新疆早熟棉花主要农艺性状相关性及多项式趋势分析

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　　摘要：以新疆早熟陆地棉预备试验品系为材料，对其主要农艺性状进行了相关性和多项式趋势分析，结果表明：生育期、单铃质量及籽指与霜前皮棉产量成负相关，影响力顺序为生育期>籽指>单铃质量；果枝始节位、株高、单株铃数及衣分与霜前皮棉产量成正相关，影响力大小为衣分>株高>单株铃数>果枝始节位。并提出新疆早熟棉区棉花育种的主要农艺性状目标为：生育期127～132d、果枝始节位4.4～5.3、株高(7月15日打顶后自然株高)62～74cm、单株铃数6.5.9个、单铃质量5.2～5.9卧籽指101～11.3、衣分42％左右。
　　关键词：新疆；早熟棉；农艺性状；多项式趋势
　　中图分类号：S562.01文献标识码：A文章编号：1006―6500(2008)03―0011―06
　　
　　棉花主要农艺性状与霜前皮棉产量存在着相当复杂的关系，研究这些性状对霜前皮棉产量的影响，明确主攻方向，对新疆早熟棉花新品种选育有着重要的指导意义。冯复全等从关联度方面研究了主要农艺性状对皮棉产量的影响；姜伟、李爱莲等从农艺性状的遗传相关性和通径分析方面研究了农艺性状对皮棉产量的影响；王治中等研究了主要性状时间序列的变化趋势对棉花产量的影响，这些研究详细地说明了主要农艺性状对棉花产量有着非常重要的影响，但并不能进一步说明该性状的阶段性变化趋势对霜前皮棉产量的影响，更不能为育种提供准确的性状目标要求。本研究利用多项式趋势全面系统地研究了主要农艺性状阶段性变化趋势对霜前皮棉产量的影响，准确提出新疆早熟棉区棉花新品种选育性状的目标要求，为育种者掌握新疆早熟棉区棉花新品种选育的目标性状、提高育种水平提供理论依据。
　　
　　1　材料和方法
　　
　　1.1　供试材料
　　试验材料来源于2007年新疆早熟陆地棉预备试验，共有45份，分别为农大42-1、FY408、新B9、6116、F05-20、99016、富全12号、惠远709、惠远710、69-2、35-2、56-2、14-2、23-7、康地188、康地178、敦9088、敦9023、万氏316、万氏0351、DJ982-3I、DJ5032、石H3、石选616、新石K10、石选618、17JM、庄稼汉801、新棉07-1、硕丰6号、硕丰5号、K05-31、06X2、K05-62、石大38-12、金垦71、金垦72、新垦D109、新垦LBN、丰早1号、03-251、03-252、3301、3302、新陆早13。
　　
　　1.2　试验方法
　　试验于2007年4月18日播种于农四师63团6连，小区面积10m2，4行区，采用间比法排列，每相隔8个品种设置一个对照，2次重复。田间管理及施肥遵循当地的一般管理方法。调查记载项目包括：出苗期、开花期、吐絮期、密度、果枝始节、株高、果枝台数、单株铃数、霜前籽棉产量、籽棉总产；室内考种调查了单铃质量、衣分以及籽指。在完成调查考种数据的基础上，计算出生育期、霜前花率、霜前皮棉产量、皮棉总产。
　　
　　1.3　统计分析
　　将观察记载的主要农艺性状计算出平均值，采用SPSS11.5软件分析主要农艺性状之间的相关性；采用Excel绘图功能添加了线性趋势线和多项式趋势线并进行系统研究和分析。
　　
　　2　结果与分析
　　
　　霜前皮棉产量是计量棉花产量最为关键指标，本研究将通过相关性分析、线性趋势以及多项式趋势等分析方法研究主要农艺性状对霜前皮棉产量的影响。各品种主要农艺性状调查结果见表1。
