一批棉花品系農藝性狀與產量的相關和通徑分析

楚宗艷 趙鵬飛 杜玉倍 李紹偉 吳超

摘要：對28個棉花新品系的10個農藝性狀進行評價，并對主要農藝性狀與皮棉產量進行相關和通徑分析。結果表明，衣分、單株鈴數、株高與皮棉產量的相關性達極顯著水平，相關系數分別為0.59、0.57和0.53，果枝數與皮棉產量顯著相關，相關系數為0.46。通徑分析表明，衣分、籽指、單鈴重和株高4個性狀對皮棉產量的影響較大。結合回歸方程，確定單鈴重和衣分為影響皮棉產量的主要因素，可作為棉花新品系高產育種的重要指標。

關鍵詞：棉花；農藝性狀；產量；相關分析；通徑分析

中圖分類號： S562.037 文獻標識碼： A 文章編號：2095-3143（2016）03-0022-06

Abstract： 10 agronomic traits of 28 new cotton lines were evaluated， and the correlation and path analysis for the main agronomic traits and lint yield were acted as well. The results indicated that the correlation between lint yield and lint percentage， bolls per plant，plant height reached extremely significant level， the correlation coefficients were 0.59， 0.57 and 0.53 respectively； the correlation between fruit branche numbers and lint yield were significant， the correlation coefficient was 0.46. According to the path analysis， lint yield was affected largely by lint percentage， seed index， boll weight and plant height. Combined with the regression equation， boll weight and lint percentage were the main factors affecting the lint yield， and they could be taken as the important indexes for high-yield breeding of new cotton lines.

Key words： Cotton； Agronomic traits； Yield； Correlation analysis； Path analysis

0 引言

棉花是全球重要的經濟作物，獲得高的皮棉產量是培育棉花品種的重要指標之一[1]。產量性狀是受微效多基因控制的數量性狀，易受環境因素的影響，并且各性狀之間彼此關聯，當某一個性狀改變時必然導致其他性狀的變化。因此，研究各農藝性狀與產量間的相關性，對降低棉花新品種選育的盲目性和提高育種效率具有重要作用。皮棉產量的提高取決于產量構成因素的優化組合，前人已經對棉花各產量構成因素與產量之間的關系進行了大量研究[2-8]。但棉花的產量性狀受基因型和環境因素共同控制，對棉花重要數量性狀間關系的研究結果常因供試材料、試驗地點和試驗年份的不同而不盡相同[8-9]。大多數研究者認為以增加產量為目的的育種方案中，重點在于提高單株鈴數，增加單鈴重和衣分[10-11]。但也有人認為應以提高衣分和增加單鈴重為目標[2，6，12-13]。因此，作者針對以上問題，以2015年開封市農林科學研究院棉花新品系比較試驗的27個品系及對照品種（魯棉研28）為研究對象，對新品系主要農藝性狀與皮棉產量進行相關分析，旨在為棉花新品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料28份，其中自育棉花新品系27個（用KM+數字表示品系編碼），對照品種為魯棉研28（CK）。

1.2 試驗方法

試驗安排在位于河南省開封市新區杏花營鎮的開封市農林科學研究院棉花試驗田，采用隨機區組試驗設計，3次重復，4行區，行長6.0 m，行距1.0 m，小區面積24 m2，密度4.0萬株/hm2。試驗田四周設保護行，田間管理同大田生產管理水平。棉花生長期調查各品種（系）的生育時期。9月15日前后，每小區選有代表性的植株10株，調查農藝性狀，包括株高（x1）、始果枝著生節位（x2）、果枝數（x3）、單株鈴數（x4），吐絮盛期每小區收50個棉鈴考種測單鈴重（x5）、衣分（x6）、籽指（x7），其皮棉樣品由農業部棉花品質監督檢驗測試中心（河南安陽）測定纖維品質指標，包括纖維長度（x8）、比強度（x9）、馬克隆值（x10）。統計各小區實際收獲的籽棉產量，并計算皮棉產量（y）。

