新疆早熟棉花主要農藝性狀相關性及多項式趨勢分析

摘要：以新疆早熟陸地棉預備試驗品系為材料，對其主要農藝性狀進行了相關性和多項式趨勢分析，結果表明：生育期、單鈴質量及籽指與霜前皮棉產量成負相關，影響力順序為生育期>籽指>單鈴質量；果枝始節位、株高、單株鈴數及衣分與霜前皮棉產量成正相關，影響力大小為衣分>株高>單株鈴數>果枝始節位。并提出新疆早熟棉區棉花育種的主要農藝性狀目標為：生育期127～132d、果枝始節位4.4～5.3、株高(7月15日打頂后自然株高)62～74cm、單株鈴數6.5.9個、單鈴質量5.2～5.9臥籽指101～11.3、衣分42％左右。

關鍵詞：新疆；早熟棉；農藝性狀；多項式趨勢

中圖分類號：S562.01文獻標識碼：A文章編號：1006—6500(2008)03—0011—06

棉花主要農藝性狀與霜前皮棉產量存在著相當復雜的關系，研究這些性狀對霜前皮棉產量的影響，明確主攻方向，對新疆早熟棉花新品種選育有著重要的指導意義。馮復全等從關聯度方面研究了主要農藝性狀對皮棉產量的影響；姜偉、李愛蓮等從農藝性狀的遺傳相關性和通徑分析方面研究了農藝性狀對皮棉產量的影響；王治中等研究了主要性狀時間序列的變化趨勢對棉花產量的影響，這些研究詳細地說明了主要農藝性狀對棉花產量有著非常重要的影響，但并不能進一步說明該性狀的階段性變化趨勢對霜前皮棉產量的影響，更不能為育種提供準確的性狀目標要求。本研究利用多項式趨勢全面系統地研究了主要農藝性狀階段性變化趨勢對霜前皮棉產量的影響，準確提出新疆早熟棉區棉花新品種選育性狀的目標要求，為育種者掌握新疆早熟棉區棉花新品種選育的目標性狀、提高育種水平提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗材料來源于2007年新疆早熟陸地棉預備試驗，共有45份，分別為農大42-1、FY408、新B9、6116、F05-20、99016、富全12號、惠遠709、惠遠710、69-2、35-2、56-2、14-2、23-7、康地188、康地178、敦9088、敦9023、萬氏316、萬氏0351、DJ982-3I、DJ5032、石H3、石選616、新石K10、石選618、17JM、莊稼漢801、新棉07-1、碩豐6號、碩豐5號、K05-31、06X2、K05-62、石大38-12、金墾71、金墾72、新墾D109、新墾LBN、豐早1號、03-251、03-252、3301、3302、新陸早13。

1.2 試驗方法

試驗于2007年4月18日播種于農四師63團6連，小區面積10m²，4行區，采用間比法排列，每相隔8個品種設置一個對照，2次重復。田間管理及施肥遵循當地的一般管理方法。調查記載項目包括：出苗期、開花期、吐絮期、密度、果枝始節、株高、果枝臺數、單株鈴數、霜前籽棉產量、籽棉總產；室內考種調查了單鈴質量、衣分以及籽指。在完成調查考種數據的基礎上，計算出生育期、霜前花率、霜前皮棉產量、皮棉總產。

1.3 統計分析

將觀察記載的主要農藝性狀計算出平均值，采用SPSS11.5軟件分析主要農藝性狀之間的相關性；采用Excel繪圖功能添加了線性趨勢線和多項式趨勢線并進行系統研究和分析。

2 結果與分析

霜前皮棉產量是計量棉花產量最為關鍵指標，本研究將通過相關性分析、線性趨勢以及多項式趨勢等分析方法研究主要農藝性狀對霜前皮棉產量的影響。各品種主要農藝性狀調查結果見表1。

