孫長(zhǎng)法,田土星,陳榮江,段芳芳

（1.新鄉(xiāng)市錦科棉花研究所,河南新鄉(xiāng)453731；2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

棉鄉(xiāng)雜3號(hào)產(chǎn)量構(gòu)成因素分析及高產(chǎn)栽培措施

孫長(zhǎng)法1,田土星1,陳榮江2,段芳芳2

（1.新鄉(xiāng)市錦科棉花研究所,河南新鄉(xiāng)453731；2.河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

探討棉鄉(xiāng)雜3號(hào)的產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相互關(guān)系及其對(duì)產(chǎn)量的影響效應(yīng),為制定該品種的高產(chǎn)栽培措施提供依據(jù).2 a試驗(yàn)結(jié)果表明：鈴重、衣分的變異較小,它們主要受遺傳基因控制,株鈴數(shù)、公頃鈴數(shù)有較大變異,表明它們易受環(huán)境因素影響；衣分、鈴重和公頃鈴數(shù)均與皮棉產(chǎn)量呈極顯著或顯著正相關(guān),對(duì)皮棉產(chǎn)量的最終效應(yīng)為：衣分（0.6411**）＞鈴重（0.466 8**）＞公頃鈴數(shù)（0.449 0**）,貢獻(xiàn)率相應(yīng)為49.49%、26.24%、24.27%,以衣分為最大,鈴重和公頃鈴數(shù)分列第2、3位.模擬得出皮棉產(chǎn)量1650～1800kg/hm2的優(yōu)化結(jié)構(gòu)：公頃鈴數(shù)784608～803030個(gè),鈴重6.12～6.20 g,衣分41.43%%～41.66%.在高產(chǎn)栽培實(shí)踐中,以爭(zhēng)株鈴、增總鈴、促鈴重、穩(wěn)衣分為主攻方向,加強(qiáng)管理,促成各因素協(xié)調(diào)發(fā)展,方能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)目標(biāo).

棉鄉(xiāng)雜3號(hào)；產(chǎn)量因素；高產(chǎn)栽培；模擬產(chǎn)量結(jié)構(gòu)；回歸分析；通徑分析

棉鄉(xiāng)雜3號(hào)是新鄉(xiāng)市錦科棉花研究所育成的轉(zhuǎn)抗蟲基因中熟雜交棉花新品種（錦科18優(yōu)×sGK958）,2013年通過國(guó)家作物新品種審定委員會(huì)審定.在2010—2011連續(xù)2 a國(guó)家黃河流域棉區(qū)中熟雜交品種區(qū)試（D、C組）中,其籽棉、皮棉產(chǎn)量、霜前皮棉均居首位.該品種具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適等優(yōu)勢(shì),鈴重和衣分高,結(jié)鈴性強(qiáng),長(zhǎng)勢(shì)旺,吐絮暢,早熟不早衰,抗逆性強(qiáng).眾所周知,棉花栽培密度、株鈴數(shù)、鈴重、衣分是構(gòu)成棉花產(chǎn)量的關(guān)鍵因素,高產(chǎn)皮棉由各產(chǎn)量因素間的協(xié)調(diào)優(yōu)化組合性能決定.前人關(guān)于高產(chǎn)棉花產(chǎn)量因素構(gòu)成[1-4]及種植密度與施肥水平對(duì)產(chǎn)量因素的影響[5-9]均有所報(bào)道,研究成果在指導(dǎo)棉花生產(chǎn)上發(fā)揮了重要作用.但運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法同時(shí)研究產(chǎn)量構(gòu)成因素間相互作用的量化信息及高產(chǎn)栽培措施的報(bào)道尚不多見.為探討棉鄉(xiāng)雜3號(hào)的產(chǎn)量結(jié)構(gòu)成因及產(chǎn)量因素的相互影響,運(yùn)用偏相關(guān)及回歸建模等方法對(duì)棉鄉(xiāng)雜3號(hào)的皮棉產(chǎn)量及其構(gòu)成因素進(jìn)行研究,以期明確該品種在高產(chǎn)栽培實(shí)踐中的主攻方向,實(shí)現(xiàn)理想的產(chǎn)量結(jié)構(gòu),為充分挖掘該品種在推廣應(yīng)用中的高產(chǎn)潛能提供依據(jù).

1 材料與方法

以棉鄉(xiāng)雜3號(hào)在2010—2011兩年參加國(guó)家黃河流域棉區(qū)中熟雜交品種區(qū)試（D、C組）中的試驗(yàn)結(jié)果為研究材料.對(duì)皮棉產(chǎn)量及其構(gòu)成因素進(jìn)行變異性分析、偏相關(guān)分析、多元回歸和通徑分析[10],研究產(chǎn)量構(gòu)成因素的變化規(guī)律及其對(duì)產(chǎn)量的作用.試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理在SAS 9.2[11]環(huán)境下通過編程完成.

