甘薯新品种漯徐薯9号优化栽培技术研究
2014-07-18张勇跃刘志坚秦素研李建国
张勇跃 刘志坚 秦素研 李建国
摘要：采用四因素五水平二次正交旋转组合设计，研究了密度、氮肥、磷肥和钾肥4种因素对甘薯新品种漯徐薯9号产量的影响，并构建产量函数模型。结果表明：4种因素对甘薯产量影响的顺序为钾肥>密度>磷肥>氮肥；本试验条件下漯徐薯9号达到45 000 kg/hm2 以上产量所要求的优化栽培措施是：密度58 600～63 220株/hm2，尿素138.57～161.43 kg/hm2 ，过磷酸钙245.39～281.97 kg/hm2 ，硫酸钾617.85～663.75 kg/hm2。
关键词：甘薯；漯徐薯9号；优化栽培
中图分类号：S531.048文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）05-0045-04
漯徐薯9号是漯河市农业科学院选育的高产优质兼用型甘薯新品种，2010年3月通过全国甘薯品种鉴定委员会鉴定（国品鉴甘薯2010003）。通过科技查新得出，漯徐薯9号同2001～2011年通过国家审（鉴）定的39个甘薯品种相比较，其薯干产量居第1位，鲜薯产量也较高，且结薯集中整齐，综合性状优良，具有很好的推广应用前景。2010～2011年连续两年我们以密度、氮肥、磷肥、钾肥为试验因素，研究其对甘薯鲜薯产量的影响，旨在为该品种的高产栽培及大面积推广应用提供技术依据。
1材料与方法
1.1试材与试验地
试验在漯河市农业科学院试验基地进行。壤土，0～20 cm土层养分含量：有机质9.61 g/kg，碱解氮111.72 mg/kg，有效磷20.18 mg/kg，速效钾106.21 mg/kg。供试品种为漯徐薯9号。供试氮肥为尿素（含N 46%），磷肥为过磷酸钙（含P2O5 12%），钾肥为硫酸钾（含K2O 50%）。
1.2试验设计
试验采用四因素（1/2）二次正交旋转组合设计[1]，以密度（X1）、氮肥（X2）、磷肥（X3）、钾肥（X4）4种因素为决策变量，以鲜薯产量（Y）为目标函数，每个变量均设5个水平，各因素水平编码见表1。试验共设23个处理组合，随机区组排列，重复3次。3行区种植，小区宽2.4 m，长5 m，小区面积12 m2。收获时整个小区测产。将试验数据按特定统计方法在计算机上分析，建立产量数学模型，并通过计算机模拟技术筛选优化方案[2]。
2结果与分析
2.1函数模型的建立及检验
试验结构矩阵与鲜薯产量结果列于表2。按照四因素（1/2）二次正交旋转组合设计的统计分析方法，对表2的试验结果在计算机上进行运算分析，由计算结果得出鲜薯产量与因素之间的回归方程如下：
Y=47636.71+3117.38X1+746.72X2+1868.34X3+4595.30X4-895.07X12-1902.80X22+361.50X32-992.75X42+381.60X1X2+881.33X1X3-6.30X1X4-6.30X2X3+881.33X2X4+381.60X3X4
对回归方程进行显著性测验：F1=2.29
进一步对函数模型中各项回归系数作F测验，结果表明：一次项中密度、氮肥、磷肥和钾肥4种因素对鲜薯产量的影响均为正向，密度对鲜薯产量的影响达到显著水平，钾肥对鲜薯产量的影响达到极显著水平；二次项中密度、氮肥和钾肥对鲜薯产量的影响均为负向不显著，磷肥对鲜薯产量的影响为正向不显著；交互项中密度与钾肥、氮肥与磷肥对鲜薯产量的影响为负向不显著，其余交互项中对鲜薯产量的影响均为正向不显著，在下面的交互效应分析时不再分析。
归系数间的相关性，因此可以从各回归系数绝对值的大小来判断各试验因素对鲜薯产量的影响程度，回归系数的符号表示作用的性质。从上述建立的回归方程可以看出，各试验因素对鲜薯产量的影响程度为：钾肥>密度>磷肥>氮肥，表明钾肥对鲜薯产量的影响最大，其次是密度。因此在生产上要增施钾肥，同时要保证合理的密度，补施磷肥，才能获得高产。