2.1 主要農藝性狀與霜前皮棉產量的相關性分析

表2表明，生育期、單鈴質量及籽指與霜前皮棉產量成負相關，相關系數分別為-0.4551，-0.1442和-0.2618，其中生育期與霜前皮棉產量達極顯著水平，籽指與霜前皮棉產量達顯著水平，影響力順序為生育期>籽指>單鈴質量。果枝始節位、株高、單株鈴數及衣分與霜前皮棉產量成正相關，相關系數分別為0.0867，0.1445.0.1006和0.2851，其中衣分與霜前皮棉產量達顯著水平，影響力順序為衣分>株高>單株鈴數>果枝始節位。這說明在新疆早熟棉區生育期長、單鈴質量高以及籽指高的品種不利于霜前皮棉產量的提高；而衣分高、莖稈高、果枝始節位高以及單株鈴數多的品種有利于棉花增產。

2.2 主要性狀與皮棉產量多項式趨勢分析

上述相關性分析反映了新疆早熟棉花主要農藝性狀與霜前皮棉產量之間的密切關系，以及各性狀對霜前皮棉產量的影響，但不能進一步說明該性狀的階段性變化趨勢對霜前皮棉產量的影響。多項式趨勢分析在研究相關變量階段性變化對霜前皮棉產量的影響中具有準確、直觀的優點，可以直接反映出每一性狀變化中的每一階段對霜前皮棉產量的影響。

2.2.1 生育期與霜前皮棉產量 分析生育期與霜前皮棉產量的相關性得知，生育期與霜前皮棉產量成極顯著負相關，在所有影響因子中對霜前皮棉產量影響最大。在分析單因子影響因素時，從圖1中的線性趨勢線1可以看出隨著生育期的延長，霜前皮棉產量成一定下降趨勢，這同相關性分析是一致的。但從圖1內的趨勢線2可以看出，其變化為先升高后降低，雖然生育期與霜前皮棉產量成負相關，但并不表示生育期越短，皮棉產量就越高，相反生育期過短同樣影響霜前皮棉產量，在生育期達到130d左右時，霜前皮棉產量最高。

2.2.2 果枝始節與霜前皮棉產量 分析表2和圖2知，果枝始節與霜前皮棉產量成一定正相關，但都不明顯，其主要原因是參試材料果枝始節位全部在3.4～5.6之間，差異不大。分析多項式趨勢線可以看出，隨著果枝始節位的上升，霜前皮棉產量成上升趨勢，在果枝始節位達到4.8時，多項式趨勢線上升到最大值，隨后伴隨著果枝始節位的繼續增加，霜前皮棉產量成下降趨勢。原因是如果果枝始節位過低，棉花開花結鈴早，營養生長過早向生殖生長轉化，影響了棉花前期營養生長，不利于棉花豐產架子建成，導致后期因早衰而減產；但當果枝始節位過高，棉花開花結鈴晚，生育期延長，導致后期因貪青晚熟而減產。

2.2.3 株高與霜前皮棉產量 霜前皮棉產量=棉花生物學產量×經濟系數，通過公式可知要想獲得較高的霜前皮棉產量必須做到棉花生物學產量和經濟系數雙高，但做到這一點很難。分析表2可以看出，株高與霜前皮棉成正相關，也就是說增加株高有利于霜前皮棉產量的增加，但分析圖3線性趨勢線，霜前皮棉產量并沒有隨著株高的增加而增加，從圖3多項式趨勢線可以看出趨勢線為升→降→升成正弦形，當株高<65cm時，霜前皮棉產量隨著株高的增加而增加；當株高在65～80cm之間時，霜前皮棉產量隨著株高的增加而降低；當株高>80cm后霜前皮棉產量又有增加的趨勢。這表明一定株高是確保棉花高產的關鍵因素，但株高過高，營養生長過旺，又會影響生殖生長，當株高繼續增加后，因上部結鈴性相對增強霜前皮棉反而略有增加。

2.2.4 單株鈴數與霜前皮棉產量 新疆早熟棉區不同于長江流域棉區和黃淮棉區，本區棉花高產主要通過發揮棉花群體優勢來獲得棉花高產，而不是片面追求單株鈴數。從表2以及圖4的線性趨勢線可知，單株鈴數與霜前皮棉產量成一定正相關。但詳細分析多項式趨勢線可知，在單株鈴數<4個時，單株鈴數對霜前皮棉產量影響不大；在單株鈴數為4～8個時，霜前皮棉產量隨單株鈴數的增加而增加，但當單株鈴數繼續增加，霜前皮棉產量迅速下降。這表明新疆早熟棉區單株鈴數同樣是影響霜前皮棉產量的關鍵因子，但是單株鈴數少于5.5個或超過9個都不利于霜前皮棉產量的提高。

