一批棉花品系农艺性状与产量的相关和通径分析

2016-08-15楚宗艳赵鹏飞杜玉倍李绍伟吴超

棉花科学 2016年4期

楚宗艳赵鹏飞杜玉倍李绍伟吴超

摘要：对28个棉花新品系的10个农艺性状进行评价，并对主要农艺性状与皮棉产量进行相关和通径分析。结果表明，衣分、单株铃数、株高与皮棉产量的相关性达极显著水平，相关系数分别为0.59、0.57和0.53，果枝数与皮棉产量显著相关，相关系数为0.46。通径分析表明，衣分、籽指、单铃重和株高4个性状对皮棉产量的影响较大。结合回归方程，确定单铃重和衣分为影响皮棉产量的主要因素，可作为棉花新品系高产育种的重要指标。

关键词：棉花；农艺性状；产量；相关分析；通径分析

中图分类号： S562.037 文献标识码： A 文章编号：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

棉花是全球重要的经济作物，获得高的皮棉产量是培育棉花品种的重要指标之一[1]。产量性状是受微效多基因控制的数量性状，易受环境因素的影响，并且各性状之间彼此关联，当某一个性状改变时必然导致其他性状的变化。因此，研究各农艺性状与产量间的相关性，对降低棉花新品种选育的盲目性和提高育种效率具有重要作用。皮棉产量的提高取决于产量构成因素的优化组合，前人已经对棉花各产量构成因素与产量之间的关系进行了大量研究[2-8]。但棉花的产量性状受基因型和环境因素共同控制，对棉花重要数量性状间关系的研究结果常因供试材料、试验地点和试验年份的不同而不尽相同[8-9]。大多数研究者认为以增加产量为目的的育种方案中，重点在于提高单株铃数，增加单铃重和衣分[10-11]。但也有人认为应以提高衣分和增加单铃重为目标[2，6，12-13]。因此，作者针对以上问题，以2015年开封市农林科学研究院棉花新品系比较试验的27个品系及对照品种（鲁棉研28）为研究对象，对新品系主要农艺性状与皮棉产量进行相关分析，旨在为棉花新品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料28份，其中自育棉花新品系27个（用KM+数字表示品系编码），对照品种为鲁棉研28（CK）。

1.2 试验方法

试验安排在位于河南省开封市新区杏花营镇的开封市农林科学研究院棉花试验田，采用随机区组试验设计，3次重复，4行区，行长6.0 m，行距1.0 m，小区面积24 m2，密度4.0万株/hm2。试验田四周设保护行，田间管理同大田生产管理水平。棉花生长期调查各品种（系）的生育时期。9月15日前后，每小区选有代表性的植株10株，调查农艺性状，包括株高（x1）、始果枝着生节位（x2）、果枝数（x3）、单株铃数（x4），吐絮盛期每小区收50个棉铃考种测单铃重（x5）、衣分（x6）、籽指（x7），其皮棉样品由农业部棉花品质监督检验测试中心（河南安阳）测定纤维品质指标，包括纤维长度（x8）、比强度（x9）、马克隆值（x10）。统计各小区实际收获的籽棉产量，并计算皮棉产量（y）。

1.3数据分析

利用DPS 6.55统计软件对各性状平均值进行相关显著性测验及通径分析。

2 结果与分析

2.1 各性状的表现值

从表1统计结果来看各性状的表现值如下。

28份材料的株高（x1）差异较大，范围在76.3～107.4 cm，平均值为92.4 cm。其中KM907品系植株最高，为107.4 cm，KM035品系植株最矮，为76.3 cm。

28份材料的始果枝节位（x2）范围为5.6～6.6节，平均值为6.0节。KM022品系的始果枝节位最多，为6.6节，KM003、KM035及CK始果枝节位一样且最少，为5.6节。

28份材料的果枝数（x3）范围为9.6～11.9个，平均值为10.9个。KM009品系果枝数最多，为11.9个，KM015品系果枝数最少，为9.6个。

28份材料的单株铃数（x4）范围为10.0～18.2个，平均值为15.5个。KM827品系单株结铃性最好，为18.2个，KM035品系单株结铃性最差，为10.0个。

28份材料的单铃重（x5）范围为6.4～7.9 g，平均值为7.1 g。KM033品系单铃重最重，为7.9 g，KM023品系单单铃重最轻，为6.4 g。

28份材料的衣分（x6）差异较大，变化范围为40.4%～45.8%，平均值为43.2%。KM907品系衣分最高，为45.8%，KM020和KM024品系衣分最低，为40.4%。

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

28份材料的纤维长度（x8）范围为26.7～31.4 mm，平均值为29.3 mm，KM020品系纤维最长，为31.4 mm，KM024品系纤维最短，为26.7 mm。

28份材料的比强度（x9）差异较大，变化范围为24.3～34.5 cN/tex，平均值为29.7 cN/tex。KM015品系比强度最强，为34.5 cN/tex，KM024品系比强度最弱，为24.3 cN/tex。

