机采长绒棉主要农艺性状的灰色关联度分析

沈 丽

（阿瓦提县农业检验检测中心 新疆阿克苏 843200）

长绒棉因纤维品质突出而被称为“棉中极品”，是高档棉纺织品必不可少的天然植物纤维。全世界只有美国、埃及、中国等部分国家生产长绒棉。新疆是我国唯一的长绒棉产区，长绒棉种植主要集中在新疆阿克苏地区阿瓦提县。阿克苏地区阿瓦提县属典型的温带大陆性气候，因光热资源丰富、光照时间充足、降水量稀少、无霜期长等特点，成为最适宜种植棉花的区域之一，尤其适合长绒棉的生长。阿瓦提县出产的长绒棉可与美国棉、埃及棉相媲美，其长绒棉总产量占到全国产量的70%左右。阿瓦提县自二十世纪七八十年代开始种植长绒棉，种植面积、单产及总产一直在我国名列前茅，曾被评为“全国棉花产量百万担县”，棉花已成为阿瓦提县农民的主要经济来源。阿瓦提县棉花种植面积常年保持在150万亩左右，其中长绒棉种植面积一直保持在110万亩以上。可以说，阿瓦提县长绒棉产业发展现状，也代表了全国长绒棉产业发展处境。

近年来，随着当地土地流转进程顺利推进，许多棉农不规则、平整度差的小地块也被纳入大企业标准化、机械化、集约化的管理范畴。同时，随着当地高标准农田建设项目的推进，植棉趋势必定是规模化、机械化。但受长绒棉机采技术不成熟、采摘成本增加、亩均收益率倒挂、劳动力短缺、长绒棉植棉成本递增、市场收购价低于棉农心理预期、补贴资金低于预期等因素影响，长绒棉种植效益逐年下滑，种植收益已明显低于陆地棉。当地流转企业、种植大户已陆续弃长绒棉而改种细绒棉，导致当地长绒棉种植面积减少，长绒棉产业发展面临严峻考验。

长绒棉是国家战略储备物资，只有从根本上解决种植品种问题，提升棉花品质，推广全程机械化作业，降低种植成本，深化收购体制改革，实现优质优价，加大长绒棉补贴力度，提升长绒棉种植效益，才能提升国内长绒棉在国际市场上的竞争力，保证长绒棉产业的可持续发展。从保护和推动长绒棉产业发展角度出发，开展培育抗虫、抗除草剂、抗盐碱、免打顶、适合机采的优质长绒棉新品种，降低劳动力成本，提高植棉效益，才能推动长绒棉产业持续发展。而推动长绒棉产业从传统的手工采摘转向机械采收，培育机采长绒棉新品种就是其中的关键因子。由此，根据机械采摘长绒棉的相关技术要求，选育适合机采的优质长绒棉新品种，突出品质，提高产量与衣分就是育种工作的重要方向。新品种选育过程中，采用合理科学的分析方法可以对新品种有全面客观的评价，能协助育种专家根据既定目标快速有效地培育新品种。本文利用选育的11个优良机采长绒棉新品种（系）的品比试验[2]数据，运用灰色关联度分析法对所选育的机采长绒棉新品种（系）各农艺性状[3]进行综合评价，筛选出适合阿瓦提县的优质、高产、抗病机采长绒棉新品种（系），为阿瓦提县培育机采长绒棉新品种（系）[4]提供科学、综合性分析理论依据，以期为阿瓦提县机采长绒棉产业持续发展提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

供试材料为近几年选育的优良机采长绒棉新品种（系），分别为JCCRM002、JCCRM007、JCCRM005、JCCRM003、JCCRM008、JCCRM004、JCCRM006、JCCRM010、JCCRM011、JCCRM001、JCCRM009。

1.2 试验设计

试验于2021年在阿瓦提县拜什艾日克镇6大队实施，11个机采长绒棉品种（系）采用随机排列设计，3次重复，行长8.8 m，小区面积20 m2。4月15日播种，株行距配置为（10+66+10+66+10+66）cm×10 cm，田间管理同大田。

1.3 调查方法

待棉花完全吐絮后，每个小区随机选取3个点，在每个点的边行、次边行和中行连续取生长正常的10株棉花，考种统计各品种（系）的生育期、果枝始节、株高、单株果枝苔数、单株结铃数、单铃重、衣分等农艺性状；对每个小区籽棉全部采摘实收称重折算亩产量；对考种收获的皮棉样品统一检测纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值。

