岡雜棉10號豐產(chǎn)性和適應性以及產(chǎn)量構(gòu)成要素分析

閆振華，趙樹琪，張華崇，黃曉莉，戴寶生，李蔚

摘要：為全面了解岡雜棉10號的選育過程及其在長江流域不同生態(tài)區(qū)域的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性、適應性和產(chǎn)量構(gòu)成因素相關性，依據(jù)2018―2019年長江流域國家棉花品種區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗的產(chǎn)量數(shù)據(jù)匯總資料，采用多重比較（鄧肯多重范圍檢驗）、變異系數(shù)、高穩(wěn)系數(shù)、環(huán)境指數(shù)和產(chǎn)量的回歸系數(shù)及坐標曲線、適應度、相關系數(shù)等對試驗數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)果顯示：岡雜棉10號2年區(qū)域試驗平均666.7 m2皮棉產(chǎn)量為122.3 kg，比對照GK39增產(chǎn)13.3%，差異達極顯著水平，表現(xiàn)出高產(chǎn)特性；變異系數(shù)分析發(fā)現(xiàn)岡雜棉10號屬于高產(chǎn)但穩(wěn)產(chǎn)性一般的品種，但岡雜棉10號的2年區(qū)域試驗高穩(wěn)系數(shù)分別為83.76%和86.90%，較同組區(qū)試品種相對較大，說明岡雜棉10號具有很好的豐產(chǎn)性，且兼顧穩(wěn)產(chǎn)性；環(huán)境系數(shù)和產(chǎn)量的回歸分析中，2年的回歸系數(shù)分別為1.10和1.18，但回歸線位于群體平均線上方，適應度平均為81.25%，說明其對不同環(huán)境的適應性較好；相關分析表明，岡雜棉10號的皮棉產(chǎn)量受總成鈴數(shù)的影響最大。綜上，棉花品種岡雜棉10號具有豐產(chǎn)性，兼具穩(wěn)產(chǎn)性，能較好地適應不同的環(huán)境。因此，該品種在審定區(qū)域內(nèi)具有較高的推廣應用價值。

關鍵詞：棉花；岡雜棉10號；品種選育；豐產(chǎn)性；穩(wěn)產(chǎn)性；適應性；相關分析

作物品種區(qū)域試驗主要是對參試品種在不同環(huán)境下的表現(xiàn)進行比較和評價，鑒定新育成品系的優(yōu)劣和對環(huán)境的適應性[1-3]。目前，在鑒定小麥、大豆、玉米等新品種的豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性時，一些研究采用標準差、變異系數(shù)（coefficient of variation， CV）、高穩(wěn)系數(shù)（high stability coefficient， HSC）、回歸系數(shù)、適應度、相關系數(shù)等指標和方法[1-11]。而在棉花中對品種（系）豐產(chǎn)性、穩(wěn)產(chǎn)性、適應性等的研究相對較少，一般是比較品種（系）間的平均產(chǎn)量和纖維品質(zhì)等[2]。

岡雜棉10號是黃岡市農(nóng)業(yè)科學院選育的轉(zhuǎn)蘇云金桿菌（Bacillus thuringiensis， Bt）抗蟲基因中熟雜交棉品種。該品種是以岡134為母本，以岡0804-1為父本，通過雜交選育而成。其中母本岡134是從99B-4（鄂雜棉13F1）中經(jīng)系譜法選擇育成，父本岡0804-1是由C04與鄂雜棉10號雜交后經(jīng)系譜法選育而成。2010年，在黃岡市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技示范園配制雜交組合，2011―2013年進行品系比較試驗及鑒定，其產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性表現(xiàn)突出，并命名為岡雜棉10號。2015年在湖北省武漢市、黃岡市、荊州市、潛江市、天門市和襄陽市等地進行的品種多點比較試驗中，該品種表現(xiàn)出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性優(yōu)良等特性。2016年獲得在長江流域生產(chǎn)應用的國家農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書（生產(chǎn)應用）[農(nóng)基安證書（2016）第166號]。2018―2019年參加長江流域國家棉花品種區(qū)域試驗，2019年同步參加長江流域國家棉花品種生產(chǎn)試驗，2021年通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定，審定編號為國審棉20210029。

