不同基因型棉花品種鈴殼重與產量及品質性狀的關系

（湖南農業大學農學院棉花研究所，長沙 410128）

不同基因型棉花品種鈴殼重與產量及品質性狀的關系

趙一超，劉海荷，陳金湘*，馬一學，王欣悅，鄭順利

（湖南農業大學農學院棉花研究所，長沙 410128）

對 18個陸地常規非抗蟲棉品種鈴殼重與 7個產量性狀、6個纖維品質性狀進行了相關性分析與聚類分析。結果表明，鈴殼重與全鈴重呈極顯著正相關，與單鈴子棉重、衣指、整齊度指數呈顯著正相關，與伸長率呈顯著負相關，與皮棉產量、纖維品質綜合分值無顯著相關。鈴殼重較輕與光合產物較多的提供給棉子和纖維的生長發育、促進子棉產量的提高和纖維品質的改善有關。

棉花；鈴殼重；產量性狀；品質性狀

棉鈴的大小一直是栽培、育種學家高度重視的農藝性狀。單鈴子棉重和單位面積的鈴數共同決定棉花的產量。培育大鈴品種一度成為棉花高產育種的主要目標，大鈴品種至今一直為廣大棉農所青睞。從植物學角度來看，棉鈴外觀的大小是由鈴殼和鈴殼內的子棉組成的。棉花鈴殼對殼內種子和纖維生長發育起營養、支撐和保護等作用［1，2］。鈴殼在制造和儲藏營養物質的同時，也消耗部分養分。鈴殼的干物重對棉花各產量性狀及纖維品質性狀都有一定程度的影響。棉鈴的外觀大小、鈴殼的干物重與子棉重、與單位面積的棉花產量、與纖維品質等因子之間是否存在相關關系，至今鮮見報道。前人雖對棉花產量性狀、纖維品質性狀之間的相關進行了許多研究［3～7］，但這些研究很少涉及到棉花的鈴殼重。研究鈴殼重對棉花產量及品質的影響，探明棉花鈴殼重與產量、品質指標之間的相關關系，無論對棉花新品種培育還是高產栽培均有重要的實際意義和參考價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試品種為常規非抗蟲棉品種，由中國農業科學院棉花研究所提供。編號為 V1～V18，其中 TM－1為對照品種（表 1）。

表1 試驗品種編號及對應名稱Table 1 Tested varieties and their codes in this experiment

1.2 試驗方法

試驗于 2011年 4月至 2012年 12月在湖南農業大學棉花基地進行，試驗地土壤肥力中等，無前作。4月 21日 播 種，采用營養液漂浮育苗 移 栽［8］。種植密度為 20 000株 ／hm2，3次 重復，隨 機 區 組 排列。小區面積 20 m2。田間管 理 按 湖 南 《棉 花 栽 培技術規范》DB43／T286－2006進行。

研究的產量性狀有：鈴殼重（x1）、全鈴重（x2）、單鈴籽棉重（x3）、衣指（x4）、子指（x5）、衣分（x6）、子棉產量（x7）、皮棉產量（x8）；纖維品質性狀有：上半部平均長度（x9）、整齊度指數（x10）、馬克隆值（x11）、伸長率（x12）、斷裂比強度（x13）。

收花時，用剪刀從鈴柄基部剪斷，帶殼曬干至恒重，摘花后分別稱取鈴殼重與單鈴子棉重，并計算全鈴重（鈴殼重 ＋單鈴子棉重）和殼重率［9］（殼重率 ＝單鈴殼干重 ／全鈴干重 ×100%）。纖維品質指標委托農業部棉花品質監督檢測中心檢測。

1.3 數據處理

纖維品質指標歸一化處理：

上半部纖維長度（j＝1）、整齊度指數（j＝2）、伸長率（j＝4）、斷裂比強度（j＝5），按實現值越大越好的公式計算，則有：

Uij＝Yij／max Yij；（j＝1，2，4，5；i＝1，2，……，18）

本試驗中馬克隆值（j＝3）均大于 3.9，按國家纖維分級標準，實現值越小越好，其計算公式為：

Uij＝（max Yij－Yij）／（max Yij－min Yij）（i＝1，2，……，18；j＝3）

式 中 ：Uij為 無 量 綱 化 綜 合 系 數 ，Yij為 各 指 標 的原始數 據 ，min Yij為第 i個 品 種 第 j個 纖 維 品 質 性 狀中的最 小 值，max Yij為 第 i個 品 種 第 j個 纖 維 品 質 性狀中的最大值。

本試驗按平均權重法確定各指標的權重系數，則每個指標的權重系數為 0.2。

計算纖維品質綜合分值：

2 結果分析

2.1 棉花不同品種鈴殼重與產量性狀的關系

供試的 18個品種平均鈴殼重為 1.90 g，其中最大的是新陸早 12號（2.22 g），最 小的為晉棉 11號（1.69 g）；皮 棉 產 量 平 均 值 為 1 758.91 kg／hm2，其中最大 的 為 湘 棉 16號 （2 616.71 kg／hm2），最 小 的為中棉 所 16（1 095.95 kg／hm2）（表 2）。

