全 文 ：第 29 卷 第 2 期 作　物　学　报 V ol. 29, N o. 2
2003 年 3 月　 208～ 215 页 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA pp. 208～ 215　M ar. , 2003
建国以来我国长江流域棉区棉花品种的遗传改良
　É . 产量及产量组分性状的改良α
张德贵1　孔繁玲2　张群远2　刘文欣2　杨付新3　许乃银4　廖　琴5　邹　奎5
(1中国农业科学院作物育种栽培研究所, 北京 100081; 2 中国农业大学作物学院, 北京 100094; 3中国农业科学院棉花研究所, 河南安阳
455112; 4江苏省农业科学院经济作物研究所, 江苏南京 210014; 5 全国农业技术推广服务中心, 北京 100086)
摘　要　本文是我国长江流域棉区棉花品种遗传改良研究的系列报道之一, 目的在于探讨建国以来我国长江棉区棉花
品种在产量和产量组分性状 (株铃数、铃重和衣分)上遗传改良的成效。对不同历史时期 11 个代表性品种两年 7 点的试
验资料和 30 多年区域试验历史资料的研究表明, 建国以来, 我国长江棉区棉花品种的产量性状改良成效显著, 品种的
产量以每年 5. 73～ 8. 16 kgöhm 2 的速度增长, 平均约为 6. 50 kgöhm 2·年。品种的狭义遗传改良贡献率约为 36. 9%
(4. 2%～ 52. 1% ) , 广义遗传改良贡献率约为 62. 0%。目前品种的增产效应中, 45. 0% 归因于基因型的改良, 20. 4% 归
因于基因型和环境的互作。建国以来各时期代表品种的增产途径大致可分为以基因型效应为主、以基因型环境互作效
应为主、和兼有基因型效应和基因型环境互作效应三种类型。近期育成的品种与早期品种相比, 皮棉产量提高 24. 3%
(254. 8 kgöhm 2) , 株铃数提高 3. 49 个ö株, 衣分提高 2. 80% , 铃重变化不明显。现代品种产量的提高主要是通过株铃
数和衣分的提高来实现的 ; 在不同时期, 铃数、铃重、衣分对产量的贡献不同。这种变化反映出该棉区育种策略和选
择重点的变化。大铃和高衣分品种的筛选是目前该棉区产量育种的有效途径。最后, 本文对长江棉区棉花育种的有关
策略作了简要讨论。
关键词　棉花; 长江流域; 遗传改良
中图分类号: S562　　　文献标识码: A
Genetic Improvemen t of Cotton Var ieties in the Yangtse Va lley in Ch ina since
1950sÉ . Im provem en t on Y ield and Y ield Com ponen ts
ZHAN G D e2Gui1　KON G Fan2L ing23 　ZHAN G Q un2Yuan2　L IU W en2X in2　YAN G Fu2X in3
XU N ai2Yin4　L IAO Q in5　ZOU Kui5
(1 Institu te of C rop , CA A S , B eij ing 100081, China; 2 College of C rop S cience, China A g ricultural U niversity , B eij ing 100094, China; 3 Cotton
R esearch Institu te, CA A S , A ny ang 455112, China; 4 Institu te of E conom ic C rops, J iangsu A cad em y of A g ricultural S cience, N anj ing 210014,
China; 5N ational E x tension and S erv ice Center of A g ricultural T echnology , B eij ing 100086, China)
Abstract　T h is paper is one of a series of repo rts on the genetic imp rovem en t of co tton varieties in the Yangtse
valley in Ch ina since 1950s, the purpose of w h ich is to study the genetic imp rovem en ts on yield and yield
componen ts (bo lls per p lan t, bo ll size and lin t percen tage). Experim en tal data of 11 rep resen tative varieties at 7
locations in two years and h isto rical data of regional co tton trials in the Yangtse valley in the last 30 yearsw ere
analyzed. T he results indicated that the effect of genetic imp rovem en t of co tton varieties in the Yangtse valley
w as sign ifican t, the average increase of the lin t yield in the last 50 years is 6. 50 kgöhm 2 per year; the narrow 2
sense con tributive ratio of genetic imp rovem en t is 36. 9% (4. 2%～ 52. 1% ) ; the broad2sense con tributive ratio
of genetic imp rovem en t is 62. 0%. 45. 0% and 20. 4% of the increase of the curren t varieties w ere due toα 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (30070433)。
作者简介: 张德贵, 男, 中国农业大学作物遗传育种学硕士, 现工作于中国农业科学院作物所 (Tel: 68918740)。
通讯作者: 孔繁玲, 女, 教授, 博士生导师 (Tel: 62893397)
Received on (收稿日期) : 2001209226, A ccep ted on (接受日期) : 2002207216

geno type and geno type2environm en tal in teraction respectively. Compared to o ld varieties, lin t yield of the
curren t varieties increased by 24. 3% , num ber of bo lls by 3. 49 per p lan t, lin t percen tage by 2. 80% and bo ll
size changed non2sign ifican tly. T he yield increase of the curren t varieties w as m ain ly caused by the
imp rovem en ts of num ber of bo lls per p lan t and lin t percen tage. T he relative effects num ber of bo lls per p lan t
and bo ll size and lin t percen tage on lin t yield varied at differen t stages, w h ich reflected the change of breeding
strategy and selection emphasis. Selection fo r big bo lls and h igh lin t percen tage would be a valid strategy fo r
co tton lin t yield breeding in the Yangtse valley .
