棉花區域試驗產量相關性狀及其穩定性分析的研究

加力肯·馬地亞爾，魏亦農，多斯吐古麗·巴哈達提

（1.石河子大學農學院，新疆 石河子 832000；2.新疆自治區伊犁州農業科學研究所；3.鞏留縣農產品質量安全檢測中心）

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棉花區域試驗產量相關性狀及其穩定性分析的研究

加力肯·馬地亞爾1，2，魏亦農1，多斯吐古麗·巴哈達提3

（1.石河子大學農學院，新疆 石河子 832000；2.新疆自治區伊犁州農業科學研究所；3.鞏留縣農產品質量安全檢測中心）

為了評價棉花品種的豐產性和穩定性，運用作物品種區域試驗非平衡資料的統計分析方法，利用2013年的北疆早熟棉花區域試驗資料，對各參試品種的產量相關性狀及其穩定性進行了分析。結果表明，產量性狀與許多農藝性狀相關，作物的產量由多個農藝性狀所決定，棉花的產量與農藝性狀的通徑系數由高到低依次為：鈴重＞衣分＞果枝臺數＞總鈴數＞單株鈴數＞第一果枝節位＞生育期＞株高。產量穩定性方面，棉花品種V5、V13回歸系數中等，產量水平高，適于E1～E5條件下種植；V8、V4和V3的穩定性較好，產量中等；V9產量較高，但穩定性參數較低，屬特殊適應性品種，主要適應區域為E1、E2。V11、V10、V1、V6穩定性好，豐產性較好，適于E1～E5條件下種植，為適應性好的品種。V7、V2和V12品種穩定參數較高，產量較低，綜合評價為穩定性一般和較差類型。

棉花；區域試驗；產量；穩定性；分析

農作物品種區域試驗是通過一定試驗來分析判定作物新品種是否優良的主要手段。它是將各單位引進或新育成的優良品種，品種審定機構統一組織的、在一定生態區域范圍內有計劃的進行多點聯合試驗，它包括生產試驗和多點試驗2個部分[1]。產量性狀是數量性狀，品種的產量表現是基因型和環境共同作用的結果，客觀評價參試品種的豐產性和穩定性，對于品種審定和推廣應用至關重要。目前，應用在作物品種基因型與環境互作和品種穩定性的方法主要有：Shukla模型[2]、方差分析（analysis of variance，ANOVA）模型[3]、處理均值（treatmentmeans，TM）模型[4]、Eberhart-Russell模型[5]、直線回歸（Linear regression，LR）模型[6-7]、主成分分析（principalcomponents analysis，PCA）[8]等。1938年Yates和Cochran第一次提出利用回歸方法評價品種穩定性。Finlay和Wilkinson（1963）運用了該方法評價品種穩定性。莫惠棟、蓋鈞鎰等[9-10]報道用Eberhart-Russell回歸分析方法也稱為直線回歸分析法來分析作物品種的穩定性和適應性。為此，作者采用作物品種區域試驗非平衡資料的統計分析方法，對2013年北疆棉花區試參試品種的產量相關性狀及其穩定性進行分析，以期較為準確地評價參試品種的豐產性和穩產性，為棉花育種與品種推廣提供參考和依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2013年參試棉花品種13個，分別為V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12、V13（對照品種為新陸早36號）。以上品種在試驗中以代號表示，以示公平。

1.2 試點概況

承試單位：新疆農墾科學院棉花所（shz）、精河縣農技推廣中心（jh）、新疆農科院瑪納斯試驗站（cj）、新疆博樂農五師農科所（bl）、伊犁州農業科學研究所（yl）。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，設3次重復，小區面積20 m2，行長10 m，平均行距50 m，4行區，株距10 m，種植密度13 330株/667 m2，四周設保護行5行以上。試驗田四周設保護行，田間管理措施同當地大田生產。

1.4 數據處理

試驗數據應用Excel 2010和DPS V9.5軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 2013年棉花不同品種產量方差分析

2.1.1 產量相關性狀的相關分析

由表1可以看出，衣分、單鈴重與產量的相關系數為0.50**、0.56**，呈極顯著正相關，說明隨著衣分和鈴重的增加，棉花產量也增加。果枝臺數、總鈴數、株高與產量有正相關關系，但均未達到顯著水平。株高與第一果枝節位、果枝臺數、單株鈴數呈極顯著正相關；單株鈴數與總鈴數呈極顯著正相關，與鈴重呈極顯著負相關，說明單株鈴數增加會導致鈴重下降。

表1 主要農藝性狀及產量間的相關性

表2 產量相關性狀的通徑分析

2.1.2 產量相關性狀的通徑分析

產量性狀與許多農藝性狀相關，作物的產量由多個農藝性狀所決定，可通過對其各農藝性狀與產量間的通徑分析來確定各農藝性狀對產量的貢獻和作用[11-16]。由表2可以看出，棉花的產量與農藝性狀的通徑系數由高到低依次為：鈴重＞衣分＞果枝臺數＞總鈴數＞單株鈴數＞第一果枝節位＞生育期＞株高。

