2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种产量及相关性状分析

张清华，贺维昭*，裴美燕

（1.邯郸市农业科学院，河北 邯郸 056001；2.邯郸市邯山区农业农村局，河北 邯郸 056001）

棉花Gossypium hirsutumL.是我国的重要经济作物[1]。当前，我国已形成了长江流域、黄河流域和西北内陆三大棉区。长期以来，棉花产量的持续改善是农业科研工作者的重要目标。棉花产量形成是多种因素共同作用的结果，其中品种对棉花产量的影响最大，而棉花的主要产量性状存在相互制约、相互依存的关系[2]，分析品种产量与其主要性状的关系对促进棉花品种遗传改良具有重要的现实意义。近年来，有关棉花品种产量与主要性状关系的研究已有许多报道。田琴等[3]以1978―2015年新陆早系列棉花品种为研究材料，分析了这些品种的产量性状。卢华平等[4]对2012 年湖北省棉花区域试验的28 个品种的产量及其相关性状进行了研究。孙长法等[5]以河南省2006 年和2007 年15个春棉区域试验品种为试验材料，分析了品种的产量相关性状。戴茂华等[6]对冀中南种植棉花新品种的产量相关性状进行了综合评价和分析。秦文斌等[7]以1950―2000 年新疆南疆地区品种为试验材料，选取有代表性的9 份中早熟常规棉品种进行了研究。戴宝生等[2]采用相关分析、通径分析、主成分分析和回归分析方法，对2011―2013 年湖北省棉花区域试验品种的产量及其相关性状进行了分析。但前人的研究多选用2016 年之前某个区域的棉花品种为研究对象，而有关近年来国家审定黄河流域春棉品种的产量及其相关性状的全面研究未见报道。因此，笔者等以2011―2020 年国家审定的黄河流域春棉品种为研究材料，运用相关分析、通径分析方法分析棉花品种产量与相关性状的关系，以期为棉花品种遗传改良及生产提供借鉴。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验材料为2011―2020 年通过国家农作物品种审定委员会审定的50 个黄河流域棉花品种 （不含短季棉品种和夏播棉）。审定品种相关信息来源于全国农业技术推广服务中心。品种的籽棉单产、衣分、株高、第一果枝节位、单株结铃数、铃重、生育期和籽指等数据为各品种参加国家黄河流域棉花新品种（系）区域试验的平均值。

1.2 分析方法

2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种籽棉单产及其构成因素的变异系数计算及线性拟合采用Microsoft Excel 2003，产量及其构成因素的皮尔逊相关分析及通径分析采用SPSS 13.0 软件。

2 结果与分析

2.1 产量及相关性状的分析

从表1 可以看出，2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种产量及各相关性状的变异系数差异较大，表现为单株结铃数（11.21%）＞籽棉单产（10.04%）＞铃重 （7.96%）＞株高 （6.25%）＞籽指（6.11%）＞第一果枝节位 （4.84%）＞生育期（4.08%）＞衣分（3.47%）。其中，单株结铃数变异系数最大，说明单株结铃数的改良空间最大，因而单株结铃数的改良是今后棉花品种改良的重要方向；籽棉单产的变异系数也大于10%，说明在黄河流域现有种质资源背景下，棉花品种产量还有一定的提升空间。衣分、株高、第一果枝节位、铃重、生育期和籽指的变异系数均小于10%，说明这些性状的改良空间较小。

表1 2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种产量及相关性状描述性统计结果

从产量和相关性状的总体水平 （表1）来看，2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种平均籽棉单产已处于较高水平，达到3 938.66 kg·hm－2。从产量相关性状来看，近年来选育的主要棉花品种为衣分40%左右，株高100 cm 左右，第一果枝节位7左右，单株结铃18 个左右，铃重6 g 左右，生育期119 d 左右，籽指11 g 左右。

线性拟合结果（图1）表明：2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种第一果枝节位、生育期和衣分均呈逐年下降趋势，年均分别递减0.03、0.79 d和0.14 百分点；籽棉单产呈逐年上升趋势，年均递增63.17 kg·hm－2，说明育种者一直将棉花的产量性状作为新品种改良的主攻方向，而且经过多年的努力，棉花品种的产量已经达到较高水平；产量相关性状株高、籽指、铃重和单株结铃数均呈逐年上升趋势，年均分别增长0.13 cm、0.12 g、0.01 g、0.01，但铃重和单株结铃数变化不大。

图1 2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种产量及相关性状的演变

2.2 产量及主要农艺性状间的相关分析

相关分析结果（表2）表明，衣分、株高、第一果枝节位、单株结铃数、铃重、生育期和籽指均与籽棉单产呈正相关关系，其中单株结铃数、铃重、籽指与籽棉单产的相关性达极显著水平。单株结铃数与衣分、株高、第一果枝节位、铃重、生育期和籽指均呈正相关关系，其中单株结铃数与铃重的相关性达显著水平，与株高、第一果枝节位和生育期的相关性达极显著水平；铃重与衣分、株高、第一果枝节位、单株结铃数、生育期和籽指均呈正相关关系；籽指与衣分、第一果枝节位和生育期呈负相关关系，与株高、单株结铃数和铃重均呈正相关关系，其中籽指与铃重的相关性达极显著水平，说明衣分的提高抑制了籽指的增加，而株高、第一果枝节位和生育期相对高的品种，其单株结铃数、铃重相对较高。

