1978—2007年三大棉區陸地棉品種特性比較分析

焦光婧 孫君靈 何守樸 楊曉東 余學科 杜雄明

摘 要：研究1978—2007年間中國長江流域、黃河流域和西北內陸三大棉區審定推廣的陸地棉品種遺傳性狀變化特點。以《中國棉花品種志（1978—2007）》及品種審定公告為數據源，利用SAS8.0統計軟件對839份陸地棉品種的14個主要農藝經濟性狀進行方差和變化規律分析。纖維長度、衣分、生育期、馬克隆值、單鈴重等性狀在不同棉區不同品種間差異小，穩定性好，枯黃萎病抗性、葉色和種植密度在各棉區品種間變化差異均很大。西北內陸棉區品種的枯、黃萎病抗性最好，長江流域棉區品種的枯、黃萎病抗性最差，種植密度大小表現為西北內陸棉區>黃河流域棉區>長江流域棉區，纖維比強度強弱表現為西北內陸棉區>長江流域棉區>黃河流域棉區，且相同棉區不同品種間變化差異較大；每公頃皮棉產量高低表現為西北內陸棉區>長江流域棉區>黃河流域棉區。西北內陸棉區特別是新疆棉區有利于發展優質棉，長江流域棉區應加強抗病品種的培育，生態環境差異較大的棉區之間不宜相互引種。

關鍵詞：陸地棉；性狀；棉區；品種

中圖分類號：S562 文獻標志碼：A 論文編號：2013-0620

0 引言

棉花優良品種是獲得棉花高產、優質、高效等性狀的內因和基礎，是實現棉花增產增收的先決條件[1]。中國棉花品種的選育是在20世紀40年代推廣國外陸地棉品種的同時逐步發展起來的。《中國棉花品種志》是記錄中國各個歷史時期棉花品種的專著，1981年出版了第一冊，編入了1978年前中國正在生產上種植和曾經種植過的品種、國外引進的優良品種以及可供利用的品種和種質資源[2]。20世紀改革開放后（1978—2007），中國棉花品種的選育取得了舉世矚目的成績，育成并通過國家和省審定的品種869個，這些品種的抗病性、纖維品質、抗蟲性都有了顯著的提高。《中國棉花品種志（1978—2007）》全面介紹了1978—2007年期間中國主產棉省、市、自治區審定的品種和重要種質[3]。

在品種選育過程中，隨著自然、經濟、綜合栽培管理等因素變化，選擇棉株各種農藝、經濟等性狀標準也在改變。有利性狀不斷強化；不利性狀逐步改良，各種性狀會呈現一定的變化趨勢。研究這種變化規律，對棉花育種目標的制定、親本選配和后代選擇以及提高中國棉花品種的產量和品質都具有重要意義。目前針對中國陸地棉品種遺傳性狀方面的研究報道甚多，崔瑞敏等[4]以黃河流域棉花品種區域試驗結果為數據源，分析了1999年設立轉基因抗蟲棉試驗以來先后參試的21個春播常規品種和42個雜交種的主要性狀參數分布、不同年度參試品種的變化趨勢以及常規品種與雜交種主要性狀的差異，得出結果：子棉總產量、株高、黃萎病指分布廣泛，鈴重、子指、霜前花率、果枝始節、果枝數變幅較小，80%以上的品種上半部平均長度、比強度、麥克隆值符合中絨棉育種目標；纖維比強度、黃萎病指是品種達標的制約因子。唐中杰等[5]以1978—2007年河南省審定的87個棉花品種區試數據為材料，研究了河南省棉花品種產量和產量性狀（單株鈴數、鈴重和衣分）遺傳改良的成效，結果說明河南省棉花品種產量性狀改良成效顯著，通徑分析結果表明，3個產量性狀對皮棉產量的貢獻大小依次是株鈴數>衣分>鈴重。姜保功等[6]以不同歷史時期的10個代表性棉花品種的2年5點試驗和1973—1996年棉花品種區域試驗的歷史資料，研究中國黃淮棉區自50年代以來棉花品種農藝性狀、抗病性和穩定性的遺傳改良效果，得出建國40多年來，該棉區棉花早熟性和抗病性育種取得顯著進展，棉花品種的穩定性也有了一定程度的改善。唐淑榮等[7]對1998—2011年中國大田生產棉花纖維樣品的品質數據分析，比較了黃河、長江、西北內陸三大流域棉區纖維各指標之間纖維品質的差異，得出西北內陸棉區近幾年纖維品質逐步好于黃河和長江流域棉區。上述以不同材料和方法研究報道了中國部分陸地棉品種的遺傳性狀變化特點以及在棉花遺傳性狀改良方面取得的進展。但目前跨地域跨年代系統地分析研究棉花品種的農藝、產量、纖維品質、抗枯黃萎病等性狀變化的報道尚少。本研究依據《中國棉花品種志（1978—2007）》及品種審定公告[8]，建立了839份覆蓋長江、黃河和西北內陸三大棉區的陸地棉品種數據庫，并對839份品種遺傳性狀生育期、株高、葉色、第一果枝節位、鈴形、鈴重、衣分、皮棉產量、纖維長度、比強度、馬克隆值、黃萎病抗性、枯萎病抗性和種植密度進行分析，探討中國近30年來不同棉區棉花品種特性變化特點，旨為中國棉花育種、栽培、引種等方面的科學研究提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料整理

