长江流域杂交棉主要农艺性状与产量和品质的关
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摘要：选用长江流域20个杂交棉新品种（系），就其主要农艺性状与产量、品质的关系进行研究。结果表明，品种间皮棉产量存在着显著或极显著差异，主要农艺性状与产量、品质存在相关性。相关性分析结果表明，皮棉产量与单株铃数、衣分分别呈显著、极显著正相关，而与生育期、子指纤维长度、断裂比强度呈负相关；除断裂比强度、果枝数、始果节位、单株铃数和霜前花率外，其余各主要农艺性状与纤维长度均呈负相关，其中与株高的相关性达显著水平；各主要农艺性状与马克隆值相关程度依次为：衣分>单铃重>株高>单株铃数>果枝数>生育期>子指>始果节位；断裂比强度与生育期、衣分呈显著负相关，与其余各性状相关不显著。
关键词：杂交棉；农艺性状；皮棉产量；纤维品质；相关性
Research on the Relationship between Main Agronomic Traits and Production Quality of Hybrid Cotton in Yangtze River Basin
GU Xiang-rui1，YAO Qu-xun2，ZHAO Shi-chun3，WANG Mi1
Abstract： The relationship between agronomic traits and yield and fiber quality was studied using 20 new hybrid cotton cultivars（lines） as materials. The results revealed significant or highly significant differences in lint yield of different cultivars. There was correlation between cotton agronomic traits and yield and fiber quality. The correlation analysis showed that the correlation between lint yield and number of fruiting branches， lint percentage were significantly or highly significantly positive， while between lint yield and fertility， seed index， fiber length， fracture strength was negative. Except for fracture strength， boll branch number， node of first fruit， boll number per plant and pre-frost yield， the other cotton agronomic traits was negatively correlated with fiber length， among which the correlation between plant height and fiber length was significantly negative. The relevance between cotton agronomic and Mic value ranked as lint percentage> single boll weight> plant height> boll number per plant> number of fruiting branches>seed index> node of first fruit. Fracture strength was significantly negatively correlated with fertility and lint percentage， while had no significant correlation with the other characters.
Key words： hybrid cotton； agronomic traits； lint yield； fiber quality； correlation
棉花不仅是全球主要的天然纤维来源，也是仅次于大豆的重要油料作物和极好的蛋白源，全球有80多个国家种植棉花。棉花杂种优势的利用是棉花科技发展的一场革命[1]。近年来，我国杂交棉发展迅速，长江流域已基本普及，黄河流域南部呈现逐年扩大态势。杂交棉农艺性状之间及农艺性状与产量、品质之间存在着复杂的相关关系[2]。目前，人们对棉花主要农艺性状与皮棉产量品质的关系研究较多[3-10]，但由于所用的遗传材料、试验设计不同，结论也不尽相同。多数学者认为以增加产量为目的的育种的重点是提高单株铃数、同时适当考虑单铃重和衣分，但也有人认为应以提高衣分和单铃重为目标[7]。本研究选取长江流域棉区的20个杂交棉新品种（系），研究其主要农艺性状与产量、品质之间的相互关系以及这些性状对产量、品质的影响，以期为长江流域棉区的杂交棉新品种选育及高产栽培提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验选用长江流域棉区的杂交棉品种（系）共20个，品种（系）编号11A01、11A02、11A03、…、11A20，以11A01（鄂杂棉10号）作为对照。
1.2 试验方法