Key words　Cotton; T he Yangtse valley; Genetic imp rovem en t
　　在农业部有关部门和国家自然科学基金的资助
下, 中国农业大学和中国农业科学院棉花研究所等
五个单位曾深入研究了我国黄淮棉区自建国以来的
品种改良及演变情况。在河北、河南、山东、山西
和北京等省市广泛布点安排试验, 并搜集整理研究
了建国以来该棉区历年的棉花区域试验资料。通过
对历史上代表性品种的横向比较和对区试资料的纵
向研究, 在产量、品质、抗性和熟期乃至品种适应
性、稳定性等诸多方面定量地分析了该棉区棉花品
种遗传改良的成效与不足, 并对该棉区今后棉花育
种的有关问题进行了探讨[ 1～ 3 ]。
长江棉区是我国三大主产棉区之一, 其重要性
不亚于黄淮棉区。为了全面总结认识该棉区棉花育
种的经验与不足, 中国农业大学和中国农科院棉花
所会同四川、湖南、湖北、江苏和浙江等省有关单
位, 在农业部资助下, 继黄淮棉区的研究之后, 从
1999 年始, 开展了我国长江棉区棉花品种的改良
及演变研究。同样是利用代表性品种的横向比较与
多年历史区试资料的纵向研究, 分析该区棉花遗传
改良的成就与不足。本论文就是该研究中关于产量
及产量组分性状分析的阶段性总结, 其余有关品
质、抗性、早熟性、稳定性和综合特性的分析将陆
续报道。
1　材料和方法
1. 1　不同历史时期代表品种比较试验
选择不同历史时期在长江流域棉区曾占据主导
地位的代表品种 11 个 (详见表 1) , 由中国农业科学
院棉花研究所种质库提供各品种原种种子, 1999
年在河南安阳繁种, 2000、2001 连续两年在长江流
域的四川射洪、湖南常德、湖北荆州和武昌、浙江
慈溪、江苏南通和泗阳共 7 个试点进行比较试验
(随机完全区组设计, 3 重复, 3 行区, 小区面积 20
m
2)。由于早期品种一般不抗枯、黄萎病, 本研究特
选用无病地或病轻地进行试验, 使抗病和非抗病品
种均能够充分表达自身特点, 有利于品种特性的客
观评价。试验考查性状包括生育性状 (出苗期、开
花期、吐絮期、生育期)、植株性状 (株高、果枝
数)、产量性状 (收获株数、铃重、单株结铃数、子
棉产量、皮棉产量、霜前皮棉产量、霜前花率、僵
瓣率、衣分、子指、衣指、不孕籽率) 和品质性状
(2. 5% 跨长、长度整齐度、比强度、伸长率、马克
表 1　　长江棉区不同历史时期 11 个代表品种
Table 1　　Eleven representative cotton var ieties in the Yangtse reg ion
品种
V ariety
育成年份
Release year
选育单位
B reeding institution
来源
Genetic source
苏棉 12 Sum ian No. 12 1995 江苏省太仓棉花原种场 (8004×冀合 328) F1×9101
泗棉 3 号 Sim ian No. 3 1989 江苏泗阳棉花原种场 岱盐抗 76275×泗 791
盐棉 48 Yanm ian No. 48 1982 江苏沿海地区农科所 植保 8621×鲁棉 1 号
湘棉 10 号 Xiangm ian No. 10 1981 湖南省棉花所与澧县农科所 (岱红岱×陕棉 4 号)×岱红岱
泗棉 2 号 Sim ian No. 2 1980 江苏省泗阳棉花原种场 泗阳 437×墨西哥 910
鄂荆 1 号 E jing No. 1 1979 湖北荆州地区农科所 锦棉 2 号×荆棉 4 号×安通 SP221
植保 8621 Zhibao 8621 1975 中国农科院植保所 陕棉 5 号系选
川 73227 Chuan 73227 1973 四川省棉花枯萎病协作所 陕棉 4 号系选
岱红岱 Daihongdai 1973 湖南省棉花试验站 (岱字棉 15 号×一树红)×岱字棉 15 号
鄂棉 6 号 Em ian No. 6 1966 湖北农科所 岱字棉 15 系选
岱字棉 15 号 Daizim ian No. 15 1950 美国滩松种子公司 岱字棉 14 系选
9022 期　　　　　张德贵等: 建国以来我国长江流域棉区棉花品种的遗传改良　É . 产量及产量组分性状的改良　　　　　　

隆值)。试验管理和性状观测记载均按国家棉花区
域试验标准进行。
1. 2　历史区试资料
本研究还利用了 1956～ 2000 年 (缺 1966～
1978 年) 长江流域棉花区域试验的产量、品质、抗
病性等性状的历史资料 (由中国农业科学院棉花研
究所和江苏省农业科学院经济作物研究所提供)。
根据不同历史时期品种区试所用对照品种的不同,
将该资料划分为 4 个时期: 岱字棉 15 号时期É
( 1956～ 1965)、岱字棉 15 号时期Ê (1979～ 1883)、
泗棉 2 号时期 ( 1984～ 1993) 和泗棉 3 号时期
(1994～ 2000)。为了使同一时期内不同年份的试验
资料有可比性, 用以下公式对各品种在各试点的数
据进行矫正:
yδij k = CK iCK ij × y ijk
y ijk 表示第 k 个品种在第 j 年第 i 个试点的产量;
CK ij表示对照品种在第 j 年第 i 个试点的产量; CK i
