阿拉爾墾區(qū)常規(guī)棉和雜交棉產(chǎn)量與纖維品質(zhì)性狀比較

徐鵬　張偉　萬素梅　陳國棟　汪志強　毛廷勇　李亞兵　胡守林

摘要：為明確雜交棉的分離特征，篩選出適宜新疆阿拉爾墾區(qū)的優(yōu)質(zhì)雜交棉組合，以4個雜交棉組合和2個常規(guī)棉品種為研究材料進行大田試驗，比較分析了雜交棉與常規(guī)棉纖維品質(zhì)性狀、農(nóng)藝性狀的差異及分離程度。研究結(jié)果顯示：（1）4個雜交棉組合產(chǎn)量、品質(zhì)分離指標為：J雜708、瑞雜1號、瑞雜2號的馬克隆值、斷裂比強度這2個指標的變異系數(shù)大于5%，瑞雜4號的馬克隆值、斷裂比強度、伸長率這3個指標變異系數(shù)大于5%，都小于常規(guī)棉品種，說明雜交棉組合分離程度并不嚴重，同時也說明目前常規(guī)棉品種主要性狀純合度不是很高，甚至存在一定的雜合程度。（2）雜交棉纖維品質(zhì)、農(nóng)藝性狀各項指標與常規(guī)品種無顯著差異。表明可以篩選出優(yōu)良的雜交棉組合（瑞雜1號、J雜708）在生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：阿拉爾墾區(qū);雜交棉;常規(guī)棉;雜交種;纖維品質(zhì);農(nóng)藝性狀

中圖分類號： S562.03文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）08-0082-04

棉花是世界上最重要的天然纖維作物，也是重要的經(jīng)濟作物[1-3]，與其他作物一樣，棉花品種間雜交也存在著不同程度的雜種優(yōu)勢[4-6]，并廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)。在現(xiàn)階段，雜種優(yōu)勢在提高作物產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性和改善纖維品質(zhì)方面發(fā)揮著越來越重要的作用[7-9]，優(yōu)良的雜交組合能顯著提高棉花產(chǎn)量，改善棉花纖維品質(zhì)和增強植株抗性[10-12]。

本研究采用阿拉爾棉區(qū)推廣多年且性狀表現(xiàn)較好的J206-5和新陸中38號等常規(guī)棉種，以及瑞雜1號、瑞雜2號、瑞雜4號和J雜708等雜交棉品種，通過大田試驗，對常規(guī)棉和雜交棉農(nóng)藝性狀、纖維品質(zhì)指標和產(chǎn)量性狀等進行比較，分析常規(guī)棉品種與雜交棉品種的各項指標差異，探究雜交棉性狀分離的程度，為篩選出適合阿拉爾墾區(qū)種植的雜交棉組合提供理論支持。

1材料與方法

1.1試驗材料

選用4個F2代雜交棉組合，分別是瑞雜1號、瑞雜2號、瑞雜4號、J雜708，選用2017年當?shù)赝茝V的常規(guī)品種為對照，分別是J206-5、新陸中38號。

1.2試驗方法

試驗地點設(shè)置在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第一師12團農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，于2017年4月15日播種，6個試驗材料按隨機區(qū)組試驗設(shè)計，1膜6行，按當?shù)厣a(chǎn)通常采用的密度和模式，6個試驗品種，4次重復(fù)，行長5 m，共24個試驗小區(qū)，每個小區(qū)面積13.5 m2，日常管理同大田。

10月20日，每小區(qū)隨機收取50株棉花，室內(nèi)考種，并對50個單株進行標準差和變異系數(shù)的計算，對性狀的分離程度進行分析和判斷。

1.3棉花產(chǎn)量和農(nóng)藝指標性狀測定

收獲期按小區(qū)實收計產(chǎn)，各小區(qū)分別收取正常吐絮的50個棉鈴，測定單鈴質(zhì)量、籽棉質(zhì)量、皮棉質(zhì)量、衣分等產(chǎn)量性狀，單株結(jié)鈴數(shù)由最后一次株式圖中計算出50株的平均單株結(jié)鈴數(shù);考察產(chǎn)量及產(chǎn)量因素性狀的指標有單株鈴數(shù)、株高、果枝數(shù)、果枝始節(jié)、果節(jié)數(shù)、莖粗等指標。

1.4纖維品質(zhì)測定

取樣方法按對角線5點取樣法，每點確定1行，每行10株連續(xù)掛牌標記，共50株，并帶回實驗室軋花后得到的皮棉用HFT9000型大容量纖維測試儀進行測定，每個處理重復(fù)3次，所測棉花纖維品質(zhì)指標有上半部平均長度、斷裂比強度、馬克隆值、整齊度、伸長率等5個指標。

