小麥良種高產(chǎn)栽培農(nóng)藝措施選優(yōu)

高 洋，羅建軍，高根來，潘立新

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟(jì)研究所，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所，山西臨汾041000）

針對小麥新品種及其雜優(yōu)特性，在適時、適量、適肥3個方面，通過不同生態(tài)類型區(qū)、不同品種在播期、播量、施肥因素下的旋轉(zhuǎn)回歸優(yōu)化試驗(yàn)，集成創(chuàng)新相應(yīng)不同品種在不同生態(tài)區(qū)的配套栽培技術(shù)。小麥新品種特別是雜交小麥，單位面積種子成本要高于其他糧食作物，因此，小麥要進(jìn)行集約化生產(chǎn)，除了要有強(qiáng)優(yōu)品種外，還必須配套相應(yīng)的高產(chǎn)栽培技術(shù)，才能達(dá)到降低成本、獲得高產(chǎn)、提高效益的目的。需要開展精量或半精量播種、提高分蘗成穗率、使群體優(yōu)勢與個體優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)最佳結(jié)合的小麥栽培技術(shù)研究，以達(dá)到在播量較低水平上獲得高產(chǎn)的目的[1-3]。

本研究采用多元二次正交旋轉(zhuǎn)回歸組合設(shè)計方法，初步探討了特定小麥品種的播期、播量、氮磷復(fù)合肥和精制有機(jī)肥4項(xiàng)栽培措施與產(chǎn)量的關(guān)系及其交互作用，獲得了小麥產(chǎn)量形成的相關(guān)技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)，旨在為小麥新品種的定量化、規(guī)范化、模式化栽培提供一定的理論依據(jù)[4-5]。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2012年9月至2013年6月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院小麥研究所試驗(yàn)場進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬作物為玉米，土壤基礎(chǔ)肥力中上等，占地1 000 m2，氣候條件相比常年為氣溫持平、降雨偏少、日照時數(shù)偏多。

1.2 試驗(yàn)材料

供試小麥品種為濟(jì)麥22號，由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所育成的超高產(chǎn)、多抗、優(yōu)質(zhì)中筋小麥新品種。其特征為半冬性，幼苗半匍匐，中晚熟，株高75 cm左右，株型緊湊，葉片較小上沖，抗寒性好，抽穗后莖葉蠟質(zhì)明顯，長相清秀，莖稈彈性好，抗倒伏，抗干熱風(fēng)，熟相好；分蘗力強(qiáng)，成穗率高；穗長方形，長芒、白殼、白粒，籽粒硬質(zhì)飽滿[6-7]。

1.3 試驗(yàn)方法

采用多元二次正交旋轉(zhuǎn)回歸組合設(shè)計方法研究播期、播量、氮磷復(fù)合肥、精制有機(jī)肥4個因子對小麥產(chǎn)量的綜合效應(yīng)，建立了小麥高產(chǎn)栽培綜合農(nóng)藝措施的數(shù)學(xué)模型，通過模擬選優(yōu)和模型整體結(jié)構(gòu)的分析，篩選出不同栽培條件下的高產(chǎn)栽培方案。

試驗(yàn)選用播期（X1）、播量（X2）、氮磷復(fù)合肥（X3）和精制有機(jī)肥（X4）4個因素作為高產(chǎn)栽培的研究對象，采用多元二次正交旋轉(zhuǎn)回歸組合設(shè)計。試驗(yàn)因素水平及編碼如表1所示。試驗(yàn)設(shè)36個小區(qū)，隨機(jī)排列。

表1 試驗(yàn)因素水平編碼

1.4 測定項(xiàng)目及方法

根據(jù)回歸設(shè)計要求，為了增強(qiáng)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，采用等間距隨機(jī)排列，小區(qū)面積為10 m2（2 m×5 m）。試驗(yàn)用肥為硝酸磷復(fù)合肥（總養(yǎng)分含量≥38%）、精制有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)含量≥30%）。有機(jī)肥全部作基肥，硝酸磷復(fù)合肥70%作基肥、30%拔節(jié)期追施。試驗(yàn)田其他栽培管理措施與一般高產(chǎn)田相同。測定項(xiàng)目主要是產(chǎn)量構(gòu)成三因素（單位面積穗數(shù)、每穗粒數(shù)及千粒質(zhì)量）及實(shí)際產(chǎn)量等[8]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)采用DPS（Data Processing System）通用多功能數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)學(xué)模型處理軟件系統(tǒng)進(jìn)行計算分析。

