新疆奎屯垦区棉花杂交F2 纤维品质一致性分析

王洪彬，张东风，贺立强，黄丽叶，刘铨义，张文

（新疆生产建设兵团第七师农业科学研究所，新疆 奎屯 833200）

大量研究表明杂交棉F2具有较强的产量优势[1-6]。 但F2不仅是杂交棉农艺性状剧烈分离的世代，也是其纤维品质性状剧烈分离的世代，纤维品质一致性差是棉花F2利用饱受争议的关键问题。陈金湘等[7]、郭景红等[8]研究认为棉花杂交种F1和F2存在显著的产量差异， 而纤维品质差异较小，甚至不存在统计意义上的差异； 但F1、F2个体间各项纤维品质指标的差异及其分布表现为F2变异范围增大、优质个体数量减少。 王武等[9]逐株考察了F2群体的棉纤维品质性状，发现马克隆值的变异系数最大（12.91%），断裂比强度的变异系数为7.80%，2.50%跨长的变异系数为5.49%， 长度整齐度指数的变异系数为4.86%。 因此，根据棉花杂交种F2纤维品质各项指标的变异情况，应谨慎利用F2。

新疆生产建设兵团第七师（以下简称“七师”）所在地奎屯垦区，近年来每年保持相对较大的棉花杂交F2种植面积。 杂交棉F2有其产量优势， 配以76 cm 等行距简化种植模式可提高本地的籽棉产量、纤维品质，但杂交棉F2存在纤维品质一致性差的风险。因此，于2020 年在新疆奎屯垦区试种4 个棉花杂交F2材料以及2 个常规棉品种， 以单株为单位取样，重点对纤维上半部平均长度、长度整齐度指数、马克隆值、断裂比强度、断裂伸长率、短纤维率6 项指标的变异系数进行分析，考察6 个供试材料各项纤维品质指标的一致性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料包括4 个棉花杂交F2材料 （中棉所86[10]F2、QS 杂-16 F2、鲁棉研24 号[11]F2和鑫瑞819 F2）和2 个常规棉品种（惠远720[12]、新陆早61 号[13]）。以惠远720 作为对照（CK）。 其中，QS 杂-16 F2是由新疆锦棉种业有限责任公司选育的杂交棉材料；鑫瑞819 F2是由济南鑫瑞种业科技有限公司提供的杂交棉材料。

1.2 试验设计

试验地点位于新疆维吾尔自治区胡杨河市130 团8 连境内的七师农业科学研究所试验基地。每个材料种植667 m2，采用膜下滴灌76 cm 等行距种植模式， 膜宽2.05 m， 理论种植密度为17.5 万株·hm-2。2020 年4 月19 日播种，4 月22 日滴出苗水，4 月29 日出苗，田间管理同当地常规大田。

1.3 棉纤维品质性状检测方法

9 月下旬棉铃吐絮后， 每个材料分3 点取样，每点连续选取10 株， 分单株收获， 每株收取内围（第1～2 果节）吐絮棉铃6 个，每个材料共计30 个样本。所有籽棉样品采用小型锯齿轧花机轧花加工成皮棉，以单株为单位送至七师农业科学研究所纤维检测室检测（HVI 校准棉花标准校准）6 项纤维品质指标，包括上半部平均长度、长度整齐度指数、马克隆值、断裂比强度、断裂伸长率、短纤维率。

1.4 数据分析

由DPS 数据处理软件分别对全部样本的6 项检测指标的均值、极差、标准差、变异系数进行对比分析。

2 结果与分析

2.1 上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂伸长率的变异系数相对较小

各材料棉纤维的上半部平均长度变异系数均相对较小（表1）。 对照惠远720 纤维上半部平均长度的变异系数为3.8%，新陆早61 号、QS 杂-16 F2、鑫瑞819 F2、 中棉所86 F2纤维上半部平均长度的变异系数与对照相当。 鲁棉研24 号F2纤维上半部平均长度的变异系数为4.3%， 明显高于其他材料。

表1 各材料纤维品质指标的统计参数

长度整齐度指数与成纱品质有关。长度整齐度指数的增加可提高成纱强力， 提高棉花成品率，对成纱外观指标的影响仅次于马克隆值，对气流纺而言长度整齐度指数的重要性大于纤维长度[14]。 本研究中4 个棉花杂交F2与常规种长度整齐度指数的一致性均较好。惠远720 与鑫瑞819 F2长度整齐度指数的变异系数最小，均为1.2%；鲁棉研24 号F2、中棉所86 F2、新陆早61 号长度整齐度指数的变异系数相差不大；QS 杂-16 F2的长度整齐度指数变异系数最大，为1.7%（表1）。

