一批棉花品系農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析

楚宗艷 趙鵬飛 杜玉倍 李紹偉 吳超

摘要：對28個(gè)棉花新品系的10個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行評價(jià)，并對主要農(nóng)藝性狀與皮棉產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)和通徑分析。結(jié)果表明，衣分、單株鈴數(shù)、株高與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)性達(dá)極顯著水平，相關(guān)系數(shù)分別為0.59、0.57和0.53，果枝數(shù)與皮棉產(chǎn)量顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.46。通徑分析表明，衣分、籽指、單鈴重和株高4個(gè)性狀對皮棉產(chǎn)量的影響較大。結(jié)合回歸方程，確定單鈴重和衣分為影響皮棉產(chǎn)量的主要因素，可作為棉花新品系高產(chǎn)育種的重要指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：棉花；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；相關(guān)分析；通徑分析

中圖分類號： S562.037 文獻(xiàn)標(biāo)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(jīng)濟(jì)作物，獲得高的皮棉產(chǎn)量是培育棉花品種的重要指標(biāo)之一[1]。產(chǎn)量性狀是受微效多基因控制的數(shù)量性狀，易受環(huán)境因素的影響，并且各性狀之間彼此關(guān)聯(lián)，當(dāng)某一個(gè)性狀改變時(shí)必然導(dǎo)致其他性狀的變化。因此，研究各農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量間的相關(guān)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(chǎn)量的提高取決于產(chǎn)量構(gòu)成因素的優(yōu)化組合，前人已經(jīng)對棉花各產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量之間的關(guān)系進(jìn)行了大量研究[2-8]。但棉花的產(chǎn)量性狀受基因型和環(huán)境因素共同控制，對棉花重要數(shù)量性狀間關(guān)系的研究結(jié)果常因供試材料、試驗(yàn)地點(diǎn)和試驗(yàn)?zāi)攴莸牟煌槐M相同[8-9]。大多數(shù)研究者認(rèn)為以增加產(chǎn)量為目的的育種方案中，重點(diǎn)在于提高單株鈴數(shù)，增加單鈴重和衣分[10-11]。但也有人認(rèn)為應(yīng)以提高衣分和增加單鈴重為目標(biāo)[2，6，12-13]。因此，作者針對以上問題，以2015年開封市農(nóng)林科學(xué)研究院棉花新品系比較試驗(yàn)的27個(gè)品系及對照品種（魯棉研28）為研究對象，對新品系主要農(nóng)藝性狀與皮棉產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)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(yàn)材料

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

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)安排在位于河南省開封市新區(qū)杏花營鎮(zhèn)的開封市農(nóng)林科學(xué)研究院棉花試驗(yàn)田，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，4行區(qū)，行長6.0 m，行距1.0 m，小區(qū)面積24 m2，密度4.0萬株/hm2。試驗(yàn)田四周設(shè)保護(hù)行，田間管理同大田生產(chǎn)管理水平。棉花生長期調(diào)查各品種（系）的生育時(shí)期。9月15日前后，每小區(qū)選有代表性的植株10株，調(diào)查農(nóng)藝性狀，包括株高（x1）、始果枝著生節(jié)位（x2）、果枝數(shù)（x3）、單株鈴數(shù)（x4），吐絮盛期每小區(qū)收50個(gè)棉鈴考種測單鈴重（x5）、衣分（x6）、籽指（x7），其皮棉樣品由農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（河南安陽）測定纖維品質(zhì)指標(biāo)，包括纖維長度（x8）、比強(qiáng)度（x9）、馬克隆值（x10）。統(tǒng)計(jì)各小區(qū)實(shí)際收獲的籽棉產(chǎn)量，并計(jì)算皮棉產(chǎn)量（y）。

1.3數(shù)據(jù)分析

利用DPS 6.55統(tǒng)計(jì)軟件對各性狀平均值進(jìn)行相關(guān)顯著性測驗(yàn)及通徑分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各性狀的表現(xiàn)值

從表1統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看各性狀的表現(xiàn)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(jié)位（x2）范圍為5.6～6.6節(jié)，平均值為6.0節(jié)。KM022品系的始果枝節(jié)位最多，為6.6節(jié)，KM003、KM035及CK始果枝節(jié)位一樣且最少，為5.6節(jié)。