1.3數據分析

利用DPS 6.55統計軟件對各性狀平均值進行相關顯著性測驗及通徑分析。

2 結果與分析

2.1 各性狀的表現值

從表1統計結果來看各性狀的表現值如下。

28份材料的株高（x1）差異較大，范圍在76.3～107.4 cm，平均值為92.4 cm。其中KM907品系植株最高，為107.4 cm，KM035品系植株最矮，為76.3 cm。

28份材料的始果枝節位（x2）范圍為5.6～6.6節，平均值為6.0節。KM022品系的始果枝節位最多，為6.6節，KM003、KM035及CK始果枝節位一樣且最少，為5.6節。

28份材料的果枝數（x3）范圍為9.6～11.9個，平均值為10.9個。KM009品系果枝數最多，為11.9個，KM015品系果枝數最少，為9.6個。

28份材料的單株鈴數（x4）范圍為10.0～18.2個，平均值為15.5個。KM827品系單株結鈴性最好，為18.2個，KM035品系單株結鈴性最差，為10.0個。

28份材料的單鈴重（x5）范圍為6.4～7.9 g，平均值為7.1 g。KM033品系單鈴重最重，為7.9 g，KM023品系單單鈴重最輕，為6.4 g。

28份材料的衣分（x6）差異較大，變化范圍為40.4%～45.8%，平均值為43.2%。KM907品系衣分最高，為45.8%，KM020和KM024品系衣分最低，為40.4%。

28份材料的籽指（x7）范圍為10.9～13.3 g，平均值為11.7 g。KM034品系籽指最大，為13.3 g， KM719、KM005、KM021、KM024等品系籽指相同且最小，為10.9 g。

28份材料的纖維長度（x8）范圍為26.7～31.4 mm，平均值為29.3 mm，KM020品系纖維最長，為31.4 mm，KM024品系纖維最短，為26.7 mm。

28份材料的比強度（x9）差異較大，變化范圍為24.3～34.5 cN/tex，平均值為29.7 cN/tex。KM015品系比強度最強，為34.5 cN/tex，KM024品系比強度最弱，為24.3 cN/tex。

28份材料的馬克隆值（x10）變化范圍在4.9～6.0，平均值為5.7，KM243、KM036品系馬克隆值為6.0，KM016品系馬克隆值為4.9。

28份材料的皮棉產量（y）差異較大，范圍為1168.31～2137.19 kg/hm2，平均值為1707.42 kg/hm2。KM019品系單產最高，為2137.19 kg/hm2，KM034品系單產最低，為1168.31 kg/hm2。

統計結果顯示，在同等栽培管理水平下，27個品系中皮棉產量超過CK的有14個，結合纖維檢測結果，其中8個品系綜合表現突出，分別是KM243、KM827、KM008、KM907、KM005、KM014、KM019、KM036，其中KM019（2137.19 kg/hm2）、KM907（2058.82 kg/hm2）、KM036（2016.84 kg/hm2）皮棉產量排在前3位，KM014品系纖維品質達到雙30（纖維長度≥30、比強度≥30）標準。

2.2 產量及其主要性狀的相關分析

對28個試驗材料進行農藝性狀與皮棉產量相關性分析表明（表2），皮棉產量與株高、單株鈴數、衣分呈極顯著正相關，皮棉產量與果枝數呈顯著正相關，相關程度為：衣分（0.59**）>單株鈴數（0.57**）>株高（0.53**）>果枝數（0.46*）；皮棉產量與纖維長度、馬克隆值呈不顯著正相關，皮棉產量與始果枝節位、單鈴重、籽指、比強度呈不顯著負相關。在各性狀間，株高與單株鈴數呈極顯著正相關，相關系數為0.54，株高與果枝數呈顯著正相關，果枝數與單株鈴數呈極顯著正相關，相關系數為0.55，這與育種實踐相符，即植株高大的品種一般果枝數和單株鈴數較多。單株鈴數與衣分、衣分與馬克隆值呈顯著正相關，單鈴重與籽指、纖維長度與比強度呈極顯著正相關，果枝數與比強度呈顯著負相關。根據此分析結果，可以在棉花大田選種過程中，初步以單株鈴數為主、輔助株高和果枝數進行選擇，在棉花生長期提前進行篩選，同時也可將以上性狀作為田間管理的一個有效評估指標，通過合理的肥水管理，在一定程度上提高棉花的單株鈴數、株高和果枝數，以求獲得棉花高產的目的。

