利用灰色关联度分析筛选朝天椒适宜的植物抗旱剂

摘    要：为提高朝天椒生长的抗旱能力，筛选出适合朝天椒的抗旱剂及其最佳施用浓度。选择不同浓度的富里酸、多效唑和烯效唑3种抗旱剂，分别采用叶面喷洒方式，设置了土壤含水量正常组、干旱组以及抗旱剂处理的干旱组，共11组。检测了朝天椒17项生理生长指标，采用灰色关联度法进行综合分析。与干旱组比较，使用不同浓度的3种抗旱剂，不同程度地提高了朝天椒的抗旱能力。与正常组比较，朝天椒12个生理指标和5个生长指标的关联度序值（综合分析）大小不同，但综合分析表明，300 mg·L-1富里酸组（R4）抗旱功能最好，其次为24 mg·L-1烯效唑组（R10），再次为24 mg·L-1多效唑组（R7），达到甚至超过正常组的生理机能。灰色关联分析法具有信息损失小、计算简便、综合性强等优势，值得借鉴应用。

关键词：朝天椒;植物抗旱剂;灰色关联度分析法

中图分类号：S641.3 文献标识码：A 文章编号：1673-2871（2022）02-072-06

Selection of suitable drought tolerance agents for Capsicum frutescens by grey correlation analysis

GUO Zhenfeng1， DONG Liping1， DU Ruiqing2

（1. Department of landscape architecture， Henan Forestry Vocational College， Luoyang 471002， Henan， China; 2. School of Life Science and Agricultural Engineering， Nanyang Normal University， Nanyang 473061， Henan， China）

Abstract： Different concentration of fulvic acid， paclobutrazol and uniconazole were sprayed on leaves for selecting suitable agent and optimal concentration for improving drought tolerance of Chaotian pepper （Capsicum frutescens var. conoides）. There were 11 groups including normal soil water， drought and drought treated with drought tolerance agent， for the experiment. Seventeen physiological growth indexes of Capsicum frutescens were assayed. The grey correlation method is used for comprehensive analysis. Compared with the drought group， the drought tolerance was improved by using different concentrations of three drought tolerance agents. Compared with the normal group， the order of correlation degree of 12 physiological indexes was R4 > R10 > R7 > R2 > R8 > R6 > R5 > R9 > R1 > R3. The order correlation degree of the five growth indexes was R4 > R10 > R7 > R3 > R9 > R6 > R2 > R8 > R5 > R1. The results showed that fulvic acid 300 mg·L-1 Group （R4） had the best drought tolerance， followed by uniconazole 24 mg·L-1 Group （R10）， paclobutrazol 24 mg·L-1 Group （R7）， the physiological function reached or even exceeded normal group. The grey correlation analysis method has the advantages of less information loss， simple calculation and strong comprehensiveness， especially suitable for the comprehensive analysis of multi-index and multi research object.

Key words： Capsicum frutescens var. conoides; Plant drought tolerance agent; Grey relational grade analysis

朝天椒（Capsicum frutescens var. conoides），辣椒变种，属茄科辣椒属多年生半木质性植物，常作一年生栽培。我国从泰国、韩国等国家引进朝天椒。尽管我国种植朝天椒起步晚，但是面积迅速扩大，目前已经成为河南省重要经济作物之一。河南省朝天椒种类多样，在全国保持着推广优势[1]。

抗旱剂是指施在土壤中或作物上以减少蒸发、蒸腾或增强自身抗旱性的一类化学物质的总称。抗旱剂能够使作物气孔开张、增加叶绿素含量、抑制蒸腾作用、提高根系活力、减缓土壤水分消耗，从而增强其抗旱能力，使其在干旱条件下保持正常的生长发育，并且相对提高作物的产量[2]。朝天椒是喜温作物，根系一般分布在浅土层，耐旱性较差。目前河南种植范围比较广泛，主要分布在商丘、安阳、洛阳、三门峡、南阳等地，面积达13万hm2[3]。如今由于温室效应、全球气候变暖的加剧、干旱范围在不断的扩大[4]，河南较多地方也经常遭受干旱。因此，干旱成为影响朝天椒产量和品质的主要限制因素之一。研究朝天椒抗旱性以及植物抗旱剂对其的影响，筛选出较好的抗旱剂，具有重要的现实意义。

灰色关联度分析法（Grey relational grade analysis，GRA）是一种重要统计分析方法，可对参试对象的主要性状进行综合描述和量化评估，能够克服单一性状两两比较的局限性，可较全面地评价参试对象的优劣，因而应用在不同植物中[5-7]。