表2 不同品種棉花鈴殼重與產量性狀測定值Table 2 Cotton boll shellweight and yield components of different cotton varieties

（續表2）

相關分析表明：鈴殼重與全鈴重呈極顯著正相關（p≤0.01），鈴殼重與單鈴子棉重、衣指呈顯著正相關（p≤0.05）；全鈴重與單鈴子棉重、子指呈極顯著正相關（p≤0.01），與衣指呈顯著正相關（p≤0.05）；殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負相關（p≤0.01）（表3）。

分析表明，鈴殼重大的棉鈴全鈴重大，單鈴子棉重大，但鈴殼重與子棉產量、皮棉產量之間無相關，甚至為負相關，因而選育、選用大鈴品種在生產上并不一定能獲得棉花高產。殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負相關，則說明光合產物在鈴殼內積累越多，分配到鈴內棉子和纖維中的光合產物越少。

表3 鈴殼重與各產量性狀的相關系數Table 3 Correlation coefficients between cotton boll shellweight and yield components

2.2 不同棉花品種鈴殼重與纖維品質性狀的相關性分析

18個試驗品種纖維品質綜合分值平均值為0.8148，其中分值最大的為魯棉 12號（0.9480），最小的為晉棉 11號（0.6498）（表 4）。

相關分析表明：鈴殼重與整齊度指數呈顯著正相關（p≤0.05），與伸長率呈顯著負相關（p≤0.05）（表5）。

表4 不同棉花品種纖維品質性狀測定值及其綜合指數Tab le4 The fiber quality traits and synthesis score of different cotton varieties

（續表4）

表5 鈴殼重與纖維品質性狀的相關系數Table 5 Correlation coefficients between cotton boll shell weight and fiber quality traits

2.3 不同棉花品種鈴殼重與皮棉產量的聚類分析

通過對18個參試品種棉花鈴殼重進行系統聚類分析，按鈴殼平均值大小從輕到重可分為四類。第一類 4個品種：湘棉 10號（V3）、蘇棉 15號（V5）、魯棉12號（V8）、晉棉 11號（V9），平均值為 1.73 g；第二類10個品種：鄂棉 14號（V1）、湘棉 16號（V4）、冀棉 25（V6）、豫棉 19號（V7）、遼棉 15（V11）、TM－1（V13）、中棉所 12（V14）、中棉所 13（V15）、中棉所 16（V16）、中棉所 19（V17），平均值為 1.89 g；第 三類 3個品種：鄂棉 18（V2）號、86－1（V12）、中棉所 23（V18），平均值為 2.03 g；第四類1個品種：新陸早 12號（V10），平均值為 2.22 g（圖 1）。

圖1 鈴殼重聚類分析結果Fig.1 Cluster analysis on cotton boll shellweight

對參試品種棉花皮棉產量進行系統聚類分析，按平均產量從高到低可分為四類。第一類1個品種：湘 棉 16號 （V4），平 均 產 量 為 2 616.64 kg／hm2；第二類6個品種：湘棉10號（V3）、蘇棉15號（V5）、冀棉25（V6）、中棉所 12（V14）、中棉所 13（V15）、中棉所 23（V18），平 均 值 為 1 976.31 kg／hm2；第 三類9個品種：鄂棉 14號（V1）、鄂棉 18號（V2）、豫棉19號（V7）、魯棉 12號（V8）、新陸早 12號（V10）、遼棉15（V11）、86－1（V12）、TM－1（V13）、中棉所19（V17），平均值為1 643.78 kg／hm2；第四 類 2個 品種：晉棉 11號 （V9）、中 棉 所 16（V16），平均值 為1 195.80 kg／hm2（圖 2）。

圖2 皮棉產量聚類分析結果Fig.2 C luster analysis on cotton lint yield

比較兩個聚類分析結果發現，皮棉產量較高的第一、第二類品種，均在鈴殼重較輕的第一類和第二類之間。可見鈴殼重較輕的棉鈴大量的光合產物即干物質被分配到子棉中，提高了經濟產品的產量，降低了無效光合產量的比例。

2.4 不同品種纖維品質綜合分值的聚類分析

對18個參試品種棉花纖維品質性狀的綜合分值進行聚類分析，按綜合分值從高到低可將這些品種分為 4類。第一類 7個品種，品質最優，分別為魯棉 12號（V8）、新陸早 12號（V10）、遼棉 15（V11）、86－1（V12）、中棉所 12（V14）、中棉所13（V15）、中棉所 19（V17），平均 值為 0.8712。第 二 類 6個 品種，品質較優，分別為鄂棉 14號（V1）、湘棉 10號（V3）、湘棉 16號（V4）、蘇棉 15號 （V5）、TM－1（V13）、中棉所 23（V18），平 均值為 0.8102；第三類4個品種，品質較差，分別為鄂棉 18號（V2）、冀棉25（V6）、豫棉 19號（V7）、中棉所 16（V16），平均值為 0.7645；第四類 1個品種：晉棉 11號（V9），平均值為0.6498（圖 3）。

