马辉 戴路 田立文 阿布都艾尼·阿布都维力 柯艳 张新华

摘要：采用三元二次回归正交旋转组合设计，研究化控、打顶和叶面喷硼肥对棉花产量的影响。结果表明，各因子对产量的影响程度依次为打顶时间>化控剂量>叶面硼肥施用量。新疆阿克苏地区棉花籽棉产量要获得超过7225.5 kg/hm2的农艺措施为打顶时间7月6～9日，化控缩节胺总用量316.65～351.30 g/hm2，桑玛液硼叶面施用量846.0～954.0 ml/hm2。

关键词：阿克苏地区；棉花；产量；化控量；打顶时间；叶面喷硼量

中图分类号：S562.055 文献标识码：A 文章编号：2095-3143（2018）02-0029-05

DOI：10.3969/j.issn.2095-3143.2018.02.006

0 引言

影响棉花产量的原因是多方面的，可概括为两大类：一是光照不足、持续高温、水分胁迫和连续阴雨等气候环境因素引起的；二是病虫危害、施肥不当、打顶偏晚和化控不力等栽培技术因素造成的。气候环境因素具有不确定性的特点，而栽培技术因素具有可控性的优势[1]。

适时打顶可去除棉花顶端优势，控制棉花无限生长，使养分向蕾花铃分配，减轻蕾铃脱落。合理化控是抑制棉株营养生长，促进根系下扎、花芽分化，加快养分向蕾铃输送，提高上部果枝成铃率，增加盖顶桃的重要手段。叶面喷施硼肥是保蕾增铃、防止早衰和增加铃重的有效举措。正交旋转组合设计方法经常被应用于农作物高产优化栽培模型、农作物技术方案优化决策分析等研究中，在甘薯、马铃薯、大麦、油菜、水稻、玉米、花生、大豆等多种作物的高产栽培技术研究中得到广泛应用[2]。因此，作者在阿克苏特殊的气候环境和棉花“矮、密、早、膜”的栽培模式下，采用三元二次回归正交旋转组合设计，研究打顶时间、化控量和叶面喷施硼肥对棉花产量的影响，以优化棉花高产栽培的农艺措施，为棉花节本增效栽培提供技术支撑和科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在阿克苏市喀拉塔勒镇4大队实施，前茬作物为长绒棉，试验地有机质16.8 g/kg、全氮0.99 g/kg、速效氮73.8 mg/kg、有效磷15.9 mg/kg、速效钾141 mg/kg、水溶性盐1.11 g/kg和pH值8.16。

1.2 试验设计

试验采用二次正交旋转组合方法设计，选取化控量、打顶时间和叶面施硼肥量三个因子，各因子分别设-1.4142、-1、0、1、1.4142五个水平，化控缩节胺用量、打顶时间和叶面施硼肥量的0水平分别为300 g/hm2、7月5日和900 mL/hm2，水平间距分别为75 g/hm2、5天和300 g/hm2，共16个处理，各处理小区面积为66.7 m2，不设重复，完全随机排列。试验株距为10.93 cm，行距为10 cm与66 cm的宽窄行，理论株数为246180株/hm2。试验因子水平编码与实施方案（打顶时间、化控缩节胺用量和叶面施硼量）及各处理的最终籽棉产量见表1。打顶时间按处理的具体日期操作，化控分苗期、蕾期、开花结铃期和打顶后3～5天4次进行，叶面喷施硼肥于开花结铃期进行。

1.3 田间管理

4月1日灌播前水。重施基肥，播种前结合整地施磷酸二铵300 kg/hm2、尿素375 kg/hm2，钾肥150 kg/hm2。4月11日试验地棉花播种，4月20日放苗出膜，5月1日定苗。棉蓟马、红蜘蛛、棉蚜和棉铃虫的防治同当地大田生产。随水滴施用大量元素水溶肥（N、P2O5、K2O的含量分别为10%、15%和30%）510 kg/hm2、大肥旺（N、P2O5、K2O的含量分别为20%、4%和6%）240 kg/hm2。

1.4 田间调查

8月下旬，数取6.67 m2的收获株数和铃数，折算单位面积的收获株数和铃数。10月中旬，在边行、次边行和中行连续整株取吐絮铃100朵考种，测单铃重，折算籽棉单产。

2 结果与分析

2.1 数学模型的建立及检验

经二次多项式逐步回归分析，建立棉花产量与打顶时间（X1）、化控缩节胺用量（X2）和叶面硼肥施用量（X3）之间的回归模型如下。

Y=6872.25+552.61X1+547.31X2+411.01X3+ 121.12X12+484.13X22+100.50X32-616.51X1X2-545.81X1X3+317.39X2X3

对上述的回归模型进行方差分析和显著性检验，结果见表2。回归模型F回归=4.86058，显著性概率p=0.039，差异达显著水平，表明回归模型的预测值与实际值吻合，模型成立。回归模型F失拟=0.17311，显著性概率p=0.6946，差异不显著，说明未控因素对试验的影响不显著，误差是随机的。可用回归模型进行棉花与打顶时间、化控缩节胺用量和叶面硼肥施用量的效应分析和模拟寻优，建立高产栽培技术模式。

