和磷积累量均大于低效品种。一般认为，不同品种在同样的土壤条件下，最终成熟期籽粒含磷量较高的，叶片茎秆含磷量较低，认为该品种磷肥利用率高；
(2)确定各评价项目和指标的权重
采用专家打分法确定各评价项目和指标的权重。采用专家打分法确定各项目和指标的权重，其核心是充分发挥一组专家对问题的独立看法。然后归纳、反馈，逐步收缩、集中，最终得出评价与判断；
(3)评价指标的参数标准化
采用隶属度函数进行描述，利用隶属函数法对各个指标作出评估，计算综合隶属度；计算公式为：Dij＝(Bij-Bjmin)/(Bjmax-Bjmin)
式中：i表示某个品种；j表示某项评价指标；Dij表示第i品种第j评价指标的高效隶属函数值；Bij表示第i品种第j评价指标的测定值；Bjmin表示所有品种第j评价指标的最小值；Bjmax表示所有品种第j评价指标最大值；
(4)综合评价
磷效率综合评价公式为：F＝[∑(Dij×Wj)]
式中：Dij表示各评价指标的隶属度，展现出各评价指标之间的差别，Wj表示各评价指标所占的权重，其大小体现出评价指标的重要性，F为磷效率综合评价值；
综合评价结果分为三个等级：当F≥0.6，磷高效利用的小麦品种，对磷不具有依赖性，I级；当0.3≤F＜0.6，磷中效利用小麦品种，适宜中等肥力的土壤，施用适宜的磷肥，II级；当F＜0.3，磷低效利用小麦品种，对磷素依赖性较高，对土壤要求严格，III级。
优选地，所述评价项目的权重分别为：小麦产量40％、磷肥利用率40％、磷肥农学效率20％。
优选地，所述评价指标的权重分别为：正常施肥小麦产量16％、减少磷肥20％的产量降低率16％、磷收获指数8％、每生产100kg籽粒需磷量16％、磷肥利用率24％、磷肥农学效率10％和磷肥偏生产力10％。
各评价项目和指标的权重总结如表1所示：
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明通过采用正常施磷肥产量、减磷肥20％的产量降低率、磷肥利用率、每生产100kg籽粒需磷量、磷肥农学效率、磷肥偏生产力、磷收获指数等7个关键评价指标，根据各个指标对磷高效利用的贡献程度，通过统计结果以及大数据统计，确定权重大小，建立项目级和指标级，在个级别上属于不同的权重，更科学地表达每个指标的真实作用，能更加真实客观地筛选出磷素高效利用小麦品种，为小麦的种植提供科学指导。
2.本发明方法在实际的生产中操作简便，可操作性强，具有可重复性，极大地提高了磷高效小麦品种的筛选效率，筛选结果准确度高。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1.试验材料
供试品种：郑麦113、周麦32、洛麦31、西农511、存麦8号、洛麦26、洛麦29、洛麦34共8个品种。
2.试验设计
试验设置在河南省现代农业研究开发基地潮土试验站土壤类型为潮土，1990年研究开始时基础土壤样品的养分情况为pH＝8.3，土壤有机质(SOM)＝10.1g·kg-1，土壤碱解氮(Alkali-hydrolysable Nitrogen)＝76.6mg·kg-1，有效磷(Olsen-P)＝6.5mg·kg-1，有效钾(Exchangeable K)＝74.5mg·kg-1，土壤全氮(Total N)＝0.65g·kg-1，土壤全磷(Total P)＝0.64g·kg-1，土壤全钾(Total K)＝16.9g·kg-1。
(1)大田种植：设置三个施肥处理NPK(正常施肥)、减少磷肥20％(在正常施肥的基础上只减少磷肥用量)、NK(空白对照)。采用裂区试验设计，以肥料为主区，供试品种为副区，分别在三种施肥处理小区种植供试品种。
(2)每个品种分别测出产量，植株吸磷量，磷收获指数，磷利用率，磷农学效率，每100kg籽粒需磷量，磷偏生产力等指标。计算每个品种指标(各品种评价指标结果见表2)，综合比较指标综合值大小。
3.测定指标与方法
小麦产量：每小区于成熟期取1m2代表样段，人工收割脱粒，自然晒干称重，计算每亩籽粒产量，并将成熟期样品分为籽粒和秸秆两部分，置于105℃杀青30min，80℃烘至恒质量，测定其干物质量，从而获得成熟期干物质积累量。取烘干样，粉碎后用钒钼黄比色法测定成熟期籽粒和秸秆全磷含量。
各指标计算公式如下：
植株吸磷量(kg/亩)＝秸秆生物量×秸秆磷浓度+籽粒产量×籽粒磷浓度
磷收获指数＝籽粒磷积累量/成熟期植株吸磷量
磷肥利用率＝(施磷区作物吸磷量-不施磷区作物吸磷量)/施磷量×100％；
磷肥农学效率(kg/kg)＝(施磷区产量-不施磷区产量)/施磷量
磷肥偏生产力(kg/kg)＝施磷肥区产量/施磷量
每100kg小麦籽粒需磷量(kg)＝植株吸磷量/产量×100
磷肥农学效率(kg/kg)＝(施磷区产量-不施磷区产量)/施磷量
表2、实施例1中8个小麦品种磷高效质量评价结果
根据评价结果筛选出郑麦113和洛麦34两个品种的小麦，经过多年的大田种植不断验证，发现郑麦113和洛麦34两个品种的小麦产量较高，实际磷肥利用率较高，本发明筛选方法的评价结果准确。
实施例2
1.试验材料
供试品种：中育1211、偃高58、西农979、许科168、中麦895、新麦30、周麦30共7个品种。
2.试验设计