指对照品种在第 i 个试点的所有参试年份的平均产
量; yδijk指第 k 个品种在第 j 年第 i 个试点经对照矫
正后的产量。
为了便于论述, 以后文中称 1. 1 的资料为试验
资料, 1. 2 的资料为历史资料。
品 种 遗 传 改 良 贡 献 率 采 用 回 归 分 析 和
Simmonds 的效应剖分法[ 4 ]进行估计。
2　结果与分析
2000 年长江棉区气候情况是, 前期温度偏高,
热量充足, 伏旱明显, 有利于棉花的生长发育, 中
后期降水偏多, 烂铃与蕾铃脱落较严重。2001 年气
候条件和总体产量水平与 2000 年相近。从总体看,
两年气候条件对长江棉区的气候特点是有代表性的
年份。
首先分析品种比较精确度 (V CP) [ 5, 6 ], 从两年
多点试验的总体看, 皮棉产量的V CP 为 10. 9% ,
株铃数、铃重和衣分分别为 5. 0%、3. 4% 和2. 7% ;
从单年多点的两年情况看, 皮棉产量V CP 分别为
11. 7% 和11. 4% , 株铃数的两年均为12. 2% , 铃重
的分别为4. 6% 和 4. 0% , 衣分的平均为4. 1%。由
此可见, 本研究两年试验总体可鉴别出比对照增减
11. 0% 的差异, 单年试验可鉴别出比对照增减 12%
的差异。
在此基础上, 对该棉区育成品种产量及产量组
分性状的遗传改良、遗传改良对产量提高的贡献
率, 以及产量与产量组分性状间关系的演变进展进
行分析与探讨, 得到如下结果。
2. 1　产量及产量组分性状的遗传改良
两年试验资料的联合方差分析表明, 各品种皮
棉产量、霜前皮棉产量和产量组分性状 (株铃数、
铃重和衣分) 的均方值都达到显著或极显著水平,
说明不同时期育成品种在这些性状上确实存在真实
差异。试验资料中各品种皮棉产量及产量组分性状
的平均数和最小显著差数L SD 0. 05列于表 2。历史资
料中各时期产量及产量组分性状的均值和L SD 0. 05
列于表 3。
表 2　　代表性品种的皮棉产量及产量组分性状的平均数和最小显著差数 (试验资料)
Table 2　　M eans of l in t y ield and yield components of the representative var ieties and the corresponding LSD 0. 05 (exper iment data)
品种名称
V ariety
皮棉产量
L int yield
(kgöhm 2) 霜前皮棉产量F rostless lintyield (kgöhm 2) 株铃数Bolls perp lant 铃重Boll size(g) 衣分L int percentage(% )
苏棉 12 号 Sum ian No. 12 1395. 1 1123. 0 22. 15 5. 70 41. 31
泗棉 3 号 Sim ian No. 3 1212. 4 1022. 8 21. 28 5. 23 39. 31
盐棉 48 Yanm ian No. 8 1132. 2 955. 6 20. 77 5. 54 37. 29
湘棉 10 号 Xiangm ian No. 10 1318. 6 1086. 5 20. 47 5. 55 41. 84
泗棉 2 号 Sim ian No. 2 1133. 0 873. 2 20. 24 5. 15 40. 31
鄂荆 1 号 E jing No. 1 1343. 9 1059. 4 19. 89 6. 50 39. 91
植保 861 Zhibao 8621 826. 5 710. 9 15. 22 5. 80 34. 12
川 73227 Chuan 73227 1241. 0 1012. 2 20. 80 5. 42 40. 55
岱红岱 Daihongdai 893. 4 652. 0 17. 48 5. 78 35. 22
鄂棉 6 号 Em ian No. 6 1161. 5 937. 7 19. 32 5. 92 37. 48
岱字棉 15 号 Daizim ian No. 15 1122. 5 853. 3 18. 32 5. 83 40. 12
L SD 0. 05 126. 9 117. 8 0. 99 0. 19 1. 05
012　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　29 卷

2. 1. 1　皮棉产量的遗传改良　　由表 2 的前两列
可见, 随着新旧品种的更替, 品种的产量潜力不断
提高, 近期育成的品种苏棉 12 皮棉产量达 1395. 1
kgöhm 2, 比岱字棉 15 号高 272. 6 kgöhm 2, 提高了
24. 3% , 霜前皮棉产量比岱字棉 15 号高 269. 7 kgö
hm 2, 提高了 31. 6%。若以植保 8621、川 73227、岱
红岱、鄂棉 6 号和岱字棉 15 号代表早期品种, 以盐
棉 48、湘棉 10 号、泗棉 2 号和鄂荆 1 号代表中期
品种, 以苏棉 12 和泗棉 3 号代表近期品种, 则早期
品种的平均皮棉和霜前皮棉产量分别为 1049. 0
