河北省杂交棉产量构成因素研究

唐丽媛，江振兴，刘存敬，田海燕，迟吉娜，崔瑞敏，张建宏*，张香云*

（1.河北省农林科学院棉花研究所，农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄050051；2.河北行政学院，河北石家庄050031）

河北省杂交棉产量构成因素研究

唐丽媛1，江振兴2，刘存敬1，田海燕1，迟吉娜1，崔瑞敏1，张建宏1*，张香云1*

（1.河北省农林科学院棉花研究所，农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室，河北石家庄050051；2.河北行政学院，河北石家庄050031）

为了更高效地进行杂交棉品种选育，利用2006～2015年近10 a的河北省棉花区域试验资料，采用相关分析和多元逐步回归分析的统计方法，对影响杂交棉产量的构成因素进行了分析。相关分析结果表明：4个产量构成因素中，皮棉产量与单铃重呈极显著的正相关，与衣分和单株铃数呈不显著的正相关，与子指呈不显著相关；多元线性回归、偏相关分析和通径分析结果表明，4个产量构成因素均对皮棉产量有一定意义，对皮棉产量的贡献度顺序为单铃重＞衣分＞单株铃数＞子指。因此，在杂交棉品种选育时，应尽力提高杂交棉的单铃重，同时重视协调与衣分和单株铃数的相互关系，从而大大提高棉花的皮棉产量。

杂交棉；产量构成因素；区域试验；相关分析；逐步回归分析

棉花是我国重要的经济作物，为了满足国家储备以及纺织工业的需求，我国每年都需要大量原棉，因此，提高棉花产量尤其是皮棉产量是棉花育种的重要目标。棉花杂交种在提高棉花单产、品质改良、增强抗逆性，以及促进棉田耕作制度革新、棉花简化栽培技术发展等方面发挥了重要作用，利用杂交优势选育出的杂交种特别是高优势组合，在生产上一般较常规棉增产15%～20%[1～5]。而皮棉产量是棉花单铃重、单株结铃数、衣分、子指以及种植密度等产量构成因素相互作用的结果，因此，寻找各因素间的优化组合是提高皮棉产量的重要途径。在以增产为主要目标的棉花育种研究中，很多研究者认为首先要重视提高铃数，同时适当考虑铃重和衣分[6～8]，但是，也有学者认为应以提高衣分或铃重为首要目标[9～15]。

为了进一步提高河北省杂交棉单产，增强杂交棉生产竞争力，作者利用2006～2015年10 a的河北省棉花区域试验资料，对河北省杂交棉的产量构成因素进行分析，解析棉花杂交种产量构成因素对皮棉产量的贡献率，找出适宜河北省乃至黄河流域种植的杂交棉最佳产量构成因素，为育种者进行杂交棉选育时准确确定主攻目标提供重要依据。

1　材料与方法

数据资料来源于2006～2015年河北省棉花区域试验汇总，重点对通过审定的38个春播杂交棉品种的产量数据进行分析。38个杂交品种分别是冀H239、冀优杂69、冀优01、国欣棉4号、邯杂429、冀创棉1、冀杂6268、GKz19、欣抗棉318、红杂111、冀棉3536、冀创18F1、冀农棉杂1号、合丰202、冀H156、冀杂708、石杂101、希普3号、冀FRH3018、sGKZ中637、农大棉9号、冀丰光杂棉1号、冀H170、邯6402、神牛6号F1、农大KZ05、硕杂棉1号、硕杂棉2号、冀丰杂6号、邯杂160、欣杂16、欣杂15、科龙2068、冀丰杂9号、衡优12、YM111、农大棉10号、冀丰杂8号。区域试验试点分布在冀东和冀中南2个棉花生态区，试验地主要分布在石家庄市新华区、保定市徐水区、邯郸市复兴区、衡水市、故城、河间、巨鹿、临西、玉田、唐海、丰南、芦台、汉沽、廊坊广阳区、永清、高碑店16个地区，但不同年度间有适当调整。棉花4月15～29日播种，密度4.2万株/hm2左右，田间管理同一般棉田。

采用多元相关对皮棉产量（Y）与产量构成因素单株铃数（X1）、单铃重（X2）、子指（X3）和衣分（X4）进行相关分析，分析4个产量构成因素对杂交棉皮棉产量（Y）的贡献大小。通过逐步回归分析[16]建立皮棉产量与产量构成主要因素的多元回归方程，以此指导杂交棉育种的主攻方向。采用EXCEL 2010和DPS 15.10软件[17]对数据进行整理分析。