2.3 通徑分析

通徑分析進一步研究10狀對皮棉產量的影響（表3）。衣分x6對皮棉產量貢獻最大P6→y=0.4329，即衣分每增加一個標準單位，皮棉產量則增加0.4329個單位，其次為株高，P1→y=0.2759，果枝、纖維長度、單株鈴數對皮棉產量貢獻就相對較小，分別為P3→y=0.1627、P8→y=0.1417和P4→y=0.0818。相關分析表明，單鈴重與皮棉產量（r=-0.07）呈負相關，而通徑分析表明，單鈴重對皮棉產量的直接貢獻為正值P5→y=0.2816，這是由于單鈴重通過籽指（r=0.61**）對皮棉產量的負向間接效應較大P5→7→y=-0.2411，從而掩蓋了單鈴重對皮棉產量的直接正向作用。籽指對皮棉產量的負向作用在性狀中最為明顯P7→y=-0.3966，相關分析表明，籽指與皮棉產量（r=-0.21）呈不顯著負相關，而籽指通過單鈴重（r=0.61**）對皮棉產量的間接作用是正的，為P7→5→y=0.1712。說明單鈴重和籽指通過彼此影響對皮棉產量造成影響，所以應注意協調單鈴重與籽指之間的關系，以求各產量因素間協調發展而獲得皮棉高產。

2.4 多元逐步回歸和最優回歸方程

利用DPS軟件對棉花性狀進行回歸分析，以皮棉產量為y，其余10個性狀為自變量逐步回歸分析，建立最優回歸方程，F值=5.7441**，相關系數R=0.7883，調整后的相關系數Ra=0.7164。方程如下。

Y=-3685.3521+7.7883X1+99.7997X3+150.4683X5+86.0499X6-175.5976X7+28.7927X8

通過建立最優回歸方程，我們可以在棉花新品系選育的時候有目的地選擇與皮棉產量相關的性狀，以便達到對盡量少的性狀進行選擇，而取得盡量大的選擇效果。

3 結論與討論

本研究對28份試驗材料的相關性狀進行統計分析，發現與皮棉產量密切相關的性狀有衣分（0.59**）、單株鈴數（0.57**）、株高（0.53**）、果枝數（0.46*）。通徑分析表明，衣分、籽指、單鈴重和株高4個性狀對皮棉產量的影響較大，其中籽指為負相關，而籽指和單鈴重通過彼此影響對皮棉產量造成影響，所以應注意協調單鈴重與籽指之間的關系，以求各產量因素間協調發展而獲得皮棉高產。結合回歸方程，確定單鈴重、衣分為影響皮棉產量的主要因素。這與劉繼華[14]、王寧[15]等的研究結果基本一致。皮棉產量為數量性狀，受多基因控制，由單鈴重、單株鈴數和衣分3個因素決定，但是隨著品種的改良，各性狀與產量之間的相關程度不斷發生變化?？追绷?，等[16]研究表明，在1973～1977年、1978～1984年和1985～1988年3個時期，黃淮棉區棉花產量構成因素與產量的相對重要程度也各有不同。本研究針對開封市農林科學研究院自育的27個棉花新品系10個性狀指標詳細統計和描述，并對其進行相關分析，著重分析并討論了與皮棉產量呈顯著相關的性狀，通過通徑分析與建立最佳回歸方程，更加清晰地揭示了各性狀與產量性狀相關的緊密程度，為棉花新品種選育提供有力的依據。

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