高寒地区不同施肥量和密度对马铃薯产量的影响

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高寒地区不同施肥量和密度对马铃薯产量的影响
马福荣;张永成;田丰;张凤军
【摘要】以青薯6号为试验材料,氮肥、磷肥、钾肥、密度为试验因素,利用二次通用旋转组合设计,研究了不同施肥量和密度对马铃薯产量的影响.研究结果表明,对马铃薯产量影响程度大小依次为密度>磷肥>钾肥>氮肥,磷肥与氮肥、钾肥均为正互作,氮肥、钾肥之间是负互作.青薯6号在青海西宁的最佳农艺措施为,氮肥:329.6-372.7kg/hm2,磷肥:2290~253.4kg/hm2,钾肥:84.2~101.6 kg/hm2,密度64 950~69 375株/hm2,此条件下目标产量可达到39 000 kg/hm2.
【期刊名称】《长江蔬菜》
【年(卷),期】2011(000)002
【总页数】4页(P55-58)
【关键词】马铃薯产量;施肥量;密度;高寒地区
【作者】马福荣;张永成;田丰;张凤军
【作者单位】青海大学,青海西宁,810016;青海省农林科学院;青海大学,青海西宁,810016;青海省农林科学院
【正文语种】中文
马铃薯是世界上仅次于水稻、小麦、玉米的第四大粮食作物,原产于南美洲,广泛分布于许多国家和地区,全世界种植面积达2 000万hm2。

青海地处高寒地区,气候凉爽,雨热同季,日照时间长,昼夜温差大,非常适合马铃薯的生长,青海省马铃薯种植面积仅次于小麦、油菜,位居第三,是当地的传统农作物。

近年来,人
们逐渐重视将资源和生产优势转变为商品经济优势,提高马铃薯的产量和品质,增加马铃薯的生产效益。

合理施肥有利于土壤养分协调供应,保持较高土壤肥力[1],对提高马铃薯的产量和品质具有重要作用[2,3]。

氮、磷、钾配施可显著提高马铃薯产量,但施肥过量将造成减产。

通过比较不同肥料和密度的随机组合对马铃薯产量的影响,确定高寒地区马铃薯高产的最佳施肥措施和密度因子,从而提高肥效和马铃薯的种植效益,促进马铃薯的产业化水平[4]。

1.1 试验材料
参试的马铃薯品种为青薯6号,由青海省农科院作物所提供。

试验地在青海省农
科院试验田,该地土壤属于栗钙土,前茬作物为小麦,0~20 cm耕层土壤有机质含量1.73%,速效氮147.6 mg/kg,速效磷21.4mg/kg,速效钾159.6 mg/kg。

供试化肥为尿素(N:46%)、三料磷肥(P2O5:46%)、氯化钾(K2O:60%)。

1.2 试验方法
采用4因素5水平二次通用旋转设计方法进行设计,设N,P,K,密度4个因素(肥料单位为kg/hm2,密度单位为株/hm2),每个因素5水平,各水平编码值见表1。

根据当地马铃薯生产实践经验确定施肥量,具体见表2。

试验共设31个处理,各
处理组合随机排列,3次重复,在马铃薯培土时1/3尿素用作追肥,其余肥料均作为基肥一次性施入[5]。

小区面积为21.6 m2,长5.5 m,行距0.7 m,每小区种
植5行。

试验期间主要靠自然降水,其他管理措施同常规大田。

1.3 数据分析
收获时对每小区中间3行马铃薯产量进行统计,计算平均值。

采用Excel、
DPSv6.55软件对数据进行处理和回归分析[6]。

2.1 试验结果以及模型的建立与检验
N、P、K及密度4个因素对产量的影响见表2。

根据多项式回归方程:,按试验
结果计算出拟合方程的各项系数,从而得到马铃薯产量(Y)与N、P、K及密度
的回归数学模型:Y= 39 898.81+273.73X1+527.20X2+439.32X3+630.25X4-445.13X-577.65X-53.14X-762.90X+588.84X1X2-
375.17X1X3+144.96X1X4+373.67X2X3+175.05X2X4-195.43X3X4。

方差结果显示(表3),方程整体回归达到显著水平(P=0.015 3),说明本试验设计及结果良好,所得产量回归方程能反映马铃薯施肥过程中N、P、K及密度之间的关系。

按照α=0.05剔除不显著项,得到简化的回归方程:Y=39
898.81+273.73X1+ 527.20X2+439.32X3+630.25X4-445.13X-577.65X-
537.14X-762.90X+588.84X1X2-375.17X1X3+ 373.67X2X3。