对回归系数进行显著性检验，在α=0.10的显著水平下剔除不显著项后，建立棉花产量与打顶时间、化控缩节胺用量和叶面硼肥施用量之间的简化回归模型。

Y=6872.25+552.61X1+547.31X2+484.13X22-616.51X1X2

产量达最大值时，Ymax= 9081.033 kg/hm2，X1=1.4140，X2=-1.4140，X3=-1.4140。

2.2 因子效应分析

2.2.1 主因子效应分析

因二次回归正交旋转组合设计中各因子处理已无量纲编码，偏回归系数已标准化，其绝对值的大小可直接反映各因子对产量效应的作用程度[3]。偏回归系数的不显著项剔除后，由回归模型的一次项回归系数的绝对值大小可得各因子对产量的影响程度依次为X1>X2>X3，即打頂时间>化控缩节胺用量>叶面硼肥施用量。由此可知，打顶时间对棉花产量的影响最大，化控用量次之，叶面硼肥影响最小。

2.2.2 单因子效应分析

对回归模型进行降维，得到各因子与棉花产量的回归模型如下。

产量与打顶时间为Y=6872.25+552.61X1；产量与化控的为Y=6872.25+547.31X2+484.13X22。

在-1.4142≤X1≤1.4142范围内，打顶时间对棉花产量影响的回归模型呈直线，说明产量随着打顶时间的推后而增加，表明在棉花田管中可适当推迟打顶时间。

在-1.4142≤X2≤1.4142范围内，化控对棉花产量影响的回归模型呈抛物线，当X2= -0.5652时，即化控用量为257.61 g/hm2时，单产最低。当X2≤-0.5652水平时，产量随化控用量的增加而降低；当X2≥-0.5652水平时，产量随化控用量的增加而增加。

2.2.3 互作效应分析

打顶时间与化控用量的互作效应列于表3，对交互作用进行方差分析，打顶时间和化控的显著性检验F1，2=3.9753， 显著性概率p=0.0932，表明差异显著，建立打顶时间和化控的交互作用回归模型如下。

Y=6872.25+552.61X1+547.31X2+484.13X22-616.51X1X2

由表3可知，当-1.4142≤X2≤0时，产量随着打顶时间的提前而降低；当0≤X2≤1.4142时，产量随着打顶时间的提前而增加。当-1≤ X1≤1.4142时，产量随着化控用量的增加呈现出先降低后增加的趋势；当-1.4142≤X1≤-1时，产量随着化控用量的增加而增加。

2.3 优化农艺措施方案的寻求

采用频数法进一步对回归模型进行分析，结果见表4。从表中可知，产量超过7225.1 kg/hm2的优化组合方案有80个，其对应的农艺措施方案为：打顶时间7月6～9日，化控缩节胺用量316.65～351.30 g/hm2，叶面硼肥施用量846.0～954.0 mL/hm2。

3 结论

本研究采用三元二次正交旋转组合设计方法，建立了棉花产量与打顶、化控和叶面硼肥之间的回归模型为Y=6872.25+552.61X1 +547.31X2 +484.13X22-616.51X1X2，通过回归模型显著性和失拟性检验，说明回归模型拟合较好，具有实际意义。

通过主因子效应分析表明，三个因子对棉花产量的影响程度为打顶时间>化控用量>叶面硼肥量。单因子效应分析表明，化控用量对产量的影响呈二次曲线规律，而打顶时间对产量的影响呈直线上升的趋势。互作效应分析表明，打顶时间与化控间互作效应显著。

利用已建立的三元二次回归模型，经模拟寻优，籽棉产量要超过7225.1 kg/hm2的最佳农艺措施方案为 打顶时间7月6～9日，化控缩节胺用量316.65～351.30 g/hm2，桑玛液硼叶面施用量846.0～954.0 mL/hm2。

参考文献

[1] 王俊铎，李雪源，郑巨云，等. 南疆棉花历史品种蕾铃脱落规律研究[C]. 中国棉花学会2006年年会暨第七次代表大会论文汇编，安阳：中国棉花杂志社，2006：217-220.

[2] 李明松，吕美琴，康蓉蓉，等. 泉豆7号高产栽培综合农艺措施研究[J]. 福建农业学报，2014，29（1）：47-51.

[3] 邓培延，张丽君，吕海鹤，等. 杂交玉米新品种贵单8号高產配套栽培技术研究[J]. 农技服务，2011，28（6）：735-737.