河北省雜交棉產(chǎn)量構(gòu)成因素研究

唐麗媛，江振興，劉存敬，田海燕，遲吉娜，崔瑞敏，張建宏*，張香云*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北石家莊050051；2.河北行政學(xué)院，河北石家莊050031）

河北省雜交棉產(chǎn)量構(gòu)成因素研究

唐麗媛1，江振興2，劉存敬1，田海燕1，遲吉娜1，崔瑞敏1，張建宏1*，張香云1*

（1.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所，農(nóng)業(yè)部黃淮海半干旱區(qū)棉花生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北石家莊050051；2.河北行政學(xué)院，河北石家莊050031）

為了更高效地進(jìn)行雜交棉品種選育，利用2006～2015年近10 a的河北省棉花區(qū)域試驗(yàn)資料，采用相關(guān)分析和多元逐步回歸分析的統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)影響雜交棉產(chǎn)量的構(gòu)成因素進(jìn)行了分析。相關(guān)分析結(jié)果表明：4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素中，皮棉產(chǎn)量與單鈴重呈極顯著的正相關(guān)，與衣分和單株鈴數(shù)呈不顯著的正相關(guān)，與子指呈不顯著相關(guān)；多元線性回歸、偏相關(guān)分析和通徑分析結(jié)果表明，4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素均對(duì)皮棉產(chǎn)量有一定意義，對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)度順序?yàn)閱吴徶兀疽路郑締沃赈彅?shù)＞子指。因此，在雜交棉品種選育時(shí)，應(yīng)盡力提高雜交棉的單鈴重，同時(shí)重視協(xié)調(diào)與衣分和單株鈴數(shù)的相互關(guān)系，從而大大提高棉花的皮棉產(chǎn)量。

雜交棉；產(chǎn)量構(gòu)成因素；區(qū)域試驗(yàn)；相關(guān)分析；逐步回歸分析

棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，為了滿足國家儲(chǔ)備以及紡織工業(yè)的需求，我國每年都需要大量原棉，因此，提高棉花產(chǎn)量尤其是皮棉產(chǎn)量是棉花育種的重要目標(biāo)。棉花雜交種在提高棉花單產(chǎn)、品質(zhì)改良、增強(qiáng)抗逆性，以及促進(jìn)棉田耕作制度革新、棉花簡化栽培技術(shù)發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用，利用雜交優(yōu)勢(shì)選育出的雜交種特別是高優(yōu)勢(shì)組合，在生產(chǎn)上一般較常規(guī)棉增產(chǎn)15%～20%[1～5]。而皮棉產(chǎn)量是棉花單鈴重、單株結(jié)鈴數(shù)、衣分、子指以及種植密度等產(chǎn)量構(gòu)成因素相互作用的結(jié)果，因此，尋找各因素間的優(yōu)化組合是提高皮棉產(chǎn)量的重要途徑。在以增產(chǎn)為主要目標(biāo)的棉花育種研究中，很多研究者認(rèn)為首先要重視提高鈴數(shù)，同時(shí)適當(dāng)考慮鈴重和衣分[6～8]，但是，也有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)以提高衣分或鈴重為首要目標(biāo)[9～15]。

為了進(jìn)一步提高河北省雜交棉單產(chǎn)，增強(qiáng)雜交棉生產(chǎn)競爭力，作者利用2006～2015年10 a的河北省棉花區(qū)域試驗(yàn)資料，對(duì)河北省雜交棉的產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行分析，解析棉花雜交種產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，找出適宜河北省乃至黃河流域種植的雜交棉最佳產(chǎn)量構(gòu)成因素，為育種者進(jìn)行雜交棉選育時(shí)準(zhǔn)確確定主攻目標(biāo)提供重要依據(jù)。