2 結(jié)果與分析

2.1 棉鄉(xiāng)雜3號(hào)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的平均值及變異分析

栽培因素對(duì)棉花產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響由控制該性狀的遺傳基因與環(huán)境因素互作效應(yīng)的大小決定,各因素的變異系數(shù)反映了栽培因素的影響信息,變異系數(shù)小表明遺傳力高,受外在環(huán)境條件的影響較小,利用栽培條件改良該性狀的潛力小,而變異系數(shù)大的性狀遺傳力低,易受外在環(huán)境條件的影響,通過改善栽培條件改良該性狀的潛力較大.棉鄉(xiāng)雜3號(hào)的產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1.

表1 棉鄉(xiāng)雜3號(hào)密度、產(chǎn)量因素及產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab.1 Statistical results of density,yield components and yield for Mianxiangza 3

由表1可知,皮棉產(chǎn)量平均為1 498.69 kg/hm2,株鈴20.04個(gè),公頃鈴數(shù)780 370.45個(gè),鈴重6.03 g,籽指11.43,衣分39.15%.各構(gòu)成因素的變異系數(shù)依次為：株鈴數(shù)（25.81%）＞公頃鈴數(shù)（13.42%）＞籽指（9.79%）＞鈴重（9.71%）＞衣分（6.35%）,皮棉產(chǎn)量的變異系數(shù)（15.41%）介于各構(gòu)成因素的變異系數(shù)之間.表明株鈴數(shù)、公頃鈴數(shù)受環(huán)境因素的影響較大,通過優(yōu)化栽培措施,改善棉花成鈴的環(huán)境條件,可使優(yōu)質(zhì)鈴的數(shù)量有較大幅度的提高,增產(chǎn)潛能進(jìn)一步得到發(fā)揮,而鈴重、衣分主要受品種固有的遺傳基因控制,人為促變難以奏效.

2.2 產(chǎn)量因素與皮棉產(chǎn)量的相關(guān)分析

產(chǎn)量及其構(gòu)成因素間的相關(guān)系數(shù)見表2.

表2 產(chǎn)量因素性狀的相關(guān)系數(shù)Tab.2 Correlation coefficients of yield characters

由表2可知,公頃鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),與衣分呈顯著正相關(guān).鈴重與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),與籽指呈顯著正相關(guān)；衣分與皮棉產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；其他性狀間的相關(guān)不顯著.說明提高公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分對(duì)皮棉增產(chǎn)均有重要促進(jìn)作用.提高鈴重能引起籽指增加,這是棉鈴優(yōu)良發(fā)育的結(jié)果.公頃鈴數(shù)的增加能同步提高衣分,促成皮棉增產(chǎn).

2.3 產(chǎn)量因素與皮棉產(chǎn)量的偏相關(guān)分析

為明確棉鄉(xiāng)雜3號(hào)所考察的性狀公頃鈴數(shù)、鈴重、籽指、衣分及其與皮棉產(chǎn)量的本質(zhì)相關(guān)關(guān)系,排除其他性狀對(duì)所討論的兩性狀相關(guān)性的干擾,對(duì)試驗(yàn)資料進(jìn)行偏相關(guān)分析,結(jié)果見表3.

表3 產(chǎn)量因素性狀及皮棉產(chǎn)量的偏相關(guān)Tab.3 Partial correlation of yield characters and lint yield

由表3可知,皮棉產(chǎn)量與公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分均呈顯著或極顯著正相關(guān)（r2yg=0.349 2*,r3yg=0.451 2**, r5yg=0.588 2**）,鈴重與籽指呈顯著正相關(guān)（r34g=0.345 6*）,與衣分呈負(fù)相關(guān)（r35g=-0.183 7）.意味著增加公頃鈴數(shù)、提高鈴重和衣分均有利于皮棉增產(chǎn),應(yīng)當(dāng)注意的是鈴重的提高會(huì)引起衣分的降低,生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)注意緩解這一矛盾.各因素與皮棉產(chǎn)量的偏相關(guān)程度依次為：衣分＞鈴重＞公頃鈴數(shù)＞籽指.各因素的決定系數(shù)占總決定度比例依次為：衣分（51.30%）＞鈴重（30.19%）＞公頃鈴數(shù)（18.08%）＞籽指（0.42%）.盡管衣分和鈴重對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)很大,但由于它們的變異系數(shù)較小（6.35%、9.71%）,主要受遺傳基因控制,表現(xiàn)較穩(wěn)定,通過改善環(huán)境促變的難度較大,而公頃鈴數(shù)與皮棉產(chǎn)量的偏相關(guān)系數(shù)達(dá)顯著水平,且變異系數(shù)高達(dá)13.42%,伸縮空間較大.因此,通過優(yōu)化栽培措施、增加單位面積優(yōu)質(zhì)鈴實(shí)現(xiàn)皮棉增產(chǎn)大有潛力可挖.

