（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院棉花研究所，長沙 410128）

不同基因型棉花品種鈴殼重與產(chǎn)量及品質(zhì)性狀的關(guān)系

趙一超，劉海荷，陳金湘*，馬一學(xué)，王欣悅，鄭順利

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院棉花研究所，長沙 410128）

對(duì) 18個(gè)陸地常規(guī)非抗蟲棉品種鈴殼重與 7個(gè)產(chǎn)量性狀、6個(gè)纖維品質(zhì)性狀進(jìn)行了相關(guān)性分析與聚類分析。結(jié)果表明，鈴殼重與全鈴重呈極顯著正相關(guān)，與單鈴子棉重、衣指、整齊度指數(shù)呈顯著正相關(guān)，與伸長率呈顯著負(fù)相關(guān)，與皮棉產(chǎn)量、纖維品質(zhì)綜合分值無顯著相關(guān)。鈴殼重較輕與光合產(chǎn)物較多的提供給棉子和纖維的生長發(fā)育、促進(jìn)子棉產(chǎn)量的提高和纖維品質(zhì)的改善有關(guān)。

棉花；鈴殼重；產(chǎn)量性狀；品質(zhì)性狀

棉鈴的大小一直是栽培、育種學(xué)家高度重視的農(nóng)藝性狀。單鈴子棉重和單位面積的鈴數(shù)共同決定棉花的產(chǎn)量。培育大鈴品種一度成為棉花高產(chǎn)育種的主要目標(biāo)，大鈴品種至今一直為廣大棉農(nóng)所青睞。從植物學(xué)角度來看，棉鈴?fù)庥^的大小是由鈴殼和鈴殼內(nèi)的子棉組成的。棉花鈴殼對(duì)殼內(nèi)種子和纖維生長發(fā)育起營養(yǎng)、支撐和保護(hù)等作用［1，2］。鈴殼在制造和儲(chǔ)藏營養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)，也消耗部分養(yǎng)分。鈴殼的干物重對(duì)棉花各產(chǎn)量性狀及纖維品質(zhì)性狀都有一定程度的影響。棉鈴的外觀大小、鈴殼的干物重與子棉重、與單位面積的棉花產(chǎn)量、與纖維品質(zhì)等因子之間是否存在相關(guān)關(guān)系，至今鮮見報(bào)道。前人雖對(duì)棉花產(chǎn)量性狀、纖維品質(zhì)性狀之間的相關(guān)進(jìn)行了許多研究［3～7］，但這些研究很少涉及到棉花的鈴殼重。研究鈴殼重對(duì)棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，探明棉花鈴殼重與產(chǎn)量、品質(zhì)指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，無論對(duì)棉花新品種培育還是高產(chǎn)栽培均有重要的實(shí)際意義和參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為常規(guī)非抗蟲棉品種，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所提供。編號(hào)為 V1～V18，其中 TM－1為對(duì)照品種（表 1）。

表1 試驗(yàn)品種編號(hào)及對(duì)應(yīng)名稱Table 1 Tested varieties and their codes in this experiment

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于 2011年 4月至 2012年 12月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花基地進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤肥力中等，無前作。4月 21日 播 種，采用營養(yǎng)液漂浮育苗 移 栽［8］。種植密度為 20 000株 ／hm2，3次 重復(fù)，隨 機(jī) 區(qū) 組 排列。小區(qū)面積 20 m2。田間管 理 按 湖 南 《棉 花 栽 培技術(shù)規(guī)范》DB43／T286－2006進(jìn)行。

研究的產(chǎn)量性狀有：鈴殼重（x1）、全鈴重（x2）、單鈴籽棉重（x3）、衣指（x4）、子指（x5）、衣分（x6）、子棉產(chǎn)量（x7）、皮棉產(chǎn)量（x8）；纖維品質(zhì)性狀有：上半部平均長度（x9）、整齊度指數(shù)（x10）、馬克隆值（x11）、伸長率（x12）、斷裂比強(qiáng)度（x13）。