　　
　　
　　2.1　主要农艺性状与霜前皮棉产量的相关性分析
　　表2表明，生育期、单铃质量及籽指与霜前皮棉产量成负相关，相关系数分别为-0.4551，-0.1442和-0.2618，其中生育期与霜前皮棉产量达极显著水平，籽指与霜前皮棉产量达显著水平，影响力顺序为生育期>籽指>单铃质量。果枝始节位、株高、单株铃数及衣分与霜前皮棉产量成正相关，相关系数分别为0.0867，0.1445.0.1006和0.2851，其中衣分与霜前皮棉产量达显著水平，影响力顺序为衣分>株高>单株铃数>果枝始节位。这说明在新疆早熟棉区生育期长、单铃质量高以及籽指高的品种不利于霜前皮棉产量的提高；而衣分高、茎秆高、果枝始节位高以及单株铃数多的品种有利于棉花增产。
　　
　　
　　2.2　主要性状与皮棉产量多项式趋势分析
　　上述相关性分析反映了新疆早熟棉花主要农艺性状与霜前皮棉产量之间的密切关系，以及各性状对霜前皮棉产量的影响，但不能进一步说明该性状的阶段性变化趋势对霜前皮棉产量的影响。多项式趋势分析在研究相关变量阶段性变化对霜前皮棉产量的影响中具有准确、直观的优点，可以直接反映出每一性状变化中的每一阶段对霜前皮棉产量的影响。
　　2.2.1　生育期与霜前皮棉产量　分析生育期与霜前皮棉产量的相关性得知，生育期与霜前皮棉产量成极显著负相关，在所有影响因子中对霜前皮棉产量影响最大。在分析单因子影响因素时，从图1中的线性趋势线1可以看出随着生育期的延长，霜前皮棉产量成一定下降趋势，这同相关性分析是一致的。但从图1内的趋势线2可以看出，其变化为先升高后降低，虽然生育期与霜前皮棉产量成负相关，但并不表示生育期越短，皮棉产量就越高，相反生育期过短同样影响霜前皮棉产量，在生育期达到130d左右时，霜前皮棉产量最高。
　　2.2.2　果枝始节与霜前皮棉产量　分析表2和图2知，果枝始节与霜前皮棉产量成一定正相关，但都不明显，其主要原因是参试材料果枝始节位全部在3.4～5.6之间，差异不大。分析多项式趋势线可以看出，随着果枝始节位的上升，霜前皮棉产量成上升趋势，在果枝始节位达到4.8时，多项式趋势线上升到最大值，随后伴随着果枝始节位的继续增加，霜前皮棉产量成下降趋势。原因是如果果枝始节位过低，棉花开花结铃早，营养生长过早向生殖生长转化，影响了棉花前期营养生长，不利于棉花丰产架子建成，导致后期因早衰而减产；但当果枝始节位过高，棉花开花结铃晚，生育期延长，导致后期因贪青晚熟而减产。
　　2.2.3　株高与霜前皮棉产量　霜前皮棉产量=棉花生物学产量×经济系数，通过公式可知要想获得较高的霜前皮棉产量必须做到棉花生物学产量和经济系数双高，但做到这一点很难。分析表2可以看出，株高与霜前皮棉成正相关，也就是说增加株高有利于霜前皮棉产量的增加，但分析图3线性趋势线，霜前皮棉产量并没有随着株高的增加而增加，从图3多项式趋势线可以看出趋势线为升→降→升成正弦形，当株高<65cm时，霜前皮棉产量随着株高的增加而增加；当株高在65～80cm之间时，霜前皮棉产量随着株高的增加而降低；当株高>80cm后霜前皮棉产量又有增加的趋势。这表明一定株高是确保棉花高产的关键因素，但株高过高，营养生长过旺，又会影响生殖生长， 当株高继续增加后，因上部结铃性相对增强霜前皮棉反而略有增加。