2.2.2单因素效应分析目标函数是多因素共同作用的结果，采用“降维法”可以将一个多变量回归模型转变为较少变量的回归子模型[3]。将所建四元二次回归模型其中任意3个因素固定在零水平，就可得到另一个因素的偏回归子模型，这样就可以解析出该因素对鲜薯产量的效应。将四元二次回归模型降维后得到如下4个一元回归子模型：
根据以上4个回归子模型作图1。密度、氮肥和钾肥三因素对鲜薯产量的效应方程二次项为负值，是开口向下的抛物线，Yi有极大值；磷肥对鲜薯产量的效应方程二次项为正值，是开口向上的抛物线，Yi只有极小值而没有极大值。从图1可以看出：在-1.682≤Xi≤1.682范围内，鲜薯产量随着密度、磷肥和钾肥三因素编码水平增加而增加，而氮肥对鲜薯产量的影响是在一定范围内随着氮肥用量的增加而增加，当X2=0.196时，鲜薯产量达到极大值Y2max=47 709.97，再增加氮肥用量鲜薯产量反而降低。
2.2.3单因素边际效应分析边际效应即边际产量效应，是指某个因素变量每增加一个单位时的增产量。对上述4个回归子模型求一阶导数，可以分析各因素的边际产量效应。
将各因素的不同编码值代入边际产量效应方程，得出边际产量效应值列于表3。从表3可以看出：在-1.682～1.682编码范围内，密度、磷肥和钾肥三因素的边际产量均为正值，其中钾肥对鲜薯产量的影响最大，每增加一个编码值，鲜薯产量增加1 985.51 kg/hm2；密度对鲜薯产量也有较大的影响，每增加一个编码值，鲜薯产量增加1 790.13 kg/hm2；增施磷肥对鲜薯产量也有一定的增产效果。氮肥在-1.682～0编码范围内，边际产量为正值，当编码值X2=0.196，即尿素施用量为167.66 kg/hm2时，边际产量为零，所以氮肥应控制在零水平左右。
2.3函数模型的优化
根据建立的产量函数模型，用计算机进行模拟寻优。由于生产实践中受各种因素的影响，通过计算机模拟寻优求得的最优组合在生产上不一定能够实现，因此要寻求出优化栽培措施范围，可供生产上直接利用[5]。
在-1.682≤Xi≤1.682范围内，将鲜薯产量>45 000.0 kg/hm2的303个组合方案列出，进行频率分析，结果列于表4。从表4中可以得出：漯徐薯9号要达到45 000 kg/hm2 以上的鲜薯产量，相应的优化栽培措施是：密度58 600～63 220株/hm2，尿素138.57～161.43 kg/hm2 ，过磷酸钙245.39～281.97 kg/hm2 ，硫酸钾617.85～663.75 kg/hm2。
试验选取与鲜薯产量密切相关的4种因素（密度、氮肥、磷肥和钾肥），采用四因素（1/2）五水平二次正交旋转组合设计，建立了鲜薯产量函数模型。通过相关分析可知：所建立的函数模型与实际情况拟合得较好；各试验因素对鲜薯产量的影响程度为钾肥>密度>磷肥>氮肥，钾肥对鲜薯产量的影响最大，达到极显著水平，密度对鲜薯产量的影响也比较大，达到显著水平。因此在生产上要增施钾肥，同时要保证合理的密度，补施磷肥。
通过对建立的函数模型进行计算机模拟寻优，确立漯徐薯9号鲜薯产量大于45 000.0 kg/hm2的优化栽培措施是：密度58 600～63 220株/hm2，尿素138.57～161.43 kg/hm2 ，过磷酸钙245.39～281.97 kg/hm2，硫酸钾617.85～663.75 kg/hm2。
本文所有结论是在本试验条件下得出的，漯徐薯9号在推广应用过程中，要根据实际情况，采取相应的措施，才能夺取高产。在中等偏上肥力条件下，要控制氮肥的施用量，增施钾肥，补施磷肥，保持合理适宜的密度；在中等偏下肥力条件下，要重施钾肥，增加种植密度，适当施用氮肥和磷肥。
参考文献：
[1]丁希泉. 农业应用回归设计[M]. 长春：吉林科学技术出版社，1986：116-123.
[2]唐启义，冯明光. DPS数据处理系统[M]. 北京：北京科学技术出版社，2006：249-266.
[3]荣廷昭. 田间试验与统计分析[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，1998：281-299.
[4]刘建娜，陈国立，祁丽敏，等. 豫东南玉米高产栽培研究及高产模型的建立[J]. 山东农业科学，2010（9）：42-46.