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

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

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(qiáng)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(qiáng)度最強(qiáng)，為34.5 cN/tex，KM024品系比強(qiáng)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(chǎn)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(chǎn)最高，為2137.19 kg/hm2，KM034品系單產(chǎn)最低，為1168.31 kg/hm2。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在同等栽培管理水平下，27個(gè)品系中皮棉產(chǎn)量超過CK的有14個(gè)，結(jié)合纖維檢測結(jié)果，其中8個(gè)品系綜合表現(xiàn)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(chǎn)量排在前3位，KM014品系纖維品質(zhì)達(dá)到雙30（纖維長度≥30、比強(qiáng)度≥30）標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 產(chǎn)量及其主要性狀的相關(guān)分析

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

2.3 通徑分析

通徑分析進(jìn)一步研究10狀對皮棉產(chǎn)量的影響（表3）。衣分x6對皮棉產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大P6→y=0.4329，即衣分每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位，皮棉產(chǎn)量則增加0.4329個(gè)單位，其次為株高，P1→y=0.2759，果枝、纖維長度、單株鈴數(shù)對皮棉產(chǎn)量貢獻(xiàn)就相對較小，分別為P3→y=0.1627、P8→y=0.1417和P4→y=0.0818。相關(guān)分析表明，單鈴重與皮棉產(chǎn)量（r=-0.07）呈負(fù)相關(guān)，而通徑分析表明，單鈴重對皮棉產(chǎn)量的直接貢獻(xiàn)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(chǎn)量的負(fù)向間接效應(yīng)較大P5→7→y=-0.2411，從而掩蓋了單鈴重對皮棉產(chǎn)量的直接正向作用。籽指對皮棉產(chǎn)量的負(fù)向作用在性狀中最為明顯P7→y=-0.3966，相關(guān)分析表明，籽指與皮棉產(chǎn)量（r=-0.21）呈不顯著負(fù)相關(guān)，而籽指通過單鈴重（r=0.61**）對皮棉產(chǎn)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(chǎn)量造成影響，所以應(yīng)注意協(xié)調(diào)單鈴重與籽指之間的關(guān)系，以求各產(chǎn)量因素間協(xié)調(diào)發(fā)展而獲得皮棉高產(chǎn)。

2.4 多元逐步回歸和最優(yōu)回歸方程

利用DPS軟件對棉花性狀進(jìn)行回歸分析，以皮棉產(chǎn)量為y，其余10個(gè)性狀為自變量逐步回歸分析，建立最優(yōu)回歸方程，F(xiàn)值=5.7441**，相關(guān)系數(shù)R=0.7883，調(diào)整后的相關(guān)系數(shù)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(yōu)回歸方程，我們可以在棉花新品系選育的時(shí)候有目的地選擇與皮棉產(chǎn)量相關(guān)的性狀，以便達(dá)到對盡量少的性狀進(jìn)行選擇，而取得盡量大的選擇效果。

3 結(jié)論與討論

本研究對28份試驗(yàn)材料的相關(guān)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)與皮棉產(chǎn)量密切相關(guān)的性狀有衣分（0.59**）、單株鈴數(shù)（0.57**）、株高（0.53**）、果枝數(shù)（0.46*）。通徑分析表明，衣分、籽指、單鈴重和株高4個(gè)性狀對皮棉產(chǎn)量的影響較大，其中籽指為負(fù)相關(guān)，而籽指和單鈴重通過彼此影響對皮棉產(chǎn)量造成影響，所以應(yīng)注意協(xié)調(diào)單鈴重與籽指之間的關(guān)系，以求各產(chǎn)量因素間協(xié)調(diào)發(fā)展而獲得皮棉高產(chǎn)。結(jié)合回歸方程，確定單鈴重、衣分為影響皮棉產(chǎn)量的主要因素。這與劉繼華[14]、王寧[15]等的研究結(jié)果基本一致。皮棉產(chǎn)量為數(shù)量性狀，受多基因控制，由單鈴重、單株鈴數(shù)和衣分3個(gè)因素決定，但是隨著品種的改良，各性狀與產(chǎn)量之間的相關(guān)程度不斷發(fā)生變化?？追绷?，等[16]研究表明，在1973～1977年、1978～1984年和1985～1988年3個(gè)時(shí)期，黃淮棉區(qū)棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素與產(chǎn)量的相對重要程度也各有不同。本研究針對開封市農(nóng)林科學(xué)研究院自育的27個(gè)棉花新品系10個(gè)性狀指標(biāo)詳細(xì)統(tǒng)計(jì)和描述，并對其進(jìn)行相關(guān)分析，著重分析并討論了與皮棉產(chǎn)量呈顯著相關(guān)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(chǎn)量性狀相關(guān)的緊密程度，為棉花新品種選育提供有力的依據(jù)。

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