2.2.5 單鈴質量與霜前皮棉產量 單鈴質量是棉花產量三要素中的重要要素之一，分析圖5線性趨勢線表明，霜前皮棉產量隨著單鈴質量的增加呈下降趨勢，單鈴質量與霜前皮棉產量的相關性分析也得出相應的結論，這表明新疆早熟棉區單鈴質量越輕霜前皮棉產量越高，但這樣的結論顯然不符合實際。從多項式趨勢線可直觀清楚看出，以單鈴質量5.6g為臨界點，當單鈴質量小于5.6g時，霜前皮棉產量隨著單鈴質量的增加緩慢增加；當單鈴質量大于5.6g時，霜前皮棉產量隨著單鈴質量的增加緩慢下降，這表明新疆早熟棉區棉花單鈴質量過高過低都不利于霜前皮棉產量的增加，這是因為，單鈴質量過小，產量三要素基數小，不利于霜前皮棉產量的增加；如果單鈴質量過大，棉花生育期就會延長，因不利于棉花正常吐絮從而影響到霜前皮棉的產量。

2.2.6 籽指與霜前皮棉產量 相關性分析反映了籽指與霜前皮棉產量成顯著負相關，圖6線性趨勢線也呈明顯的下降趨勢，這表明隨著籽指的增加，霜前皮棉的產量急劇下降。霜前皮棉下降的主要原因有兩個，首先，籽指與衣分相互消長，籽指增加衣分相應減少皮棉產量隨之減少；其次，棉籽內主要成分為油類和蛋白質，這兩者合成需要的時間長，生育期的延長勢必影響霜前皮棉的產量。但分析多項式趨勢線表明，籽指10.5時霜前皮棉產量最高。

2.2.7 衣分與霜前皮棉產量 從表2可知，衣分與霜前皮棉產量成顯著性正相關，圖7線性趨勢線也顯示霜前皮棉的產量隨著衣分的增加而增加，原因有兩個，首先霜前皮棉產量=霜前籽棉產量×衣分，在霜前籽棉一定的情況下，衣分增加霜前皮棉產量隨之而增加；其次衣分增加后生育期縮短，有利于提高新疆早熟棉區早熟品種霜前皮棉產量。分析衣分與霜前皮棉產量多項式趨勢線表現為3個階段：第一階段，衣分在34％～39％之間，霜前皮棉產量維持在85kg左右；第二階段，衣分在39％～42％之間，霜前皮棉產量隨著衣分的增加而增加；第三階段，衣分大于42％后，霜前皮棉產量反而迅速下降，這表明要在新疆早熟棉區選育霜前皮棉產量較高的品種，衣分應該在42％左右。

3 結論

(1)相關性分析結果表明，新疆早熟棉區棉花生育期對霜前皮棉產量起著決定性作用，生育期與霜前皮棉產量成極顯著負相關，這一結論同肖光順研究一致。姜偉、陳榮江等研究指出，單株鈴數對提高皮棉產量貢獻最大，但本研究表明，在伊犁特早熟棉區，衣分對提高霜前皮棉產量至關重要，其次是株高，這一結果與曹雯梅等、馮復全等研究基本一致。另外，單鈴質量、籽指與霜前皮棉產量成一定顯著負相關，這些研究說明，要選育適宜伊犁特早熟棉區種植的棉花新品種必須圍繞高衣分、低籽指和適當單鈴質量及生育期的品種。

(2)線性趨勢線分析表明，不同農藝性狀對霜前皮棉產量影響力依次為衣分>籽指>果枝始節>生育期>單株鈴數>單鈴質量>株高。因此，可以看出，生育期127～132d、果枝始節位4.4～5.3、株高62～74cm、單株鈴數6.5～9個、單鈴質量5.2～5.9g、籽指10.1～11.3、衣分42％左右為新疆早熟棉區棉花育種的主要農藝性狀目標。

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