kgöhm 2 和 833. 2 kgöhm 2, 中期品种分别为 1231. 9
kgöhm 2 和 993. 7 kgöhm 2; 近期品种相应的产量分
别为 1303. 8 kgöhm 2 和 1072. 9 kgöhm 2; 近期品种
比早期品种单产提高了24. 3% (254. 8 kgöhm 2) , 霜
前皮棉产量提高了 28. 8% (239. 7 kgöhm 2)。
另外, 由表 3 也可看出, 不同历史时期区域试
验中供试品种的平均皮棉产量呈与期俱进的趋势,
泗棉 3 号时期的平均皮棉产量 (1304. 7 kgöhm 2) 比
岱字棉 15 号时期É (965. 1 kgöhm 2) 提高了 35. 1%
(339. 0 kgöhm 2)。
表 3　　不同时期区试参试品种的产量及组分
性状的均值 (历史资料)
Table 3　　M eans of y ield and yield components of var ieties
involved in regional tr ia ls in different
per iods (histor ica l data)
时期
Period
皮棉产量
L in t yield
(kgöhm 2) 株铃数Bo lls perp lan t 铃重Bo ll size(g) 衣分 L in tpercen2tage (% )
岱字棉 15 号时期É (1956～ 1965)
Period D aizim ain No. 15 ( I) 965. 7 12. 45 4. 92 37. 02
岱字棉 15 号时期Ê (1979～ 1983)
Period D aizim ian No. 15 ( II) 960. 6 13. 75 4. 93 38. 72
泗棉 2 号时期 (1984～ 1993)
Period Sim ian No. 2
1183. 7 17. 26 5. 21 39. 24
泗棉 3 号时期 (1994～ 2000)
Period Sim ian No. 3
1304. 7 18. 96 5. 42 41. 93
　　由于不同历史时期采用不同的对照品种, 会使
表 3 中不同历史时期产量均值的比较在一定程度上
受到基因型与年份互作的影响; 且近期育成品种对
环境的适应性平均说来要优于早期品种[ 3 ] , 所以表
3 所得皮棉产量的提高量 (35. 1% ) 可能是一个偏高
的估计量。而由表 2 所得的皮棉产量的提高量
(24. 3% )则应该是较为客观实际的产量进步估计
值。当然, 如果能增加供试代表性品种的数量并适
当延长试验年份数, 则该估计值会更趋准确。
2. 1. 2　产量组分性状的遗传改良　　由表 2 的后
三列可以看出: 不同时期品种株铃数和衣分呈较明
显的增加趋势, 铃重变化不显著。近期的两个品种
比早期的五个品种每株多成铃 3. 49 个 (由 18. 23 个ö株提高到 21. 72 个ö株) , 衣分提高了 2. 80 个百分
点 (由 37. 50% 提高到 40. 30% )。
由表 2 还可看出, 品种产量水平的提高是以产
量组分的综合改良为基础的, 近期育成的品种苏棉
12 株铃数最多, 衣分次高, 铃重中等; 中期品种鄂
荆 1 号铃重最高 (6. 50g) , 株铃数较高, 衣分中等,
该二品种的三组分搭配均较好, 所以产量最高, 与
其它高产品种相比, 鄂荆 1 号主要是以大铃取胜
的。岱字棉 15 号衣分较高, 铃重中等, 但株铃数较
少; 盐棉 48 的株铃数较高, 铃重中等, 但衣分较
低, 所以产量不高。植保 8621 和岱红岱的铃重中
等, 衣分和株铃数都很低, 所以产量很低。
由表 3 的后 3 列可明显的看出, 历史区试中参
试品种的 3 个产量组分性状随育成时期明显进步。
同样, 表 3 的产量组分性状值也受到不同历史时期
气候条件和栽培措施的影响, 因而只能看作这些性
状变化的偏高估计。需要指出的是, 试验资料中铃
重变化不明显, 而历史资料中铃重有上升的趋势。
这说明区试中一些大铃的材料在生产上未得到充分
利用。
2. 2　遗传改良对产量提高的贡献率
根据农业统计年鉴资料, 把 1956～ 2000 年全
国皮棉平均单产对年份作直线回归, 回归系数为
17. 59 kgöhm 2·年, 表明我国皮棉单产在此期间平
均以每年每公顷 17. 59 kg 的速度增长。这一速率
包括了使产量提高的全部技术和环境因素。对于其
中品种遗传改良的年增产效应可从以下两种途径得
到估计: 第一, 利用试验资料中各品种的平均皮棉
单产对育成年份作直线回归, 得回归系数为 5. 73
kgöhm 2·年; 第二, 利用历史资料, 以矫正后的每
品种多试点的平均单产对年份作直线回归, 得回归
系数为 8. 16 kgöhm 2·年。若视此两种回归系数为
品种遗传改良引起的皮棉产量增长速率, 则在皮棉
产量增长的总速率中, 品种遗传改良所占的比例分
别为 5. 73ö17. 59 = 32. 58 (% ) 和 8. 16ö17. 59 =
46. 39 (% )。应该说明的是, 以历史资料估计的
46. 39% 的品种贡献中可能混有使用不同对照品种
的年份间环境条件的差异。而以试验资料所得