2　结果与分析

2.1杂交棉产量与产量构成因素的相关分析

对皮棉产量与产量构成因素间的相关性进行分析，结果（表1）显示，皮棉产量与单铃重呈极显著正相关，与单株铃数和衣分呈不显著正相关，与子指呈不显著相关。进一步对棉花产量构成因素之间的相关性进行分析后发现，单株铃数与衣分呈极显著负相关，与单铃重呈不显著正相关，与子指呈不显著负相关；单铃重与子指呈极显著正相关，与衣分呈不显著负相关；子指与衣分呈显著负相关。

2.2皮棉产量与产量构成因素的多元回归分析

2.2.1皮棉产量与产量构成因素的多元回归方程通过逐步回归分析，建立了皮棉产量（Y）与产量构成因素（X）〔单株铃数（X1），单铃重（X2），子指（X3），衣分（X4）〕的多元回归方程：Y=-91.07+ 1.30X1+14.05X2-3.65X3+307.55X4。其中，X1的区间为［13.8，22.3］，X2的区间为［5.3，7.1］，X3的区间为［9.6，12.2］，X4的区间为［0.36，0.43］。4个变量均被引入方程，说明河北省杂交棉皮棉产量与单株铃数、单铃重、子指和衣分均有一定的线性关系。方差分析结果（表2）显示，相关系数r=0.736 7，方程F（9.79）＞F0.01（5.27），说明引入方程的4个变量单株铃数、单铃重、子指和衣分均具有实际意义。

2.2.2皮棉产量与产量构成因素的偏相关分析通过组建的回归方程，对皮棉产量与产量构成因素进行偏相关分析，结果（表3）显示，皮棉产量除与子指呈不显著的负偏相关（偏相关系数为-0.201 8）外，与其他3个因素的偏相关系数均为正值，其中，与单铃重的偏相关性（偏相关系数为0.604 3）达到了极显著水平，与衣分（偏相关系数为0.415 7）和单株铃数（偏相关系数为0.368 8）的偏相关性达到了显著水平。在各产量构成因素中，单铃重对皮棉产量的贡献最大，其次是衣分和单株铃数，而子指对皮棉产量有不显著的负向效应。回归方程的复相关系数R=0.736 7，决定系数R2=0.542 7，剩余标准差SSE=0.013 9，调整相关系数Ra=0.698 1，调整决定系数Ra2=0.487 3。

表1　皮棉产量与产量构成因素的相关分析Table1　Correlation analysis between lint yield and yield components

2.2.3回归方程的拟合对皮棉产量与产量构成因素的多元回归方程进行拟合，结果（表4）显示，Durbin-Watson统计量d越1.704 5，满足0约DW＜4的条件，并接近于2。表示残差相互独立，说明建立的方程是可用的。

表2　皮棉产量与产量构成因素多元回归方程的方差分析Table2　Variance analysis of multiple regression equations between lint yield and yield components

表3　皮棉产量与产量构成因素的偏相关分析Table3　Partial correlation analysis between lint yield and yield components

表4　多元回归方程的拟合分析Table4　Fitting analysis of multiple regression equations

2.3皮棉产量与产量构成因素的通径分析

对引入方程的因子进行通径分析，结果（表5）显示，皮棉产量对4个产量构成因素的直接通径分析结果与基因型相关分析结果一致，直接通径系数绝对值顺序为单铃重＞衣分＞单株铃数＞子指。其中，单铃重与皮棉产量的直接通径系数最大，表现为极显著的正向作用，其通过单株铃数的间接通径是正向作用，而通过子指和衣分的间接通径是一定的负向作用，总体效应表现为通过增加单铃重可显著提高皮棉产量；衣分和单株铃数对皮棉产量的直接通径均表现为显著的正向作用，呈显著的正偏相关，在经过其他产量构成因素的间接通径作用影响后，总体均表现为当其他因素固定时增加衣分或单株铃数可提高皮棉产量；子指与皮棉产量的直接通径系数较小，表现为不显著的负向作用，通过单株铃数和衣分的间接通径也是一定的负向作用，但子指对皮棉产量的这些负向作用基本上被单铃重对子指的间接正向作用抵消了，最终，子指总体效应表现为对皮棉产量影响不大。

表5　皮棉产量与产量构成因素的通径分析Table5　Path coefficients of yield components and lint yield of hybrid cotton varieties

