單季稻甬優(yōu)17密肥因子數(shù)學(xué)模型及其優(yōu)化探討

包祖達(dá)，丁楊東，戴夏萍，劉偉明

(1.浙江省臺(tái)州市椒江區(qū)種子管理站，浙江臺(tái)州 318000;2.臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院，浙江臺(tái)州 317000)

甬優(yōu)17(原名:甬優(yōu)412、G412)是寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院作物研究所和寧波市種子有限公司利用甬粳4號A×甬恢12選育的秈粳交三系雜交稻。2012年通過浙江省審定 (浙審稻2012018)，適宜在浙江省作單季稻種植。臺(tái)州市椒江區(qū)2010年開始引進(jìn)試種，2011年大區(qū)示范，2012年大面積示范，表現(xiàn)植株較高，生長整齊，株型松散適中，劍葉長挺，葉色深綠，莖稈粗壯;分蘗力中等偏弱，穗形大;谷殼黃亮，穎尖無色，有頂芒，谷粒圓粒偏長形。甬優(yōu)17于2010年參加椒江區(qū)單季雜交稻區(qū)試，667 m2平均產(chǎn)量695.8 kg，比對照甬優(yōu)6號增產(chǎn)9.5%，達(dá)顯著水平;2011年參加椒江區(qū)單季秈粳雜交稻區(qū)試，平均產(chǎn)量802.2 kg，比對照甬優(yōu)6號增產(chǎn)15.7%，達(dá)極顯著水平;2011年大田示范平均產(chǎn)量733.0 kg;2012年機(jī)插示范7 hm2，經(jīng)臺(tái)州市農(nóng)業(yè)局組織驗(yàn)收平均產(chǎn)量達(dá)761.9 kg。為進(jìn)一步研究主要農(nóng)藝措施對甬優(yōu)17產(chǎn)量的影響，在本區(qū)制訂高產(chǎn)高效農(nóng)藝方案，特進(jìn)行本試驗(yàn)?，F(xiàn)將有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果報(bào)道如下。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2012年在臺(tái)州市椒江區(qū)三甲街道堅(jiān)決村糧食功能區(qū)內(nèi)實(shí)施，試驗(yàn)田土壤類型是淡涂泥，經(jīng)檢測pH值6.63，有機(jī)質(zhì)含量為53.6 g·kg-1，堿解氮為 189 mg·kg-1，有效磷為 10.1 mg·kg-1，速效鉀為140 mg·kg-1。參試水稻品種為雜交水稻甬優(yōu)17。

以秧齡 (x1)、667 m2移栽密度 (x2)、667 m2純氮用量 (x3，kg)為決策變量，采用三元二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)布置田間試驗(yàn)。線性編碼+1.000，-1.000，0.000，+1.682和-1.682的設(shè)計(jì)水平，決策變量 x1分別為30，18，24，34和14 d，x2分別為667 m2移栽13 500，8 500，11 000，15 205和6 795叢，x3分別為 667 m2純氮量 13.41，3.41，8.41，16.82和 0 kg。以甬優(yōu) 17的 667 m2產(chǎn)量(y)為目標(biāo)函數(shù)。

秧齡各處理實(shí)行分期播種，秧齡34，30，24，18和14 d的播種期分別為5月26日、5月30日、6月4日、6月10日和6月14日，統(tǒng)一于6月28日移栽，單本插。試驗(yàn)按667 m2施基肥過磷酸鈣30 kg;氯化鉀 20 kg按基肥∶移栽后 15 d∶穗肥1∶2∶2施用;純氮 16.82，13.41，3.41 和 8.41 kg的施用均是按基肥∶移栽后7 d∶移栽后15 d∶促花肥∶?；ǚ?4∶2∶2∶1∶1 施用。

試驗(yàn)小區(qū)面積16 m2(3.2 m×5 m)，為防止小區(qū)間的肥料串混，各小區(qū)用地膜隔開。試驗(yàn)除處理的因素外，其他管理措施力求一致。