32. 58% 的品种贡献中却较少混有品种与气候条件
的互作, 本研究利用了两年多点试验资料, 通过年
1122 期　　　　　张德贵等: 建国以来我国长江流域棉区棉花品种的遗传改良　É . 产量及产量组分性状的改良　　　　　　

份间的重复试验使该互作得到控制。因此可初步推
断, 如上 5. 73 kgöhm 2·年的估值可能接近真实。
进而言之, 由于本文所引用的农业统计年鉴资料为
全国平均 (缺乏分棉区的统计资料) , 用全国平均来
估计长江棉区品种皮棉单产遗传改良贡献率也可能
会使如上 32. 58% 的估计值有所偏颇, 为此, 进一
步采用效应剖分法估算品种的遗传改良贡献率。
　　采用 Simmonds 的效应剖分法[ 4 ] , 对试验资料
中各品种皮棉产量的基因型效应 (G)、环境效应
(E)和基因型与环境互作效应 (GE) 作剖分。两年均
以早期品种植保 8621 为基础品种 G1, 2000 年以低
产环境武昌为基础环境 E1, 以高产环境射洪为 E2,
2001 年以低产环境武昌为基础环境 E1, 以高产环
境常德为 E2。即两年均以早期品种植保 8621 在 E1
中的产量为 a, 在 E2 中的产量为 b, 以各品种在 E1
和 E2 的产量为 c 和 d, 分别计算 2001 年和 2002 年
各品种的 G、E 和 GE 效应以及各自在产量总效应
中的贡献率, 两年结果平均列于表 4。
表 4　　皮棉产量的基因型、环境和基因型与环境互作效应及其相对贡献率 (试验资料)
Table 4　　Effects and relative contr ibutions of genotype (G) , environment (E) and GE interaction of l in t y ield (exper iment data)
品种
V ariety
育成年份
Release year
基因型效应 G
Genotype effect (% )
环境效应 E
Environm ent effect (% )
互作效应 GE
Interaction effect (% )
苏棉 12 号 Sum ian No. 12 1995 440. 0 (41. 4) 309. 9 (29. 3) 311. 0 (29. 3)
泗棉 3 号 Sim ian No. 3 1989 374. 2 (48. 6) 309. 9 (39. 9) 89. 3 (11. 5)
　近期平均　A verage of the later period 407. 1 (45. 0) 309. 9 (34. 6) 200. 1 (20. 4)
盐棉 48 Yanm ian No. 8 1982 241. 7 (32. 8) 309. 9 (42. 6) 184. 3 (24. 6)
湘棉 10 号 Xiangm ian No. 10 1981 337. 5 (31. 7) 309. 9 (29. 0) 418. 5 (39. 3)
泗棉 2 号 Sim ian No. 2 1980 335. 0 (43. 2) 309. 9 (40. 1) 131. 8 (16. 7)
鄂荆 1 号 E jing No. 1 1979 572. 5 (52. 1) 309. 9 (28. 6) 209. 3 (19. 3)
　中期平均　A verage of the m iddle period 371. 7 (39. 9) 309. 9 (35. 1) 236. 0 (25. 0)
川 73227 Chuan 73227 1973 372. 5 (43. 5) 309. 9 (35. 3) 186. 9 (21. 2)
鄂棉 6 号 Em ian No. 6 1973 42. 5 (4. 2) 309. 9 (51. 5) 315. 1 (44. 3)
岱红岱 Daihongdai 1966 322. 5 (40. 5) 309. 9 (37. 7) 181. 0 (21. 8)
岱字棉 15 号 Daizim ian No. 15 1950 277. 5 (34. 1) 309. 9 (37. 8) 229. 3 (28. 1)
植保 8621 Zhibao 8621 1975 - - -
　早期平均　A verage of the earlier period 331. 6 (37. 2) 309. 9 (37. 2) 225. 7 (25. 6)
　全期平均　A verage of the w hole period 301. 5 (36. 9) 309. 9 (38. 0) 205. 1 (25. 1)
　　由表 4 可看出如下几点: (1) 从全期的平均效
应看, 基因型改良所起的作用占总效应的 36. 9% ,
该估值介于前面两估值之间, 由以上两估值的各分
析要点可知该估值可能是建国以来我国长江棉区棉
花品种遗传改良贡献率的合理估计值; (2) 若以
17. 59 kgöhm 2·年为建国以来棉花增产速率总量,
则由 17. 59×36. 9% = 6. 49 kgöhm 2·年可较好的
估计建国以来长江棉区由品种遗传改良引起的棉花
单产年增长率, 略低于美国棉花产量的年遗传改良