岡雜棉10號在長江流域棉區(qū)長勢較強，后期不早衰，整齊度較好，結(jié)鈴性好，吐絮暢；株型較松散，株高126.85 cm，Ⅲ式果枝，莖稈茸毛少，葉片中等或偏大，葉色較深；棉鈴卵圓形，第一果枝節(jié)位7.25，單株結(jié)鈴31.85個，鈴重6.0 g，衣分41.4%，籽指10.75 g，霜前花率96.6%；耐枯萎?。ú∏橹笖?shù)為14.1）、耐黃萎病（病情指數(shù)為23.6），抗棉鈴蟲；纖維上半部平均長度為30.4 mm，斷裂比強度為34.0 cN·tex－1，馬克隆值為5.0，斷裂伸長率為5.1%，反射率為78.7%，黃色深度為8.0，長度整齊度指數(shù)為86.3%，紡紗均勻性指數(shù)為161.0，達到國家審定棉花品種Ⅱ型品種標準。根據(jù)審定公告，岡雜棉10號適于江蘇和安徽淮河以南、浙江沿海、江西北部、湖北、河南南部、湖南北部和四川丘陵植棉區(qū)春播種植。

本研究利用多重比較、變異系數(shù)分析、高穩(wěn)系數(shù)法、回歸分析、適應度分析、相關分析等方法，綜合比較岡雜棉10號的特性，從而為岡雜棉10號的推廣應用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及數(shù)據(jù)資料來源

數(shù)據(jù)資料來源于2018―2019年轉(zhuǎn)基因抗蟲雜交棉岡雜棉10號參加長江流域國家棉花品種區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗所在組別的匯總結(jié)果。2018年和2019年區(qū)域試驗參試品種數(shù)分別為6和8，對照品種為GK39。長江流域國家棉花品種區(qū)域試驗共設置18個試點，分別在四川省成都市和射洪縣，湖北省的襄陽市、荊州市、監(jiān)利市、武漢市和黃岡市，湖南省益陽市大通湖區(qū)、常德市和岳陽市，河南省南陽市，江西省九江市，安徽省安慶市和合肥市，江蘇省南京市、鹽城市和南通市，以及浙江省慈溪市。2018年成都試點受洪澇影響、岳陽試點土壤貧瘠，田間表現(xiàn)異常，數(shù)據(jù)未加入?yún)R總，其余16個試點完成試驗；2019年慈溪試點和武漢試點增產(chǎn)幅度過大，數(shù)據(jù)未加入?yún)R總，其余16個試點完成試驗。2019年長江流域國家棉花品種生產(chǎn)試驗參試品種6個，以GK39為對照品種，共安排10個試點，分別位于江蘇省南通市，安徽省安慶市和合肥市，江西省九江市，河南省南陽市，湖北省黃岡市和荊州市，湖南省常德市，四川省射洪縣；所有試點均符合試驗方案要求，數(shù)據(jù)全部參與匯總。

1.2 數(shù)據(jù)分析方法

1.2.1 產(chǎn)量差異顯著性分析。采用單因素方差分析和多重比較（鄧肯多重范圍檢驗）分析參試品種在區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中皮棉產(chǎn)量的差異顯著性。

1.2.2 CV分析。CV能用于分析某個品種的特定性狀在不同環(huán)境中的穩(wěn)定性[9， 12]。產(chǎn)量的CV越小，說明此品種的產(chǎn)量在不同環(huán)境中的變化越小，其穩(wěn)產(chǎn)性越好；產(chǎn)量的CV越大，表明此品種在不同環(huán)境中產(chǎn)量變化越大，其穩(wěn)產(chǎn)性越差[13]。以品種皮棉產(chǎn)量的CV與所有參試品種平均CV的差值（ΔCV）為橫坐標，以品種與所有參試品種平均666.7 m2皮棉產(chǎn)量的差值（ΔY）為縱坐標作圖。其中高產(chǎn)但不穩(wěn)產(chǎn)的品種會位于第一象限，高產(chǎn)且穩(wěn)產(chǎn)的品種會位于第二象限，低產(chǎn)而穩(wěn)定的品種會位于第三象限，低產(chǎn)且不穩(wěn)定的品種則位于第四象限[14]。

