棉花新品種產量與主要數量性狀的相關及通徑分析

摘要：為了揭示主要數量性狀對湖北省棉花（Gossypium hirsutum L.）產量的影響規律，采用相關、通徑、主成分和回歸分析方法，對2011-2013年湖北省棉花區域試驗67個棉花品種的產量及主要數量性狀進行了統計分析。結果表明，主要數量性狀中的變異系數最大的是苗期病指（97.09%）；偏相關分析結果表明產量與單株鈴數（r=0.31）、衣分（r=0.32）、霜前花率（r=0.37）呈極顯著正相關；主成分分析表明影響棉花產量的主要因子是果枝、病指和鈴重因子；前5個主成分累積貢獻率達到82.14%。建立了棉花產量與生育期、第一果枝節位、單株鈴數、鈴重、衣分的多元回歸方程，達極顯著水平，可用此回歸方程來預測產量，回歸系數代表該因子對產量的影響程度，表明鈴重是影響產量的最主要因素。通徑分析表明進入回歸方程的5個數量性狀的直接通徑系數的絕對值大小排序為單株鈴數（Py8=0.452 2）>鈴重（Py9=0.368 6）>衣分（Py12=0.325 9）>第一果枝節位（Py4=0.173 3）>生育期（Py1=0.169 9），表明棉花育種和栽培必須保持結鈴性和鈴重同步提高，同時兼顧衣分和生育期。

關鍵詞：棉花（Gossypium hirsutum L.）；產量；相關分析；通徑分析；主成分分析

中圖分類號：S562；S3-33 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）24-6385-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.24.017

棉花（Gossypium hirsutum L.）是重要的經濟作物，提高棉花產量不僅可以通過品種改良和更新實現，也可以通過栽培措施的改良實現。產量形成是一個復雜的動態過程，在此過程中主要數量性狀依次建成，存在相互制約、相互依存的關系。選擇何種性狀作為提高產量的突破口，不僅是育種專家的課題，也是棉花栽培的課題。孫長法[1]分析認為在主攻結鈴性強、株鈴多的性狀的前提下，應謹防鈴重、衣分趨低，3個產量因素協調發展是實現皮棉增產的關鍵。李蔚等[2]提出了麥后直播棉高產育種和高產栽培的主攻方向。劉衛星等[3]分析認為在高產栽培與育種實踐中，應注意合理密植，提高優質、有效鈴數，適當增加鈴重和衣分，促進各因子間協調發展。韓路等[4]認為育種中可依據海島棉群體因子的相對重要性，采取有重點地逐步改良以提高育種效率。劉衛星等[5]運用典型相關分析方法對中早熟棉花進行研究認為選擇高衣分的品種，會使鈴重減小，子指降低，纖維長度變短，馬克隆值和伸長率降低。

本研究以2011-2013年湖北省棉花區域試驗的67個新品種為試驗材料，探討產量與主要數量性狀以及主要數量性狀之間的相互關系，揭示主要數量性狀對產量影響的相對重要性，以期為棉花新品種選育及高產栽培提供信息和參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試品種

試驗材料為2011-2013年湖北省棉花區域試驗常規組的棉花新品種，其中2011年2組試驗19個新品種，2012年為3組試驗29個新品種，2013年為2組試驗19個新品種，各品種名稱見表1。

1.2 試驗方法

試驗在湖北省黃岡市農業科學院梅家墩試驗基地進行，采用隨機區組排列，3次重復，小區面積20.0 m2，種植密度27 000株/hm2。田間調查生育期、株高、果枝數、第一果枝節位、單株鈴數、苗期病指和鈴期病指等；室內考種測定鈴重、衣分、子指、衣指，小區分批全收測定皮棉總產。

試驗分析的性狀包括：生育期（x1）、株高（x2）、果枝數（x3）、第一果枝節位（x4）、霜前花率（x5）、苗期病指（x6）、鈴期病指（x7）、單株鈴數（x8）、鈴重（x9）、子指（x10）、衣指（x11）、衣分（x12）、皮棉總產（x13）。

1.3 數據分析方法

試驗數據采用Microsoft Excel和SAS9.2軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 供試品種主要數量性狀表現及變異分析

供試品種主要數量性狀表現見表2。變異系數最大的是苗期病指（97.09%），其他的依次為鈴期病指（68.90%），單株鈴數（13.12%），霜前花率（11.33%），皮棉產量（11.18%），衣指（10.80%），果枝數（10.47%），子指（8.67%），鈴重（8.50%），株高（8.15%），第一果枝節位（8.00%），衣分（5.23%），生育期（3.45%）。性狀的變異系數大，說明性狀表現受環境影響較大，同時也說明該性狀具有較大的選擇空間。苗期和鈴期病指由于受田間環境和氣候條件影響，表現出較大的變異性。生育期和衣分的變異系數較小，說明這兩個性狀的選擇余地較小，單株鈴數和霜前花率的變異系數較大，說明這兩個性狀選擇空間較大。

2.2 參試品種性狀的相關及偏相關分析

為了解經濟性狀之間的相互影響，進行了相關分析（表3）。結果表明，產量與單株鈴數（0.31）、衣分（0.32）、霜前花率（0.37）呈極顯著正相關，單株鈴數與鈴重（-0.48）呈極顯著負相關，說明棉花新品種選育過程中應該重點把握選擇結鈴性強、衣分高的早熟性好的品種，從而有利于提高產量。