速度 (7. 0～ 10. 4 kgöhm 2) [ 7, 8 ]; (3) 品种遗传改良
贡献率在时间上的变化, 中期品种的基因型效应贡
献率高于早期品种, 近期品种的基因型效应贡献率
又高于中期品种, 说明近期品种的基因型效应得到
了明显的提高; 但互作效应贡献率却随时期的递进
呈下降趋势; (4) 基因型与环境互作效应的贡献率
为 25. 1% , 环境效应贡献率为 38% ; (5) 各品种的
皮棉增产总量 (Y= d- a= G+ E+ GE) 中, G、E 和
GE 所占的比重不同, 即各品种的增产途径不同。
如泗棉 3 号主要以基因型效应 (48. 6% ) 为主, 鄂棉
6 号以基因型环境互作 (44. 3% ) 为主, 基因型效应
贡献率仅为 4. 2% , 而湘棉 10 号的基因型效应
(31. 7% )和互作效应 (39. 3% ) 同等重要; (6) 如果
把基因型效应对总效应的比例称为狭义遗传改良贡
献率, 把基因型效应与基因型环境互作效应之和对
总效应的比例称为广义遗传改良贡献率, 则从如上
分析可以得出如下结果: 建国以来我国长江棉区棉
花品种遗传改良对于该区棉花皮棉产量增产总量的
狭义遗传改良贡献率平均约为36. 9% , 变幅在
4. 2%～ 52. 1% 间; 广义遗传改良贡献率平均约为
62. 0% , 变幅在48. 5%～ 71. 4% 之间。
2. 3　产量及其产量组分性状间关系的变化
分别计算历史资料中各个时期和全期以及试验
资料中产量组分性状与皮棉产量的简单相关系数,
并对其进行剖分, 求得通径系数, 结果列于表 5。
212　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　29 卷

分别计算产量组分性状间的简单相关系数和偏相关
系数, 结果列于表 6。
2. 3. 1　皮棉产量及产量组分性状间关系的变化　
　从表 5 中历史区试资料全期的平均来看, 三个产
量组分性状与皮棉产量存在极显著的正相关。这说
明总体上, 三组分性状对皮棉产量来说, 都是至关
重要的, 这与周有耀[ 9 ]和孔繁玲[ 1 ]等报道一致。但
从通径分析可看出, 株铃数对于皮棉产量的相对贡
献最大, 直接通径系数达 0. 6428; 铃重的相对贡献
次之, 直接通径系数为 0. 3152; 衣分的相对贡献较
小, 直接通径系数仅为 0. 1447。表 5 中试验资料的
计算结果则表明, 株铃数对皮棉产量的贡献最大,
其直接通径系数为 0. 6298; 衣分的相对贡献次之,
直接通径系数为 0. 4594; 铃重的相对贡献小于衣
分, 直接通径系数为 0. 3370。这一结果 (衣分的贡
献大于铃重)不同于历史资料的结果 (铃重的贡献大
于衣分) , 这是由于二者所用的品种群体不同 (前者
来自历年主栽品种群体, 后者来自历年参试品种群
体) , 同时也反映出在历年区试的参试品种中不乏
铃重较大 (或其它性状优良) 的材料, 但真正能把各
产量组分性状的最佳水平综合在一个品种中并经得
起长期生产实践检验的优良品种却为数不多。
表 5　　产量组分性状对皮棉产量的通径分析
Table 5　　Path analysis of y ield components to l in t y ield
时期
Period
性状
T rait
通径系数　Path coefficient
株铃数
Bolls per p lant
铃重
Boll size
衣分
L int percentage
与皮棉产量
相关系数
r to lint yield
岱字棉 15 号时期É (1956～ 1965) 株铃数　Bolls per p lant 0. 77663 3 - 0. 3197 0. 4270 0. 63923 3
Period Daizim ain No. 15 (É ) 铃重　Boll size - 0. 2489 0. 60453 3 - 0. 0016 0. 28423 3
衣分　L int percentage 0. 1115 - 0. 0005 0. 20273 3 0. 62813 3
岱字棉 15 号时期Ê (1979～ 1983) 株铃数　Bolls per p lant 0. 80973 3 0. 3006 - 0. 2614 0. 88443 3
Period Daizim ian No. 15 (Ê ) 铃重　Boll size 0. 1136 0. 30613 3 - 0. 0354 0. 59283 3
衣分　L int percentage - 0. 0389 - 0. 0139 0. 1205 - 0. 1762
泗棉 2 号时期 (1984～ 1993) 株铃数　Bolls per p lant 0. 90473 3 - 0. 5992 0. 2283 0. 55353 3
Period Sim ian No. 2 铃重　Boll size - 0. 4049 0. 61143 3 - 0. 1494 - 0. 0399
衣分　L int percentage 0. 0538 - 0. 0521 0. 21313 0. 29203 3
泗棉 3 号时期 (1994～ 2000) 株铃数　Bolls per p lant 0. 2401 - 0. 0755 0. 0328 0. 1412