收花時(shí)，用剪刀從鈴柄基部剪斷，帶殼曬干至恒重，摘花后分別稱取鈴殼重與單鈴子棉重，并計(jì)算全鈴重（鈴殼重 ＋單鈴子棉重）和殼重率［9］（殼重率 ＝單鈴殼干重 ／全鈴干重 ×100%）。纖維品質(zhì)指標(biāo)委托農(nóng)業(yè)部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢測中心檢測。

1.3 數(shù)據(jù)處理

纖維品質(zhì)指標(biāo)歸一化處理：

上半部纖維長度（j＝1）、整齊度指數(shù)（j＝2）、伸長率（j＝4）、斷裂比強(qiáng)度（j＝5），按實(shí)現(xiàn)值越大越好的公式計(jì)算，則有：

Uij＝Y(jié)ij／max Yij；（j＝1，2，4，5；i＝1，2，……，18）

本試驗(yàn)中馬克隆值（j＝3）均大于 3.9，按國家纖維分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)值越小越好，其計(jì)算公式為：

Uij＝（max Yij－Yij）／（max Yij－min Yij）（i＝1，2，……，18；j＝3）

式 中 ：Uij為 無 量 綱 化 綜 合 系 數(shù) ，Yij為 各 指 標(biāo) 的原始數(shù) 據(jù) ，min Yij為第 i個(gè) 品 種 第 j個(gè) 纖 維 品 質(zhì) 性 狀中的最 小 值，max Yij為 第 i個(gè) 品 種 第 j個(gè) 纖 維 品 質(zhì) 性狀中的最大值。

本試驗(yàn)按平均權(quán)重法確定各指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，則每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)為 0.2。

計(jì)算纖維品質(zhì)綜合分值：

2 結(jié)果分析

2.1 棉花不同品種鈴殼重與產(chǎn)量性狀的關(guān)系

供試的 18個(gè)品種平均鈴殼重為 1.90 g，其中最大的是新陸早 12號(hào)（2.22 g），最 小的為晉棉 11號(hào)（1.69 g）；皮 棉 產(chǎn) 量 平 均 值 為 1 758.91 kg／hm2，其中最大 的 為 湘 棉 16號(hào) （2 616.71 kg／hm2），最 小 的為中棉 所 16（1 095.95 kg／hm2）（表 2）。

表2 不同品種棉花鈴殼重與產(chǎn)量性狀測定值Table 2 Cotton boll shellweight and yield components of different cotton varieties

（續(xù)表2）

相關(guān)分析表明：鈴殼重與全鈴重呈極顯著正相關(guān)（p≤0.01），鈴殼重與單鈴子棉重、衣指呈顯著正相關(guān)（p≤0.05）；全鈴重與單鈴子棉重、子指呈極顯著正相關(guān)（p≤0.01），與衣指呈顯著正相關(guān)（p≤0.05）；殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負(fù)相關(guān)（p≤0.01）（表3）。

分析表明，鈴殼重大的棉鈴全鈴重大，單鈴子棉重大，但鈴殼重與子棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量之間無相關(guān)，甚至為負(fù)相關(guān)，因而選育、選用大鈴品種在生產(chǎn)上并不一定能獲得棉花高產(chǎn)。殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負(fù)相關(guān)，則說明光合產(chǎn)物在鈴殼內(nèi)積累越多，分配到鈴內(nèi)棉子和纖維中的光合產(chǎn)物越少。

表3 鈴殼重與各產(chǎn)量性狀的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients between cotton boll shellweight and yield components

2.2 不同棉花品種鈴殼重與纖維品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析

18個(gè)試驗(yàn)品種纖維品質(zhì)綜合分值平均值為0.8148，其中分值最大的為魯棉 12號(hào)（0.9480），最小的為晉棉 11號(hào)（0.6498）（表 4）。

