不同果枝類型陸地棉品種產量性狀與品質性狀的比較研究

王博然，趙書珍，萬素梅，林皎，田玉剛，殷元峰，胡守林

(塔里木大學農學院，新疆 阿拉爾 843300)

新疆是我國優質棉產地，南疆又是新疆優質的植棉區，阿拉爾墾區更是新疆生產建設兵團主要的棉花產區之一，其氣候干燥、溫差大，非常有利于棉花種植[1]。

棉花不同果枝類型品種的選育一直受到廣大育種家的重視。陸地棉品種的栽培表現為生長習性無限和可控性株型兩種形態，在不同環境因素影響下可形成不同的生長發育類型[2]。長期以來，陸地棉作為一種重要的纖維作物，人們十分關注其產量相關性狀，如單鈴重、衣分、單株結鈴數等[3，4]，以及品質相關性狀，如斷裂比強度、馬克隆值、纖維長度等[5，6]。研究表明，產量性狀和品質性狀的遺傳取決于植物遺傳結構和環境的相互作用[7]。實踐中，棉花果枝類型分為零式果枝類型、Ⅰ式果枝類型和Ⅱ式果枝類型。其中，零式果枝類型指無果節；Ⅰ式果枝類型只有一個果節；Ⅱ式果枝類型具有多個果節[8]。Ⅰ式果枝類型品種株型緊湊，棉葉層間距大，透光性好，下部葉片光照充足，密植條件下更顯優勢[9]；而Ⅱ式果枝類型品種株型松散，施用水肥條件下可以不斷延伸增節，具有多果節習性，理論株數在16.5萬～19.5萬株/hm2，不適合密植。

葉面積系數、收獲指數的提高和群體光合效率的增加可以通過作物株型的改變來實現[10－12]，因而開展不同果枝類型品種的相關研究對選育推廣適宜該地區種植的陸地棉品種具有重要意義。產量性狀和纖維品質性狀間的微妙關系可以通過相關性的正負及具體的數值來表示，這在兼顧棉花產量及纖維質量的提高上具有重要作用。前人研究得出，棉花產量與纖維品質之間存在負相關關系[13]。我國一般采用變異分析[14]、相關分析[15－17]等多種統計分析方法對品種的產量性狀及品種性狀進行考察分析，從而幫助篩選出株型合理、高產兼顧優質的品種[18－21]。截至目前，針對南疆地區不同果枝類型陸地棉品種產量性狀與品質性狀的研究尚少。為此，本試驗通過Ⅰ式和Ⅱ式果枝類型陸地棉品種產量性狀與品質性狀間的變異分析、相關分析，研究兩者之間的差異，以期為選育出更適合該地區機采種植的果枝類型棉花優良品種提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

本試驗于2021年在第一師阿拉爾墾區十二團十一連進行。該區地處(81.3236°E，40.4938°N)塔里木河沿岸，屬塔里木河沖擊細土平原，居塔克拉瑪干沙漠的邊緣地區。這里水土資源充沛，光照時間長，光熱條件豐富，水源充足。日照率高，全年少雨。平均大氣壓為89 MPa，最高氣溫43℃左右，最低氣溫－28℃左右，年均氣溫10.7℃，無霜期200～220 d，年均日照2 556.3～2 991.8 h，平均蒸發量1 876.6～2 558.9 mm。試驗地土質沙壤，類型為灰漠土，pH≥7.0，屬堿性土壤。

1.2 試驗材料與設計

供試材料:Ⅰ式果枝類型品種:短果枝66－17、馬棉、短果枝66－15和新陸中41；Ⅱ式果枝類型品種:新陸中37和新陸中82。

試驗于4月11日播種。試驗地土壤肥力均一，機械覆膜。小區行長5 m，寬2.3 m，1膜6行種植。種植密度21.9萬株/hm2。隨機區組排列，重復4次。面積共計276 m2。小區日常田間管理措施同生產大田。

1.3 性狀調查

產量性狀:于9月下旬每小區選取有代表性的棉株10株，調查記錄其株高、果枝始節高度、單鈴重、果枝臺數、單株鈴數共5項指標，重復5次。吐絮后每小區(棉株從上至下)取90個鈴進行室內考種，測定衣指、衣分，實收籽棉計產，計算皮棉產量。

品質性狀:每重復選取30 g皮棉測定纖維品質性狀，包括纖維長度、斷裂比強度、整齊度、馬克隆值及伸長率。

1.4 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2010進行數據整理，用DPS 9.50軟件進行統計分析。Ⅰ式果枝采用4個品種的小區平均值進行數據處理分析，Ⅱ式果枝采用2個品種的小區平均值進行數據處理分析。