由上述方程可知,产量(Y)在一定范围内与N,P,K,密度呈正相关。

根据模型一次项所得,各因子对马铃薯产量的影响大小顺序为密度>P>K>N,且二次项系
数均为负值,说明不同影响因子都有最佳值,各因子量不足或过量都会影响马铃薯产量。

2.2 回归模型分析
①单因素分析根据试验结果对单因素进行效益分析,结果见表4。

二次通用旋转组合试验设计对平方项实行了中心化线性代换,可满足试验的正交性,模型中各项效应线性可加,偏回归系数间彼此独立[7]。

因此将两因子固定为0,
寻求单因子与产量的关系,得以下偏回归模型。

氮肥:Y1=39 898.81+273.73X1-445.13X
磷肥:Y2=39 898.81+527.20X2-577.65X
钾肥:Y3=39 898.81+439.32X3-537.14X
密度:Y4=39 898.81+630.25X4-762.90X
由表4可知,在单因素情况下,密度对马铃薯产量影响最大,其次是P,K,N。

产量随着4个因子的增加先升后降,当各因子均为0.5水平时,产量出现最大值(大于39 900 kg/hm2)。

②互作效应分析分析了N,P,K之间的互作效应对马铃薯产量的影响(表5~7)。

由表5可知,随着氮肥和磷肥的增加,马铃薯产量先增加后降低,但氮磷肥水平
不同,最高值出现的点不一样。

当(N,P)水平为(-1,-2)、(-0.5,-1.5)、(-0.5, -1)、(0,-0.5)、(0.5,0)、(0.5,1)、(1,1)、(1.5,
1.5)、(1.5,2)时,马铃薯产量最高。

由此可见,低氮低磷时产量低,高氮高磷时产量高,当氮磷均为1水平时产量达到最大值。

由表6可知,无论在低钾(-2~-1.5)、中钾(-0.5~ 0.5)、高钾(1~2)的情况下,随着氮肥的增加马铃薯块茎产量逐渐增加,到达某一氮肥水平后马铃薯块茎产量达到最高,之后随着氮肥施肥量的增加马铃薯块茎产量逐渐下降。

但在低钾情况下,最高产量时氮肥水平为 1,中钾情况下,最高产量时的氮肥水平为0.5,高钾情况下最高产量时的氮肥水平为-0.5,表现出高氮低钾或者低氮高钾组合块茎产量高,氮钾最高产量组合为钾0水平,氮0.5水平。

由表7可知,在低钾、中钾、高钾的情况下,随着磷肥的增加马铃薯块茎产量逐
渐增加,分别在磷肥为0水平、0.5水平和1水平时产量出现最大值,之后随着磷肥施肥量的增加马铃薯块茎产量逐渐下降,表现出低磷低钾产量低,高磷高钾产量高,当磷、钾均为0.5水平时产量达到最大值。

2.3 农艺措施优化与验证
由试验结果分析可知,在试验中不但有单因素效应,而且还有因素间的交互作用,因此需对回归模型进行再解析,本试验采用频率分析法分析回归模型以找到最佳农艺措施,结果见表8。

①采用二次通用旋转组合设计,以青薯6号为原料,N,P,K,密度为试验因素
设计安排试验,得到了马铃薯产量对4个试验因素的四元二次数学回归模型。


回归模型的分析可知,4个因素对马铃薯产量影响程度大小依次为:密度、磷肥、钾肥、氮肥,其中磷肥与氮肥、钾肥为正互作效应,氮肥、钾肥之间为负互作效应。

②对数学模型进行优化,当氮肥为329.6~372.7 kg/hm2,磷肥229.0~253.4
kg/hm2,钾肥为84.2~101.6 kg/hm2,密度为64 950~69 375株/hm2时,马铃薯产量大于目标产量39 000 kg/hm2。

【相关文献】
[1]苏小娟,王平,刘淑英,等.施肥对定西地区马铃薯养分吸收动态、产量和品质的影响[J].西北农
业学报,2010,19(1):86-91
[2]李成军.不同肥料的组配施用对马铃薯产量的影响试验 [J].中国马铃薯,2002,16(5):294-296.
[3]王祥珍.钾肥和专用肥对马铃薯产量及品质的影响[J].杂粮作物,2003(6):359-361.
[4]郑若良.氮钾肥比例对马铃薯生长发育、产量及品质的影响[J].江西农业学报,2004,16(4):39-42.
[5]张中原.回归设计肥料试验设置重复与小区排列的研究[J].沈阳农业大学学报,1990,2(4):301-304.
[6]唐启义,冯明光.DPS数据处理系统[M].北京:科学出版社,2006.
[7]唐启义,冯明光.实用统计分析及其计算机处理平台[M].北京:中国农业出版社,1997.。

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