1.5數(shù)據(jù)分析

利用DPS 7.05軟件進行差異顯著分析，利用Excel 2013進行表格繪制。

2結(jié)果與分析

2.1常規(guī)棉與雜交棉產(chǎn)量顯著性差異對比

由表1可以看出，產(chǎn)量最高的是瑞雜1號，折合籽棉產(chǎn)量為6 773.15 kg/hm2，產(chǎn)量最低的是瑞雜4號，為 5 363.23 kg/hm2，瑞雜1號產(chǎn)量高出低產(chǎn)的瑞雜4號產(chǎn)量20.8%。瑞雜1號、J雜708與瑞雜2號、新陸中38號之間沒有顯著差異，和J206-5之間存在顯著差異，和瑞雜4號之間存在極顯著差異;J206-5和瑞雜4號之間沒有顯著差異。

2.2常規(guī)棉與雜交棉皮棉產(chǎn)量構(gòu)成因素的變異性

由表2可知，常規(guī)棉產(chǎn)量構(gòu)成因素中，J206-5籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分的變異系數(shù)依次減小;新陸中38號籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)、單鈴質(zhì)量、衣分的變異系數(shù)依次減小。雜交棉F2代品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素中，衣分的變異系數(shù)最小，J雜708籽棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量的變異系數(shù)依次減小;瑞雜1號皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量的變異系數(shù)依次減小;瑞雜2號皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量的變異系數(shù)依次減小[CM（25];瑞雜4號皮棉產(chǎn)量、籽棉產(chǎn)量、單株鈴數(shù)和單鈴質(zhì)量的變異系數(shù)依次減小。

常規(guī)棉品種和雜交棉品種的產(chǎn)量構(gòu)成因素中，整體變異系數(shù)衣分的最小，其中常規(guī)棉品種新陸中38號衣分的變異系數(shù)最大，為8.28%，衣分變異系數(shù)最小的是雜交棉品種瑞雜4號，為4.67%。農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)是由環(huán)境和遺傳基因決定的，從栽培角度來看，農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)越大，說明性狀受環(huán)境條件的影響越大;從育種角度來看，如果性狀的變異系數(shù)越大，則對該性狀的選擇潛力越大。常規(guī)棉品種新陸中38號皮棉產(chǎn)量與雜交棉J雜708籽棉產(chǎn)量受環(huán)境條件影響最大，它的栽培潛力最大。瑞雜4號衣分的變異系數(shù)要低于常規(guī)棉品種新陸中38號衣分的變異系數(shù)3.61百分點，這說明在生產(chǎn)中雜交棉育種過程中單鈴質(zhì)量和衣分2個性狀主要是受遺傳基因所控，人為控制性狀分離的幾率很低，雜交棉品種性狀分離越小，證明其雜交棉品種親本雜種優(yōu)勢越高。

2.3常規(guī)棉與雜交棉農(nóng)藝性狀指標比較

由表3可以看出，常規(guī)棉與雜交棉株高的差異性較大，其中常規(guī)棉J206-5比新陸中38號株高平均值高出7.23 cm，新陸中38的果枝數(shù)、果枝始節(jié)平均值比J206-5分別高出 0.3 個、0.34節(jié);J206-5果節(jié)數(shù)、莖粗平均值比新陸中38分別高出0.52節(jié)、1.02 mm;其中J206-5和新陸中38號變異系數(shù)最大的為果枝數(shù)，分別為33.44%和58.26%，兩者相差25.82百分點，在品種間農(nóng)藝性狀變異系數(shù)比較中，常規(guī)棉果枝始節(jié)、莖粗、株高、果枝數(shù)的變異系數(shù)依次減小。J206-5農(nóng)藝性狀指標中除果枝數(shù)外變異系數(shù)依次減小的是果節(jié)數(shù)、果枝始節(jié)、株高、莖粗;新陸中38農(nóng)藝性狀指標中除果枝數(shù)外變異系數(shù)依次減小的是果節(jié)數(shù)、果枝始節(jié)、莖粗、株高;2個常規(guī)棉品種農(nóng)藝性狀指標比較，J206-5品種農(nóng)藝性狀指標平均值、變異系數(shù)等整體較弱。雜交棉品種J雜708農(nóng)藝性狀指標中除果枝數(shù)外變異系數(shù)依次減小的是果節(jié)數(shù)、莖粗、果枝始節(jié)、株高;瑞雜1號農(nóng)藝性狀指標中除莖粗外變異系數(shù)依次減小的是果節(jié)數(shù)、果枝始節(jié)、果枝數(shù)、株高;瑞雜2號品種農(nóng)藝性狀指標中除果枝數(shù)外變異系數(shù)依次減小的是果節(jié)數(shù)、果枝始節(jié)、莖粗、株高;瑞雜4號品種農(nóng)藝性狀指標中除果枝數(shù)外變異系數(shù)依次減小的是果節(jié)數(shù)、果枝始節(jié)、莖粗、株高。雜交棉F2代農(nóng)藝性狀比較，瑞雜2號農(nóng)藝性狀指標均值、變異系數(shù)等與其他幾個品種相比整體較弱。