2 結果與分析

2.1 不同果枝類型陸地棉品種產量性狀的遺傳變異分析

由表1可知，產量性狀中，Ⅰ式果枝類型品種始節高平均值為24.36 cm，變異系數最大，為29.93%；衣分平均值為44.05%，變異系數最小，為4.73%。Ⅱ式果枝類型品種始節高平均值為27.81 cm，變異系數最大，為32.55%；衣分平均值為44.96%，變異系數最小，為0.42%。平均單株鈴數Ⅱ式果枝品種高于Ⅰ式，達到7.43個；平均單鈴重Ⅰ式果枝類型品種高于Ⅱ式，達到5.00 g。最終皮棉、籽棉產量Ⅰ式果枝類型品種都高于Ⅱ式。

表1 不同果枝類型陸地棉品種產量構成因子遺傳變異分析

2.2 不同果枝類型陸地棉品種品質性狀的遺傳變異分析

由表2可知，品質性狀中，Ⅰ式果枝類型品種伸長率平均值為8.94%，變異系數最大，為9.48%；纖維長度平均值為29.66 mm，變異系數最小，為1.20%。Ⅱ式果枝類型品種伸長率平均值為10.36%，變異系數最大，為13.66%；馬克隆值平均值為4.07，變異系數最小，為0.33%。Ⅰ式果枝類型品種纖維長度高于Ⅱ式；馬克隆值Ⅰ式大于Ⅱ式，達到4.33，處于4.21～4.45之間；Ⅱ式果枝類型品種的斷裂比強度高于Ⅰ式，達到31.75cN/tex。

表2 不同果枝類型陸地棉品種品質構成因子遺傳變異分析

2.3 不同果枝類型陸地棉品種產量性狀的相關性分析

對Ⅰ、Ⅱ式不同果枝類型陸地棉品種的產量性狀進行相關性分析，結果(表3)表明:Ⅰ式果枝類型品種株高與始節高、衣指呈極顯著正相關，與單株鈴數呈極顯著負相關，與單鈴重、衣分、皮棉產量呈顯著正相關；始節高與單株鈴數呈極顯著負相關，與衣指、衣分呈顯著正相關；果枝臺數與單鈴重、衣指呈顯著正相關，與皮棉產量呈極顯著正相關；單株鈴數與單鈴重、衣分、皮棉產量呈顯著負相關，與衣指呈極顯著負相關；單鈴重與衣分、皮棉產量呈極顯著正相關，與衣指呈顯著正相關；衣指與衣分呈顯著正相關，與皮棉產量呈極顯著正相關；衣分與皮棉產量呈顯著正相關。Ⅱ式果枝類型棉花品種株高與始節高、果枝臺數呈顯著正相關；單株鈴數與單鈴重、衣指、衣分呈顯著負相關；單鈴重與衣指、衣分呈極顯著正相關，與皮棉產量呈顯著正相關；衣指與衣分呈極顯著正相關，與皮棉產量呈顯著正相關；衣分與皮棉產量呈極顯著正相關。

表3 不同果枝類型品種產量性狀之間的相關性

由此可見，Ⅰ式果枝類型棉花品種株高、果枝臺數、單株鈴數、單鈴重、衣指、衣分與產量之間關系較為密切，其中單株鈴數是決定單鈴重的關鍵因素，單鈴重又是決定產量的關鍵因素，兩者之間呈現負相關，所以對于Ⅰ式果枝品種，如何能在保證適宜單株鈴數的同時提高單鈴重是提高其產量與衣分的重要因素。Ⅱ式果枝類型品種同Ⅰ式一樣對產量與衣分的多寡好壞影響最大的是單株鈴數、衣指與單鈴重。

2.4 不同果枝類型陸地棉品種品質性狀的相關性分析

對Ⅰ、Ⅱ式果枝類型陸地棉品種品質性狀進行相關分析，結果(表4)表明:Ⅰ式果枝類型品種纖維長度與整齊度呈極顯著正相關，與伸長率呈顯著正相關；馬克隆值與纖維長度、整齊度、斷裂比強度呈顯著負相關。Ⅱ式果枝類型品種纖維長度與伸長率呈極顯著正相關，馬克隆值與纖維長度、整齊度、斷裂比強度、伸長率均為負相關，且與斷裂比強度達到極顯著水平，相關性大小依次為斷裂比強度＞纖維長度＞伸長率＞整齊度。