1.2.3 HSC分析。采用HSC分析某個品種在不同環(huán)境中的高產(chǎn)穩(wěn)定性。計算公式：HSCi（%）=［（yi－Si）/1.10yCK］×100。式中，HSCi表示第i個參試品種的高穩(wěn)系數(shù)，yi表示第i個品種的平均產(chǎn)量，Si表示第i個品種的標準差，yCK表示對照品種的平均產(chǎn)量。HSC越大，表明該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越好；而HSC越小，則表明該品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性越差[14-16]。

1.2.4 環(huán)境指數(shù)和產(chǎn)量的回歸分析。以品種在各試點的平均產(chǎn)量（y）為因變量，以各試點的所有參試品種的環(huán)境指數(shù)（I）為自變量進行回歸分析，分析品種對環(huán)境的敏感程度[16]。環(huán)境指數(shù)（Ij）的計算公式如下：

Ij＝■－■.

式中，yij指第i個參試品種在第j個地點的平均產(chǎn)量，t指品種數(shù)，ts為總觀察數(shù)（樣本總數(shù)）。

回歸方程為yij＝a＋bIj。式中，b為回歸系數(shù)，a為回歸截距，Ij為所有品種在第j個地點的環(huán)境指數(shù)?；貧w系數(shù)大（b＞1），表明該品種對環(huán)境敏感，穩(wěn)定性差；回歸系數(shù)中等大?。╞＝1），表明該品種對環(huán)境的敏感性一般，穩(wěn)定性中等；回歸系數(shù)?。╞＜1），表明該品種對環(huán)境不敏感，穩(wěn)定性好[17-18]。

1.2.5 適應度分析。適應度是一個品種超過平均產(chǎn)量的環(huán)境數(shù)占試驗總環(huán)境數(shù)的比例，反映該品種的基本廣適性（即超過平均生產(chǎn)水平）。適應度越大，說明該品種的適應性越好[12]。

1.3 數(shù)據(jù)分析軟件

所有試驗數(shù)據(jù)均通過WPS Office軟件和IBM SPSS Statistics 20.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 多重比較法岡雜棉10號豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性分析

由表1可知，2018年在長江流域國家棉花品種區(qū)域試驗中岡雜棉10號666.7 m2籽棉產(chǎn)量為300.1 kg，比對照增產(chǎn)15.7%，居第1位；666.7 m2皮棉產(chǎn)量為123.2 kg，比對照增產(chǎn)12.7%；對參試品種的皮棉產(chǎn)量進行多重比較，發(fā)現(xiàn)中生棉10號、H116、岡雜棉10號和湘K28的皮棉產(chǎn)量比對照增產(chǎn)，差異均達極顯著水平，而皖棉研258的皮棉產(chǎn)量比對照減產(chǎn)，但不顯著。2019年在長江流域國家棉花品種區(qū)域試驗中岡雜棉10號666.7 m2籽棉產(chǎn)量為291.7 kg，比對照增產(chǎn)13.5%，居第2位；666.7 m2皮棉產(chǎn)量121.4 kg，比對照增產(chǎn)13.8%；對參試品種的皮棉產(chǎn)量進行多重比較，發(fā)現(xiàn)中生棉10號、GB826、華雜棉H922、岡雜棉10號、湘X1107和湘K28的皮棉產(chǎn)量比對照增產(chǎn)，且差異均達極顯著水平，而SM2110的皮棉產(chǎn)量比對照減產(chǎn)，差異顯著。2年區(qū)域試驗中岡雜棉10號666.7 m2平均皮棉產(chǎn)量為122.3 kg，比對照增產(chǎn)13.3%，差異極顯著。

