不同基因型棉花品种铃壳重与产量及品质性状的关系

（湖南农业大学农学院棉花研究所，长沙 410128）

不同基因型棉花品种铃壳重与产量及品质性状的关系

赵一超，刘海荷，陈金湘*，马一学，王欣悦，郑顺利

（湖南农业大学农学院棉花研究所，长沙 410128）

对 18个陆地常规非抗虫棉品种铃壳重与 7个产量性状、6个纤维品质性状进行了相关性分析与聚类分析。结果表明，铃壳重与全铃重呈极显著正相关，与单铃子棉重、衣指、整齐度指数呈显著正相关，与伸长率呈显著负相关，与皮棉产量、纤维品质综合分值无显著相关。铃壳重较轻与光合产物较多的提供给棉子和纤维的生长发育、促进子棉产量的提高和纤维品质的改善有关。

棉花；铃壳重；产量性状；品质性状

棉铃的大小一直是栽培、育种学家高度重视的农艺性状。单铃子棉重和单位面积的铃数共同决定棉花的产量。培育大铃品种一度成为棉花高产育种的主要目标，大铃品种至今一直为广大棉农所青睐。从植物学角度来看，棉铃外观的大小是由铃壳和铃壳内的子棉组成的。棉花铃壳对壳内种子和纤维生长发育起营养、支撑和保护等作用［1，2］。铃壳在制造和储藏营养物质的同时，也消耗部分养分。铃壳的干物重对棉花各产量性状及纤维品质性状都有一定程度的影响。棉铃的外观大小、铃壳的干物重与子棉重、与单位面积的棉花产量、与纤维品质等因子之间是否存在相关关系，至今鲜见报道。前人虽对棉花产量性状、纤维品质性状之间的相关进行了许多研究［3～7］，但这些研究很少涉及到棉花的铃壳重。研究铃壳重对棉花产量及品质的影响，探明棉花铃壳重与产量、品质指标之间的相关关系，无论对棉花新品种培育还是高产栽培均有重要的实际意义和参考价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为常规非抗虫棉品种，由中国农业科学院棉花研究所提供。编号为 V1～V18，其中 TM－1为对照品种（表 1）。

表1 试验品种编号及对应名称Table 1 Tested varieties and their codes in this experiment

1.2 试验方法

试验于 2011年 4月至 2012年 12月在湖南农业大学棉花基地进行，试验地土壤肥力中等，无前作。4月 21日 播 种，采用营养液漂浮育苗 移 栽［8］。种植密度为 20 000株 ／hm2，3次 重复，随 机 区 组 排列。小区面积 20 m2。田间管 理 按 湖 南 《棉 花 栽 培技术规范》DB43／T286－2006进行。

研究的产量性状有：铃壳重（x1）、全铃重（x2）、单铃籽棉重（x3）、衣指（x4）、子指（x5）、衣分（x6）、子棉产量（x7）、皮棉产量（x8）；纤维品质性状有：上半部平均长度（x9）、整齐度指数（x10）、马克隆值（x11）、伸长率（x12）、断裂比强度（x13）。

收花时，用剪刀从铃柄基部剪断，带壳晒干至恒重，摘花后分别称取铃壳重与单铃子棉重，并计算全铃重（铃壳重 ＋单铃子棉重）和壳重率［9］（壳重率 ＝单铃壳干重 ／全铃干重 ×100%）。纤维品质指标委托农业部棉花品质监督检测中心检测。

1.3 数据处理

纤维品质指标归一化处理：

上半部纤维长度（j＝1）、整齐度指数（j＝2）、伸长率（j＝4）、断裂比强度（j＝5），按实现值越大越好的公式计算，则有：

Uij＝Yij／max Yij；（j＝1，2，4，5；i＝1，2，……，18）

本试验中马克隆值（j＝3）均大于 3.9，按国家纤维分级标准，实现值越小越好，其计算公式为：

Uij＝（max Yij－Yij）／（max Yij－min Yij）（i＝1，2，……，18；j＝3）

式 中 ：Uij为 无 量 纲 化 综 合 系 数 ，Yij为 各 指 标 的原始数 据 ，min Yij为第 i个 品 种 第 j个 纤 维 品 质 性 状中的最 小 值，max Yij为 第 i个 品 种 第 j个 纤 维 品 质 性状中的最大值。

本试验按平均权重法确定各指标的权重系数，则每个指标的权重系数为 0.2。

计算纤维品质综合分值：

2 结果分析

2.1 棉花不同品种铃壳重与产量性状的关系

供试的 18个品种平均铃壳重为 1.90 g，其中最大的是新陆早 12号（2.22 g），最 小的为晋棉 11号（1.69 g）；皮 棉 产 量 平 均 值 为 1 758.91 kg／hm2，其中最大 的 为 湘 棉 16号 （2 616.71 kg／hm2），最 小 的为中棉 所 16（1 095.95 kg／hm2）（表 2）。