试验设置在河南省现代农业研究开发基地潮土试验站土壤类型为潮土，1990年研究开始时基础土壤样品的养分情况为pH＝8.3，土壤有机质(SOM)为10.1g·kg-1，土壤碱解氮含量76.6mg·kg-1，有效磷(Olsen-P)＝6.5mg·kg-1，有效钾含量74.5mg·kg-1，土壤全氮含量0.65g·kg-1，土壤全磷含量0.64g·kg-1，土壤全钾含量16.9g·kg-1。
(1)大田种植：设置三个施肥处理NPK(正常施肥)、减少磷肥20％(在正常施肥的基础上只减少磷肥用量)、NK(空白对照)。采用裂区试验设计,以肥料为主区,供试品种为副区，分别在三种施肥处理小区种植供试品种。
(2)每个品种分别测出产量，植株吸磷量，磷收获指数，磷利用率，磷农学效率，每100kg籽粒需磷量，磷偏生产力等指标。计算每个品种指标(各品种评价指标结果见表3)，综合比较指标综合值大小。
3.测定指标与方法
小麦产量：每小区于成熟期取1m2代表样段，人工收割脱粒，自然晒干称重，计算每亩籽粒产量，将成熟期样品分为籽粒和秸秆两部分，置于105℃杀青30min，80℃烘至恒质量，测定其干物质量，从而获得成熟期干物质积累量。取烘干样，粉碎后用钒钼黄比色法测定成熟期籽粒和秸秆全磷含量。
各指标计算公式如下：
植株吸磷量(kg/亩)＝秸秆生物量×秸秆磷浓度+籽粒产量×籽粒磷浓度
磷收获指数＝籽粒磷积累量/成熟期植株吸磷量
磷肥利用率＝(施磷区作物吸磷量-不施磷区作物吸磷量)/施磷量×100％；
磷肥农学效率(kg/kg)＝(施磷区产量-不施磷区产量)/施磷量
磷肥偏生产力(kg/kg)＝施磷肥区产量/施磷量
每100kg小麦籽粒需磷量(kg)＝植株吸磷量/产量×100
磷肥农学效率(kg/kg)＝(施磷区产量-不施磷区产量)/施磷量
表3、实施例2中7个小麦品种磷高效质量评价结果
根据评价结果筛选出许科168和中麦895两个品种的小麦，经过多年的大田种植不断验证，发现许科168和中麦895两个品种的小麦产量较高，实际磷肥利用率较高，本发明筛选方法的评价结果准确。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (3)
1.一种磷素高效利用小麦品种的筛选方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1)评价项目和指标的筛选
选取小麦产量、磷肥利用率、磷肥农学效率作为评价项目，小麦产量包含的评价指标有正常施肥小麦产量、减少磷肥20％的产量降低率和磷收获指数，磷肥利用率包含的评价指标有每生产100kg籽粒需磷量和磷肥利用率，磷肥农学效率包含的评价指标有磷肥农学效率和磷肥偏生产力；
(2)确定各评价项目和指标的权重
采用专家打分法确定各评价项目和指标的权重；
(3)评价指标的参数标准化
采用隶属度函数进行描述，利用隶属函数法对各个指标作出评估，计算综合隶属度；计算公式为：Dij＝(Bij-Bjmin)/(Bjmax-Bjmin)
式中：i表示某个品种；j表示某项评价指标；Dij表示第i品种第j评价指标的高效隶属函数值；Bij表示第i品种第j评价指标的测定值；Bjmin表示所有品种第j评价指标的最小值；Bjmax表示所有品种第j评价指标最大值；
(4)综合评价
磷效率综合评价公式为：F＝[∑(Dij×Wj)]
式中：Dij表示各评价指标的隶属度，Wj表示各评价指标所占的权重，F为磷效率综合评价值；
综合评价结果分为三个等级：F≥0.6，磷高效利用的小麦品种，I级；0.3≤F＜0.6，磷中效利用小麦品种，II级；F＜0.3，磷低效利用小麦品种，III级。
2.根据权利要求1所述的一种磷素高效利用小麦品种的筛选方法，其特征在于，所述评价项目的权重分别为：小麦产量40％、磷肥利用率40％、磷肥农学效率20％。
3.根据权利要求1所述的一种磷素高效利用小麦品种的筛选方法，其特征在于，所述评价指标的权重分别为：正常施肥小麦产量16％、减少磷肥20％的产量降低率16％、磷收获指数8％、每生产100kg籽粒需磷量16％、磷肥利用率24％、磷肥农学效率10％和磷肥偏生产力10％。
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| CN103120083A (zh) * | 2011-11-18 | 2013-05-29 | 上海市农业科学院 | 高温胁迫下筛选不同甜瓜品种耐热性的鉴定方法 |
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2019
- 2019-12-19 CN CN201911315193.9A patent/CN110969369A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2218748C2 (ru) * | 2001-06-20 | 2003-12-20 | Горский государственный аграрный университет | Способ оценки сортов озимой пшеницы на отзывчивость к удобрениям |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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