　　2.2.4　单株铃数与霜前皮棉产量　新疆早熟棉区不同于长江流域棉区和黄淮棉区，本区棉花高产主要通过发挥棉花群体优势来获得棉花高产，而不是片面追求单株铃数。从表2以及图4的线性趋势线可知，单株铃数与霜前皮棉产量成一定正相关。但详细分析多项式趋势线可知，在单株铃数<4个时，单株铃数对霜前皮棉产量影响不大；在单株铃数为4～8个时，霜前皮棉产量随单株铃数的增加而增加，但当单株铃数继续增加，霜前皮棉产量迅速下降。这表明新疆早熟棉区单株铃数同样是影响霜前皮棉产量的关键因子，但是单株铃数少于5.5个或超过9个都不利于霜前皮棉产量的提高。
　　
　　2.2.5　单铃质量与霜前皮棉产量　单铃质量是棉花产量三要素中的重要要素之一，分析图5线性趋势线表明，霜前皮棉产量随着单铃质量的增加呈下降趋势，单铃质量与霜前皮棉产量的相关性分析也得出相应的结论，这表明新疆早熟棉区单铃质量越轻霜前皮棉产量越高，但这样的结论显然不符合实际。从多项式趋势线可直观清楚看出，以单铃质量5.6g为临界点，当单铃质量小于5.6g时，霜前皮棉产量随着单铃质量的增加缓慢增加；当单铃质量大于5.6g时，霜前皮棉产量随着单铃质量的增加缓慢下降，这表明新疆早熟棉区棉花单铃质量过高过低都不利于霜前皮棉产量的增加，这是因为，单铃质量过小，产量三要素基数小，不利于霜前皮棉产量的增加；如果单铃质量过大，棉花生育期就会延长，因不利于棉花正常吐絮从而影响到霜前皮棉的产量。
　　2.2.6　籽指与霜前皮棉产量　相关性分析反映了籽指与霜前皮棉产量成显著负相关，图6线性趋势线也呈明显的下降趋势，这表明随着籽指的增加，霜前皮棉的产量急剧下降。霜前皮棉下降的主要原因有两个，首先，籽指与衣分相互消长，籽指增加衣分相应减少皮棉产量随之减少；其次，棉籽内主要成分为油类和蛋白质，这两者合成需要的时间长，生育期的延长势必影响霜前皮棉的产量。但分析多项式趋势线表明，籽指10.5时霜前皮棉产量最高。
　　2.2.7　衣分与霜前皮棉产量　从表2可知，衣分与霜前皮棉产量成显著性正相关，图7线性趋势线也显示霜前皮棉的产量随着衣分的增加而增加，原因有两个，首先霜前皮棉产量=霜前籽棉产量×衣分，在霜前籽棉一定的情况下，衣分增加霜前皮棉产量随之而增加；其次衣分增加后生育期缩短，有利于提高新疆早熟棉区早熟品种霜前皮棉产量。分析衣分与霜前皮棉产量多项式趋势线表现为3个阶段：第一阶段，衣分在34％～39％之间，霜前皮棉产量维持在85kg左右；第二阶段，衣分在39％～42％之间，霜前皮棉产量随着衣分的增加而增加；第三阶段，衣分大于42％后，霜前皮棉产量反而迅速下降，这表明要在新疆早熟棉区选育霜前皮棉产量较高的品种，衣分应该在42％左右。
　　
　　
　　3　结论
　　
　　(1)相关性分析结果表明，新疆早熟棉区棉花生育期对霜前皮棉产量起着决定性作用，生育期与霜前皮棉产量成极显著负相关，这一结论同肖光顺研究一致。姜伟、陈荣江等研究指出，单株铃数对提高皮棉产量贡献最大，但本研究表明，在伊犁特早熟棉区，衣分对提高霜前皮棉产量至关重要，其次是株高，这一结果与曹雯梅等、冯复全等研究基本一致。另外，单铃质量、籽指与霜前皮棉产量成一定显著负相关，这些研究说明，要选育适宜伊犁特早熟棉区种植的棉花新品种必须围绕高衣分、低籽指和适当单铃质量及生育期的品种。
　　(2)线性趋势线分析表明，不同农艺性状对霜前皮棉产量影响力依次为衣分>籽指>果枝始节>生育期>单株铃数>单铃质量>株高。因此，可以看出，生育期127～132d、果枝始节位4.4～5.3、株高62～74cm、单株铃数6.5～9个、单铃质量5.2～5.9g、籽指10.1～11.3、衣分42％左右为新疆早熟棉区棉花育种的主要农艺性状目标。
　　
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