表4 不同果枝類型品種品質性狀之間的相關性

2.5 不同果枝類型陸地棉品種產量性狀與品質性狀間的相關性分析

由表5可知，Ⅰ式果枝類型品種株高與皮棉產量呈顯著正相關，因此在一定范圍內增加株高可以提高皮棉產量；伸長率與始節高呈顯著正相關；衣分與皮棉產量、斷裂比強度呈顯著正相關；單株鈴數與皮棉產量、斷裂比強度呈顯著負相關；單鈴重、衣指與皮棉產量呈極顯著正相關。這說明選取適宜的單株鈴數、合理的衣分并且增加單鈴重能實現增產。因此提高Ⅰ式果枝類型陸地棉品種產量可以從株高、始節高、果枝臺數、衣分、衣指、單鈴重幾方面考慮，在選擇合適株型的同時對品質性狀進行調控。

表5 不同果枝類型陸地棉品種產量性狀和品質性狀的相關性

Ⅱ式果枝類型品種相較于Ⅰ式，其農藝性狀與品質性狀的相關顯著性甚少，僅皮棉產量與單鈴重、衣指呈顯著正相關，與衣分呈極顯著正相關。因此，提高Ⅱ式果枝類型品種皮棉產量也可在選擇合理衣分、適宜衣指、增加單鈴重上著手。

3 討論

從兩類不同果枝類型陸地棉品種產量上看，Ⅰ式果枝類型品種籽棉產量為7 069.93 kg/hm2，Ⅱ式為6 656.38 kg/hm2，Ⅰ式優于Ⅱ式。而從品質上看，Ⅰ式果枝類型品種纖維長度為29.66 mm，Ⅱ式為29.02 mm，Ⅰ式優于Ⅱ式；斷裂比強度Ⅰ式較Ⅱ式弱；Ⅰ式馬克隆值達到4.33，斷裂比強度達到30.24 cN/tex，相較于Ⅱ式更適合紡織40～60支紗的高品質棉。

對Ⅰ、Ⅱ式果枝類型品種9個農藝性狀、5個品質性狀之間進行相互比較，表明:Ⅰ式果枝類型棉花品種各性狀的變異系數為1.20%～29.93%，Ⅱ式為0.33%～32.55%，Ⅱ式產量性狀的變異幅度大于Ⅰ式，但兩者產量性狀的變異幅度較品質性狀都大。這與前人的研究結果一致[22]。

產量性狀中皮棉產量與單鈴重呈極顯著正相關，與單株鈴數呈負相關；單株鈴數與單鈴重呈顯著負相關，兩者是影響籽棉產量的主要因素且相互制約；衣分則是一個相對獨立的性狀。本研究中，Ⅰ式果枝類型品種的平均單株鈴數為6.41個，Ⅱ式為7.43個；Ⅰ式平均單鈴重為5.00 g，Ⅱ式為4.11 g，最終Ⅰ式產量高于Ⅱ式。因此，棉花育種應在優先保證適宜單株鈴數的同時增加單鈴重，以達到高產目標。這與李蔚等[23]的研究結果一致。

相關性分析表明，不同果枝類型陸地棉品種產量性狀與品質性狀之間的相關性明顯偏弱，兩者難以同時兼顧，其中Ⅰ式相較于Ⅱ式相關性較高。通過相關性比較得出，Ⅰ式果枝類型品種的果枝臺數、單鈴重、衣指與皮棉產量呈極顯著正相關，因此可以通過提高果枝臺數、單鈴重、衣指等來實現皮棉增產；Ⅱ式的單鈴重、衣指與皮棉產量的相關性只達到顯著水平，但有的研究顯示Ⅱ式的單鈴重與籽棉產量的相關達到極顯著水平[24]，同時Ⅱ式各產量性狀與纖維品質間的相關顯著性較弱。因此Ⅰ式果枝類型品種相較于Ⅱ式更容易在提高產量的同時兼顧品質性狀的提升。

4 結論

綜上，本試驗中Ⅰ式果枝類型品種產量高于Ⅱ式，纖維品質也優于Ⅱ式。表明:在兼顧產量及品質性狀下，Ⅰ式果枝類型陸地棉品種較Ⅱ式更易于通過選擇合理單株鈴數、增加有效鈴重、提高衣分、降低脫落率來選育出適合該地區機采并兼顧高產優質的陸地棉品種。