早熟棉品種的灰色關聯分析

韓永亮等

摘要 [目的] 明確各種性狀對早熟棉花產量的影響， 找出高產育種的有效方法。[方法]采用灰色關聯度分析法，對來源不同的18個早熟棉花品種（系）進行了分析，并探討了灰色關聯度分析在早熟棉種質資源綜合評價中的應用。[結果]依據各品種的灰色關聯序所進行的綜合評價與品種的實際表現是基本一致的。[結論]灰色關聯度分析方法可以明確資源篩選中的育種目標與方向，為早熟棉種質資源研究提供了參考。

關鍵詞：灰色關聯；早熟棉；農藝性狀；產量

中圖分類號：S562 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-037-02

棉花是我國重要的經濟作物之一，是紡織工業的重要原料[1]。棉花產量是由多種因素共同作用的結果，分析各種因素之間的關系，對有效地篩選、評價棉花種質資源，對棉花新品種選育均有重要意義。灰色關聯分析方法是鄧聚龍教授1982年開發的重要的統計方法，近年來在農業研究中已有應用，但很少用于早熟棉花種質資源的研究。為此，筆者使用灰色關聯分析方法，一方面對早熟棉花產量和主要產量性狀進行分析[2]，以明確各種性狀對早熟棉花產量的影響，另一方面對早熟棉品種進行綜合評價，試圖找出高產育種的有效方法，為早熟棉花育種提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料 18個育成早熟棉品種（系）為BC6507、山農SF10、中425、贛早1號、贛早2號、BC6305、邯232、中農K30、邯359、遼4493、遼14569、陜1302、夏早4號、運早N339、百棉19、運早N455、石早2號和中50。

1.2 試驗設計 試驗于2014年在河北省邯鄲市農業科學院試驗場進行，采取隨機區組設計，參試品種18 個，3次重復，行長 9.0 m，平均行距 0.6 m， 3 行區，小區面積 16.2 m2，四周設保護區[2]。理論密度8.25萬株/hm2。5月26日直播，前茬為試驗地冬閑地，土質為沙質壤土，肥力中等，地力均勻，水利條件好，田間管理一致。

1.3 調查方法 調查各棉花品種（系）的主要農藝性狀，包括單株果枝數、株高、單株鈴數、節位、單鈴重、衣分、病情指數、病株率、霜前花率、生育期、籽棉總產量和皮棉總產量，其中株高、單株果枝數、節位、單株結鈴數為中期調查結果，病情指數和病株率在棉花發病高峰調查。進入收獲期后，每個小區隨機選取50鈴進行考種，記載衣分、單鈴重。

1.4 分析方法 根據灰色系統理論[3]，是根據各個因素曲線幾何的形狀相似程度來判斷關聯度，其關聯度愈大，說明因素間變化態勢愈接近，相互關系愈密切，因此將18個品種的10個農藝性狀看作1個系統，每個性狀為系統的1個因素，對產量的相關因素進行灰色關聯分析。以籽棉總產、皮棉總產量為母序列，分別編號為Y1和Y2，其他性狀為子序列，分別編號為X1，X2，X3，…，X10[4]。在10個性狀中，病情指數、病株率、霜前花率為百分率，而且大多不在30%～70%之內，因此在進入統計分析時進行平方根反正弦轉換，使其接近正態分布（表1）。由于各性狀因素量綱不統一[5]，需將原始數據標準化，計算各農藝性狀與產量的關聯系數。根據因素數列的幾何性狀相似度判斷因素間關聯度大小。曲線越接近，說明相應序列間關系密切；反之，互相關系越疏遠。