表2 不同品种棉花铃壳重与产量性状测定值Table 2 Cotton boll shellweight and yield components of different cotton varieties

（续表2）

相关分析表明：铃壳重与全铃重呈极显著正相关（p≤0.01），铃壳重与单铃子棉重、衣指呈显著正相关（p≤0.05）；全铃重与单铃子棉重、子指呈极显著正相关（p≤0.01），与衣指呈显著正相关（p≤0.05）；壳重率与单铃子棉重呈极显著负相关（p≤0.01）（表3）。

分析表明，铃壳重大的棉铃全铃重大，单铃子棉重大，但铃壳重与子棉产量、皮棉产量之间无相关，甚至为负相关，因而选育、选用大铃品种在生产上并不一定能获得棉花高产。壳重率与单铃子棉重呈极显著负相关，则说明光合产物在铃壳内积累越多，分配到铃内棉子和纤维中的光合产物越少。

表3 铃壳重与各产量性状的相关系数Table 3 Correlation coefficients between cotton boll shellweight and yield components

2.2 不同棉花品种铃壳重与纤维品质性状的相关性分析

18个试验品种纤维品质综合分值平均值为0.8148，其中分值最大的为鲁棉 12号（0.9480），最小的为晋棉 11号（0.6498）（表 4）。

相关分析表明：铃壳重与整齐度指数呈显著正相关（p≤0.05），与伸长率呈显著负相关（p≤0.05）（表5）。

表4 不同棉花品种纤维品质性状测定值及其综合指数Tab le4 The fiber quality traits and synthesis score of different cotton varieties

（续表4）

表5 铃壳重与纤维品质性状的相关系数Table 5 Correlation coefficients between cotton boll shell weight and fiber quality traits

2.3 不同棉花品种铃壳重与皮棉产量的聚类分析

通过对18个参试品种棉花铃壳重进行系统聚类分析，按铃壳平均值大小从轻到重可分为四类。第一类 4个品种：湘棉 10号（V3）、苏棉 15号（V5）、鲁棉12号（V8）、晋棉 11号（V9），平均值为 1.73 g；第二类10个品种：鄂棉 14号（V1）、湘棉 16号（V4）、冀棉 25（V6）、豫棉 19号（V7）、辽棉 15（V11）、TM－1（V13）、中棉所 12（V14）、中棉所 13（V15）、中棉所 16（V16）、中棉所 19（V17），平均值为 1.89 g；第 三类 3个品种：鄂棉 18（V2）号、86－1（V12）、中棉所 23（V18），平均值为 2.03 g；第四类1个品种：新陆早 12号（V10），平均值为 2.22 g（图 1）。

图1 铃壳重聚类分析结果Fig.1 Cluster analysis on cotton boll shellweight

对参试品种棉花皮棉产量进行系统聚类分析，按平均产量从高到低可分为四类。第一类1个品种：湘 棉 16号 （V4），平 均 产 量 为 2 616.64 kg／hm2；第二类6个品种：湘棉10号（V3）、苏棉15号（V5）、冀棉25（V6）、中棉所 12（V14）、中棉所 13（V15）、中棉所 23（V18），平 均 值 为 1 976.31 kg／hm2；第 三类9个品种：鄂棉 14号（V1）、鄂棉 18号（V2）、豫棉19号（V7）、鲁棉 12号（V8）、新陆早 12号（V10）、辽棉15（V11）、86－1（V12）、TM－1（V13）、中棉所19（V17），平均值为1 643.78 kg／hm2；第四 类 2个 品种：晋棉 11号 （V9）、中 棉 所 16（V16），平均值 为1 195.80 kg／hm2（图 2）。

图2 皮棉产量聚类分析结果Fig.2 C luster analysis on cotton lint yield

比较两个聚类分析结果发现，皮棉产量较高的第一、第二类品种，均在铃壳重较轻的第一类和第二类之间。可见铃壳重较轻的棉铃大量的光合产物即干物质被分配到子棉中，提高了经济产品的产量，降低了无效光合产量的比例。

2.4 不同品种纤维品质综合分值的聚类分析

对18个参试品种棉花纤维品质性状的综合分值进行聚类分析，按综合分值从高到低可将这些品种分为 4类。第一类 7个品种，品质最优，分别为鲁棉 12号（V8）、新陆早 12号（V10）、辽棉 15（V11）、86－1（V12）、中棉所 12（V14）、中棉所13（V15）、中棉所 19（V17），平均 值为 0.8712。第 二 类 6个 品种，品质较优，分别为鄂棉 14号（V1）、湘棉 10号（V3）、湘棉 16号（V4）、苏棉 15号 （V5）、TM－1（V13）、中棉所 23（V18），平 均值为 0.8102；第三类4个品种，品质较差，分别为鄂棉 18号（V2）、冀棉25（V6）、豫棉 19号（V7）、中棉所 16（V16），平均值为 0.7645；第四类 1个品种：晋棉 11号（V9），平均值为0.6498（图 3）。