2 結(jié)果與分析

對甬優(yōu)17的產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行三元二次回歸分析，獲得了3個(gè)農(nóng)藝因子對于產(chǎn)量的回歸數(shù)學(xué)模型:

y=853.91-6.18x1+32.71 x2+83.17 x3-3.7527.68-45.89-6.49 x1x2+22.24 x1x3-0.89 x2x3(-1.682≤xi≤1.682，i=1，2，3)。

模型中，x2，x3，，達(dá)到了極顯著水平，x1x3達(dá)到了顯著水平，而其他各變量項(xiàng)均未達(dá)到α=0.25的顯著水平，為提高模型精度，剔除未達(dá)α=0.25顯著水平的變量項(xiàng)，得簡化的產(chǎn)量回歸模型為:

y=853.91+32.71 x2+83.17 x3-27.68-45.89+22.24 x1x3(-1.682≤xi≤1.682，i=1，2，3)。

回歸模型達(dá)極顯著水平，而失擬平方和不顯著，說明建立的模型有效。

顯著性測定結(jié)果表明，移栽密度和純氮用量對產(chǎn)量的效應(yīng)很大，而秧齡對產(chǎn)量的影響相對小些。對交互作用達(dá)到顯著水平的x1x3進(jìn)行的分析 (表1)表明，在短秧齡時(shí)，應(yīng)少施氮肥，而當(dāng)秧齡較長時(shí)，則施較多的氮肥有利于增產(chǎn)，在秧齡和氮肥用量均取1左右水平時(shí)，產(chǎn)量較高。

表1 秧齡與氮肥用量交互作用下甬優(yōu)17的667 m2產(chǎn)量

3 計(jì)算機(jī)模擬尋優(yōu)

對各變量項(xiàng)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)只表明供試農(nóng)藝因子作用于產(chǎn)量的顯著程度，交互作用分析也只表明其中的2個(gè)因子相互作用于產(chǎn)量的一個(gè)趨勢，在具體進(jìn)行農(nóng)藝決策時(shí)，應(yīng)該綜合分析，定性與定量結(jié)合，采用計(jì)算機(jī)模擬尋優(yōu)的辦法來對甬優(yōu)17高產(chǎn)方案進(jìn)行優(yōu)化。

根據(jù)甬優(yōu)17的產(chǎn)量回歸模型，在約束區(qū)間(-1.682≤xi≤1.682)內(nèi)，對高產(chǎn)農(nóng)藝方案進(jìn)行篩選，結(jié)果667 m2產(chǎn)量大于860 kg的方案有21個(gè)(表2)，x1，x2，x3在95%置信區(qū)間內(nèi)的取值分別為 0.456～1.206(26.74～31.24 d)，0.282～0.995(667 m2插11 705～13 487叢)和1.148～1.437(667 m2純氮 14.15 ～15.595 kg)。

表2 計(jì)算機(jī)模擬甬優(yōu)17的667 m2產(chǎn)量＞860 kg的結(jié)果

4 小結(jié)

本研究選擇以甬優(yōu)17的秧齡、移栽密度和純氮用量為決策變量，采用三元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，布置田間試驗(yàn)，建立了3個(gè)農(nóng)藝因子對于產(chǎn)量的回歸數(shù)學(xué)模型，經(jīng)對模型的解析，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際認(rèn)為，甬優(yōu)17高產(chǎn)方案是秧齡為26～30 d、667 m2移栽密度11 000～12 000叢，667 m2純氮用量 14～15 kg。

經(jīng)浙江省農(nóng)科院植物保護(hù)與微生物研究所2009-2010年抗性鑒定，甬優(yōu)17兩年平均葉瘟0級，穗瘟2級，穗瘟損失率0.9%，綜合指數(shù)為1.1;白葉枯病4級;褐稻虱8級。在生產(chǎn)上還應(yīng)注意對稻曲病和褐稻虱的防治。