2 結(jié)果與分析

據(jù)表2數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)模型模擬出以產(chǎn)量為目標(biāo)性狀的回歸方程：Y＝6421.25000－136.25000X1＋187.500 00X2＋318.750 00X3＋100.000 00X4－211.562 50X12－477.812 50X22－183.437 50X32－232.187 50X42－88.125 00X1X2－91.875 00X1X3－75.000 00X1X4－93.750 00X2X3－144.375 00X2X4－133.125 00X3X4。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)DPS軟件運(yùn)算及方差分析可知，回歸方程的 F＞F0.05＝2.2（P＝0.044 83），故回歸方程顯著。當(dāng) X1＝10.2（10 月 2 日），X2＝139.5 kg/hm2，X3＝673.5 kg/hm2，X4＝1 203 kg/hm2時，小麥的產(chǎn)量達(dá)到最高，為6 628.5 kg/hm2。

為了探討各因子對產(chǎn)量的影響程度，需要對主因子進(jìn)行效應(yīng)分析。利用降維分析法對產(chǎn)量回歸方程進(jìn)行處理，得出4個因素的子模型方程為：Y1＝6 421.250 00－136.250 00X1－211.562 50X12；Y2＝6 421.250 00＋187.500 00X2－477.812 50X22；Y3＝6 421.250 00＋318.750 00X3－183.437 50X32；Y4＝6 421.250 00＋100.000 00X4－232.187 50X42。

表2 試驗(yàn)小區(qū)產(chǎn)量

由圖1可知，4個因子對小麥產(chǎn)量的影響作用從大到小順序?yàn)椋翰チ浚╔2）＞播期（X1）＞精制有機(jī)肥（X4）＞氮磷復(fù)合肥（X3）。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，對產(chǎn)量結(jié)果建立數(shù)學(xué)模型，并對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行回歸分析，得出4個因素中對小麥產(chǎn)量影響最大的是播量，影響最小的是氮磷復(fù)合肥。并且通過計算機(jī)尋找出理論產(chǎn)量較高的幾個方案（表3），按照選出的方案在下個年度繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。

表3 試驗(yàn)因素組合

3 結(jié)論與討論

3.1 試驗(yàn)設(shè)計的合理性及其試驗(yàn)因素效應(yīng)關(guān)系的確立

本研究采用規(guī)范試驗(yàn)設(shè)計方法，初步建立了小麥產(chǎn)量與4項(xiàng)栽培措施之間的回歸方程（數(shù)學(xué)模型），由于回歸方程達(dá)顯著水平，因此，4項(xiàng)栽培措施與產(chǎn)量之間存在著明顯的函數(shù)關(guān)系。主因素效應(yīng)分析結(jié)果表明，4項(xiàng)栽培措施對產(chǎn)量影響的大小不同，單因子效應(yīng)是播量＞播期＞精制有機(jī)肥＞氮磷復(fù)合肥，說明播量在小麥超高產(chǎn)栽培中有舉足輕重的作用[9-11]。

3.2 獲得以產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型為技術(shù)基礎(chǔ)、可行且最優(yōu)的超高產(chǎn)栽培農(nóng)藝技術(shù)措施參數(shù)和指標(biāo)

在本試驗(yàn)條件下，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量為6 628.5 kg/hm2水平的主要農(nóng)藝技術(shù)措施參數(shù)和指標(biāo)分別為：播種期10月2日，播種量139.5 kg/hm2，氮磷復(fù)合肥673.5 kg/hm2，精制有機(jī)肥 1 203 kg/hm2[12-13]。

3.3 小麥生產(chǎn)條件的復(fù)雜性和生育過程的特殊性，決定了小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效栽培技術(shù)體系的多樣性和可行性

本試驗(yàn)條件下所建立的高產(chǎn)小麥綜合栽培措施的產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型以及由此產(chǎn)生的優(yōu)化栽培技術(shù)措施參數(shù)和指標(biāo)，能否適應(yīng)或滿足更多小麥品種、更大生產(chǎn)區(qū)域、多變復(fù)雜技術(shù)條件等還有待生產(chǎn)實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)，同時，目前小麥單產(chǎn)水平較大幅度的提高，市場農(nóng)業(yè)對優(yōu)質(zhì)小麥品種的旺盛需求和迅速推廣，都需要對相關(guān)技術(shù)模式和參數(shù)進(jìn)行深入的研究和探索[14-15]。

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