1　材料與方法

數(shù)據(jù)資料來源于2006～2015年河北省棉花區(qū)域試驗(yàn)匯總，重點(diǎn)對(duì)通過審定的38個(gè)春播雜交棉品種的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。38個(gè)雜交品種分別是冀H239、冀優(yōu)雜69、冀優(yōu)01、國欣棉4號(hào)、邯雜429、冀創(chuàng)棉1、冀雜6268、GKz19、欣抗棉318、紅雜111、冀棉3536、冀創(chuàng)18F1、冀農(nóng)棉雜1號(hào)、合豐202、冀H156、冀雜708、石雜101、希普3號(hào)、冀FRH3018、sGKZ中637、農(nóng)大棉9號(hào)、冀豐光雜棉1號(hào)、冀H170、邯6402、神牛6號(hào)F1、農(nóng)大KZ05、碩雜棉1號(hào)、碩雜棉2號(hào)、冀豐雜6號(hào)、邯雜160、欣雜16、欣雜15、科龍2068、冀豐雜9號(hào)、衡優(yōu)12、YM111、農(nóng)大棉10號(hào)、冀豐雜8號(hào)。區(qū)域試驗(yàn)試點(diǎn)分布在冀東和冀中南2個(gè)棉花生態(tài)區(qū)，試驗(yàn)地主要分布在石家莊市新華區(qū)、保定市徐水區(qū)、邯鄲市復(fù)興區(qū)、衡水市、故城、河間、巨鹿、臨西、玉田、唐海、豐南、蘆臺(tái)、漢沽、廊坊廣陽區(qū)、永清、高碑店16個(gè)地區(qū)，但不同年度間有適當(dāng)調(diào)整。棉花4月15～29日播種，密度4.2萬株/hm2左右，田間管理同一般棉田。

采用多元相關(guān)對(duì)皮棉產(chǎn)量（Y）與產(chǎn)量構(gòu)成因素單株鈴數(shù)（X1）、單鈴重（X2）、子指（X3）和衣分（X4）進(jìn)行相關(guān)分析，分析4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)雜交棉皮棉產(chǎn)量（Y）的貢獻(xiàn)大小。通過逐步回歸分析[16]建立皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成主要因素的多元回歸方程，以此指導(dǎo)雜交棉育種的主攻方向。采用EXCEL 2010和DPS 15.10軟件[17]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析。

2　結(jié)果與分析

2.1雜交棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析

對(duì)皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相關(guān)性進(jìn)行分析，結(jié)果（表1）顯示，皮棉產(chǎn)量與單鈴重呈極顯著正相關(guān)，與單株鈴數(shù)和衣分呈不顯著正相關(guān)，與子指呈不顯著相關(guān)。進(jìn)一步對(duì)棉花產(chǎn)量構(gòu)成因素之間的相關(guān)性進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，單株鈴數(shù)與衣分呈極顯著負(fù)相關(guān)，與單鈴重呈不顯著正相關(guān)，與子指呈不顯著負(fù)相關(guān)；單鈴重與子指呈極顯著正相關(guān)，與衣分呈不顯著負(fù)相關(guān)；子指與衣分呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.2皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的多元回歸分析

2.2.1皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的多元回歸方程通過逐步回歸分析，建立了皮棉產(chǎn)量（Y）與產(chǎn)量構(gòu)成因素（X）〔單株鈴數(shù)（X1），單鈴重（X2），子指（X3），衣分（X4）〕的多元回歸方程：Y=-91.07+ 1.30X1+14.05X2-3.65X3+307.55X4。其中，X1的區(qū)間為［13.8，22.3］，X2的區(qū)間為［5.3，7.1］，X3的區(qū)間為［9.6，12.2］，X4的區(qū)間為［0.36，0.43］。4個(gè)變量均被引入方程，說明河北省雜交棉皮棉產(chǎn)量與單株鈴數(shù)、單鈴重、子指和衣分均有一定的線性關(guān)系。方差分析結(jié)果（表2）顯示，相關(guān)系數(shù)r=0.736 7，方程F（9.79）＞F0.01（5.27），說明引入方程的4個(gè)變量單株鈴數(shù)、單鈴重、子指和衣分均具有實(shí)際意義。

2.2.2皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的偏相關(guān)分析通過組建的回歸方程，對(duì)皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行偏相關(guān)分析，結(jié)果（表3）顯示，皮棉產(chǎn)量除與子指呈不顯著的負(fù)偏相關(guān)（偏相關(guān)系數(shù)為-0.201 8）外，與其他3個(gè)因素的偏相關(guān)系數(shù)均為正值，其中，與單鈴重的偏相關(guān)性（偏相關(guān)系數(shù)為0.604 3）達(dá)到了極顯著水平，與衣分（偏相關(guān)系數(shù)為0.415 7）和單株鈴數(shù)（偏相關(guān)系數(shù)為0.368 8）的偏相關(guān)性達(dá)到了顯著水平。在各產(chǎn)量構(gòu)成因素中，單鈴重對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)最大，其次是衣分和單株鈴數(shù)，而子指對(duì)皮棉產(chǎn)量有不顯著的負(fù)向效應(yīng)?；貧w方程的復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.736 7，決定系數(shù)R2=0.542 7，剩余標(biāo)準(zhǔn)差SSE=0.013 9，調(diào)整相關(guān)系數(shù)Ra=0.698 1，調(diào)整決定系數(shù)Ra2=0.487 3。

