早熟棉品種的灰色關(guān)聯(lián)分析

韓永亮等

摘要 [目的] 明確各種性狀對(duì)早熟棉花產(chǎn)量的影響， 找出高產(chǎn)育種的有效方法。[方法]采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，對(duì)來(lái)源不同的18個(gè)早熟棉花品種（系）進(jìn)行了分析，并探討了灰色關(guān)聯(lián)度分析在早熟棉種質(zhì)資源綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。[結(jié)果]依據(jù)各品種的灰色關(guān)聯(lián)序所進(jìn)行的綜合評(píng)價(jià)與品種的實(shí)際表現(xiàn)是基本一致的。[結(jié)論]灰色關(guān)聯(lián)度分析方法可以明確資源篩選中的育種目標(biāo)與方向，為早熟棉種質(zhì)資源研究提供了參考。

關(guān)鍵詞：灰色關(guān)聯(lián)；早熟棉；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S562 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）08-037-02

棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，是紡織工業(yè)的重要原料[1]。棉花產(chǎn)量是由多種因素共同作用的結(jié)果，分析各種因素之間的關(guān)系，對(duì)有效地篩選、評(píng)價(jià)棉花種質(zhì)資源，對(duì)棉花新品種選育均有重要意義?；疑P(guān)聯(lián)分析方法是鄧聚龍教授1982年開(kāi)發(fā)的重要的統(tǒng)計(jì)方法，近年來(lái)在農(nóng)業(yè)研究中已有應(yīng)用，但很少用于早熟棉花種質(zhì)資源的研究。為此，筆者使用灰色關(guān)聯(lián)分析方法，一方面對(duì)早熟棉花產(chǎn)量和主要產(chǎn)量性狀進(jìn)行分析[2]，以明確各種性狀對(duì)早熟棉花產(chǎn)量的影響，另一方面對(duì)早熟棉品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，試圖找出高產(chǎn)育種的有效方法，為早熟棉花育種提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料 18個(gè)育成早熟棉品種（系）為BC6507、山農(nóng)SF10、中425、贛早1號(hào)、贛早2號(hào)、BC6305、邯232、中農(nóng)K30、邯359、遼4493、遼14569、陜1302、夏早4號(hào)、運(yùn)早N339、百棉19、運(yùn)早N455、石早2號(hào)和中50。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2014年在河北省邯鄲市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，參試品種18 個(gè)，3次重復(fù)，行長(zhǎng) 9.0 m，平均行距 0.6 m， 3 行區(qū)，小區(qū)面積 16.2 m2，四周設(shè)保護(hù)區(qū)[2]。理論密度8.25萬(wàn)株/hm2。5月26日直播，前茬為試驗(yàn)地冬閑地，土質(zhì)為沙質(zhì)壤土，肥力中等，地力均勻，水利條件好，田間管理一致。

1.3 調(diào)查方法 調(diào)查各棉花品種（系）的主要農(nóng)藝性狀，包括單株果枝數(shù)、株高、單株鈴數(shù)、節(jié)位、單鈴重、衣分、病情指數(shù)、病株率、霜前花率、生育期、籽棉總產(chǎn)量和皮棉總產(chǎn)量，其中株高、單株果枝數(shù)、節(jié)位、單株結(jié)鈴數(shù)為中期調(diào)查結(jié)果，病情指數(shù)和病株率在棉花發(fā)病高峰調(diào)查。進(jìn)入收獲期后，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取50鈴進(jìn)行考種，記載衣分、單鈴重。

1.4 分析方法 根據(jù)灰色系統(tǒng)理論[3]，是根據(jù)各個(gè)因素曲線(xiàn)幾何的形狀相似程度來(lái)判斷關(guān)聯(lián)度，其關(guān)聯(lián)度愈大，說(shuō)明因素間變化態(tài)勢(shì)愈接近，相互關(guān)系愈密切，因此將18個(gè)品種的10個(gè)農(nóng)藝性狀看作1個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)性狀為系統(tǒng)的1個(gè)因素，對(duì)產(chǎn)量的相關(guān)因素進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。以籽棉總產(chǎn)、皮棉總產(chǎn)量為母序列，分別編號(hào)為Y1和Y2，其他性狀為子序列，分別編號(hào)為X1，X2，X3，…，X10[4]。在10個(gè)性狀中，病情指數(shù)、病株率、霜前花率為百分率，而且大多不在30%～70%之內(nèi)，因此在進(jìn)入統(tǒng)計(jì)分析時(shí)進(jìn)行平方根反正弦轉(zhuǎn)換，使其接近正態(tài)分布（表1）。由于各性狀因素量綱不統(tǒng)一[5]，需將原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，計(jì)算各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)系數(shù)。根據(jù)因素?cái)?shù)列的幾何性狀相似度判斷因素間關(guān)聯(lián)度大小。曲線(xiàn)越接近，說(shuō)明相應(yīng)序列間關(guān)系密切；反之，互相關(guān)系越疏遠(yuǎn)。