试验于2011年在湖北省荆州农业科学院棉花试验基地进行，试验地为壤土，肥力中等、较均匀。随机区组排列，3次重复。小区长6 m，宽1.8 m，面积10.8 m2，行距90 cm，株距40 cm，两行区，每小区种植30株。营养钵育苗移栽，4月19日播种，4月24日出苗，4月29日移栽，按高产田要求进行栽培管理。
1.3 性状调查
分别对经济性状和农艺性状进行调查，调查标准参照中华人民共和国农业行业标准（NY/T 1302—2007）《农作物品种试验技术规程——棉花》执行。6月上旬调查始果节位，9月上中旬调查生育期，9月15日每小区选取有代表性植株连续10株调查株高、果枝数及单株结铃数；9月下旬每小区采收中部正常吐絮铃50个晒干测定单铃重、衣分、子指，同时按小区统计实收产量和霜前花率。调查结果采用DPS软件进行统计分析。纤维品质由农业部棉花纤维品质检测中心用HVI900系列测定仪测定；产量以小区实收产量折合计算。
2 结果与分析
2.1 各品种（系）生育期比较
试验结果表明，各品种（系）平均生育期为121.0～127.5 d。由表1看出，11A12、11A17和11A18品种（系）生育期较对照延迟5.0～6.5 d，其他各品种（系）的生育期无明显差别。各品种出苗期均为4月24日，但开花和吐絮期品种间略有差异，品种（系）间的吐絮期相差1～2 d，差异不显著。
2.2 各品种（系）农艺性状比较
由表1可知，各品种（系）平均株高126.3～154.7 cm，其中11A18最高，与11A11、11A14、11A16差异显著，11A18较对照（11A01）高17.5 cm，但差异不显著，其余品种（系）与对照间差异均不显著；各品种（系）平均果枝台数在15.0～19.5台，以11A02最多，较对照品种多1.4台，其余品种（系）与对照间差异不显著；各品种（系）平均始果节位7.1～8.3节，差异不显著；单株成铃数11A04最多，达30.9个，较对照增加2.0个，11A13较对照少8.1个，显著低于对照；单铃重以11A06最大，较对照重0.49 g，各品种（系）间差异不显著；各品种（系）平均子指10.4～12.4 g，11A05、11A16的子指显著高于对照，其余品种（系）与对照间差异不显著。
2.3 各品种（系）产量比较
由表2可知，皮棉产量最高的品种是11A04，较对照增产31.09 kg/hm2，增幅1.68%，两者间皮棉产量差异不显著；11A02、11A10也较对照增产，但与对照间的差异均未达到显著水平；皮棉产量最低的品种是11A13，较对照减产36.45%，差异达极显著水平；11A03、11A12、11A14均较对照减产，与对照差异极显著；11A08、11A09、11A16较对照减产，与对照差异显著；其余品种（系）与对照间差异不显著。
2.4 各品种（系）纤维品质比较
由表3可知，11A02、11A03、11A18的纤维长度在31 mm以上，优于对照，其余品种与对照间差异不显著；纤维整齐度差异较小，为83.3%～87.1%；11A07、11A08、11A11、11A14和11A20的马克隆值均低于5，优于对照，其余品种马克隆值为5.03～5.72，与对照间差异不显著；纤维伸长率差异较小，为6.0%～6.4%；断裂比强度超过33 cN/tex的品种有11A03、11A19和11A20，显著优于对照，其余品种的断裂比强度为28.3～32.9 cN/tex，与对照间差异不显著。
2.5 各品种（系）主要农艺性状与产量、品质的相关性分析
由表4可知，生育期、株高、果枝数、始果节位、单铃重、子指以及霜前花率与皮棉产量相关性不显著，而单株铃数、衣分分别与皮棉产量呈显著、极显著相关。棉花各性状与棉花皮棉产量的相关程度依次为：衣分>单株铃数>株高>马克隆值>始果节位>单铃重>霜前花率>果枝数，而与生育期、子指、纤维长度、断裂比强度呈负相关；除断裂比强度、果枝数、始果节位、单株铃数和霜前花率外，其余各主要农艺性状与纤维长度均呈负相关，其中与株高的相关性达显著水平；各主要农艺性状与马克隆值的相关程度依次为：衣分>单铃重>株高>单株铃数>果枝数>生育期>子指>始果节位，与其余性状呈负相关；除生育期、衣分与断裂比强度呈显著负相关外，其余各性状与断裂比强度无显著性相关关系。
3 小结与讨论
由于所用试验材料不同，试验地点、时间及管理水平的差异，本试验结果与已报道的国内相关研究[2-11]结果并不完全一致。冯义军等[11]研究表明，皮棉产量与子棉产量极显著正相关、与衣分显著正相关、与单铃重呈负相关。张永山等[7]研究认为，衣分、单铃重和皮棉产量均呈极显著正相关，提高单铃重和衣分可以显著提高产量，所以选择时应以提高衣分和单铃重为主攻目标。祁家凤等[2]认为，皮棉产量与单株铃数、衣分分别呈极显著、显著正相关；纤维长度与单铃重呈显著负相关，与单株果枝数正相关；马克隆值与单株果枝数呈负相关；断裂比强度与衣分呈极显著正相关，与其他性状间呈弱的负相关。而本研究得出皮棉产量与衣分和单株铃数分别呈极显著、显著正相关，与株高、始果节位、单铃重、霜前花率和果枝数均呈正相关，而与生育期、子指呈负相关。生育期、衣分与断裂比强度呈显著负相关，而衣分与马克隆值呈显著正相关。因此，在杂交棉高产育种中仍以提高衣分、单株铃数和单铃重为主要目标，但衣分、单株铃数和单铃重与纤维品质的负相关使棉花产量与品质的改良进展缓慢。但据最新报道，由西南大学完成的高衣分转FBP7：iaaM9-8基因棉花种质新材料，产量高、纤维细度显著改善，衣分高达50.7%，比一般棉花品种提高10%；由北京大学与中棉所合作完成的优质纤维转ACO1-E6基因棉花种质新材料，纤维比强度显著提高[12]。我国第二代棉花转基因材料的育成和发放对我国棉花的产量与品质的同步改良具有重大意义。因此，可以通过转基因等生物技术改良我国棉花产量与品质，实现产量与品质同步改良。
参考文献：
[1] 詹先进，蓝家样，张兴中.湖北省棉花育种现状及发展趋势[J].湖北农业科学，2005（5）：11-13.