2018年岡雜棉10號在長江流域國家棉花品種區(qū)域試驗中增產(chǎn)幅度較大，表現(xiàn)突出，2019年同步參加長江流域國家棉花品種生產(chǎn)試驗。由表2可以看出，在2019年的國家棉花品種生產(chǎn)試驗中，岡雜棉10號666.7 m2籽棉產(chǎn)量為282.3 kg，比對照增產(chǎn)9.8%，居第1位；666.7 m2皮棉產(chǎn)量114.7 kg，比對照增產(chǎn)8.7%。岡雜棉10號在2018―2019年區(qū)域試驗和2019年生產(chǎn)試驗中豐產(chǎn)性好，增產(chǎn)潛力大。

2.2 CV和HSC分析岡雜棉10號穩(wěn)產(chǎn)性

對區(qū)域試驗參試棉花品種的皮棉產(chǎn)量進行高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性分析，結(jié)果見表3和圖1。

較2018年同期參試品種，中生棉10號和H116位于第二象限，CV分別為17.55%和17.29%，屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種；而岡雜棉10號的CV為18.26%，位于第一象限，屬于高產(chǎn)但穩(wěn)產(chǎn)性較差的品種。2019年參試品種中生棉10號、湘X1107和GB826位于第二象限，CV分別為12.52%、12.58%和10.11%，屬于高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種；而岡雜棉10號和華雜棉H922的CV分別為13.94%和13.54%，位于第一象限，屬于高產(chǎn)但穩(wěn)產(chǎn)性較差的品種。綜上，較同期參試品種，岡雜棉10號屬于高產(chǎn)品種，但環(huán)境因素對岡雜棉10號的皮棉產(chǎn)量影響較大，其穩(wěn)產(chǎn)性一般。

皮棉產(chǎn)量變異系數(shù)與參試品種的穩(wěn)產(chǎn)性有關，不能直接表征參試品種的豐產(chǎn)性；而高穩(wěn)系數(shù)可以直接反映參試品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性[14]。2018年岡雜棉10號的HSC排名為第3位，僅次于中生棉10號和H116；2019年岡雜棉10號的HSC排名為第4位。2年岡雜棉10號在同組區(qū)試中的HSC均相對較大，說明它具有較好的豐產(chǎn)性，且兼具穩(wěn)產(chǎn)性。

2.3 岡雜棉10號適應性分析

由表3可知，2018―2019年參試棉花品種中回歸系數(shù)b＞1的品種有中生棉10號、岡雜棉10號、H116、華雜棉H922，表明這些品種對環(huán)境敏感。將所有品種的環(huán)境指數(shù)和皮棉產(chǎn)量進行回歸分析，并繪制坐標圖形，直觀地反映品種的優(yōu)劣[16]。如圖2所示，環(huán)境指數(shù)I在－1.0～0.0范圍時，中生棉10號、岡雜棉10號、H116、華雜棉H922、GB826和湘X1107的回歸線均位于群體平均值上方，說明其產(chǎn)量在該環(huán)境指數(shù)區(qū)段內(nèi)都高于群體平均水平。

由表3可知，雖然對照品種GK39的回歸系數(shù)較小，具有較高的穩(wěn)定性，但其2年的適應度均為0，回歸線位于群體平均線下端，屬于低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種；因此，在其生產(chǎn)中通過采用高產(chǎn)栽培措施增產(chǎn)的潛力較小。而2018年岡雜棉10號的適應度為68.75%，在6個參試品種中位列第3；2019年岡雜棉10號的適應度為93.75%，在8個參試品種中表現(xiàn)最好。綜合2年區(qū)域試驗結(jié)果，岡雜棉10號的適應度平均為81.25%，說明其在不同環(huán)境下的產(chǎn)量表現(xiàn)均較好。