圖3 纖維品質綜合指數的聚類分析結果Fig.3 C luster analysis on synthesis score of fiber quality

比較鈴殼重與纖維品質聚類分析結果發現，纖維品質綜合得分較高的第一、第二類品種，均勻分布在鈴殼重的四類中，并未發現兩者之間的相關性。

3 小結與討論

對本試驗的18個棉花品種分析表明，鈴殼重與皮棉產量與纖維品質綜合得分均不構成顯著關系，但鈴殼重與全鈴重呈極顯著正相關，與單鈴子棉重、衣指、整齊度指數則呈顯著正相關，與伸長率呈顯著負相關；全鈴重與單鈴子棉重、子指呈極顯著正相關，與衣指呈顯著正相關；殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負相關。表明鈴殼重大的棉鈴全鈴重大，單鈴子棉重大，但鈴殼重與子棉產量、皮棉產量和纖維品質綜合分值之間無相關，甚至為負相關。因而選育、選用大鈴品種在生產上并不一定能獲得高產、優質棉花。殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負相關，則說明光合產物在鈴殼內積累越多，分配到鈴內棉子和纖維中的光合產物越少。

比較兩個聚類分析結果發現，皮棉產量較高的第一、第二類品種，均為鈴殼重較輕的第一類和第二類。可見鈴殼重較輕的棉鈴可產生較大的皮棉產量，這與 Bridge［12］等的研究一致。而通過比較鈴殼重與纖維品質聚類分析結果，兩者之間并沒有確切的相關關系。

［1］余松烈，沈煌清，李文雄，等 .作物栽培學［M］.北京：農業出版社，1980.577－579.

［2］中國農業科學院棉花研究所 .中國棉花栽培學［M］.上海：上海科學技術出版社，1983.112－114.

［3］曹新川，熊仁次，何良榮，等 .陸地棉品種數量性狀的典型相關研究［J］.中國棉花，2003，30（2）：11－13.

［4］許乃銀，陳旭升，狄佳春，等 .長江流域棉花纖維品質的區域特征研究［J］.棉花學報，2003，15（4）：221－226.

［5］陳榮江，王清連，朱明哲 .棉花產量性狀與纖維品質性狀的關聯度及典型相關分析［J］.河南農業科學，2007，（5）：43－46.

［6］陳榮江，孫長法，朱明哲 .棉花產量與產量性狀及品質性狀的相關研究［J］.河南科技學院學報（自然科學版）.2007，35（1）：8－11.

［7］陳榮江，陳付貴，郭昆玉 .棉花植株性狀、產量性狀及品質性狀的典型相關分析［J］.河南科技學院學報（自然科學版），2008，36（3）：26－28.

［8］陳金湘，劉海荷，熊格生，等 .棉花水浮育苗技術［J］.中國棉花（實用技術），2006，33（11）∶24－38.

［9］王修山，陳方海，張仁林，等 .鈴殼厚薄對棉鈴主要性狀的影響［J］.中國棉花，2002，29（1）：18－22.

［10］陳金湘 .農業系統工 程學［M］.長沙：湖南科學 技 術出版社，2001.

［11］王朝暉，鐘林光，李景龍 .主要氣象因子與 抗蟲雜 交棉纖維品質的關系［J］.西北農林科技大學學報（自然科學版），2009，（8）：101－102.

［12］Bridge RR，Meredith WR.Comparative performance of obsolete and current cotton cultivars［J］.Crop Sci，1983，23：949－952.

Correlation between Cotton Boll ShellWeight and Yield and Quality Traits among Different Cotton Varieties

ZHAO Yi-chao，LIU Hai-he，CHEN Jin-xiang*，MA Yi-xue，WANG Xin-yue，ZHENG Shun-li
（Institute of Cotton，College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Correlation between cotton boll shellweightand 7 yield traits and 6 quality traitswas analyzed with 18 non－Bt upland cotton varieties as materials，and the cluster analysis was made.The results showed that the extreme significant positive correlation existed between cotton boll shell weight and cotton bollweight，significant positive correlation existed between cotton boll shell weight and seed cotton weight per boll，lint index and uniformity index，and significant negative correlation existed between cotton boll shellweightand elongation percentage.And therewas no significant correlation between cotton boll shellweight and lint yield and fiber quality synthesis score.The lighter cotton boll shellweightwas advantageous to improvementof lint yield and fiber quality.

Cotton；Cotton boll shell weight；Yield traits；Quality traits

S562.01

A

1001-5280（2013）03-0241-05 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2013.03.08

2013 04 14

趙一超（1987－），女，山西榆社人，碩士研究生，Email：zhaoyichao516＠126.com。*通信作者，Email：jinxiangc＠163.com。

國家轉基因重大專項（2009ZX08005－012B）；國家自然科學基金項目（30871493）；湖南農業大學人才基金（12YJ14）。