2011―2020,年國家審定黃河流域春棉品種產(chǎn)量及相關(guān)性狀分析

張清華，賀維昭*，裴美燕

（1.邯鄲市農業(yè)科學(xué)院，河北 邯鄲 056001；
2.邯鄲市邯山區農業(yè)農村局，河北 邯鄲 056001）

棉花Gossypium hirsutumL.是我國的重要經(jīng)濟作物[1]。當前，我國已形成了長(cháng)江流域、黃河流域和西北內陸三大棉區。長(cháng)期以來(lái)，棉花產(chǎn)量的持續改善是農業(yè)科研工作者的重要目標。棉花產(chǎn)量形成是多種因素共同作用的結果，其中品種對棉花產(chǎn)量的影響最大，而棉花的主要產(chǎn)量性狀存在相互制約、相互依存的關(guān)系[2]，分析品種產(chǎn)量與其主要性狀的關(guān)系對促進(jìn)棉花品種遺傳改良具有重要的現實(shí)意義。近年來(lái)，有關(guān)棉花品種產(chǎn)量與主要性狀關(guān)系的研究已有許多報道。田琴等[3]以1978―2015年新陸早系列棉花品種為研究材料，分析了這些品種的產(chǎn)量性狀。盧華平等[4]對2012 年湖北省棉花區域試驗的28 個(gè)品種的產(chǎn)量及其相關(guān)性狀進(jìn)行了研究。孫長(cháng)法等[5]以河南省2006 年和2007 年15個(gè)春棉區域試驗品種為試驗材料，分析了品種的產(chǎn)量相關(guān)性狀。戴茂華等[6]對冀中南種植棉花新品種的產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行了綜合評價(jià)和分析。秦文斌等[7]以1950―2000 年新疆南疆地區品種為試驗材料，選取有代表性的9 份中早熟常規棉品種進(jìn)行了研究。戴寶生等[2]采用相關(guān)分析、通徑分析、主成分分析和回歸分析方法，對2011―2013 年湖北省棉花區域試驗品種的產(chǎn)量及其相關(guān)性狀進(jìn)行了分析。但前人的研究多選用2016 年之前某個(gè)區域的棉花品種為研究對象，而有關(guān)近年來(lái)國家審定黃河流域春棉品種的產(chǎn)量及其相關(guān)性狀的全面研究未見(jiàn)報道。因此，筆者等以2011―2020 年國家審定的黃河流域春棉品種為研究材料，運用相關(guān)分析、通徑分析方法分析棉花品種產(chǎn)量與相關(guān)性狀的關(guān)系，以期為棉花品種遺傳改良及生產(chǎn)提供借鑒。

1.1 試驗材料

試驗材料為2011―2020 年通過(guò)國家農作物品種審定委員會(huì )審定的50 個(gè)黃河流域棉花品種 （不含短季棉品種和夏播棉）。審定品種相關(guān)信息來(lái)源于全國農業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心。品種的籽棉單產(chǎn)、衣分、株高、第一果枝節位、單株結鈴數、鈴重、生育期和籽指等數據為各品種參加國家黃河流域棉花新品種（系）區域試驗的平均值。

1.2 分析方法

2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種籽棉單產(chǎn)及其構成因素的變異系數計算及線(xiàn)性擬合采用Microsoft Excel 2003，產(chǎn)量及其構成因素的皮爾遜相關(guān)分析及通徑分析采用SPSS 13.0 軟件。

2.1 產(chǎn)量及相關(guān)性狀的分析

從表1 可以看出，2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種產(chǎn)量及各相關(guān)性狀的變異系數差異較大，表現為單株結鈴數（11.21%）＞籽棉單產(chǎn)（10.04%）＞鈴重 （7.96%）＞株高 （6.25%）＞籽指（6.11%）＞第一果枝節位 （4.84%）＞生育期（4.08%）＞衣分（3.47%）。其中，單株結鈴數變異系數最大，說(shuō)明單株結鈴數的改良空間最大，因而單株結鈴數的改良是今后棉花品種改良的重要方向；
籽棉單產(chǎn)的變異系數也大于10%，說(shuō)明在黃河流域現有種質(zhì)資源背景下，棉花品種產(chǎn)量還有一定的提升空間。衣分、株高、第一果枝節位、鈴重、生育期和籽指的變異系數均小于10%，說(shuō)明這些性狀的改良空間較小。