表2 2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种主要性状相关分析

2.3 籽棉单产及其构成因素的通径分析

通径分析结果（表3）表明，衣分、单株结铃数、铃重和籽指对籽棉单产均具有直接的正向效应，对籽棉单产直接贡献的大小（直接通径系数）表现为单株结铃数（0.724）＞籽指（0.352）＞衣分（0.136）＞铃重（0.104），衣分和铃重的直接通径系数相对较小，这说明此阶段棉花产量的增加主要依靠单株结铃数，其次为籽指；主要农艺性状株高、第一果枝节位和生育期对籽棉单产均具有直接的负效应，其中，株高和生育期对籽棉单产的影响较大，第一果枝节位对产量的影响比较微弱。由间接通径系数可以看出，各因素对产量的间接作用不尽相同，其中单株结铃数通过株高对籽棉单产的间接正效应最大，单株结铃数通过生育期对籽棉单产的间接正效应次之，单株结铃数通过第一果枝节位对籽棉单产的间接正效应排第三位；生育期通过株高对籽棉单产产生负向效应最大。因此，国家审定黄河流域春棉品种的育种目标应主要是改良单株结铃数，同时应考虑选育生育期相对短的品种。

表3 2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种籽棉单产及相关性状的通径分析

3 讨论与结论

3.1 产量和相关性状的演变规律

本研究以2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种为研究材料，发现2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种平均籽棉单产水平已达到3 938.66 kg·hm－2（皮棉单产为1 580.28 kg·hm－2）。相较于孙长法等[5]对河南省2006 年和2007 年15个春棉区域试验品种的产量分析（多数品种皮棉单产已接近或超过1 400 kg·hm－2，个别品种甚至突破1 500 kg·hm－2），近10 年棉花品种产量明显提升。根据棉花产量相关性状的变化趋势（表1），推测近年来育种者的选育目标主要是衣分40%左右，株高100 cm 左右，第一果枝节位7 节左右，单株结铃数18 左右，铃重6 g 左右，生育期119 d 左右，籽指11 g 左右的棉花品种。

变异系数是衡量各品种性状指标变异程度的统计量。本研究发现2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种籽棉单产的变异系数均超过10%，说明籽棉单产还有一定的提升空间。线性拟合结果表明，2011―2020 年国家审定黄河流域春棉品种平均籽棉单产呈逐年上升趋势，年均递增63.17 kg·hm－2。产量相关性状株高和籽指呈逐年上升趋势，年均增长0.13 cm 和0.12 g。说明此阶段黄河流域春棉品种产量提高的关键因素主要是株高和籽指。戴茂华等[6]通过对冀中南棉花新品种产量性状进行分析，认为棉花品种产量相关性状以铃重的变异系数最大，而本研究发现此阶段黄河流域春棉品种单株结铃数的变异系数最大，分析原因可能与研究材料和生态环境条件不同有关。

3.2 产量和相关性状的关联分析

产量受多个相关性状影响[8-10]。田琴等[3]对1978―2015 年新陆早系列棉花品种的产量相关性状进行了研究，认为单株结铃数、衣分、衣指和株高是棉花产量改善的决定因素。秦文斌等[7]选取1950―2000年南疆地区有代表性的早中熟常规棉品种进行研究，指出新疆南疆棉花单产的提高主要依靠单株结铃数的增加来实现。戴宝生等[2]采用相关分析、通径分析、主成分分析和回归分析方法，对2011―2013年67 个湖北省棉花区域试验品种的产量和相关性状进行了分析，认为棉花品种改良必须保持结铃性和铃重协同提高，同时需兼顾衣分和生育期。孙长法[11]研究指出，在选育结铃性强、结铃多的品种时应谨防铃重和衣分的降低。刘卫星等[12]分析认为在品种改良中，应注重提高有效铃数，适当改善铃重和衣分。对早中熟棉花进行研究发现，高衣分棉花品种的铃重相对较小[13]。本研究以2011―2020年国家审定黄河流域春棉品种为研究材料，发现单株结铃数与籽棉单产呈极显著正相关，单株结铃数对籽棉单产的直接正向效应最大，且单株结铃数通过株高对籽棉产量的间接正效应最高，而生育期通过株高对籽棉单产产生负向效应最大。因而，今后黄河流域春棉品种产量潜力提高的关键因素是改善单株结铃数，同时结合实际生产需求，应考虑选育生育期相对短的品种，这与秦文斌等[7]的研究结论一致。但田琴等[3]认为1978―2015 年新陆早系列棉花品种衣分、单株结铃数、衣指和株高是产量提高的决定因素，与本研究的部分结论一致。