3　结论与讨论

本研究结果显示，河北省杂交棉的产量构成因素中，皮棉产量与单铃重呈极显著正相关，与单株铃数和衣分呈不显著的正相关，与子指呈不显著相关。

建立了皮棉产量与产量构成因素的多元回归方程为Y=-91.07+1.30X1+14.05X2-3.65X3+307.55X4，其中，X1的区间是［13.8，22.3］，X2的区间是［5.3，7.1］，X3的区间是［9.6，12.2］，X4的区间是［0.36，0.43］。可以借助该数学模型，对河北省杂交棉的皮棉产量进行预测。通过产量构成因素对皮棉产量影响的多元线性回归分析发现，单铃重对皮棉产量的贡献度最大，该结果与前人的研究结果[11～15]一致。

偏相关分析结果显示，皮棉产量与单铃重呈极显著的正偏相关，与衣分和单株铃数呈显著的正偏相关，与子指呈不显著的负偏相关。4个产量构成因素对皮棉产量的贡献顺序为单铃重＞衣分＞单株铃数＞子指。从通径分析结果看，存在同样的结果：增加单铃重对提高皮棉产量的效应最大，其次是衣分和单株铃数，而子指对皮棉产量的影响较小。

综上及以往研究[18～20]表明，在河北乃至黄河流域棉区，培育大铃型、高衣分、结铃优势强的杂交棉是棉花杂交育种的主要发展方向之一。其中，增加单铃重是提高产量的关键。由于衣分与其他产量构成因素的关系均为负相关，单铃重和衣分通过彼此的影响对皮棉产量有一定的负向作用，因此杂交棉品种选育时，应在注意选择大铃型亲本培育结铃性强的优势杂交品种的同时，注意协调铃重、结铃性与衣分之间的关系。根据不同研究单位的研究结果，要想获得大铃型的品种，必须利用大铃型的品种（选系）直接进行杂交才能获得大铃的F1杂交种。就近10 a参加河北省棉花区域试验的棉花杂交品种来看，铃型偏大、铃壳较薄，单铃重6.0 g以上、衣分40%以上、单株铃数15个以上的组合，皮棉产量优势较好；铃重＜6.0 g且衣分＜40%的品种，皮棉产量优势不明显。

河北省棉花区域试验杂交棉密度要求为4.20万株/hm2左右，因此，本研究在产量构成因素中并没有将密度因素列入其中。而在杂交种实际的推广过程中要提高杂交棉产量，合理的种植密度是非常重要的。要充分发挥杂交棉的个体优势，就必须给其提供适宜的生长空间，获得更大的光合面积，以创造更多的源物质。

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Research on Yield Components of the Hybrid Cotton in Hebei Province

TANG Li-yuan1，JIANG Zhen-xing2，LIU Cun-jing1，TIAN Hai-yan1，CHI Ji-na1，CUI Rui-min1，ZHANG Jian-hong1*，ZHANG Xiang-yun1*
（1.Institute of Cotton，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Cotton in Huanghuaihai Semiarid Area，Ministry of Agriculture，Shijiazhuang 050051，China；2.Hebei Academy of Governance，Shijiazhuang 050031，China）

In order to make hybrid cotton variety selection more efficiently，the study use the data from hybrid cotton variety regional test in Hebei Province in ten years of 2006-2015.Thirty eight spring hybrid cotton varieties passed the verification were selected to analysis main yield components affected the lint yield and by correlation analysis and stepwise multiple linear regressions analysis methods.The correlation results showed that the lint yield of cotton presented highly significant positive correlation with boll weight，and no significant positive correlation with boll number and lint percentage，and little correlation with seed index.The results of stepwise multiple linear regressions and partial correlative analysis indicated that all the yield components have certain significance to the lint yield.The boll weight had the biggest contribution to the lint yield，the lint percentage and boll number were the second，and the seed index was the smallest.We should pay attention to improve boll weight and attach great importance to coordinate the interaction between boll weight，the lint percentage and boll number to improve the lint yield.

Hybrid cotton；Yield components；Variety regional test；Correlation analysis；Stepwise regressions analysis

S562

A

1008-1631（2016）05-0069-04

2016-03-28

河北省财政重大专项（F16C2016019636）；河北省科技计划项目（16226303D）

唐丽媛（1986-），女，河北卢龙人，助理研究员，硕士，主要从事棉花遗传育种研究。E-mail：liyuaner05@163.com。

张香云（1956-），女，河北行唐人，研究员，主要从事棉花育种及新品种示范推广工作。E-mail：jimianzhang@qq.com。

张建宏（1981-），男，河北唐海人，副研究员，硕士，主要从事棉花遗传育种研究。E-mail：mhszjh@163.com。