表1　皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)分析Table1　Correlation analysis between lint yield and yield components

2.2.3回歸方程的擬合對(duì)皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的多元回歸方程進(jìn)行擬合，結(jié)果（表4）顯示，Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d越1.704 5，滿足0約DW＜4的條件，并接近于2。表示殘差相互獨(dú)立，說明建立的方程是可用的。

表2　皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素多元回歸方程的方差分析Table2　Variance analysis of multiple regression equations between lint yield and yield components

表3　皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的偏相關(guān)分析Table3　Partial correlation analysis between lint yield and yield components

表4　多元回歸方程的擬合分析Table4　Fitting analysis of multiple regression equations

2.3皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑分析

對(duì)引入方程的因子進(jìn)行通徑分析，結(jié)果（表5）顯示，皮棉產(chǎn)量對(duì)4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素的直接通徑分析結(jié)果與基因型相關(guān)分析結(jié)果一致，直接通徑系數(shù)絕對(duì)值順序?yàn)閱吴徶兀疽路郑締沃赈彅?shù)＞子指。其中，單鈴重與皮棉產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)最大，表現(xiàn)為極顯著的正向作用，其通過單株鈴數(shù)的間接通徑是正向作用，而通過子指和衣分的間接通徑是一定的負(fù)向作用，總體效應(yīng)表現(xiàn)為通過增加單鈴重可顯著提高皮棉產(chǎn)量；衣分和單株鈴數(shù)對(duì)皮棉產(chǎn)量的直接通徑均表現(xiàn)為顯著的正向作用，呈顯著的正偏相關(guān)，在經(jīng)過其他產(chǎn)量構(gòu)成因素的間接通徑作用影響后，總體均表現(xiàn)為當(dāng)其他因素固定時(shí)增加衣分或單株鈴數(shù)可提高皮棉產(chǎn)量；子指與皮棉產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)較小，表現(xiàn)為不顯著的負(fù)向作用，通過單株鈴數(shù)和衣分的間接通徑也是一定的負(fù)向作用，但子指對(duì)皮棉產(chǎn)量的這些負(fù)向作用基本上被單鈴重對(duì)子指的間接正向作用抵消了，最終，子指總體效應(yīng)表現(xiàn)為對(duì)皮棉產(chǎn)量影響不大。

表5　皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的通徑分析Table5　Path coefficients of yield components and lint yield of hybrid cotton varieties

3　結(jié)論與討論

本研究結(jié)果顯示，河北省雜交棉的產(chǎn)量構(gòu)成因素中，皮棉產(chǎn)量與單鈴重呈極顯著正相關(guān)，與單株鈴數(shù)和衣分呈不顯著的正相關(guān)，與子指呈不顯著相關(guān)。

建立了皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的多元回歸方程為Y=-91.07+1.30X1+14.05X2-3.65X3+307.55X4，其中，X1的區(qū)間是［13.8，22.3］，X2的區(qū)間是［5.3，7.1］，X3的區(qū)間是［9.6，12.2］，X4的區(qū)間是［0.36，0.43］?？梢越柚摂?shù)學(xué)模型，對(duì)河北省雜交棉的皮棉產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)皮棉產(chǎn)量影響的多元線性回歸分析發(fā)現(xiàn)，單鈴重對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)度最大，該結(jié)果與前人的研究結(jié)果[11～15]一致。

偏相關(guān)分析結(jié)果顯示，皮棉產(chǎn)量與單鈴重呈極顯著的正偏相關(guān)，與衣分和單株鈴數(shù)呈顯著的正偏相關(guān)，與子指呈不顯著的負(fù)偏相關(guān)。4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)順序?yàn)閱吴徶兀疽路郑締沃赈彅?shù)＞子指。從通徑分析結(jié)果看，存在同樣的結(jié)果：增加單鈴重對(duì)提高皮棉產(chǎn)量的效應(yīng)最大，其次是衣分和單株鈴數(shù)，而子指對(duì)皮棉產(chǎn)量的影響較小。