Period Sim ian No. 3 铃重　Boll size - 0. 1492 0. 47463 3 - 0. 1187 0. 30673
衣分　L int percentage 0. 0504 - 0. 0924 0. 36943 3 0. 28353
全期平均 (历史资料) 株铃数　Bolls per p lant 0. 64283 3 0. 1321 0. 4457 0. 80803 3
A verage of the w hole period 铃重　Boll size 0. 0648 0. 31523 3 0. 0811 0. 48463 3
衣分　L int percentage 0. 1003 0. 0373 0. 14473 3 0. 67163 3
试验资料 株铃数　Bolls per p lant 0. 62983 3 - 0. 2070 0. 4768 0. 86693 3
Experim ental data 铃重　Boll size - 0. 1107 0. 33703 3 - 0. 0540 0. 0564
衣分　L int percentage 0. 3478 - 0. 0736 0. 45943 3 0. 88233 3
　　3 表示在 0. 05 水平上显著, 3 3 表示在 0. 01 水平上显著。　　3 significant at 0. 05 level, 3 3 significant at 0. 01 level.
　　表 5 中不同时期的通径系数反映的是不同历史
时期区试参试材料群体中各产量组分性状对皮棉产
量的相对重要性。在前三个时期, 株铃数对皮棉产
量的贡献最大, 铃重次之, 衣分最小; 而泗棉 3 号
时期以铃重的贡献最大, 衣分次之, 株铃数最小。
这可能说明自 20 世纪 90 年代以来育种家已把首要
重视株铃数的改良逐步转移到对于铃重和衣分的改
良上来, 而株铃数则保持在一个相对变异较小的基
础上。
2. 3. 2　产量组分性状间关系的变化　　从表 6 历
史资料全期平均的相关系数来看, 产量三组分性状
间均呈极显著的正相关, 说明自建国以来, 由于育
种家的选育, 该棉区棉花的 3 个产量组分性状在相
当程度上得到了协同改良。但从各个不同的历史时
期的相关系数看, 株铃数与铃重仍然呈极显著的负
相关 (岱字棉 15 号时期Ê 例外) , 铃重与衣分间的
简单相关系数也是负的 (尽管不显著)。这说明, 株
铃数和铃重、铃重和衣分仍然是相互制约、矛盾的
两对性状。在当前的育种中, 要注意协调单株结铃
数和铃重、铃重和衣分的关系, 找到三者最好的均
衡点, 从而提高皮棉产量。
3122 期　　　　　张德贵等: 建国以来我国长江流域棉区棉花品种的遗传改良　É . 产量及产量组分性状的改良　　　　　　

表 6　　产量组分性状间的简单相关系数 (上行)和偏相关系数 (下行)
Table 6　　Simple correlation coeff ic ien ts( lower) and partia l correlation coeff ic ien ts(upper) between yield components
时期
Period
株铃数与铃重
Bollsöp lant and
boll size
株铃数与衣分
Bollsöp lant and lint
percentage
铃重与衣分
Boll size and lint
percentage
岱字棉 15 号时期É (1956～ 1965) - 0. 41173 3 0. 54993 3 - 0. 00 27
Period Daizim ain No. 15 (É ) - 0. 49123 3 0. 60223 3 0. 29393 3
岱字棉 15 号时期Ê (1979～ 1983) 0. 37133 - 0. 3228 - 0. 1156
Period Daizim ian No. 15 (Ê ) 0. 3553 - 0. 3034 0. 0049
泗棉 2 号时期 (1984～ 1993) - 0. 66243 3 0. 2524 - 0. 2444
Period Sim ian No. 2 - 0. 64023 3 0. 1246 - 0. 1065
泗棉 3 号时期 (1994～ 2000) - 0. 31453 3 0. 1364 - 0. 2501
Period Sim ian No. 3 - 0. 2924 0. 0629 - 0. 2203
全期平均 0. 20553 3 0. 69343 3 0. 25743 3
A verage of the w hole period 0. 0389 0. 67743 3 0. 16303
试验资料 - 0. 3286 0. 75713 - 0. 1602
Experim ental data 0. 3650 0. 0115 0. 69233
　　3 表示在 0. 05 水平上显著, 3 3 表示在 0. 01 水平上显著。　　3 Significant at 0. 05 level, 3 3 Significant at 0. 01 level.