近30年來，棉花纖維品質測試標準在不斷更新，由傳統的國標體系、ICC標準到目前正在使用的HVICC標準，為便于在統一標準下進行客觀正確分析，對纖維品質的長度、強度和細度三項主要指標進行統一。不同纖維強度單位換算關系如下：1 g/tex= 0.98 cN/tex，在不同標準下測出的比強度值用經驗系數來換算：ICC標準值×1.4=HVICC標準值，單纖維強力與HVI比強度（g/tex）之間的換算公式為Y=-0.0042+0.3808X1+0.1034X2（其中：Y—單強；X1—馬克隆值；X2—HVI比強度（g/tex））。不同標準測出的纖維長度用經驗系數公式ICC標準值×1.02=HVICC標準值來換算。需要說明ICC標準值和HVICC標準值二者不存在線性關系，只為方便數據對比。馬克隆值是細度與成熟度的綜合指標，同樣用經驗系數來換算：馬克隆值=25400/細度。上述纖維品質換算方法由農業部棉花品質測試中心提供。

按照《棉花種質資源描述規范和數據標準》[9]，將文字描述的鈴形、葉色和枯、黃萎病抗性4個性狀進行歸類整理，鈴形分為圓錐、長卵圓、卵圓、圓4類，分別用數字4、3、2、1表示。葉色分為淺綠、綠、深綠、淺紅4類，分別用數字1、2、3、4表示。枯萎病抗性分5級免疫（I）、高抗（HR）、抗（R）、耐（T）、感（S），分別以數字5、4、3、2、1表示。黃萎病抗性分4級高抗（HR）、抗（R）、耐（T）、感（S），分別以數字4、3、2、1表示。

1.2 統計分析

采用SAS8.0版統計軟件進行多元方差分析，主要包括14個性狀的平均值、標準差、變異系數，用 Excel文件對品種性狀數據進行柱狀圖分析。

2 結果與分析

2.1 三大棉區品種主要性狀比較

2.1.1 主要農藝性狀 對三大棉區839份陸地棉品種的生育期、株高、葉色、第一果枝節位和鈴形等性狀進行分析（圖1）。從圖1可看出，各性狀在不同棉區之間都存在一定的差異，其中生育期、葉色和鈴形3個性狀在三大棉區變化差異不明顯，株高和第一果枝節位變化幅度較大。株高性狀明顯表現為長江流域棉區>黃河流域棉區>西北內陸棉區，第一果枝節位性狀在黃河流域棉區和長江流域棉區差異不明顯，但明顯高于西北內陸棉區。

2.1.2 主要產量性狀 對三大棉區839份陸地棉品種的鈴重、衣分、密度和皮棉產量進行分析（圖2）。由圖2可見，單鈴重在三大棉區相差較小，最大差額為0.31 g，衣分表現為長江流域棉區>黃河流域棉區>西北內陸棉區，最大相差1.78%，皮棉產量有明顯差異，西北內陸棉區表現最高，達1660.70 kg/hm2，黃河流域棉區最低，只有1289.78 kg/hm2，密度在三大棉區變化差異很大，西北內陸棉區>黃河流域棉區>長江流域棉區，西北內陸棉區種植密度平均為17.06萬株/hm2，長江流域棉區密度最小值為3.66萬株/hm2，黃河流域棉區為5.81萬株/hm2。結果表明，西北內陸棉區的棉花皮棉產量水平普遍偏高，密度大，單鈴重略大，但衣分偏低，黃河流域棉區的皮棉產量、衣分相對偏低，鈴重偏小，而長江流域棉區的棉花衣分高，密度小。

2.1.3 纖維品質主要性狀 三大棉區纖維品質特性表現見圖3。圖3表明，纖維長度在不同棉區的表現：西北內陸棉區（30.3 mm）>長江流域棉區（30.2 mm）>黃河流域棉區（29.8 mm），差異不明顯，變幅為0.44 mm，比強度表現為：西北內陸棉區（27.83 cN/tex）>長江流域棉區（27.78 cN/tex）>黃河流域棉區（27.07 cN/tex），變幅為0.76 cN/tex，變化差異略明顯，馬克隆值表現西北內陸棉區（4.0）優于黃河流域棉區（4.5），而黃河流域棉區又優于長江流域棉區（4.7）。三大棉區的纖維品質總體比較，黃河流域棉區的棉花纖維相對較短、強度較小，長江流域棉區的棉花纖維較長，強度較大，而纖維較粗，西北內陸棉區與其他2個棉區相比棉花纖維長，強度大，馬克隆值較細，長強細搭配較合理，有利于發展優質棉。