2.4 主要產(chǎn)量因素對(duì)皮棉產(chǎn)量的通徑分析

公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分對(duì)皮棉產(chǎn)量的通徑分析結(jié)果見表4.

表4 主要產(chǎn)量性狀對(duì)產(chǎn)量的通徑分析Tab.4 Path analysis of main yield characters on yield

由表4可知,公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分對(duì)皮棉產(chǎn)量的最終正效應(yīng)均達(dá)極顯著水平,衣分（0.641 1**）居首位,其次是鈴重（0.466 8**）和公頃鈴數(shù)（0.449 0**）.其直接效應(yīng)的大小依次為衣分（0.495 7**）＞鈴重（0.370 1**）＞公頃鈴數(shù)（0.248 6*）,而且通過性狀間相關(guān)對(duì)皮棉產(chǎn)量的間接效應(yīng)均為正值.由此可見,在本試驗(yàn)資料各產(chǎn)量因素觀測(cè)值范圍內(nèi),增加公頃鈴數(shù)能同步提高鈴重和衣分,這一協(xié)調(diào)關(guān)系對(duì)棉鄉(xiāng)雜3號(hào)皮棉高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)至關(guān)重要.

2.5 主要產(chǎn)量因素與皮棉產(chǎn)量的關(guān)系模型

為了明確棉鄉(xiāng)雜3號(hào)皮棉產(chǎn)量與主要因素的結(jié)構(gòu)關(guān)系,以公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分為預(yù)測(cè)變量,以皮棉產(chǎn)量為預(yù)報(bào)變量進(jìn)行建模.由于皮棉產(chǎn)量與這3個(gè)因素的積有關(guān),設(shè)非線性模型y=b0x2b1x4b2x6b3+ε,為求解回歸系數(shù),先將誤差ε略去并通過對(duì)數(shù)變換將其線性化,利用本試驗(yàn)資料,得參數(shù)的初始估計(jì)值將它們作為原模型的初始值,進(jìn)行非線性回歸,模型的方差分析、參數(shù)估計(jì)及其顯著性檢驗(yàn)結(jié)果分別列于表5、表6.

表5 非線性模型的方差分析表Tab.5 Analysis of variance of the nonlinear model

表6 回歸參數(shù)估計(jì)及其置信區(qū)間Tab.6 Regression parameters estimation and confidence interval

由表5可知,所得非線性模型極顯著,F=1039.03,P＜0.0001,該模型能解釋皮棉產(chǎn)量變異信息的99.50%.由表6可知,公頃鈴數(shù)（x2）、鈴重（x4）及衣分（x6）與皮棉產(chǎn)量的關(guān)系模型為據(jù)此模型對(duì)棉鄉(xiāng)雜3號(hào)在25個(gè)試點(diǎn)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)（表略）,只有1個(gè)點(diǎn)偏差率15.8%為最大,其余各點(diǎn)偏差率均在10%以內(nèi),平均偏差率為5.97%.充分表明此模型能夠反映棉鄉(xiāng)雜3號(hào)的皮棉產(chǎn)量與產(chǎn)量因素的結(jié)構(gòu)關(guān)系.

據(jù)表1中各產(chǎn)量性狀取值范圍,若棉花群體的產(chǎn)量因素為公頃鈴數(shù)800 000個(gè)、鈴重6.30 g和衣分42.0%,則皮棉產(chǎn)量的預(yù)測(cè)值為1 693.30 kg/hm2,在各產(chǎn)量因素的這組取值條件下,皮棉產(chǎn)量（y）關(guān)于各因素的偏導(dǎo)數(shù)進(jìn)而求得皮棉產(chǎn)量關(guān)于公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分的彈性,分別為ex1=0.363 4,ex2=0.737 1,ex3=1.110 6.表明在其他因素固定時(shí),公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分分別提高1%,皮棉相應(yīng)增產(chǎn)0.363 4%、0.737 1%、1.110 6%.足見衣分是皮棉增產(chǎn)的最重要因素,其次是鈴重、公頃鈴數(shù).