表1 2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種產(chǎn)量及相關(guān)性狀描述性統計結果

從產(chǎn)量和相關(guān)性狀的總體水平 （表1）來(lái)看，2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種平均籽棉單產(chǎn)已處于較高水平，達到3 938.66 kg·hm－2。從產(chǎn)量相關(guān)性狀來(lái)看，近年來(lái)選育的主要棉花品種為衣分40%左右，株高100 cm 左右，第一果枝節位7左右，單株結鈴18 個(gè)左右，鈴重6 g 左右，生育期119 d 左右，籽指11 g 左右。

線(xiàn)性擬合結果（圖1）表明：2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種第一果枝節位、生育期和衣分均呈逐年下降趨勢，年均分別遞減0.03、0.79 d和0.14 百分點(diǎn)；
籽棉單產(chǎn)呈逐年上升趨勢，年均遞增63.17 kg·hm－2，說(shuō)明育種者一直將棉花的產(chǎn)量性狀作為新品種改良的主攻方向，而且經(jīng)過(guò)多年的努力，棉花品種的產(chǎn)量已經(jīng)達到較高水平；
產(chǎn)量相關(guān)性狀株高、籽指、鈴重和單株結鈴數均呈逐年上升趨勢，年均分別增長(cháng)0.13 cm、0.12 g、0.01 g、0.01，但鈴重和單株結鈴數變化不大。

圖1 2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種產(chǎn)量及相關(guān)性狀的演變

2.2 產(chǎn)量及主要農藝性狀間的相關(guān)分析

相關(guān)分析結果（表2）表明，衣分、株高、第一果枝節位、單株結鈴數、鈴重、生育期和籽指均與籽棉單產(chǎn)呈正相關(guān)關(guān)系，其中單株結鈴數、鈴重、籽指與籽棉單產(chǎn)的相關(guān)性達極顯著(zhù)水平。單株結鈴數與衣分、株高、第一果枝節位、鈴重、生育期和籽指均呈正相關(guān)關(guān)系，其中單株結鈴數與鈴重的相關(guān)性達顯著(zhù)水平，與株高、第一果枝節位和生育期的相關(guān)性達極顯著(zhù)水平；
鈴重與衣分、株高、第一果枝節位、單株結鈴數、生育期和籽指均呈正相關(guān)關(guān)系；
籽指與衣分、第一果枝節位和生育期呈負相關(guān)關(guān)系，與株高、單株結鈴數和鈴重均呈正相關(guān)關(guān)系，其中籽指與鈴重的相關(guān)性達極顯著(zhù)水平，說(shuō)明衣分的提高抑制了籽指的增加，而株高、第一果枝節位和生育期相對高的品種，其單株結鈴數、鈴重相對較高。

表2 2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種主要性狀相關(guān)分析

2.3 籽棉單產(chǎn)及其構成因素的通徑分析

通徑分析結果（表3）表明，衣分、單株結鈴數、鈴重和籽指對籽棉單產(chǎn)均具有直接的正向效應，對籽棉單產(chǎn)直接貢獻的大?。ㄖ苯油◤较禂担┍憩F為單株結鈴數（0.724）＞籽指（0.352）＞衣分（0.136）＞鈴重（0.104），衣分和鈴重的直接通徑系數相對較小，這說(shuō)明此階段棉花產(chǎn)量的增加主要依靠單株結鈴數，其次為籽指；
主要農藝性狀株高、第一果枝節位和生育期對籽棉單產(chǎn)均具有直接的負效應，其中，株高和生育期對籽棉單產(chǎn)的影響較大，第一果枝節位對產(chǎn)量的影響比較微弱。由間接通徑系數可以看出，各因素對產(chǎn)量的間接作用不盡相同，其中單株結鈴數通過(guò)株高對籽棉單產(chǎn)的間接正效應最大，單株結鈴數通過(guò)生育期對籽棉單產(chǎn)的間接正效應次之，單株結鈴數通過(guò)第一果枝節位對籽棉單產(chǎn)的間接正效應排第三位；
生育期通過(guò)株高對籽棉單產(chǎn)產(chǎn)生負向效應最大。因此，國家審定黃河流域春棉品種的育種目標應主要是改良單株結鈴數，同時(shí)應考慮選育生育期相對短的品種。

表3 2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種籽棉單產(chǎn)及相關(guān)性狀的通徑分析