2.1.4 抗枯黃萎病性狀 三大棉區的枯黃萎病抗性從圖4可看出，西北內陸棉區棉花品種的抗病性最好，黃河流域棉區次之，長江流域棉區較差，從抗病代號平均值可知，西北內陸和黃河流域棉區的品種對黃萎病達耐病水平，對枯萎病達到抗病水平，長江流域棉區的品種處于感黃萎病水平和耐枯萎病水平。說明不同棉區棉花品種抗枯、黃萎病性的差異，可能與當地的環境、氣候條件和土壤狀況等因素造成該棉區的新品種選育有關。

2.2 主要性狀變異情況

通過對三大棉區的性狀數據進行分析，得出三大棉區各性狀變異系數變化情況。從圖5可見，同一性狀在不同棉區變異系數差別不一樣，生育期、鈴重、衣分、纖維長度和馬克隆值，在三大棉區品種間變化差異較小，變異系數均小于或接近10%；株高、第一果枝節位、鈴形、皮棉產量和比強度5個性狀品種間存在一定的差異，變異系數介于10%～25%；而葉色、枯萎病抗性、黃萎病抗性和種植密度等4個性狀在三大棉區品種間變異較大，除種植密度在西北內陸棉區的變異系數為22.78%，4個性狀在三大棉區的其他變異系數均超過或接近30%。

3個棉區中，在西北內陸棉區的鈴形、鈴重、衣分、皮棉產量、纖維長度、馬克隆值和黃萎病等性狀變異系數明顯高于其他2個棉區，而其種植密度明顯低于另兩大棉區。說明西北內陸棉區推廣種植的新品種在產量和纖維品質改良方面的變幅大于長江和黃河流域棉區，這主要可能是其棉區（特別是新疆棉區）的生態環境和棉花生產受到重視，長江和黃河流域棉區的優異新品種也進入其棉區所致。

3 結論與討論

棉花品種在不同棉區品種間綜合性狀存在一定差異。生育期、鈴重、衣分、纖維長度、馬克隆值5個性狀在不同棉區不同品種間差異小，穩定性好。葉色、枯黃萎病抗性、種植密度和皮棉產量等性狀各棉區品種間變化差異很大，穩定性差；特別是西北內陸棉區育成的品種在葉色、鈴形、皮棉產量、枯黃萎病抗性等性狀方面變化差異更大。綜合各性狀在三大棉區的表現，其中長江流域棉區品種的株高和衣分最高、種植密度最小、鈴重偏小、抗枯黃萎病性能較差；黃河流域棉區品種的第一果節最高、株高和鈴重適中、皮棉產量和衣分較低；西北內陸棉區品種的鈴重、皮棉產量和種植密度最高，纖維品質和抗病性能好，該棉區與其他2個棉區相比，纖維較長、比強度較大、馬克隆值較細，長強細比較合理，這說明西北內陸棉區特別是新疆有利于發展優質棉。另外長江流域棉區的品種抗枯黃萎病性能較差，應加強抗病品種的培育。

三大棉區生態條件不同，育成審定品種不同，栽培技術也有很大差別。不同生態環境引種時，應預先考慮各個性狀表現的地區差異，使種子到達引入地后仍能符合生產或研究的需要。生態環境差異很大的棉區，品種性狀表現必然十分懸殊，此種情況下一般不宜相互引種。鑒于這些性狀在不同棉區表現的差異，在確定育種目標和良種繁育選擇標準時，不同棉區都應有相應的差別[10]。在耕作栽培措施上應針對各地區生態特點，采取不同的耕作栽培措施，以人工生態環境來改變或彌補自然生態環境的不足[11]。跨區引種后，這些性狀所表現的一定范圍內數值的增減，并不能表明這是發生了遺傳性變異或種子退化，而系生態環境的改變所致。所以使棉花各項經濟性狀按生產要求充分而均衡地發展，使之達到高產優質的要求。

棉花品種的生育期、株高、鈴重、衣分、皮棉產量、密度、纖維長度、比強度、馬克隆值、枯、黃萎病抗性等14個性狀在不同棉區表現不同，有棉花本身的生育、生態、生理的變化而引起，還包括自然生態環境、人工生態環境等外在因素影響[12-15]。本研究內容涉及的地域范圍廣、時間跨度大，棉花品種特性的變化差異結果，也受到自然生態環境、人工生態環境等各種因素的影響，會對研究結果產生偏差，但是基于研究的品種性狀數據多，研究群體足夠大，對研究結果能夠減少誤差，可達到研究結論正確的目的。

參考文獻

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