早熟棉花種質(zhì)資源篩選的灰色關(guān)聯(lián)度分析方法：以每個(gè)供試品種的實(shí)際密度、衣分、全生育期、株高、單株果枝數(shù)、單株結(jié)鈴數(shù)、單鈴重、轉(zhuǎn)化后的病株率、黃萎病指等各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的數(shù)列作為比較數(shù)列，以構(gòu)建的“理想品種”為參考數(shù)列，評(píng)價(jià)資源材料與理想品種之間的關(guān)聯(lián)度。采用DPS 2000 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[6]和Excel 2007 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 早熟棉產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀的關(guān)聯(lián)度分析 數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)化[7]，分辨系數(shù)取0.5，分別以皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量為參考數(shù)列y0，單株結(jié)鈴數(shù)等產(chǎn)量構(gòu)成因素為比較數(shù)列y1（由于種植密度并非遺傳性狀，并未參與灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算），計(jì)算出的關(guān)聯(lián)度見(jiàn)表2。結(jié)果表明，籽棉產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋褐旮?單株結(jié)鈴數(shù) >節(jié)位>生育期>衣分>單鈴重>單株果枝數(shù)>霜前花率>病株率>病情指數(shù)；皮棉產(chǎn)量與主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)順序?yàn)椋簡(jiǎn)沃杲Y(jié)鈴數(shù)>株高>節(jié)位>生育期>衣分>單鈴重>單株果枝數(shù)>霜前花率>病株率>病情指數(shù)；單株結(jié)鈴數(shù)在皮棉產(chǎn)量中關(guān)聯(lián)度的最大（0.775 6），其次為株高和節(jié)位；而株高在籽棉產(chǎn)量中的關(guān)聯(lián)度最大（0.760 2），株高居第2位，節(jié)位為第3位；單株結(jié)鈴數(shù)、節(jié)位、株高與產(chǎn)量的關(guān)聯(lián)度較高，說(shuō)明該3 個(gè)性狀對(duì)產(chǎn)量的影響較大。因此，在早熟棉新品種選育中，在兼顧其他性狀的同時(shí)，應(yīng)著重考慮該3 個(gè)性狀，提高選種效率。

2.2 早熟棉品種資源評(píng)價(jià) 以構(gòu)造出一個(gè)理想品種作為參名數(shù)列。“理想品種”可以取比參試品種各性狀之上限值略大的數(shù)值，或可根據(jù)育種目標(biāo)而定。在該試驗(yàn)中根據(jù)各個(gè)性狀在早熟棉育種目標(biāo)的相對(duì)重要性，理想品種各性狀值：株高、節(jié)位取均值，病株率、病指、生育期取最小值，皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量、單株結(jié)鈴數(shù)取最大值的1.2倍，單株果枝數(shù)和單鈴重為均值的1.2倍。種植密度選取理論密度8.25萬(wàn)株/hm2，數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)化[7]，分辨系數(shù)取0.5，經(jīng)DPS軟件[6]分析，結(jié)果見(jiàn)表3。與理想品種接近的是BC6305、邯232、遼14569、邯359、中425、贛早2號(hào)、山農(nóng)SF10、運(yùn)早N455和遼4493，與理想品種差距較大的是陜1302、中農(nóng)K30、石早2號(hào)、百棉19、贛早1號(hào)、中50、夏早4號(hào)、BC6507和運(yùn)早N339。

3 討論

早熟棉育種過(guò)程中，人們常面臨多個(gè)不同性狀之間的選擇，總是試圖找出哪些是主要的，哪些是次要的，通常利用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法如相關(guān)分析和多元回歸[8-9]，雖然這些方法是有效的，但需要大量的原始數(shù)據(jù)，而且需要的數(shù)據(jù)有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律[10-11]，早熟棉生長(zhǎng)過(guò)程中，由外部環(huán)境和一些未知的因素，如干擾抽樣調(diào)查誤差的影響[12-13]，使一些統(tǒng)計(jì)結(jié)果很難令人滿(mǎn)意。因此，尋找一種實(shí)用的數(shù)學(xué)工具用于早熟棉花育種，使之與傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法相結(jié)合，具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。該研究中通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析方法以品種產(chǎn)量為參考序列，各產(chǎn)量性狀為比較序列，通過(guò)簡(jiǎn)單的操作來(lái)找到性狀與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度的序列，可以更準(zhǔn)確地反映各性狀與產(chǎn)量的關(guān)系。在選育高產(chǎn)早熟棉品種時(shí)，應(yīng)盡量選擇結(jié)鈴性強(qiáng)、株高稍高的品種。株高和節(jié)位適當(dāng)高些有利于協(xié)調(diào)庫(kù)源關(guān)系[14]，增加干物質(zhì)積累，提高產(chǎn)量。同時(shí)考慮對(duì)棉花衣分、鈴重和生育期等的選擇[15]。早熟棉育種中不僅要考慮各性狀對(duì)產(chǎn)量的作用，還要注意各性狀的協(xié)調(diào)一致，才能取得較高的產(chǎn)量。

對(duì)于資源材料的綜合評(píng)價(jià)，引入“理想品種”經(jīng)過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析，可在一定程度上確定品種相對(duì)于“理想品種”的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近，為組配雜交組合選育優(yōu)良品種提供了理論參考。對(duì)于中低世代材料的選擇是在一定的限制條件下進(jìn)行的，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度分析可以提高選擇的效率和準(zhǔn)確度，可將田間表現(xiàn)與室內(nèi)考種得到的數(shù)據(jù)資料相互結(jié)合起來(lái)，使育種材料的決選更加精確可靠。在該試驗(yàn)中，由于2014年邯鄲市降雨分布均勻氣溫高、光照好，棉花生育期比常年早5～7 d，有利于棉花長(zhǎng)，而在供試的18個(gè)品種（系）田間表現(xiàn)中，邯232、邯359、中425比較突出，灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果與之基本一致。該試驗(yàn)中僅用農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析，并未結(jié)合品質(zhì)性狀，對(duì)品質(zhì)性狀還需進(jìn)一步研究。

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