[2] 祁家凤，王 昊.杂交棉主要农艺性状与产量品质的关系研究[J].安徽农学通报，2007，13（16）：115-116.
[3] 冯复全，吕双俊，谢德意，等.陆地棉杂交种皮棉产量与相关性状间的关联度分析[J].中国棉花，2004，31（1）：16-18.
[4] 汤飞宇，莫旺成，王晓芳，等.高品质陆地棉与转Bt基因抗虫棉杂交株型性状的遗传及与产量性状的关系[J].中国农学通报，2011，27（1）：79-83.
[5] 刘英欣，韩祥铭，宋宪亮，等.陆地棉主要经济性状的遗传分析及遗传相关[J].棉花学报，2001（2）：95-99.
[6] 王秀丽.长绒陆地棉与常规品种杂交F1代主要性状的相关性研究[J].山东农业科学，2010（8）：15-17.
[7] 张永山，郭香墨，褚 丽，等.转基因抗虫棉产量构成因素的研究[J].棉花学报，2002，14（4）：223-226.
[8] 何团结.安徽省棉花区域试验参试品种性状相关性分析[J].现代农业科技，2009（18）：29-30.
[9] 王志忠，刘秀菊，林永增，等.黄河流域棉花品种主目标性状的分布特点及其相关性研究[J].华北农学报，2006，21（21）：97-102.
[10] 刘昌文，张 燕，宋义前.新疆早熟棉花主要农艺性状相关性及多项式趋势分析[J].天津农业科学，2008，14（3）：11-16.
[11] 冯义军，张天真，潘家驹.4个陆地棉核雄性不育系的数量遗传学分析[J].棉花学报，1994，6（4）：206-209.
[12] 李 禾.我国科学家研制第二代转基因棉花[EB/OL].
关键词：杂交棉；农艺性状；皮棉产量；纤维品质；相关性
Research on the Relationship between Main Agronomic Traits and Production Quality of Hybrid Cotton in Yangtze River Basin
GU Xiang-rui1，YAO Qu-xun2，ZHAO Shi-chun3，WANG Mi1
Abstract： The relationship between agronomic traits and yield and fiber quality was studied using 20 new hybrid cotton cultivars（lines） as materials. The results revealed significant or highly significant differences in lint yield of different cultivars. There was correlation between cotton agronomic traits and yield and fiber quality. The correlation analysis showed that the correlation between lint yield and number of fruiting branches， lint percentage were significantly or highly significantly positive， while between lint yield and fertility， seed index， fiber length， fracture strength was negative. Except for fracture strength， boll branch number， node of first fruit， boll number per plant and pre-frost yield， the other cotton agronomic traits was negatively correlated with fiber length， among which the correlation between plant height and fiber length was significantly negative. The relevance between cotton agronomic and Mic value ranked as lint percentage> single boll weight> plant height> boll number per plant> number of fruiting branches>seed index> node of first fruit. Fracture strength was significantly negatively correlated with fertility and lint percentage， while had no significant correlation with the other characters.