28份材料的马克隆值（x10）变化范围在4.9～6.0，平均值为5.7，KM243、KM036品系马克隆值为6.0，KM016品系马克隆值为4.9。

28份材料的皮棉产量（y）差异较大，范围为1168.31～2137.19 kg/hm2，平均值为1707.42 kg/hm2。KM019品系单产最高，为2137.19 kg/hm2，KM034品系单产最低，为1168.31 kg/hm2。

统计结果显示，在同等栽培管理水平下，27个品系中皮棉产量超过CK的有14个，结合纤维检测结果，其中8个品系综合表现突出，分别是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）皮棉产量排在前3位，KM014品系纤维品质达到双30（纤维长度≥30、比强度≥30）标准。

2.2 产量及其主要性状的相关分析

对28个试验材料进行农艺性状与皮棉产量相关性分析表明（表2），皮棉产量与株高、单株铃数、衣分呈极显著正相关，皮棉产量与果枝数呈显著正相关，相关程度为：衣分（0.59**）>单株铃数（0.57**）>株高（0.53**）>果枝数（0.46*）；皮棉产量与纤维长度、马克隆值呈不显著正相关，皮棉产量与始果枝节位、单铃重、籽指、比强度呈不显著负相关。在各性状间，株高与单株铃数呈极显著正相关，相关系数为0.54，株高与果枝数呈显著正相关，果枝数与单株铃数呈极显著正相关，相关系数为0.55，这与育种实践相符，即植株高大的品种一般果枝数和单株铃数较多。单株铃数与衣分、衣分与马克隆值呈显著正相关，单铃重与籽指、纤维长度与比强度呈极显著正相关，果枝数与比强度呈显著负相关。根据此分析结果，可以在棉花大田选种过程中，初步以单株铃数为主、辅助株高和果枝数进行选择，在棉花生长期提前进行筛选，同时也可将以上性状作为田间管理的一个有效评估指标，通过合理的肥水管理，在一定程度上提高棉花的单株铃数、株高和果枝数，以求获得棉花高产的目的。

2.3 通径分析

通径分析进一步研究10状对皮棉产量的影响（表3）。衣分x6对皮棉产量贡献最大P6→y=0.4329，即衣分每增加一个标准单位，皮棉产量则增加0.4329个单位，其次为株高，P1→y=0.2759，果枝、纤维长度、单株铃数对皮棉产量贡献就相对较小，分别为P3→y=0.1627、P8→y=0.1417和P4→y=0.0818。相关分析表明，单铃重与皮棉产量（r=-0.07）呈负相关，而通径分析表明，单铃重对皮棉产量的直接贡献为正值P5→y=0.2816，这是由于单铃重通过籽指（r=0.61**）对皮棉产量的负向间接效应较大P5→7→y=-0.2411，从而掩盖了单铃重对皮棉产量的直接正向作用。籽指对皮棉产量的负向作用在性状中最为明显P7→y=-0.3966，相关分析表明，籽指与皮棉产量（r=-0.21）呈不显著负相关，而籽指通过单铃重（r=0.61**）对皮棉产量的间接作用是正的，为P7→5→y=0.1712。说明单铃重和籽指通过彼此影响对皮棉产量造成影响，所以应注意协调单铃重与籽指之间的关系，以求各产量因素间协调发展而获得皮棉高产。

2.4 多元逐步回归和最优回归方程

利用DPS软件对棉花性状进行回归分析，以皮棉产量为y，其余10个性状为自变量逐步回归分析，建立最优回归方程，F值=5.7441**，相关系数R=0.7883，调整后的相关系数Ra=0.7164。方程如下。

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

通过建立最优回归方程，我们可以在棉花新品系选育的时候有目的地选择与皮棉产量相关的性状，以便达到对尽量少的性状进行选择，而取得尽量大的选择效果。

3 结论与讨论

本研究对28份试验材料的相关性状进行统计分析，发现与皮棉产量密切相关的性状有衣分（0.59**）、单株铃数（0.57**）、株高（0.53**）、果枝数（0.46*）。通径分析表明，衣分、籽指、单铃重和株高4个性状对皮棉产量的影响较大，其中籽指为负相关，而籽指和单铃重通过彼此影响对皮棉产量造成影响，所以应注意协调单铃重与籽指之间的关系，以求各产量因素间协调发展而获得皮棉高产。结合回归方程，确定单铃重、衣分为影响皮棉产量的主要因素。这与刘继华[14]、王宁[15]等的研究结果基本一致。皮棉产量为数量性状，受多基因控制，由单铃重、单株铃数和衣分3个因素决定，但是随着品种的改良，各性状与产量之间的相关程度不断发生变化。孔繁玲，等[16]研究表明，在1973～1977年、1978～1984年和1985～1988年3个时期，黄淮棉区棉花产量构成因素与产量的相对重要程度也各有不同。本研究针对开封市农林科学研究院自育的27个棉花新品系10个性状指标详细统计和描述，并对其进行相关分析，着重分析并讨论了与皮棉产量呈显著相关的性状，通过通径分析与建立最佳回归方程，更加清晰地揭示了各性状与产量性状相关的紧密程度，为棉花新品种选育提供有力的依据。

参考文献

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