各材料断裂伸长率的变异系数均相对较小，在1.0%～1.8%。 其中，中棉所86 F2断裂伸长率的变异系数最大，为1.8%，明显高于其他材料（表1）。

虽然上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂伸长率3 项纤维品质指标一致性较好，但3 项指标变异系数的最大值都出现在F2材料。

2.2 马克隆值、断裂比强度、短纤维率3 项指标的变异系数相对较大

各材料马克隆值的变异系数均相对较大（表1）， 表现为QS 杂-16 F2（10.7%）＞中棉所86 F2（7.6%）＞鲁棉研24 号F2（6.3%）＞鑫瑞819 F2（6.0%）＞惠远720（5.5%）＞新陆早61 号（5.1%）。

各材料的断裂比强度变异系数排序为鲁棉研24 号F2（9.4%）＞QS 杂-16 F2（9.0%）＞新陆早61号（8.1%）＞中棉所86 F2（7.7%）＞鑫瑞819 F2（6.6%）＞惠远720（6.2%）。 常规棉品种新陆早61号的断裂比强度变异系数大于惠远720，也大于鑫瑞819 F2和中棉所86 F2（表1）。

各材料的短纤维率变异系数相对于其他指标明显偏大（表1），表现为QS 杂-16 F2（13.9%）＞中棉所86 F2（12.1%）＞新陆早61 号（8.4%）＞惠远720（8.3%）＞鲁棉研24 号F2（8.0%）＞鑫瑞819 F2（5.7%）。

3 讨论与结论

3.1 F2 与常规种纤维品质一致性比较

对照常规棉品种惠远720 的纤维上半部平均长度、长度整齐度指数、断裂比强度变异系数是各参试材料中最低的，马克隆值变异系数稍高于新陆早61 号，但低于4 个F2。 新陆早61 号除纤维断裂比强度变异系数较高外，其他品质指标的变异程度均与对照相当。 可见，常规棉品种纤维品质指标的一致性更好。

各材料纤维品质指标的变异系数极值出现在F2中。 鲁棉研24 号F2纤维上半部平均长度和断裂比强度的变异系数分别为4.3%和9.4%，均为6 个材料中的最大值。 QS 杂-16 F2纤维长度整齐度指数、马克隆值和短纤维率的变异系数都是所有材料中最大的，断裂比强度变异系数为9.0%，也相对较大。 中棉所86 F2纤维断裂伸长率的变异系数为1.8%， 是各材料中最大的； 短纤维率变异系数为12.1%，也较为突出。 由以上分析可得出结论：在纤维品质指标中，F2更易出现1 项或数项指标变异系数较大的现象。

鑫瑞819 F2纤维上半部平均长度、长度整齐度指数、马克隆值和断裂比强度的变异系数均与对照相当，断裂伸长率与短纤维率的变异系数是各供试材料中最低的。 在本研究中，鑫瑞819 F2的纤维品质性状一致性较高。

上述结果说明可筛选出各项纤维品质指标一致性较高，甚至某些纤维品质指标一致性优于常规棉品种的F2用于大田生产，这与孔凡金等[15]、徐鹏等[16]的研究结果相符。

3.2 加强利用F2 育种与种子管理

前人研究表明，若亲本变异较小，且双亲间的纤维品质性状差异不大时， 则F2纤维品质性状与亲本或杂种F1的差异不显著[3,15,17]。 在杂交棉选育过程中，应严格选择纤维品质优良、变异小，且纤维品质性状相近的亲本， 以提高F2纤维品质的一致性。理论与实践均证明可培育出纤维品质性状一致性较好的F2应用于生产。

新疆棉花纤维品质存在一致性差的问题，主要是由于植棉品种“多、乱、杂”[18-20]。 奎屯垦区是种植F2面积较大的植棉区， 种子管理部门应加强管理，严格落实种子准入制度，筛选出产量优势强、纤维品质一致性较好的F2在本地种植。 另一方面，目前关于F2纤维品质一致性对纺织业影响的研究鲜有报道，孔凡金等[15]也指出对于F2品质性状分离到什么程度仍能符合纺织业要求尚不明确，有待于深入研究。