Key words： hybrid cotton； agronomic traits； lint yield； fiber quality； correlation
棉花不仅是全球主要的天然纤维来源，也是仅次于大豆的重要油料作物和极好的蛋白源，全球有80多个国家种植棉花。棉花杂种优势的利用是棉花科技发展的一场革命[1]。近年来，我国杂交棉发展迅速，长江流域已基本普及，黄河流域南部呈现逐年扩大态势。杂交棉农艺性状之间及农艺性状与产量、品质之间存在着复杂的相关关系[2]。目前，人们对棉花主要农艺性状与皮棉产量品质的关系研究较多[3-10]，但由于所用的遗传材料、试验设计不同，结论也不尽相同。多数学者认为以增加产量为目的的育种的重点是提高单株铃数、同时适当考虑单铃重和衣分，但也有人认为应以提高衣分和单铃重为目标[7]。本研究选取长江流域棉区的20个杂交棉新品种（系），研究其主要农艺性状与产量、品质之间的相互关系以及这些性状对产量、品质的影响，以期为长江流域棉区的杂交棉新品种选育及高产栽培提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验选用长江流域棉区的杂交棉品种（系）共20个，品种（系）编号11A01、11A02、11A03、…、11A20，以11A01（鄂杂棉10号）作为对照。
1.2 试验方法
试验于2011年在湖北省荆州农业科学院棉花试验基地进行，试验地为壤土，肥力中等、较均匀。随机区组排列，3次重复。小区长6 m，宽1.8 m，面积10.8 m2，行距90 cm，株距40 cm，两行区，每小区种植30株。营养钵育苗移栽，4月19日播种，4月24日出苗，4月29日移栽，按高产田要求进行栽培管理。
1.3 性状调查
分别对经济性状和农艺性状进行调查，调查标准参照中华人民共和国农业行业标准（NY/T 1302—2007）《农作物品种试验技术规程——棉花》执行。6月上旬调查始果节位，9月上中旬调查生育期，9月15日每小区选取有代表性植株连续10株调查株高、果枝数及单株结铃数；9月下旬每小区采收中部正常吐絮铃50个晒干测定单铃重、衣分、子指，同时按小区统计实收产量和霜前花率。调查结果采用DPS软件进行统计分析。纤维品质由农业部棉花纤维品质检测中心用HVI900系列测定仪测定；产量以小区实收产量折合计算。
2 结果与分析
2.1 各品种（系）生育期比较
试验结果表明，各品种（系）平均生育期为121.0～127.5 d。由表1看出，11A12、11A17和11A18品种（系）生育期较对照延迟5.0～6.5 d，其他各品种（系）的生育期无明显差别。各品种出苗期均为4月24日，但开花和吐絮期品种间略有差异，品种（系）间的吐絮期相差1～2 d，差异不显著。
2.2 各品种（系）农艺性状比较
由表1可知，各品种（系）平均株高126.3～154.7 cm，其中11A18最高，与11A11、11A14、11A16差异显著，11A18较对照（11A01）高17.5 cm，但差异不显著，其余品种（系）与对照间差异均不显著；各品种（系）平均果枝台数在15.0～19.5台，以11A02最多，较对照品种多1.4台，其余品种（系）与对照间差异不显著；各品种（系）平均始果节位7.1～8.3节，差异不显著；单株成铃数11A04最多，达30.9个，较对照增加2.0个，11A13较对照少8.1个，显著低于对照；单铃重以11A06最大，较对照重0.49 g，各品种（系）间差异不显著；各品种（系）平均子指10.4～12.4 g，11A05、11A16的子指显著高于对照，其余品种（系）与对照间差异不显著。
2.3 各品种（系）产量比较
由表2可知，皮棉产量最高的品种是11A04，较对照增产31.09 kg/hm2，增幅1.68%，两者间皮棉产量差异不显著；11A02、11A10也较对照增产，但与对照间的差异均未达到显著水平；皮棉产量最低的品种是11A13，较对照减产36.45%，差异达极显著水平；11A03、11A12、11A14均较对照减产，与对照差异极显著；11A08、11A09、11A16较对照减产，与对照差异显著；其余品种（系）与对照间差异不显著。
2.4 各品种（系）纤维品质比较