1.4 参考品种（系）性状取值方法

根据机采长绒棉的基本特点，包括生育期适中、吐絮集中、果枝始节较高、单株结铃数较多、单铃重较大、产量较高、综合品质优良等，确定参考品种（系）各主要性状的取值，可以取参试品种（系）每个相应性状最优值稍大一点的数据。

2 结果与分析

2.1 统计各性状平均值

选取生育期、果枝始节、株高、单株果枝苔数、单株结铃数、单铃重、籽棉产量、衣分、纤维上半部平均长度、断裂比强度、马克隆值共11个主要性状指标[5]，对各参试品种（系）进行综合评价，各性状平均值如表1所示。

表1 参试棉花品种（系）各性状平均值

2.2 数据的无量纲化处理

由于各性状指标的量纲不同，因此需要对各机采长绒棉品种（系）的各性状原始数据进行无量纲化处理，用参考品种的各性状数据分别去除各机采长绒棉品种（系）的数据，结果如表2所示。

表2 各参试棉花品种（系）的性状数据无量纲化处理

2.3 绝对差值的运算

求出参考目标品种X0与11个参试品种（系）Xi相应性状的绝对值，依公式△i(k)=|X´0(k)-X´i(k)|（i=0，1，2，…，11；k=1，2，…，11）进行计算，其中△i(k)为第i个参试品种Xi与目标品种X0在第k个性状上的绝对差值，结果如表3所示。

表3 参试棉花品种（系）各性状绝对差值

2.4 计算灰色关联系数

根据灰色关联度分析方法，利用下列公式（1）和表3中的数据求得相关灰色关联系数。

式中，△min和△max分别表示所有比较数列绝对差值中的最小值和最大值，ρ为灰色分辨系数，取值在0～1之间，本文取ρ=0.5。

由表3可知，最小值△min=0.000 0和最大值△max=0.333 3。ξi(k)=(0+0.5×0.3333)/[△Xi(k)+0.5×0.3333]=0.1667/[△Xi(k)+0.1667]，将X0(k)与Xi(k)各对应点的绝对差值代入公式即可求得灰色关联系数，结果如表4所示。

表4 各参试棉花品种（系）关联系数

2.5 关联度的计算

根据机采长绒棉不同育种[6]目标，各品种性状的重要性是不同的，在评价各品种优劣时还应根据育种目标性状分别对各性状赋予不同的权重W（k）系数（见表4）。根据以下公式（2）可计算得到等权关联度，根据公式（3）可计算得到加权关联度，结果如表5所示。

表5 各参试品种（系）与参考品种的关联度

2.6 关联度分析

根据关联度分析原则，把各品种（系）各性状的综合表现优劣用加权关联度值大小表现，关联度大的数列与参考数列最为接近，其综合性状就好。根据表5可知，JCCRM002加权关联度最大（r=0.062 3），综合表现最好，相关综合指标最接近目标参考品种指标。因此，JCRM002是一个丰产性好、综合性状优良的棉花品种（系）；其次是JCCRM007，加权关联度r=0.061 5，综合性状表现较好；加权关联度最小的是JCCRM009（r=0.051 2），综合性状表现最差。

3 讨论

从JCCRM002与目标品种所设“最优”性状的关联系数可以明显看出，该品种在生育期、果枝始节、单铃重、籽棉产量、衣分、断裂比强度等方面表现特别突出。这与该品种在实际生产中的表现吻合，说明机采长绒棉育种者在选育机采长绒棉新品种（系）过程中要特别注意这几个性状的选择，可以尽快育出接近或符合育种目标的材料，将科研成果尽快应用于实际生产当中。实例分析结果表明，依据机采长绒棉各品种（系）的灰色关联度所进行的综合评估与品种（系）的实际表现是一致的，充分说明了灰色关联度分析应用于机采长绒棉遗传育种是可行的。本文只对机采长绒棉的11个主要农艺性状的关系进行了分析，但优质高产机采长绒棉受多种因素的影响，机采长绒棉的含絮力、抗虫性、抗逆性、对脱叶剂的敏感性、打脱叶剂的时间、吐絮集中性等相关影响因素有待进一步深究。

运用灰色关联度分析，可以对机采长绒棉新品种（系）的各个性状进行综合分析，所有性状都能参加品系优劣评定，由定性分析变为定量分析，确定品种（系）的优劣，为机采长绒棉育种提供科学依据。在机采长绒棉新品种选育过程中，应根据当地生产实际需求和社会需要，构造合适的目标参考机采长绒棉品种主要农艺性状值，并赋予相关目标性状权重，可以尽快培育出符合生产需求的机采长绒棉新品种。