3　讨论
3. 1　遗传改良成效
本研究通过对建国以来长江棉区 30 多年的历
史区试资料和专门设置的该区建国以来 11 个代表
性主栽品种的两年多点对比试验结果的分析表明,
建国以来我国长江棉区育种成就显著。新育成品种
产量的提高, 是以产量组分性状的提高为基础的。
近期品种的平均单产比早期品种提高 24. 3%
( 272. 6 kgöhm 2) 的同时, 株铃数提高了 3. 49 个ö
株, 衣分提高了 2. 80%。1956～ 1999 年间, 我国长
江棉区皮棉产量的增量中, 品种遗传改良引起的皮
棉产量年增长率为 5. 73 kgöhm 2, 狭义遗传改良贡
献率约为 36. 9% (4. 2%～ 52. 1% ) , 广义遗传改良
贡献率约为 62. 0%。不同品种的增产途径不同。
3. 2　育种策略演变
表 3 为皮棉产量和三个产量组分性状在 4 个时
期的均值, 表 5 为各时期产量组分对皮棉产量的通
径系数。结合表 3 和表 5, 不仅可以看出性状水平
的变化, 而且可看出皮棉产量总变异中各个产量组
分相对贡献的大小。岱字棉 15 号时期É 的参试品
种的皮棉产量总变异主要由株铃数和铃重的变异来
解释, 而衣分的变异很小, 且水平较低 (平均仅为
37. 02% )。泗棉 3 号时期皮棉产量总变异的绝大部
分由铃重和衣分的变异来解释, 该期参试品种中衣
分的总平均达 41. 93% , 且品种间差异较大; 铃重
的平均达 5. 43g, 品种间差异也较大; 株铃数平均
达 18. 96 个, 为四个时期最高, 但其变异程度较小,
说明参试品种的株铃数均较高, 因此造成了该期株
铃数对皮棉产量的贡献率较小。对岱字棉 15 时期Ê 和泗棉 2 号时期可以进行类似的分析。由于通径
系数反映的是各性状变异程度大小的信息, 变异大
说明参试品种在相应性状上差异大, 即可供选择的
余地大。因此, 结合如上对表 3 和表 5 的分析可以
看出我国长江棉区不同历史时期产量改良的重点和
策略。在各产量组分同步改良的同时, 岱字棉 15 号
时期É (1956～ 1965) 更注重株铃数和铃重的选择,
岱字棉 15 号时期Ê (1979～ 1983) 十分注重株铃数
的改良, 泗棉 2 号时期 (1984～ 1993) 更重视株铃数
和铃重的改良, 而泗棉 3 号时期 (1994～ 2000) 改良
的重点是铃重和衣分。
3. 3　对今后育种启示
3. 3. 1　由鄂荆 1 号的成功看第四时期育种策略的
正确性　　从上述分析已知, 泗棉 3 号时期 (1994～
2000) 改良的重点是铃重和衣分。这为育种家提供
了有益的育种信息, 在当前的育成品种群体中, 对
皮棉产量的变异贡献较大的是铃重和衣分, 说明在
当前的产量育种中, 在保持当前的株铃数基础上,
选育大铃和高衣分的品种比较有效。从试验中也可
以看出, 鄂荆 1 号产量高的原因, 就是因为棉铃突
出的大, 说明选育大铃且三组分性状均衡搭配的品
种是提高产量的有效途径之一。
3. 3. 2　由铃重与株铃数、铃重与衣分的负相关看
扩大育种种质基础和基因工程育种的重要性　　不
同历史时期铃重与其它两个产量组分性状的关系
(表 6) 多为负相关, 这说明在现有的育成品种群体
412　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　作　　物 　　学　　报　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　29 卷

中, 铃重与株铃数, 以及铃重与衣分的同步改良已
在相当程度上受到限制。欲改变此种状况, 可行的
途径大致有两条, 一是扩大种质资源, 在更高水平
上创造新的遗传群体, 并加强群体的改良, 在整体
上提高群体水平; 二是改良育种方法, 特别是采用
基因工程手段把优良基因导入综合水平较高的育种
材料, 加速新品种的育成。当然, 对于表现为数量
性状遗传方式的目标性状来说, 主要还是要通过对
优良种质的聚合杂交与遗传重组来改良。
致谢: 肖忠珍、金珠群、许林英、金昌林、朱景明、
吉守银、王卫军、李德宇、何林池、刘水东、陈道
甫、易先达等同志承担了本研究的多点试验, 特此
致谢!
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