通過棉花產量和農藝性狀間的通徑分析和相關分析，明確各農藝性狀與產量的關系表現為：

（1）鈴重與產量。鈴重對產量的直接通徑系數為0.526 7，相關系數為0.56，且達到顯著水平，說明鈴重對產量的促進作用很大，并通過生育期、衣分及果枝臺數的間接作用，促進了產量的提高，系數分別達0.071 9、0.009 5和0.007 8；雖然鈴重由第一果枝節位、株高、單株鈴數及總鈴數對產量產生負面作用，但通徑系數均較小，因而并不影響鈴重對產量的正面作用；相關分析結果也表明，鈴重和產量呈顯著正相關，鈴重的增加可顯著地促進棉花產量的提高。因此，在棉花各農藝性狀中，鈴重是重要的產量影響因子，在育種和栽培過程中，應該注重對鈴重的選擇。（2）衣分與產量。衣分對產量的直接通徑系數為0.410 0，相關系數為0.5，說明衣分對產量的促進作用很大，并通過鈴重、株高、生育期和總鈴數的間接作用，對產量起到一定的促進作用，通過鈴重、株高、生育期和總鈴數間接促進產量提高的作用系數分別達到0.092 4、0.009 4、0.007 4和0.001 8；衣分通過單株鈴數、第一果枝節位和果枝臺數對產量產生負面作用，但并未影響衣分對產量的正面作用。說明衣分對產量影響較大。（3）果枝臺數與產量。果枝臺數對產量的直接通徑系數為0.199 1，相關系數為0.19，說明果枝臺數對產量有一定促進作用，并通過鈴重、單株鈴數、總鈴數生育期和第一果節位的間接作用，對產量起到一定的促進作用。果枝臺數通過株高和衣分對產量產生了負面作用，但這并不影響果枝臺數對產量的正面作用。相關分析結果也表明，果枝臺數與產量顯著正相關，果枝臺數的增加可顯著地促進棉花產量的提高。（4）總鈴數與產量?？傗彅祵Ξa量的直接通徑系數為0.072 5，總鈴數通過鈴重、株高、生育期及第一果枝節位對產量產生負面作用。相關分析結果表明，總鈴數與產量之間呈正相關關系。因此，總鈴數對產量的直接作用，要與其它農藝性狀綜合進行研究。（5）單株鈴數與產量。單株鈴數與產量的直接通徑系數為0.066 0，單株鈴數通過鈴重、衣分、株高、生育期及第一果枝節位對產量產生的負面作用。相關分析結果表明，單株鈴數與產量之間呈負相關關系。因此，要注重第一果枝節位對產量的直接作用，應與其它農藝性狀綜合進行研究。（6）第一果枝節位與產量。第一果枝節位與產量的直接通徑系數為0.018 9，第一果枝節位通過鈴重、衣分、株高、生育期、總鈴數及單株鈴數對產量的負面作用。相關分析結果表明，第一果枝節位與產量之間呈負相關關系。（7）株高、生育期與產量。株高、生育期對產量的直接通徑系數均為負值，對產量的影響最小，而且對產量構成負面影響。

表3 2013年棉花品種區域試驗產量結果

表4 供試棉花品種豐產性及其穩定性

2.2 棉花不同品種產量的穩定性分析

2013年參試棉花品種（系）共13個，在5個點進行區域試驗。產量結果如表3。

13個參試棉花品種（系）中，V5小區平均單產最高，為7 335.6 g；V12最低，為5 202.8 g。區域試驗的5個參試地點中，精河試驗點小區的平均單產為9 219.7.2 g，位列第1，瑪納斯實驗站小區的平均單產為8 530.7 g，位列第2，伊犁試驗點小區的平均單產為4 346.1 g，位列最后。

對13個參試棉花品種的穩定性進行進一步分析，結果見表4。產量對環境指數的回歸分析表明，將表1中各品種在各試點的產量看成Y變數，對試點平均數X（環境指數）作簡單一元線性回歸分析?；貧w截距和回歸系數與1的離差絕對值（|1-bi|）列于表4。

根據穩定性參數及產量水平綜合分析得出，棉花品種V5、V13回歸截距大，回歸系數中等，產量水平高，適于E1～E5條件下種植，為適應性很好的品種；V11、V10、V1、V6穩定性好，豐產性較好，適于E1～E5條件下種植，為適應性好的品種。V8、V4和V3的穩定性較好，產量中等，為適應性較好的品種；V9產量較高，但穩定性參數較低，屬特殊適應性品種，主要適應區域為E1、E2；V7、V2和V2品種穩定參數較高，產量較低，綜合評價為穩定性一般和較差類型。