图3 纤维品质综合指数的聚类分析结果Fig.3 C luster analysis on synthesis score of fiber quality

比较铃壳重与纤维品质聚类分析结果发现，纤维品质综合得分较高的第一、第二类品种，均匀分布在铃壳重的四类中，并未发现两者之间的相关性。

3 小结与讨论

对本试验的18个棉花品种分析表明，铃壳重与皮棉产量与纤维品质综合得分均不构成显著关系，但铃壳重与全铃重呈极显著正相关，与单铃子棉重、衣指、整齐度指数则呈显著正相关，与伸长率呈显著负相关；全铃重与单铃子棉重、子指呈极显著正相关，与衣指呈显著正相关；壳重率与单铃子棉重呈极显著负相关。表明铃壳重大的棉铃全铃重大，单铃子棉重大，但铃壳重与子棉产量、皮棉产量和纤维品质综合分值之间无相关，甚至为负相关。因而选育、选用大铃品种在生产上并不一定能获得高产、优质棉花。壳重率与单铃子棉重呈极显著负相关，则说明光合产物在铃壳内积累越多，分配到铃内棉子和纤维中的光合产物越少。

比较两个聚类分析结果发现，皮棉产量较高的第一、第二类品种，均为铃壳重较轻的第一类和第二类。可见铃壳重较轻的棉铃可产生较大的皮棉产量，这与 Bridge［12］等的研究一致。而通过比较铃壳重与纤维品质聚类分析结果，两者之间并没有确切的相关关系。

［1］余松烈，沈煌清，李文雄，等 .作物栽培学［M］.北京：农业出版社，1980.577－579.

［2］中国农业科学院棉花研究所 .中国棉花栽培学［M］.上海：上海科学技术出版社，1983.112－114.

［3］曹新川，熊仁次，何良荣，等 .陆地棉品种数量性状的典型相关研究［J］.中国棉花，2003，30（2）：11－13.

［4］许乃银，陈旭升，狄佳春，等 .长江流域棉花纤维品质的区域特征研究［J］.棉花学报，2003，15（4）：221－226.

［5］陈荣江，王清连，朱明哲 .棉花产量性状与纤维品质性状的关联度及典型相关分析［J］.河南农业科学，2007，（5）：43－46.

［6］陈荣江，孙长法，朱明哲 .棉花产量与产量性状及品质性状的相关研究［J］.河南科技学院学报（自然科学版）.2007，35（1）：8－11.

［7］陈荣江，陈付贵，郭昆玉 .棉花植株性状、产量性状及品质性状的典型相关分析［J］.河南科技学院学报（自然科学版），2008，36（3）：26－28.

［8］陈金湘，刘海荷，熊格生，等 .棉花水浮育苗技术［J］.中国棉花（实用技术），2006，33（11）∶24－38.

［9］王修山，陈方海，张仁林，等 .铃壳厚薄对棉铃主要性状的影响［J］.中国棉花，2002，29（1）：18－22.

［10］陈金湘 .农业系统工 程学［M］.长沙：湖南科学 技 术出版社，2001.

［11］王朝晖，钟林光，李景龙 .主要气象因子与 抗虫杂 交棉纤维品质的关系［J］.西北农林科技大学学报（自然科学版），2009，（8）：101－102.

［12］Bridge RR，Meredith WR.Comparative performance of obsolete and current cotton cultivars［J］.Crop Sci，1983，23：949－952.

Correlation between Cotton Boll ShellWeight and Yield and Quality Traits among Different Cotton Varieties

ZHAO Yi-chao，LIU Hai-he，CHEN Jin-xiang*，MA Yi-xue，WANG Xin-yue，ZHENG Shun-li
（Institute of Cotton，College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Correlation between cotton boll shellweightand 7 yield traits and 6 quality traitswas analyzed with 18 non－Bt upland cotton varieties as materials，and the cluster analysis was made.The results showed that the extreme significant positive correlation existed between cotton boll shell weight and cotton bollweight，significant positive correlation existed between cotton boll shell weight and seed cotton weight per boll，lint index and uniformity index，and significant negative correlation existed between cotton boll shellweightand elongation percentage.And therewas no significant correlation between cotton boll shellweight and lint yield and fiber quality synthesis score.The lighter cotton boll shellweightwas advantageous to improvementof lint yield and fiber quality.

Cotton；Cotton boll shell weight；Yield traits；Quality traits

S562.01

A

1001-5280（2013）03-0241-05 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2013.03.08

2013 04 14

赵一超（1987－），女，山西榆社人，硕士研究生，Email：zhaoyichao516＠126.com。*通信作者，Email：jinxiangc＠163.com。

国家转基因重大专项（2009ZX08005－012B）；国家自然科学基金项目（30871493）；湖南农业大学人才基金（12YJ14）。