3.1 產(chǎn)量和相關(guān)性狀的演變規律

本研究以2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種為研究材料，發(fā)現2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種平均籽棉單產(chǎn)水平已達到3 938.66 kg·hm－2（皮棉單產(chǎn)為1 580.28 kg·hm－2）。相較于孫長(cháng)法等[5]對河南省2006 年和2007 年15個(gè)春棉區域試驗品種的產(chǎn)量分析（多數品種皮棉單產(chǎn)已接近或超過(guò)1 400 kg·hm－2，個(gè)別品種甚至突破1 500 kg·hm－2），近10 年棉花品種產(chǎn)量明顯提升。根據棉花產(chǎn)量相關(guān)性狀的變化趨勢（表1），推測近年來(lái)育種者的選育目標主要是衣分40%左右，株高100 cm 左右，第一果枝節位7 節左右，單株結鈴數18 左右，鈴重6 g 左右，生育期119 d 左右，籽指11 g 左右的棉花品種。

變異系數是衡量各品種性狀指標變異程度的統計量。本研究發(fā)現2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種籽棉單產(chǎn)的變異系數均超過(guò)10%，說(shuō)明籽棉單產(chǎn)還有一定的提升空間。線(xiàn)性擬合結果表明，2011―2020 年國家審定黃河流域春棉品種平均籽棉單產(chǎn)呈逐年上升趨勢，年均遞增63.17 kg·hm－2。產(chǎn)量相關(guān)性狀株高和籽指呈逐年上升趨勢，年均增長(cháng)0.13 cm 和0.12 g。說(shuō)明此階段黃河流域春棉品種產(chǎn)量提高的關(guān)鍵因素主要是株高和籽指。戴茂華等[6]通過(guò)對冀中南棉花新品種產(chǎn)量性狀進(jìn)行分析，認為棉花品種產(chǎn)量相關(guān)性狀以鈴重的變異系數最大，而本研究發(fā)現此階段黃河流域春棉品種單株結鈴數的變異系數最大，分析原因可能與研究材料和生態(tài)環(huán)境條件不同有關(guān)。

3.2 產(chǎn)量和相關(guān)性狀的關(guān)聯(lián)分析

產(chǎn)量受多個(gè)相關(guān)性狀影響[8-10]。田琴等[3]對1978―2015 年新陸早系列棉花品種的產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行了研究，認為單株結鈴數、衣分、衣指和株高是棉花產(chǎn)量改善的決定因素。秦文斌等[7]選取1950―2000年南疆地區有代表性的早中熟常規棉品種進(jìn)行研究，指出新疆南疆棉花單產(chǎn)的提高主要依靠單株結鈴數的增加來(lái)實(shí)現。戴寶生等[2]采用相關(guān)分析、通徑分析、主成分分析和回歸分析方法，對2011―2013年67 個(gè)湖北省棉花區域試驗品種的產(chǎn)量和相關(guān)性狀進(jìn)行了分析，認為棉花品種改良必須保持結鈴性和鈴重協(xié)同提高，同時(shí)需兼顧衣分和生育期。孫長(cháng)法[11]研究指出，在選育結鈴性強、結鈴多的品種時(shí)應謹防鈴重和衣分的降低。劉衛星等[12]分析認為在品種改良中，應注重提高有效鈴數，適當改善鈴重和衣分。對早中熟棉花進(jìn)行研究發(fā)現，高衣分棉花品種的鈴重相對較小[13]。本研究以2011―2020年國家審定黃河流域春棉品種為研究材料，發(fā)現單株結鈴數與籽棉單產(chǎn)呈極顯著(zhù)正相關(guān)，單株結鈴數對籽棉單產(chǎn)的直接正向效應最大，且單株結鈴數通過(guò)株高對籽棉產(chǎn)量的間接正效應最高，而生育期通過(guò)株高對籽棉單產(chǎn)產(chǎn)生負向效應最大。因而，今后黃河流域春棉品種產(chǎn)量潛力提高的關(guān)鍵因素是改善單株結鈴數，同時(shí)結合實(shí)際生產(chǎn)需求，應考慮選育生育期相對短的品種，這與秦文斌等[7]的研究結論一致。但田琴等[3]認為1978―2015 年新陸早系列棉花品種衣分、單株結鈴數、衣指和株高是產(chǎn)量提高的決定因素，與本研究的部分結論一致。