早熟棉花種質資源篩選的灰色關聯度分析方法：以每個供試品種的實際密度、衣分、全生育期、株高、單株果枝數、單株結鈴數、單鈴重、轉化后的病株率、黃萎病指等各項指標構成的數列作為比較數列，以構建的“理想品種”為參考數列，評價資源材料與理想品種之間的關聯度。采用DPS 2000 數據處理系統[6]和Excel 2007 對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 早熟棉產量與產量性狀的關聯度分析 數據采用標準化[7]，分辨系數取0.5，分別以皮棉產量、籽棉產量為參考數列y0，單株結鈴數等產量構成因素為比較數列y1（由于種植密度并非遺傳性狀，并未參與灰色關聯度的計算），計算出的關聯度見表2。結果表明，籽棉產量與主要農藝性狀的關聯順序為：株高>單株結鈴數 >節位>生育期>衣分>單鈴重>單株果枝數>霜前花率>病株率>病情指數；皮棉產量與主要農藝性狀的關聯順序為：單株結鈴數>株高>節位>生育期>衣分>單鈴重>單株果枝數>霜前花率>病株率>病情指數；單株結鈴數在皮棉產量中關聯度的最大（0.775 6），其次為株高和節位；而株高在籽棉產量中的關聯度最大（0.760 2），株高居第2位，節位為第3位；單株結鈴數、節位、株高與產量的關聯度較高，說明該3 個性狀對產量的影響較大。因此，在早熟棉新品種選育中，在兼顧其他性狀的同時，應著重考慮該3 個性狀，提高選種效率。

2.2 早熟棉品種資源評價 以構造出一個理想品種作為參名數列。“理想品種”可以取比參試品種各性狀之上限值略大的數值，或可根據育種目標而定。在該試驗中根據各個性狀在早熟棉育種目標的相對重要性，理想品種各性狀值：株高、節位取均值，病株率、病指、生育期取最小值，皮棉產量、籽棉產量、單株結鈴數取最大值的1.2倍，單株果枝數和單鈴重為均值的1.2倍。種植密度選取理論密度8.25萬株/hm2，數據采用標準化[7]，分辨系數取0.5，經DPS軟件[6]分析，結果見表3。與理想品種接近的是BC6305、邯232、遼14569、邯359、中425、贛早2號、山農SF10、運早N455和遼4493，與理想品種差距較大的是陜1302、中農K30、石早2號、百棉19、贛早1號、中50、夏早4號、BC6507和運早N339。

3 討論

早熟棉育種過程中，人們常面臨多個不同性狀之間的選擇，總是試圖找出哪些是主要的，哪些是次要的，通常利用傳統的統計方法如相關分析和多元回歸[8-9]，雖然這些方法是有效的，但需要大量的原始數據，而且需要的數據有一定的統計規律[10-11]，早熟棉生長過程中，由外部環境和一些未知的因素，如干擾抽樣調查誤差的影響[12-13]，使一些統計結果很難令人滿意。因此，尋找一種實用的數學工具用于早熟棉花育種，使之與傳統的統計學方法相結合，具有積極的現實意義。該研究中通過灰色關聯分析方法以品種產量為參考序列，各產量性狀為比較序列，通過簡單的操作來找到性狀與產量關聯度的序列，可以更準確地反映各性狀與產量的關系。在選育高產早熟棉品種時，應盡量選擇結鈴性強、株高稍高的品種。株高和節位適當高些有利于協調庫源關系[14]，增加干物質積累，提高產量。同時考慮對棉花衣分、鈴重和生育期等的選擇[15]。早熟棉育種中不僅要考慮各性狀對產量的作用，還要注意各性狀的協調一致，才能取得較高的產量。

對于資源材料的綜合評價，引入“理想品種”經過灰色關聯分析，可在一定程度上確定品種相對于“理想品種”的親緣關系遠近，為組配雜交組合選育優良品種提供了理論參考。對于中低世代材料的選擇是在一定的限制條件下進行的，運用灰色關聯度分析可以提高選擇的效率和準確度，可將田間表現與室內考種得到的數據資料相互結合起來，使育種材料的決選更加精確可靠。在該試驗中，由于2014年邯鄲市降雨分布均勻氣溫高、光照好，棉花生育期比常年早5～7 d，有利于棉花長，而在供試的18個品種（系）田間表現中，邯232、邯359、中425比較突出，灰色關聯分析結果與之基本一致。該試驗中僅用農藝性狀進行分析，并未結合品質性狀，對品質性狀還需進一步研究。

參考文獻

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