早熟棉品种的灰色关联分析

韩永亮等

摘要 [目的] 明确各种性状对早熟棉花产量的影响， 找出高产育种的有效方法。[方法]采用灰色关联度分析法，对来源不同的18个早熟棉花品种（系）进行了分析，并探讨了灰色关联度分析在早熟棉种质资源综合评价中的应用。[结果]依据各品种的灰色关联序所进行的综合评价与品种的实际表现是基本一致的。[结论]灰色关联度分析方法可以明确资源筛选中的育种目标与方向，为早熟棉种质资源研究提供了参考。

关键词：灰色关联；早熟棉；农艺性状；产量

中图分类号：S562 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）08-037-02

棉花是我国重要的经济作物之一，是纺织工业的重要原料[1]。棉花产量是由多种因素共同作用的结果，分析各种因素之间的关系，对有效地筛选、评价棉花种质资源，对棉花新品种选育均有重要意义。灰色关联分析方法是邓聚龙教授1982年开发的重要的统计方法，近年来在农业研究中已有应用，但很少用于早熟棉花种质资源的研究。为此，笔者使用灰色关联分析方法，一方面对早熟棉花产量和主要产量性状进行分析[2]，以明确各种性状对早熟棉花产量的影响，另一方面对早熟棉品种进行综合评价，试图找出高产育种的有效方法，为早熟棉花育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料 18个育成早熟棉品种（系）为BC6507、山农SF10、中425、赣早1号、赣早2号、BC6305、邯232、中农K30、邯359、辽4493、辽14569、陕1302、夏早4号、运早N339、百棉19、运早N455、石早2号和中50。

1.2 试验设计 试验于2014年在河北省邯郸市农业科学院试验场进行，采取随机区组设计，参试品种18 个，3次重复，行长 9.0 m，平均行距 0.6 m， 3 行区，小区面积 16.2 m2，四周设保护区[2]。理论密度8.25万株/hm2。5月26日直播，前茬为试验地冬闲地，土质为沙质壤土，肥力中等，地力均匀，水利条件好，田间管理一致。

1.3 调查方法 调查各棉花品种（系）的主要农艺性状，包括单株果枝数、株高、单株铃数、节位、单铃重、衣分、病情指数、病株率、霜前花率、生育期、籽棉总产量和皮棉总产量，其中株高、单株果枝数、节位、单株结铃数为中期调查结果，病情指数和病株率在棉花发病高峰调查。进入收获期后，每个小区随机选取50铃进行考种，记载衣分、单铃重。

1.4 分析方法 根据灰色系统理论[3]，是根据各个因素曲线几何的形状相似程度来判断关联度，其关联度愈大，说明因素间变化态势愈接近，相互关系愈密切，因此将18个品种的10个农艺性状看作1个系统，每个性状为系统的1个因素，对产量的相关因素进行灰色关联分析。以籽棉总产、皮棉总产量为母序列，分别编号为Y1和Y2，其他性状为子序列，分别编号为X1，X2，X3，…，X10[4]。在10个性状中，病情指数、病株率、霜前花率为百分率，而且大多不在30%～70%之内，因此在进入统计分析时进行平方根反正弦转换，使其接近正态分布（表1）。由于各性状因素量纲不统一[5]，需将原始数据标准化，计算各农艺性状与产量的关联系数。根据因素数列的几何性状相似度判断因素间关联度大小。曲线越接近，说明相应序列间关系密切；反之，互相关系越疏远。