相關(guān)分析表明：鈴殼重與整齊度指數(shù)呈顯著正相關(guān)（p≤0.05），與伸長率呈顯著負(fù)相關(guān)（p≤0.05）（表5）。

表4 不同棉花品種纖維品質(zhì)性狀測定值及其綜合指數(shù)Tab le4 The fiber quality traits and synthesis score of different cotton varieties

（續(xù)表4）

表5 鈴殼重與纖維品質(zhì)性狀的相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients between cotton boll shell weight and fiber quality traits

2.3 不同棉花品種鈴殼重與皮棉產(chǎn)量的聚類分析

通過對(duì)18個(gè)參試品種棉花鈴殼重進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，按鈴殼平均值大小從輕到重可分為四類。第一類 4個(gè)品種：湘棉 10號(hào)（V3）、蘇棉 15號(hào)（V5）、魯棉12號(hào)（V8）、晉棉 11號(hào)（V9），平均值為 1.73 g；第二類10個(gè)品種：鄂棉 14號(hào)（V1）、湘棉 16號(hào)（V4）、冀棉 25（V6）、豫棉 19號(hào)（V7）、遼棉 15（V11）、TM－1（V13）、中棉所 12（V14）、中棉所 13（V15）、中棉所 16（V16）、中棉所 19（V17），平均值為 1.89 g；第 三類 3個(gè)品種：鄂棉 18（V2）號(hào)、86－1（V12）、中棉所 23（V18），平均值為 2.03 g；第四類1個(gè)品種：新陸早 12號(hào)（V10），平均值為 2.22 g（圖 1）。

圖1 鈴殼重聚類分析結(jié)果Fig.1 Cluster analysis on cotton boll shellweight

對(duì)參試品種棉花皮棉產(chǎn)量進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，按平均產(chǎn)量從高到低可分為四類。第一類1個(gè)品種：湘 棉 16號(hào) （V4），平 均 產(chǎn) 量 為 2 616.64 kg／hm2；第二類6個(gè)品種：湘棉10號(hào)（V3）、蘇棉15號(hào)（V5）、冀棉25（V6）、中棉所 12（V14）、中棉所 13（V15）、中棉所 23（V18），平 均 值 為 1 976.31 kg／hm2；第 三類9個(gè)品種：鄂棉 14號(hào)（V1）、鄂棉 18號(hào)（V2）、豫棉19號(hào)（V7）、魯棉 12號(hào)（V8）、新陸早 12號(hào)（V10）、遼棉15（V11）、86－1（V12）、TM－1（V13）、中棉所19（V17），平均值為1 643.78 kg／hm2；第四 類 2個(gè) 品種：晉棉 11號(hào) （V9）、中 棉 所 16（V16），平均值 為1 195.80 kg／hm2（圖 2）。

圖2 皮棉產(chǎn)量聚類分析結(jié)果Fig.2 C luster analysis on cotton lint yield

比較兩個(gè)聚類分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，皮棉產(chǎn)量較高的第一、第二類品種，均在鈴殼重較輕的第一類和第二類之間。可見鈴殼重較輕的棉鈴大量的光合產(chǎn)物即干物質(zhì)被分配到子棉中，提高了經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的產(chǎn)量，降低了無效光合產(chǎn)量的比例。

2.4 不同品種纖維品質(zhì)綜合分值的聚類分析

對(duì)18個(gè)參試品種棉花纖維品質(zhì)性狀的綜合分值進(jìn)行聚類分析，按綜合分值從高到低可將這些品種分為 4類。第一類 7個(gè)品種，品質(zhì)最優(yōu)，分別為魯棉 12號(hào)（V8）、新陸早 12號(hào)（V10）、遼棉 15（V11）、86－1（V12）、中棉所 12（V14）、中棉所13（V15）、中棉所 19（V17），平均 值為 0.8712。第 二 類 6個(gè) 品種，品質(zhì)較優(yōu)，分別為鄂棉 14號(hào)（V1）、湘棉 10號(hào)（V3）、湘棉 16號(hào)（V4）、蘇棉 15號(hào) （V5）、TM－1（V13）、中棉所 23（V18），平 均值為 0.8102；第三類4個(gè)品種，品質(zhì)較差，分別為鄂棉 18號(hào)（V2）、冀棉25（V6）、豫棉 19號(hào)（V7）、中棉所 16（V16），平均值為 0.7645；第四類 1個(gè)品種：晉棉 11號(hào)（V9），平均值為0.6498（圖 3）。