3 小結與討論

作物品種區試旨在鑒定品種的豐產性、穩定性和適應性，是品種審定的必經程序，是品種推廣應用不可缺少的重要環節。品種的豐產性和穩定性是區試鑒定的重要內容，也是評價品種應用價值的重要參考指標。品種對于不同的試點氣候生態環境的適應和應激反應不盡相同，這主要是由于品種特性所決定。從本試驗相關分析可知，參試的13個棉花品種的2個主要產量性狀與產量均達極顯著水平，正、負相關作用隨品種而不同；不同品種產量性狀間表現相關作用大小各不相同。通徑系數分析同樣表明，棉花的產量與農藝性狀的通徑系數由高到低依次為：鈴重＞衣分＞果枝臺數＞總鈴數＞單株鈴數＞第一果枝節位＞生育期＞株高。對于棉花產量而言鈴重與產量的影響最大，其次是衣分。

品種穩定性是指作物品種能自行調節自身的基因型或表現型的狀態而適應于不同的環境，使其生長發育及主要經濟性狀保持相對穩定。通過區域試驗可以分析品種、地點、基因及基因與環境互作的效應，如何準確的分析基因型與環境互作是我們要解決的主要問題之一。采用回歸系數法，根據穩定性參數及產量水平綜合分析得出，棉花品種V5、V13回歸截距大，回歸系數中等，產量水平高，適于E1～E5條件下種植,為適應性很好的品種；V11、V10、V1、V6穩定性好，豐產性較好，適于E1～E5條件下種植,為適應性好的品種。V8、V4和V3的穩定性較好，,產量中等，為適應性較好的品種；V9產量較高，但穩定性參數較低，屬特殊適應性品種，主要適應區域為E1、E2；V7、V2和V2品種穩定參數較高，產量較低，綜合評價為穩定性一般和較差類型。實際應用中根據不同自然環境條件，才能獲得真實可靠的結

果。對2013年在北疆主產區進行的品種區域試驗數據進行評價。結果表明，棉花品種V5和V12的穩定性好。然而，為了不斷適應生產發展的要求，棉花新品種選育的任務仍極其艱巨。育種必須高產、穩產兼顧，選育豐產性和穩定性均較好的棉花品種是育種工作的首要目標。在高產前提下的穩產品種才具有廣泛適應性，低產品種即使穩定性好也不適宜各地種植。但有些穩定性差的品種卻在某些環境下豐產性突出，具有明顯的特殊適應性，局部推廣價值也大。另外，有些品種盡管穩定性較差，但在較廣泛的環境變化下仍可獲得較高的絕對豐產性，也符合生產上有實際意義的追求。

[1]潘家駒.作物育種學（總論）[M].北京:中國農業出版社，1994.

[2]胡秉民，耿旭.作物穩定性分析法[M].北京：科學出版社，1993.

[3]Searle S R，etal.Variance Components[M].New York：John Wiley&Sons，1992：19-33.

[4]Gauch H G.Statistical Analysis of Regional Yield Trials[M]. NewYork Elsevier，1992.

[5]EBERHART S A，RUSSELL W A.Stability parameters for comparing varieties[J].Crop Science，1966，6（1）：36-40.

[6]Finlay K W，et al.The analysis of adaptation in a plantbreeding programme[J].Aust.J.Agric.Res.1963，14：742-754.

[7]EBERHART S A，RUSSELL W A.Stability parameters for comparing varieties[J].Crop Science，1966，6（1）：36-40.

[8]Jolliffe I T.Principal Component Analysis[M].New York：Springer-Verlag，1986.

[9]莫惠棟，胡雪華.實用農業試驗方法[M].南京：江蘇科學技術出版社，1987.

[10]蓋鈞鎰.試驗統計方法[M].北京：中國農業出版社，2001.

[11]唐啟義，馮明光.實用統計分析及DPS數據處理系統[M].北京：科學出版社，2002.

[12]申慧芳，李國柱.綠豆產量構成因素的相關與通徑分析[J].山西農業大學學報，2005（2）：164-167.

[13]張秋之，郝玉蘭，南張杰，等.夏玉米雜交種的產量比較及主要農藝性狀的相關和通徑分析 [J].北京農學院學報，2005，20（4）：33-38.

[14]楊建平，劉維信，尹相彩，等.大白菜單株種子產量構成因素的相關與通徑分析 [J].山東農業大學學報，1999，30（1）：53-58.

[15]韓文革，于曉秋，宋偉.通徑分析在春小麥產量分析中的應用[J].農業與技術，2007，27（6）：87-91.

[16]劉錄祥，黃鐵城，劉廣田，等.雜種小麥和純系品種產量及品質性狀的穩定性分析[J].作物學報，1992（1）：38-49.

2016-11-03