2.6 棉鄉(xiāng)雜3號(hào)高產(chǎn)模擬產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

為探討棉鄉(xiāng)雜3號(hào)高產(chǎn)目標(biāo)下的產(chǎn)量結(jié)構(gòu),首先建立以公頃鈴數(shù)（x2）、鈴重（x4）、衣分（x6）為自變量,以皮棉產(chǎn)量（y）為因變量的多元二次回歸模型,經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算得出：

y=-921.269 79+0.016 04x2+691.895 20x4-397.047 81x6-0.000 000 002 1x22-31.718 68x42-0.000 12x2x6+ 22.295 18x4x6+5.211 35x62（R2=0.856 1）

該模型的決定系數(shù)R2=0.856 1較高,可據(jù)此做進(jìn)一步分析.為確定理想的產(chǎn)量結(jié)構(gòu),以皮棉產(chǎn)量1 650≤y≤1 800 kg/hm2為優(yōu)化目標(biāo),依表1所示各產(chǎn)量因素的觀測(cè)范圍,設(shè)定約束條件：公頃鈴數(shù)650 000≤x1≤900 000,步長(zhǎng)=250 00；鈴重5.0≤x4≤6.6,步長(zhǎng)=0.16；鈴重37.5≤x6≤43.0,步長(zhǎng)=0.5.采用模擬仿真頻率分析,結(jié)果得出,在所有可能的1 452個(gè)組合中,達(dá)到目標(biāo)要求的有271個(gè),入選組合的各指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表7.

表7 皮棉產(chǎn)量1 650～1 800 kg/hm2的產(chǎn)量構(gòu)成因素的模擬結(jié)果Tab.7 simulation results of yield components corresponding to the lint yield 1 650～1 800 kg/hm2

由表7可知,在95%置信度下,滿足本品種皮棉產(chǎn)量目標(biāo)1 650～1 800 kg/hm2的理想產(chǎn)量結(jié)構(gòu)為：公頃鈴數(shù)784608～803030個(gè)/hm2,鈴重6.12～6.20g,衣分41.43%～41.66%.產(chǎn)量期望達(dá)1714.11～1724.69kg/hm2.

3 結(jié)論與討論

3.1 產(chǎn)量構(gòu)成因素對(duì)皮棉產(chǎn)量的貢獻(xiàn)

通徑分析結(jié)果得出,在棉鄉(xiāng)雜3號(hào)的3個(gè)主要產(chǎn)量構(gòu)成因素公頃鈴數(shù)、鈴重和衣分中,衣分對(duì)皮棉產(chǎn)量的作用最大,直接效應(yīng)為0.495 7**,最終效應(yīng)為0.641 1**.其次是鈴重,其直接效應(yīng)和最終效應(yīng)分別為0.370 1**、0.466 8**.公頃鈴數(shù)對(duì)皮棉產(chǎn)量的作用居第三,直接效應(yīng)和最終效應(yīng)分別為0.2486*、0.4490**.這些效應(yīng)均達(dá)顯著或極顯著水平,且間接效應(yīng)均為正值,表明此3個(gè)產(chǎn)量因素有協(xié)同增產(chǎn)作用.衣分和鈴重主要受遺傳基因控制,受環(huán)境影響變異較小,人為促變的難度較大.因此,棉鄉(xiāng)雜3號(hào)的高產(chǎn)栽培應(yīng)在合理密植的前提條件下,以爭(zhēng)株鈴、增總鈴、促鈴重、穩(wěn)衣分為主攻方向,還須注重優(yōu)化成鈴時(shí)機(jī)和部位,抓伏桃和早秋桃,增加單位面積的內(nèi)圍鈴,提高棉鈴質(zhì)量,構(gòu)建高產(chǎn)棉花群體.這與同類型品種高產(chǎn)栽培的相關(guān)研究結(jié)果相一致[6,12-13].