圖3 纖維品質(zhì)綜合指數(shù)的聚類分析結(jié)果Fig.3 C luster analysis on synthesis score of fiber quality

比較鈴殼重與纖維品質(zhì)聚類分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，纖維品質(zhì)綜合得分較高的第一、第二類品種，均勻分布在鈴殼重的四類中，并未發(fā)現(xiàn)兩者之間的相關(guān)性。

3 小結(jié)與討論

對(duì)本試驗(yàn)的18個(gè)棉花品種分析表明，鈴殼重與皮棉產(chǎn)量與纖維品質(zhì)綜合得分均不構(gòu)成顯著關(guān)系，但鈴殼重與全鈴重呈極顯著正相關(guān)，與單鈴子棉重、衣指、整齊度指數(shù)則呈顯著正相關(guān)，與伸長率呈顯著負(fù)相關(guān)；全鈴重與單鈴子棉重、子指呈極顯著正相關(guān)，與衣指呈顯著正相關(guān)；殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負(fù)相關(guān)。表明鈴殼重大的棉鈴全鈴重大，單鈴子棉重大，但鈴殼重與子棉產(chǎn)量、皮棉產(chǎn)量和纖維品質(zhì)綜合分值之間無相關(guān)，甚至為負(fù)相關(guān)。因而選育、選用大鈴品種在生產(chǎn)上并不一定能獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)棉花。殼重率與單鈴子棉重呈極顯著負(fù)相關(guān)，則說明光合產(chǎn)物在鈴殼內(nèi)積累越多，分配到鈴內(nèi)棉子和纖維中的光合產(chǎn)物越少。

比較兩個(gè)聚類分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，皮棉產(chǎn)量較高的第一、第二類品種，均為鈴殼重較輕的第一類和第二類。可見鈴殼重較輕的棉鈴可產(chǎn)生較大的皮棉產(chǎn)量，這與 Bridge［12］等的研究一致。而通過比較鈴殼重與纖維品質(zhì)聚類分析結(jié)果，兩者之間并沒有確切的相關(guān)關(guān)系。

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Correlation between Cotton Boll ShellWeight and Yield and Quality Traits among Different Cotton Varieties

ZHAO Yi-chao，LIU Hai-he，CHEN Jin-xiang*，MA Yi-xue，WANG Xin-yue，ZHENG Shun-li
（Institute of Cotton，College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Correlation between cotton boll shellweightand 7 yield traits and 6 quality traitswas analyzed with 18 non－Bt upland cotton varieties as materials，and the cluster analysis was made.The results showed that the extreme significant positive correlation existed between cotton boll shell weight and cotton bollweight，significant positive correlation existed between cotton boll shell weight and seed cotton weight per boll，lint index and uniformity index，and significant negative correlation existed between cotton boll shellweightand elongation percentage.And therewas no significant correlation between cotton boll shellweight and lint yield and fiber quality synthesis score.The lighter cotton boll shellweightwas advantageous to improvementof lint yield and fiber quality.

Cotton；Cotton boll shell weight；Yield traits；Quality traits

S562.01

A

1001-5280（2013）03-0241-05 DOI：10.3969／j.issn.1001-5280.2013.03.08

2013 04 14

趙一超（1987－），女，山西榆社人，碩士研究生，Email：zhaoyichao516＠126.com。*通信作者，Email：jinxiangc＠163.com。

國家轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)（2009ZX08005－012B）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30871493）；湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)人才基金（12YJ14）。