目前有关朝天椒抗旱性研究的文献报道较少[8]，而且多为单一指标的逐一分析，缺少多指标的综合性，所以笔者以土壤正常含水量栽培的朝天椒各项指标为标准参考系，利用改进的灰色关联度分析法进行综合分析，旨在研究朝天椒的抗旱性及抗旱剂对其的影响，为朝天椒种植、学术研究提供科学的参考。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

试验于2019年4—8月在南阳师范学院实验室及大棚内进行。

试验材料为朝天椒（洛研9号），种子由洛阳市种子公司提供。朝天椒种子精选后，经浸泡、消毒播种在含有锯末培养基的生长盘中。将生长盘置于人工气候箱中，于20～25 ℃温度条件下，暗培养催芽萌发，2周后进行光培养，光照时间12 h·d-1，光照度360 μmol·m-2·s-1。培养至5叶1心或6叶1心时开始移栽。选择大小一致，生长健壮的5叶1心或6叶1心辣椒幼苗进行移栽。盆栽容器为聚乙烯塑料营养钵（高18 cm，内径18 cm），每钵移栽3株苗。每个营养钵内盛放自然风干后的营养土（壤土，取自于麦田）5 kg，盆底铺2 cm厚的粗粒基质（V菜园土∶V炉渣=3∶1）。基础肥料选用尿素（N，46%）、过磷酸钙（P2O5，18%）、硫酸钾（K2O，50%），按照N、P、K质量比10∶10∶10，每钵施用5.0 g。移栽前营养土充分吸水，移栽后于温室内缓苗培养3周，然后开始进行抗旱剂处理[9-10]。

1.2 试验设计

试验分组：土壤含水量正常组（营养钵内营养土相对含水量稳定到70%～80%）（组别0号），干旱组（营养钵内营养土相对含水量稳定到35%～45%，组别1号），富里酸组（营养钵内营养土相对含水量稳定到35%～45%）浓度设置3个水平（组别依次为2、3、4号），多效唑组（营养钵内营养土相对含水量稳定到35%～45%）浓度设置3个水平（组别依次为5、6、7号），烯效唑组（营养钵内营养土相对含水量稳定到35%～45%）浓度设置3个水平（组别依次为8、9、10号），共有11个处理。每天下午5：00称取土壤质量，并及时补充当天土壤失去的水分，保持土壤相对含水量控制在规定范围内。每个处理5盆（即5次重复），共计55盆，置于透明的防雨棚中。

1.3 抗旱剂的使用

根据常规用量，将富里酸抗旱剂分别配制成100、200、300 mg·L-1水溶液，喷洒叶面;将多效唑抗旱剂分别配制成8、16、24 mg·L-1水溶液，喷洒叶面。将烯效唑抗旱剂分别配制成8、16、24 mg·L-1水溶液，喷洒叶面。

叶面喷施：用喷雾器将抗旱剂喷洒于幼苗叶正面，喷洒时，喷头面平行于叶水平面6 cm，喷头正对心叶，用力均匀。每棵苗每次喷洒3下，每天于早晚各喷洒1次，每周连续喷洒2 d，连续喷洒2周。

1.4 指标测定

1.4.1    土壤自然含水量测定    土壤自然含水量采用烘干法测定[11-13]。

1.4.2    生理指标测定    相对电导率用DDS-307电导率仪测定[11]。叶绿素含量采用浸提法测定[14]。净光合速率用英国PP systems 公司生产的TPS-1便携式光合仪（人工光源，大气CO2，光照度350～400 μmol·m-2·s-1））测定，每天上午10：00左右进行，每处理重复测定5次，取其平均值。脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法测定[14]。CAT活性采用高锰酸滴定法测定[15-16]。POD活性采用愈创木酚法测定[15-16]。SOD活性采用淡蓝四唑光还原法测定[15-16]。MDA含量采用硫代巴比妥酸法测定[15-16]。可溶性糖含量采用硫代巴比妥酸法测定[16]。可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250比色法测定[17]。

1.4.3    产量指标测定    在朝天椒果实最终收获期（幼苗移栽后15周），采摘全部朝天椒果实，带回实验室，测定单株果数、单果质量、单株鲜果质量、单株茎叶质量、单株生物质量。

1.5 改进的灰色关联度分析法

在系统发展过程中，若两个因素变化的趋势具有一致性，即同步变化程度较高，即可谓二者关联程度较高;反之，则较低。灰色关联分析方法，就是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度，亦即“灰色关联度”，作为衡量因素间关联程度的一种方法。具体原理及方法（结合本试验加以论述）如下：

（1）建立正常组各项指标观察值数据矩阵，作为比较的标准系统。

（2）建立被比较观察组及观察指标组成的目标数据矩阵。

标数，n表示观察组数。                                 公式[2]