綜上及以往研究[18～20]表明，在河北乃至黃河流域棉區(qū)，培育大鈴型、高衣分、結(jié)鈴優(yōu)勢(shì)強(qiáng)的雜交棉是棉花雜交育種的主要發(fā)展方向之一。其中，增加單鈴重是提高產(chǎn)量的關(guān)鍵。由于衣分與其他產(chǎn)量構(gòu)成因素的關(guān)系均為負(fù)相關(guān)，單鈴重和衣分通過彼此的影響對(duì)皮棉產(chǎn)量有一定的負(fù)向作用，因此雜交棉品種選育時(shí)，應(yīng)在注意選擇大鈴型親本培育結(jié)鈴性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)雜交品種的同時(shí)，注意協(xié)調(diào)鈴重、結(jié)鈴性與衣分之間的關(guān)系。根據(jù)不同研究單位的研究結(jié)果，要想獲得大鈴型的品種，必須利用大鈴型的品種（選系）直接進(jìn)行雜交才能獲得大鈴的F1雜交種。就近10 a參加河北省棉花區(qū)域試驗(yàn)的棉花雜交品種來看，鈴型偏大、鈴殼較薄，單鈴重6.0 g以上、衣分40%以上、單株鈴數(shù)15個(gè)以上的組合，皮棉產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)較好；鈴重＜6.0 g且衣分＜40%的品種，皮棉產(chǎn)量優(yōu)勢(shì)不明顯。

河北省棉花區(qū)域試驗(yàn)雜交棉密度要求為4.20萬株/hm2左右，因此，本研究在產(chǎn)量構(gòu)成因素中并沒有將密度因素列入其中。而在雜交種實(shí)際的推廣過程中要提高雜交棉產(chǎn)量，合理的種植密度是非常重要的。要充分發(fā)揮雜交棉的個(gè)體優(yōu)勢(shì)，就必須給其提供適宜的生長空間，獲得更大的光合面積，以創(chuàng)造更多的源物質(zhì)。

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Research on Yield Components of the Hybrid Cotton in Hebei Province

TANG Li-yuan1，JIANG Zhen-xing2，LIU Cun-jing1，TIAN Hai-yan1，CHI Ji-na1，CUI Rui-min1，ZHANG Jian-hong1*，ZHANG Xiang-yun1*
（1.Institute of Cotton，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Cotton in Huanghuaihai Semiarid Area，Ministry of Agriculture，Shijiazhuang 050051，China；2.Hebei Academy of Governance，Shijiazhuang 050031，China）

In order to make hybrid cotton variety selection more efficiently，the study use the data from hybrid cotton variety regional test in Hebei Province in ten years of 2006-2015.Thirty eight spring hybrid cotton varieties passed the verification were selected to analysis main yield components affected the lint yield and by correlation analysis and stepwise multiple linear regressions analysis methods.The correlation results showed that the lint yield of cotton presented highly significant positive correlation with boll weight，and no significant positive correlation with boll number and lint percentage，and little correlation with seed index.The results of stepwise multiple linear regressions and partial correlative analysis indicated that all the yield components have certain significance to the lint yield.The boll weight had the biggest contribution to the lint yield，the lint percentage and boll number were the second，and the seed index was the smallest.We should pay attention to improve boll weight and attach great importance to coordinate the interaction between boll weight，the lint percentage and boll number to improve the lint yield.

Hybrid cotton；Yield components；Variety regional test；Correlation analysis；Stepwise regressions analysis

S562

A

1008-1631（2016）05-0069-04

2016-03-28

河北省財(cái)政重大專項(xiàng)（F16C2016019636）；河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目（16226303D）

唐麗媛（1986-），女，河北盧龍人，助理研究員，碩士，主要從事棉花遺傳育種研究。E-mail：liyuaner05@163.com。

張香云（1956-），女，河北行唐人，研究員，主要從事棉花育種及新品種示范推廣工作。E-mail：jimianzhang@qq.com。

張建宏（1981-），男，河北唐海人，副研究員，碩士，主要從事棉花遺傳育種研究。E-mail：mhszjh@163.com。