常規(guī)棉品種和雜交棉品種的農(nóng)藝性狀比較，果枝數(shù)的變異系數(shù)最小，其中常規(guī)棉品種J206-5的變異系數(shù)為 10.62%，雜交棉品種瑞雜2號的變異系數(shù)為8.62%。無論是常規(guī)棉還是雜交棉，在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單株鈴數(shù)受環(huán)境影響最大，衣分受環(huán)境影響最小。生產(chǎn)中可以通過改變栽培條件提高單株鈴數(shù)，從而奪取高產(chǎn)，雜交棉單株鈴數(shù)的栽培潛力要高于常規(guī)棉的栽培潛力。

2.4棉花群體纖維品質(zhì)分析

2.4.1常規(guī)棉群體纖維品質(zhì)分析常規(guī)棉品種的各50株纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度、伸長率等5個指標中，整齊度的平均值最大，為 84.48%;其次是斷裂比強度的平均值，為28.88 cN/tex;以各指標最大值與最小值的極差除它的平均數(shù)，得到相對平均極差率。分析表明，極差率最大的為新陸中38號馬克隆值，極差率為87%，極差率最小的為J206-5的整齊度，極差率為6%。常規(guī)棉纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度、伸長率等5個指標的相對平均極差率分別為：18%、8%、61.5%、32%、19%。進一步分析2個品種棉花群體內(nèi)變異系數(shù)表明，纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度、伸長率等變異系數(shù)：J206-5分別為3%、1%、7%、6%、3%，新陸中38分別為5%、2%、16%、8%、5%;其中 J206-5、新陸中38的馬克隆值、斷裂比強度這2個指標的變異系數(shù)大于5%（表4）。

2.4.2雜交棉群體纖維品質(zhì)分析由表5可知，雜交棉品種在品質(zhì)測定中，雜交棉品種纖維品質(zhì)指標中整齊度平均值最大，雜交棉種J雜708、瑞雜1號、瑞雜2號、瑞雜4號整齊度的變異系數(shù)最小，馬克隆值、斷裂比強度、伸長率的變異系數(shù)最大。分析表明，極差率最大的為瑞雜2號馬克隆值，極差率為76%。雜交棉的纖維上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度、伸長率等5個指標的相對平均極差率取最大值分別為：22.75%、11.00%、52.00%、33.25%、24.25%。進一步分析4個品種棉花群體內(nèi)變異系數(shù)表明，上半部平均長度、整齊度、馬克隆值、斷裂比強度、伸長率等變異系數(shù)依次減小，其中J雜708、瑞雜1號、瑞雜2號馬克隆值、斷裂比強度這2個指標的變異系數(shù)大于5%，瑞雜4號馬克隆值、斷裂比強度、伸長率這3個指標變異系數(shù)大于5%。

3討論與結(jié)論

利用雜交棉F1和F2進行棉花品種或品系的各個性狀的研究，并為雜交棉的利用及優(yōu)質(zhì)棉新品種的選育提供參考理論依據(jù)[9，11，13-16]。不同研究者對雜交棉的纖維品質(zhì)研究所得到的結(jié)果不盡相同，最主要的原因是因為試驗材料和試驗地的不同。吳中強等認為在生產(chǎn)種植過程中，可以利用雜交棉品種來降低制種的成本，提高經(jīng)濟效益，并充分發(fā)揮雜交棉種的最大生產(chǎn)潛力[17]，本研究結(jié)果與之相一致。本試驗認為，通過科學嚴格的比較試驗可以選出優(yōu)良的雜交棉二代組合在生產(chǎn)上推廣種植，作為常規(guī)品種的補充加以利用。在利用雜交棉組合上應(yīng)該通過類似品種審定的程序規(guī)范并在嚴格試驗基礎(chǔ)上篩選能利用的雜交棉組合，這與李雪源等認為科學做好新疆雜交棉研究與推廣的觀點[18]相一致。