[5]何素兰，李育明，杨洪康，等. 高淀粉甘薯新品种西成薯007优化栽培技术研究[J].西南农业学报，2011，24（2）：481-485.（上接第44页）出现强对流天气，造成济麦22前三endprint
2.3函数模型的优化
根据建立的产量函数模型，用计算机进行模拟寻优。由于生产实践中受各种因素的影响，通过计算机模拟寻优求得的最优组合在生产上不一定能够实现，因此要寻求出优化栽培措施范围，可供生产上直接利用[5]。
在-1.682≤Xi≤1.682范围内，将鲜薯产量>45 000.0 kg/hm2的303个组合方案列出，进行频率分析，结果列于表4。从表4中可以得出：漯徐薯9号要达到45 000 kg/hm2 以上的鲜薯产量，相应的优化栽培措施是：密度58 600～63 220株/hm2，尿素138.57～161.43 kg/hm2 ，过磷酸钙245.39～281.97 kg/hm2 ，硫酸钾617.85～663.75 kg/hm2。
试验选取与鲜薯产量密切相关的4种因素（密度、氮肥、磷肥和钾肥），采用四因素（1/2）五水平二次正交旋转组合设计，建立了鲜薯产量函数模型。通过相关分析可知：所建立的函数模型与实际情况拟合得较好；各试验因素对鲜薯产量的影响程度为钾肥>密度>磷肥>氮肥，钾肥对鲜薯产量的影响最大，达到极显著水平，密度对鲜薯产量的影响也比较大，达到显著水平。因此在生产上要增施钾肥，同时要保证合理的密度，补施磷肥。
通过对建立的函数模型进行计算机模拟寻优，确立漯徐薯9号鲜薯产量大于45 000.0 kg/hm2的优化栽培措施是：密度58 600～63 220株/hm2，尿素138.57～161.43 kg/hm2 ，过磷酸钙245.39～281.97 kg/hm2，硫酸钾617.85～663.75 kg/hm2。
本文所有结论是在本试验条件下得出的，漯徐薯9号在推广应用过程中，要根据实际情况，采取相应的措施，才能夺取高产。在中等偏上肥力条件下，要控制氮肥的施用量，增施钾肥，补施磷肥，保持合理适宜的密度；在中等偏下肥力条件下，要重施钾肥，增加种植密度，适当施用氮肥和磷肥。
参考文献：
[1]丁希泉. 农业应用回归设计[M]. 长春：吉林科学技术出版社，1986：116-123.
[2]唐启义，冯明光. DPS数据处理系统[M]. 北京：北京科学技术出版社，2006：249-266.
[3]荣廷昭. 田间试验与统计分析[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，1998：281-299.
[4]刘建娜，陈国立，祁丽敏，等. 豫东南玉米高产栽培研究及高产模型的建立[J]. 山东农业科学，2010（9）：42-46.
[5]何素兰，李育明，杨洪康，等. 高淀粉甘薯新品种西成薯007优化栽培技术研究[J].西南农业学报，2011，24（2）：481-485.（上接第44页）出现强对流天气，造成济麦22前三endprint
2.3函数模型的优化
根据建立的产量函数模型，用计算机进行模拟寻优。由于生产实践中受各种因素的影响，通过计算机模拟寻优求得的最优组合在生产上不一定能够实现，因此要寻求出优化栽培措施范围，可供生产上直接利用[5]。
在-1.682≤Xi≤1.682范围内，将鲜薯产量>45 000.0 kg/hm2的303个组合方案列出，进行频率分析，结果列于表4。从表4中可以得出：漯徐薯9号要达到45 000 kg/hm2 以上的鲜薯产量，相应的优化栽培措施是：密度58 600～63 220株/hm2，尿素138.57～161.43 kg/hm2 ，过磷酸钙245.39～281.97 kg/hm2 ，硫酸钾617.85～663.75 kg/hm2。
试验选取与鲜薯产量密切相关的4种因素（密度、氮肥、磷肥和钾肥），采用四因素（1/2）五水平二次正交旋转组合设计，建立了鲜薯产量函数模型。通过相关分析可知：所建立的函数模型与实际情况拟合得较好；各试验因素对鲜薯产量的影响程度为钾肥>密度>磷肥>氮肥，钾肥对鲜薯产量的影响最大，达到极显著水平，密度对鲜薯产量的影响也比较大，达到显著水平。因此在生产上要增施钾肥，同时要保证合理的密度，补施磷肥。
通过对建立的函数模型进行计算机模拟寻优，确立漯徐薯9号鲜薯产量大于45 000.0 kg/hm2的优化栽培措施是：密度58 600～63 220株/hm2，尿素138.57～161.43 kg/hm2 ，过磷酸钙245.39～281.97 kg/hm2，硫酸钾617.85～663.75 kg/hm2。
本文所有结论是在本试验条件下得出的，漯徐薯9号在推广应用过程中，要根据实际情况，采取相应的措施，才能夺取高产。在中等偏上肥力条件下，要控制氮肥的施用量，增施钾肥，补施磷肥，保持合理适宜的密度；在中等偏下肥力条件下，要重施钾肥，增加种植密度，适当施用氮肥和磷肥。
参考文献：
[1]丁希泉. 农业应用回归设计[M]. 长春：吉林科学技术出版社，1986：116-123.
[2]唐启义，冯明光. DPS数据处理系统[M]. 北京：北京科学技术出版社，2006：249-266.
[3]荣廷昭. 田间试验与统计分析[M]. 北京：中国农业科学技术出版社，1998：281-299.
[4]刘建娜，陈国立，祁丽敏，等. 豫东南玉米高产栽培研究及高产模型的建立[J]. 山东农业科学，2010（9）：42-46.
[5]何素兰，李育明，杨洪康，等. 高淀粉甘薯新品种西成薯007优化栽培技术研究[J].西南农业学报，2011，24（2）：481-485.（上接第44页）出现强对流天气，造成济麦22前三endprint