2.4 岡雜棉10號皮棉產(chǎn)量和構(gòu)成因素間的關系分析

岡雜棉10號皮棉產(chǎn)量主要構(gòu)成因素的相關數(shù)據(jù)見表4。其中，2018―2019年區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗平均666.7 m2總成鈴數(shù)為61 358.11，鈴重為5.90 g，衣分為41.10%，平均666.7 m2皮棉產(chǎn)量為119.76 kg，皮棉產(chǎn)量構(gòu)成因素組合較為合理，為岡雜棉10號的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定了基礎。

岡雜棉10號皮棉產(chǎn)量與其構(gòu)成因素間的相關分析結(jié)果見表5。在皮棉產(chǎn)量構(gòu)成因素中，總成鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關關系，而鈴重、衣分與皮棉產(chǎn)量的相關性不顯著；皮棉產(chǎn)量構(gòu)成的三要素之間還存在互相制約的關系，總成鈴數(shù)與鈴重呈顯著負相關關系。這表明岡雜棉10號的皮棉產(chǎn)量受總成鈴數(shù)的影響最大。因此，通過增加總成鈴數(shù)比較容易獲得較高的皮棉產(chǎn)量，而僅依靠增加衣分和鈴重難以提高皮棉產(chǎn)量。

3 討論與結(jié)論

我國的長江流域棉區(qū)涵蓋地域廣，包括長江上游的四川，中游的湖南、湖北、河南和江西，以及下游的安徽、江蘇、浙江的植棉區(qū)，自然氣候環(huán)境各異，各地土壤環(huán)境和栽培技術也存在明顯的差異[19-22]，有必要對參試棉花品種進行適應性分析。本研究利用多重比較、變異系數(shù)、高穩(wěn)系數(shù)、回歸分析、坐標分析法及適應度等方法分析品種的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性。

多重比較結(jié)果顯示，岡雜棉10號在區(qū)域試驗和生產(chǎn)試驗中較對照增產(chǎn)極顯著，說明其豐產(chǎn)性好，增產(chǎn)潛力大；分析變異系數(shù)發(fā)現(xiàn)岡雜棉10號屬于高產(chǎn)但穩(wěn)產(chǎn)性一般的品種，環(huán)境因素對岡雜棉10號的皮棉產(chǎn)量影響較大；同時，岡雜棉10號的回歸系數(shù)b＞1，表明其對環(huán)境敏感；但進一步進行坐標分析發(fā)現(xiàn)其回歸線位于群體平均回歸線上方，皮棉產(chǎn)量的均值高于對照品種，結(jié)合適應度分析發(fā)現(xiàn)其在區(qū)域試驗中的適應度平均為81.25%，說明岡雜棉10號相對于整個參試組別內(nèi)的品種具有較強的適應性，同時豐產(chǎn)性較好。

產(chǎn)量的變異系數(shù)以及產(chǎn)量與環(huán)境系數(shù)的回歸系數(shù)僅能反映品種的穩(wěn)定性，而高穩(wěn)系數(shù)可同時反映品種的豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性。2018年、2019年岡雜棉10號的HSC值在同組參試品種中均相對較大，在參試品種中處在中等偏上水平，說明岡雜棉10號具有較好的豐產(chǎn)性，同時能兼顧穩(wěn)產(chǎn)。

通過相關分析發(fā)現(xiàn)岡雜棉10號的皮棉產(chǎn)量受總成鈴數(shù)的影響最大，因此，通過增加總成鈴數(shù)比較容易獲得較高的皮棉產(chǎn)量；鈴重和總成鈴數(shù)之間存在顯著負相關關系，總成鈴數(shù)增加的同時鈴重會降低，而鈴重與衣分之間存在正相關關系但不顯著，本研究的相關分析結(jié)果與顧相蕊等[23]和祁家鳳等[24]的研究存在差異，這可能是由于分析所采用的試驗材料以及試驗的地理氣候環(huán)境不同。在育種過程中，要設法打破產(chǎn)量要素間的負相關效應，力求各產(chǎn)量要素的協(xié)調(diào)改良。

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（責任編輯：付毓 責任校對：王小璐）