3.2 產(chǎn)量構(gòu)成因素間的相互關(guān)系及其對(duì)皮棉產(chǎn)量的影響

偏相關(guān)結(jié)果得出,皮棉產(chǎn)量與衣分、鈴重、公頃鈴數(shù)均為正相關(guān)且達(dá)極顯著或顯著水平,與籽指呈微弱正相關(guān),這與李蔚等[1]的研究結(jié)果基本一致.本研究中,個(gè)別性狀間的簡(jiǎn)單相關(guān)與偏相關(guān)結(jié)論不同,如鈴重與公頃鈴數(shù)、鈴重與衣分,說明在相關(guān)分析中所得到的結(jié)果會(huì)受到其他性狀的影響.偏相關(guān)能夠反映性狀間的本質(zhì)相關(guān)關(guān)系.從產(chǎn)量因素對(duì)皮棉產(chǎn)量的多元二次曲線模型模擬得出皮棉產(chǎn)量1 650～1 800 kg/hm2的理想產(chǎn)量結(jié)構(gòu)為：公頃鈴數(shù)784 608～803 030個(gè)/hm2,鈴重6.12～6.20 g,衣分41.43%～41.66%.由于鈴重與衣分偏相關(guān)為負(fù),因此,在力爭(zhēng)公頃鈴數(shù)、提高鈴重以求實(shí)現(xiàn)皮棉高產(chǎn)的同時(shí),應(yīng)注重協(xié)調(diào)鈴重與衣分的負(fù)相關(guān)關(guān)系.

3.3 優(yōu)化栽培措施,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)理想產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)理想產(chǎn)量結(jié)構(gòu),應(yīng)采取下列措施：①適時(shí)播種.露地直播應(yīng)于4月15-25日播種；套作棉田于4月下旬播種.②合理密植,構(gòu)建高效群體.合理密植有利于通風(fēng)透光,協(xié)調(diào)作物生長(zhǎng),減少脫落蕾、爛鈴和病害.結(jié)合該品種植株較高、株型松散的特征,密度宜控制在42 000株/hm2左右.③科學(xué)施肥.在施足底肥的基礎(chǔ)上,輕施苗肥,穩(wěn)施蕾肥,重施花鈴肥,補(bǔ)施蓋頂肥.④適量化控.根據(jù)棉株群體長(zhǎng)勢(shì)長(zhǎng)相,遵循“前輕、中適、后重、少量多次”的原則噴施縮節(jié)胺進(jìn)行全程化控,一般蕾期施用晶體縮節(jié)胺15.0～18.0 g/hm2,花鈴期施22.5～30.0 g/hm2,打頂后5～7 d施30.0～45.0 g/hm2,對(duì)長(zhǎng)勢(shì)過旺的棉花酌情增加用量或次數(shù).蕾期注重以促為主,促控結(jié)合,促使棉株早發(fā)、中穩(wěn)、后健、不早衰,使群體與個(gè)體協(xié)調(diào)發(fā)展,力爭(zhēng)棉株中下部早結(jié)、多結(jié)優(yōu)質(zhì)內(nèi)圍鈴,從而實(shí)現(xiàn)爭(zhēng)株鈴、增總鈴、促鈴重、穩(wěn)衣分的構(gòu)想,達(dá)到皮棉高產(chǎn)的目標(biāo).

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（責(zé)任編輯：鄧天福）

Yield components analysis and high-yield cultivation measures for Mianxiangza 3

Sun Changfa1,Tian Tuxing1,Chen Rongjiang2,Duan Fangfang2
（1.Xinxiang Jinke Cotton Research Institute,Xinxiang 453731,China；2.Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang 453003,China）

In order to provide evidence for high-yield cultivation measures of the Mianxiangza 3,the yield components relationship and its effect on production were studied in this paper.Two years test results showed that the smaller variation of boll weight and lint,they were mainly controlled by genetic inheritance.Plant boll number and hectare boll number had larger variation,which revealed that they were easily affected by environmental factors；Lint, boll weight and hectare boll number were very significant or significant positive correlation with lint yields.Its final effect on lint yield follows：lint（0.641 1**）＞boll weight（0.466 8**）＞hectare bell number（0.449 0**）.The corresponding contribution rates were 49.49%,26.24%,and 24.27%.The lint reached to the maximum,boll weight and the hectare boll number rank in 2,3 respectively.Optimization structure of lint yield 1 650～1 800 kg/hm2through simulation as lists below：hectare boll numbers 784 608～803 030,the boll weight 6.12～6.20 g,lint 41.43%～41.66%.During the high-yield cultivation practice,the researchers should take striving for plant boll,increasing the total boll numbers, promoting the boll weight and stabilizing lint as the main direction,strengthen management,and contribute to the coordinated development of various factors in order to achieve high yield.

Mianxiangza 3；yield components；high-yield cultivation；yield structure simulation；regression analysis；path analysis

S562

A

1008-7516（2014）04-0011-05

10.3969/j.issn.1008-7516.2014.04.003

2014-06-29

國(guó)家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（SQ2011ECD000005）；河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（112102110089）

孫長(zhǎng)法（1955-）,男,河南新鄉(xiāng)人,高級(jí)農(nóng)藝師.主要從事棉花育種研究.

陳榮江（1962-）,男,河南輝縣人,教授.主要從事應(yīng)用統(tǒng)計(jì)教學(xué)與研究.