早熟棉花种质资源筛选的灰色关联度分析方法：以每个供试品种的实际密度、衣分、全生育期、株高、单株果枝数、单株结铃数、单铃重、转化后的病株率、黄萎病指等各项指标构成的数列作为比较数列，以构建的“理想品种”为参考数列，评价资源材料与理想品种之间的关联度。采用DPS 2000 数据处理系统[6]和Excel 2007 对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 早熟棉产量与产量性状的关联度分析 数据采用标准化[7]，分辨系数取0.5，分别以皮棉产量、籽棉产量为参考数列y0，单株结铃数等产量构成因素为比较数列y1（由于种植密度并非遗传性状，并未参与灰色关联度的计算），计算出的关联度见表2。结果表明，籽棉产量与主要农艺性状的关联顺序为：株高>单株结铃数 >节位>生育期>衣分>单铃重>单株果枝数>霜前花率>病株率>病情指数；皮棉产量与主要农艺性状的关联顺序为：单株结铃数>株高>节位>生育期>衣分>单铃重>单株果枝数>霜前花率>病株率>病情指数；单株结铃数在皮棉产量中关联度的最大（0.775 6），其次为株高和节位；而株高在籽棉产量中的关联度最大（0.760 2），株高居第2位，节位为第3位；单株结铃数、节位、株高与产量的关联度较高，说明该3 个性状对产量的影响较大。因此，在早熟棉新品种选育中，在兼顾其他性状的同时，应着重考虑该3 个性状，提高选种效率。

2.2 早熟棉品种资源评价 以构造出一个理想品种作为参名数列。“理想品种”可以取比参试品种各性状之上限值略大的数值，或可根据育种目标而定。在该试验中根据各个性状在早熟棉育种目标的相对重要性，理想品种各性状值：株高、节位取均值，病株率、病指、生育期取最小值，皮棉产量、籽棉产量、单株结铃数取最大值的1.2倍，单株果枝数和单铃重为均值的1.2倍。种植密度选取理论密度8.25万株/hm2，数据采用标准化[7]，分辨系数取0.5，经DPS软件[6]分析，结果见表3。与理想品种接近的是BC6305、邯232、辽14569、邯359、中425、赣早2号、山农SF10、运早N455和辽4493，与理想品种差距较大的是陕1302、中农K30、石早2号、百棉19、赣早1号、中50、夏早4号、BC6507和运早N339。

3 讨论

早熟棉育种过程中，人们常面临多个不同性状之间的选择，总是试图找出哪些是主要的，哪些是次要的，通常利用传统的统计方法如相关分析和多元回归[8-9]，虽然这些方法是有效的，但需要大量的原始数据，而且需要的数据有一定的统计规律[10-11]，早熟棉生长过程中，由外部环境和一些未知的因素，如干扰抽样调查误差的影响[12-13]，使一些统计结果很难令人满意。因此，寻找一种实用的数学工具用于早熟棉花育种，使之与传统的统计学方法相结合，具有积极的现实意义。该研究中通过灰色关联分析方法以品种产量为参考序列，各产量性状为比较序列，通过简单的操作来找到性状与产量关联度的序列，可以更准确地反映各性状与产量的关系。在选育高产早熟棉品种时，应尽量选择结铃性强、株高稍高的品种。株高和节位适当高些有利于协调库源关系[14]，增加干物质积累，提高产量。同时考虑对棉花衣分、铃重和生育期等的选择[15]。早熟棉育种中不仅要考虑各性状对产量的作用，还要注意各性状的协调一致，才能取得较高的产量。

对于资源材料的综合评价，引入“理想品种”经过灰色关联分析，可在一定程度上确定品种相对于“理想品种”的亲缘关系远近，为组配杂交组合选育优良品种提供了理论参考。对于中低世代材料的选择是在一定的限制条件下进行的，运用灰色关联度分析可以提高选择的效率和准确度，可将田间表现与室内考种得到的数据资料相互结合起来，使育种材料的决选更加精确可靠。在该试验中，由于2014年邯郸市降雨分布均匀气温高、光照好，棉花生育期比常年早5～7 d，有利于棉花长，而在供试的18个品种（系）田间表现中，邯232、邯359、中425比较突出，灰色关联分析结果与之基本一致。该试验中仅用农艺性状进行分析，并未结合品质性状，对品质性状还需进一步研究。

参考文献

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