偏相關消除了自變量間相關的混淆，反映出各個自變量和因變量的真實關系。偏相關分析結果表明皮棉產量與單株鈴數、鈴重呈極顯著正相關，單株鈴數與鈴重呈極顯著負相關。故在棉花育種和栽培中要同步提高單株鈴數和鈴重，同時注意協調子指和衣分，兼顧產量構成因素的同步提高。

2.3 主要經濟性狀的主成分分析

以供試品種的13個性狀相關系數矩陣為基礎進行主成分分析，結果見表4和表5。前5個主成分的累積貢獻率達82.14%，能基本反映全部特征，選取前5個主成分做進一步分析。

第一主成分因子對應特征向量中，果枝數分值較大，與棉花果枝數和第一果枝節位有關，可以稱為果枝因子，而鈴期病指則表現為較高的負向量（-0.341），說明果枝越多，則鈴期病指越高，為提高抗病性，應該選擇合適的果枝數。第二主成分因子的特征值為2.40，其貢獻率為18.44%，對應特征向量中苗期病指分值較大，為0.436，而衣指的負向量較大，為-0.348，可稱為病指因子。第三主成分因子對應特征向量以衣指和鈴重分值較大，分別為0.506和0.426，與棉花鈴重有關，可稱為鈴重因子。說明鈴重越重，衣指越高。第四主成分因子對應特征向量中生育期分值較大，為0.527，而衣分的負向量較大，為-0.579，可稱為生育期因子。說明生育期越長，衣分越低。第五主成分因子對應特征向量以株高和皮棉總產的負向量分值較大，分別為-0.543和-0.509，與棉花株高有關，可稱為株高因子。

通過以上主成分分析可知，影響棉花產量的主要因子是果枝因子，病指因子，鈴重因子。

2.4 產量與數量性狀的多元回歸分析

為了解各個性狀對產量的影響，以考察的12個性狀為自變量，產量為因變量，進行多元逐步回歸分析，得到回歸方程：Y=-1 412.84+6.90x1-67.91x4+18.49x8+138.15x9+29.00x12，多元相關系數R=0.604 7。對回歸方程進行顯著性檢驗，結果（F=7.37）表明，變量x與Y之間存在著極顯著的線性回歸關系；且x與Y的偏回歸系數（b1=6.90，b2=67.91，b3=18.49，b4=138.15，b5=29.00**）均達到極顯著水平，說明生育期、第一果枝節位、單株鈴數、鈴重、衣分與產量Y之間具有極顯著的線性回歸關系。回歸系數表明該因子對棉花產量的影響程度，鈴重的回歸系數最大表明鈴重是影響產量的最主要因素。

2.5 產量與數量性狀的通徑分析

對進入回歸方程中的4個性狀對產量的影響進行了通徑分析，以說明性狀因素對產量的直接和間接關系，從而判定各因素的相對重要性，其通徑分析結果見表6。從表6可以看出，有3個性狀因素的直接通徑系數為正值，說明這些性狀對產量都有直接的正效應，如果控制其他因素不變，提高4個性狀因素中的任何一個因素，均能對產量起到積極作用。3個性狀因素的直接通徑系數的絕對值大小排序為：單株鈴數（Py8=0.452 2）>鈴重（Py9=0.368 6）>衣分（Py12=0.325 9）>第一果枝節位（Py4=-0.173 3）>生育期（Py1=0.169 9），表明棉花育種和栽培必須注重于單株鈴數的提高，同時兼顧鈴重和衣分。在各間接通徑系數中，生育期通過單株鈴數，第一果枝節位通過生育期、單株鈴數、衣分，單株鈴數通過生育期、衣分，鈴重通過第一果枝節位、衣分，衣分通過單株鈴數、鈴重對產量有正效應，其他間接通徑系數均為負值，表明生育期、第一果枝節位對產量的影響雖然沒有單株鈴數明顯，但各因素之間仍存在相互協調問題。

3 小結與討論

從棉花品種產量性狀的變異系數來看，苗期和鈴期病指由于受田間環境和氣候條件影響，表現出較大的變異性。生育期和衣分的變異系數較小，說明這兩個性狀的選擇余地較小，單株鈴數和霜前花率的變異系數較高，說明這兩個性狀選擇空間較大。

偏相關分析結果表明產量與單株鈴數和鈴重均呈極顯著正相關，同時單株鈴數與鈴重呈極顯著負相關，故在棉花育種和栽培中要同步提高單株鈴數和鈴重，同時注意協調子指和衣分，兼顧產量構成因素的同步提高，這與他人的研究結果基本一致[6，7]。

主成分分析結果表明棉花產量信息的主要因子是果枝因子，貢獻率為30.81%；病指因子貢獻率為18.44%，鈴重因子貢獻率為16.90%。前5個主成分累積貢獻率就達到82.14%，基本能反映原來諸多變量的信息量，影響棉花產量的主要因子是果枝因子，病指因子，鈴重因子，與他人的研究結果基本一致[8，9]。

本研究建立了棉花產量與生育期、第一果枝節位、單株鈴數、鈴重、衣分的多元回歸方程，達極顯著水平，可以用此回歸方程來預測產量，回歸系數代表該因子對產量的影響程度，表明鈴重是影響產量的最主要因素。通徑分析表明4個產量構成因素的直接通徑系數絕對值的大小排序為：單株鈴數（Py8=0.452 2）>鈴重（Py9=0.368 6）>衣分（Py12=0.325 9）>第一果枝節位（Py4=0.173 3）>生育期（Py1=0.169 9），這與上面的分析結果一致。表明棉花育種和栽培必須保持結鈴性和鈴重同步提高，同時兼顧衣分和生育期。

參考文獻：

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