由表3可知，11A02、11A03、11A18的纤维长度在31 mm以上，优于对照，其余品种与对照间差异不显著；纤维整齐度差异较小，为83.3%～87.1%；11A07、11A08、11A11、11A14和11A20的马克隆值均低于5，优于对照，其余品种马克隆值为5.03～5.72，与对照间差异不显著；纤维伸长率差异较小，为6.0%～6.4%；断裂比强度超过33 cN/tex的品种有11A03、11A19和11A20，显著优于对照，其余品种的断裂比强度为28.3～32.9 cN/tex，与对照间差异不显著。
2.5 各品种（系）主要农艺性状与产量、品质的相关性分析
由表4可知，生育期、株高、果枝数、始果节位、单铃重、子指以及霜前花率与皮棉产量相关性不显著，而单株铃数、衣分分别与皮棉产量呈显著、极显著相关。棉花各性状与棉花皮棉产量的相关程度依次为：衣分>单株铃数>株高>马克隆值>始果节位>单铃重>霜前花率>果枝数，而与生育期、子指、纤维长度、断裂比强度呈负相关；除断裂比强度、果枝数、始果节位、单株铃数和霜前花率外，其余各主要农艺性状与纤维长度均呈负相关，其中与株高的相关性达显著水平；各主要农艺性状与马克隆值的相关程度依次为：衣分>单铃重>株高>单株铃数>果枝数>生育期>子指>始果节位，与其余性状呈负相关；除生育期、衣分与断裂比强度呈显著负相关外，其余各性状与断裂比强度无显著性相关关系。
3 小结与讨论
由于所用试验材料不同，试验地点、时间及管理水平的差异，本试验结果与已报道的国内相关研究[2-11]结果并不完全一致。冯义军等[11]研究表明，皮棉产量与子棉产量极显著正相关、与衣分显著正相关、与单铃重呈负相关。张永山等[7]研究认为，衣分、单铃重和皮棉产量均呈极显著正相关，提高单铃重和衣分可以显著提高产量，所以选择时应以提高衣分和单铃重为主攻目标。祁家凤等[2]认为，皮棉产量与单株铃数、衣分分别呈极显著、显著正相关；纤维长度与单铃重呈显著负相关，与单株果枝数正相关；马克隆值与单株果枝数呈负相关；断裂比强度与衣分呈极显著正相关，与其他性状间呈弱的负相关。而本研究得出皮棉产量与衣分和单株铃数分别呈极显著、显著正相关，与株高、始果节位、单铃重、霜前花率和果枝数均呈正相关，而与生育期、子指呈负相关。生育期、衣分与断裂比强度呈显著负相关，而衣分与马克隆值呈显著正相关。因此，在杂交棉高产育种中仍以提高衣分、单株铃数和单铃重为主要目标，但衣分、单株铃数和单铃重与纤维品质的负相关使棉花产量与品质的改良进展缓慢。但据最新报道，由西南大学完成的高衣分转FBP7：iaaM9-8基因棉花种质新材料，产量高、纤维细度显著改善，衣分高达50.7%，比一般棉花品种提高10%；由北京大学与中棉所合作完成的优质纤维转ACO1-E6基因棉花种质新材料，纤维比强度显著提高[12]。我国第二代棉花转基因材料的育成和发放对我国棉花的产量与品质的同步改良具有重大意义。因此，可以通过转基因等生物技术改良我国棉花产量与品质，实现产量与品质同步改良。
参考文献：
[1] 詹先进，蓝家样，张兴中.湖北省棉花育种现状及发展趋势[J].湖北农业科学，2005（5）：11-13.
[2] 祁家凤，王 昊.杂交棉主要农艺性状与产量品质的关系研究[J].安徽农学通报，2007，13（16）：115-116.
[3] 冯复全，吕双俊，谢德意，等.陆地棉杂交种皮棉产量与相关性状间的关联度分析[J].中国棉花，2004，31（1）：16-18.
[4] 汤飞宇，莫旺成，王晓芳，等.高品质陆地棉与转Bt基因抗虫棉杂交株型性状的遗传及与产量性状的关系[J].中国农学通报，2011，27（1）：79-83.
[5] 刘英欣，韩祥铭，宋宪亮，等.陆地棉主要经济性状的遗传分析及遗传相关[J].棉花学报，2001（2）：95-99.
[6] 王秀丽.长绒陆地棉与常规品种杂交F1代主要性状的相关性研究[J].山东农业科学，2010（8）：15-17.
[7] 张永山，郭香墨，褚 丽，等.转基因抗虫棉产量构成因素的研究[J].棉花学报，2002，14（4）：223-226.
[8] 何团结.安徽省棉花区域试验参试品种性状相关性分析[J].现代农业科技，2009（18）：29-30.
[9] 王志忠，刘秀菊，林永增，等.黄河流域棉花品种主目标性状的分布特点及其相关性研究[J].华北农学报，2006，21（21）：97-102.
[10] 刘昌文，张 燕，宋义前.新疆早熟棉花主要农艺性状相关性及多项式趋势分析[J].天津农业科学，2008，14（3）：11-16.
[11] 冯义军，张天真，潘家驹.4个陆地棉核雄性不育系的数量遗传学分析[J].棉花学报，1994，6（4）：206-209.
[12] 李 禾.我国科学家研制第二代转基因棉花[EB/OL].