從4個雜交棉組合產(chǎn)量比較結(jié)果看，瑞雜1號、J雜708與瑞雜2號、新陸中38號之間沒有顯著差異，和J206-5之間存在顯著差異，和瑞雜4號之間存在極顯著差異;J206-5和瑞雜4號之間沒有顯著差異。從品質(zhì)性狀比較看，其中瑞雜1號、J雜708雜交棉組合品質(zhì)平均數(shù)好于2017年阿拉爾當?shù)赝茝V的常規(guī)品種，因此在大田生產(chǎn)上種植雜交棉品種是可行的，部分雜交棉組合產(chǎn)量和品質(zhì)優(yōu)于常規(guī)棉品種，尤其是部分內(nèi)地優(yōu)良雜交棉組合可以作為南疆陸地棉品種的有益補充。從本試驗結(jié)果看，雜交棉4個組合產(chǎn)量、品質(zhì)分離指標都小于常規(guī)棉品種，說明棉花的雜交棉組合分離并不是預(yù)想的那么大，同時也說明目前常規(guī)棉品種主要性狀純合度可能不是很高，甚至存在一定的雜合程度。

參考文獻：

[1]陳榮江，孫長法，朱明哲. 棉花產(chǎn)量與產(chǎn)量性狀及品質(zhì)性狀的相關(guān)研究[J]. 河南科技學院學報（自然科學版），2007，35（1）：8-11.

[2]劉朝輝，董順文，熊鷹，等. 優(yōu)勢棉花組合F2代農(nóng)藝性狀變異及其利用價值評估[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2007，35（6）：1614-1615.

[3]戴茂華，吳振良，劉麗英. 棉花雜種優(yōu)勢的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 河北農(nóng)業(yè)科學，2009，13（8）：54-55，57.

[4]李劍峰. 中國棉花雜種優(yōu)勢利用研究概述[J]. 江西棉花，2005，27（1）：3-7.

[5]吳吉祥，朱軍，許馥華，等. 陸地棉F2纖維品質(zhì)性狀雜種優(yōu)勢的遺傳分析[J]. 棉花學報，1995，7（4）：217-222.

[6]狄佳春，錢大順，張香桂，等. 常規(guī)棉與雜交棉皮棉產(chǎn)量構(gòu)成因素分析[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2000（4）：24-26.

[7]楊六六，劉惠民，曹美蓮，等. 棉花產(chǎn)量和纖維品質(zhì)性狀的遺傳研究[J]. 棉花學報，2009，21（3）：179-183.

[8]梅擁軍，張改生，張利莉，等. 海島棉零式果枝與長果枝品種間雜交熟期性狀的遺傳和F1、F2雜種優(yōu)勢分析[J]. 塔里木農(nóng)墾大學學報，2004，38（4）：9-13.

[9]陳金湘，李瑞蓮，陳步陽，等. 棉花雜交種F1、F2纖維品質(zhì)性狀比較研究[J]. 棉花學報，2004，16（6）：338-342.

[10]楚宗艷，趙鵬飛，杜玉倍，等. 一批棉花品系農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的相關(guān)和通徑分析[J]. 棉花科學，2016，38（4）：22-28.

[11]胡守林，萬素梅. 南疆棉花良種繁育存在的問題及對策[J]. 中國棉花，2001（9）：42-43.

[12]郭偉鋒，梅擁軍，曹新川，等. 陸地棉品種間雜交F1形態(tài)性狀的遺傳分析[J]. 江西棉花，2008，30（5）：14-18.[LM]

[13]郭景紅，李玉國，趙海，等. 雜交棉新陸早70號F1·F2代不同果枝層位纖維品質(zhì)分析研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，2016，44（19）：18-20.

[14]楊金霞，劉歡，李月珍，等. 一膜六行不同處理對昌吉地區(qū)棉花產(chǎn)量及纖維長度的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科技，2017（2）：2-4.

[15]姚炎帝，劉旻，趙海，等. 2015年新疆石河子墾區(qū)棉花產(chǎn)量影響因素分析[J]. 中國棉花，2016，43（5）：34-36.

[16]孫長法，田土星，陳榮江，等. 棉花新品種錦科雜1號產(chǎn)量構(gòu)成因素分析[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學，2012，41（8）：66-69.

[17]吳中強，劉建喜，侯東生. 特早熟雜交棉F2代產(chǎn)量及性狀表現(xiàn)分析[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科技，2009（2）：34-36.

[18]李雪源. 科學地做好新疆雜交棉研究與推廣[C]//中國農(nóng)學會棉花分會.中國棉花學會2008年年會論文匯編.北京：中國農(nóng)學會棉花分會，2008.