馬鈴薯品種大西洋高產(chǎn)栽培技術(shù)研究

張榮華，徐 寧，張洪亮，許慶芬*，劉衛(wèi)國

(1.黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，黑龍江哈爾濱 150038；2.黑龍江省二龍山農(nóng)場，黑龍江五大連池 1644131)

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馬鈴薯品種大西洋高產(chǎn)栽培技術(shù)研究

張榮華1，徐 寧1，張洪亮1，許慶芬1*，劉衛(wèi)國2

(1.黑龍江省農(nóng)墾科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，黑龍江哈爾濱 150038；2.黑龍江省二龍山農(nóng)場，黑龍江五大連池 1644131)

[目的] 探討密度和氮磷鉀肥料不同配比對(duì)馬鈴薯品種大西洋產(chǎn)量的影響。[方法]采用4因素5水平二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，在哈爾濱地區(qū)的土壤條件下，通過田間試驗(yàn)，以密度(X1)、尿素(X2)、二銨(X3)、硫酸鉀(X4)4項(xiàng)農(nóng)藝措施為決策變量，以公頃產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)，建立產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，影響鮮薯產(chǎn)量的順序是氮肥>鉀肥> 磷肥> 密度；經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬尋優(yōu)，鮮薯產(chǎn)量大于28.72 t/hm2的優(yōu)化組合為密度64 482～70 518穴/hm2、尿素 267.23～292.21 kg/hm2、二銨 232.94～277.06 kg/hm2、硫酸鉀418.20～462.75 kg/hm2。[結(jié)論]研究可為黑龍江地區(qū)提高加工專用馬鈴薯品種大西洋的產(chǎn)量、改善土壤狀況、防止過量施肥照成環(huán)境污染提供參考依據(jù)。

馬鈴薯品種大西洋；密度；氮、磷、鉀肥；二次回歸旋轉(zhuǎn)組合；產(chǎn)量

馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)是重要的糧、菜兼用作物和工業(yè)原料作物[1]。種植密度、肥料種類及用量等栽培措施對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響較大，良種良法配套是作物獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。國內(nèi)外很多專家對(duì)這方面的研究均有報(bào)道，在馬鈴薯整個(gè)生育進(jìn)程中對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響差異較大，張永成等[2]、田豐等[3]、抗艷紅等[4]、羅維祿[5]等專家的研究結(jié)果都不盡相同，原因可能是不同品種、南北方土壤環(huán)境及氣候影響造成。筆者根據(jù)加工企業(yè)要求，對(duì)馬鈴薯品種大西洋的密度和施肥技術(shù)進(jìn)行深入研究，探討密度和氮磷鉀肥料不同配比對(duì)馬鈴薯品種大西洋產(chǎn)量的影響，尋求在黑龍江省生態(tài)條件下，加工專用品種大西洋的密度、氮磷鉀配比方案，不僅是提高產(chǎn)量，也是改善土壤狀況，防止過量施肥造成浪費(fèi)，污染環(huán)境。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況試驗(yàn)安排在農(nóng)墾科學(xué)院試驗(yàn)區(qū)(哈爾濱近郊)，土壤基礎(chǔ)條件：土壤類型為壤土，前茬大豆。速效氮154.0 mg/kg，速效磷21.7 mg/kg，速效鉀177.0 mg/kg，pH 6.4。

1.2 試驗(yàn)材料馬鈴薯品種大西洋由北大荒薯業(yè)提供；施用的肥料為大慶產(chǎn)尿素(N≥46%)、湖北產(chǎn)磷酸二銨(P2O5≥46%)、新疆產(chǎn)硫酸鉀(K2O≥50%)。

1.3 試驗(yàn)方法按照“最佳模擬配合法”的要求對(duì)馬鈴薯不同密度以及N、P、K不同施肥量進(jìn)行4因素5水平二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)。試驗(yàn)共設(shè)36個(gè)小區(qū)，5 m行長，5行區(qū)，行距0.67 m，小區(qū)面積16.75 m2，小區(qū)對(duì)應(yīng)編碼值如表1，小區(qū)順序排列，各小區(qū)肥料全部作為基肥施入，人工點(diǎn)播，4月28日播種，5月27日出苗，6月10日現(xiàn)蕾，9月1日收獲。田間栽培管理按照大田常規(guī)方法。

表1 變量設(shè)計(jì)及線性編碼

2 結(jié)果與分析

2.1 建立模型按照表1中設(shè)計(jì)的編碼值對(duì)應(yīng)列出具體處理組合方案，并將實(shí)施的田間試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果列于表2。對(duì)田間試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果(表2)運(yùn)用DPS程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以密度(X1)、尿素(X2)、二銨(X3)、硫酸鉀(X4)4項(xiàng)農(nóng)藝措施為決策變量，以公頃產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)，建立產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型如下：

(1)

再對(duì)其進(jìn)行線性回歸分析，回歸模型本身已經(jīng)過無量綱性編碼代換，其偏回歸系數(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化，故可直接從其絕對(duì)值的大小來判斷各因子對(duì)目標(biāo)函數(shù)的相對(duì)重要性。因此，4個(gè)因素對(duì)產(chǎn)量的影響大小程度，線性項(xiàng)是：X2>X4>X3>X1，表明在凈作條件下氮肥是影響馬鈴薯產(chǎn)量的有效因素，其次是鉀肥、磷肥，最后是密度。對(duì)于三大肥料來說，影響產(chǎn)量的順序是氮>鉀>磷；二次項(xiàng)系數(shù)都是負(fù)值，說明不同施肥、密度都有最佳值，施肥過量或不足、密度過大或過小都會(huì)影響馬鈴薯產(chǎn)量。

表2 試驗(yàn)方案及結(jié)果 t/hm2

2.3 各因子與馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)系為了進(jìn)一步了解各單因素對(duì)產(chǎn)量的影響程度，可將其在不同水平條件下對(duì)產(chǎn)量的具體影響進(jìn)行分析，即對(duì)模型(1)用“降維法”將其中3個(gè)變量固定在0水平上，可得到第4個(gè)變量的產(chǎn)量回歸子模型：

根據(jù)以上的效應(yīng)方程可以做出4個(gè)因素各水平與馬鈴薯產(chǎn)量的關(guān)系(圖1)。由圖1 可知，密度(X1)對(duì)產(chǎn)量影響比較平穩(wěn)；而氮肥(X2)、磷肥(X3)都是開始隨著取值的增加，產(chǎn)量相應(yīng)增加，但增加到一定程度，則表現(xiàn)下降趨勢；鉀肥(X4)隨著取值的增加，產(chǎn)量相應(yīng)增加。

2.3.1氮肥對(duì)產(chǎn)量的影響。氮肥對(duì)馬鈴薯的生長發(fā)育起著相當(dāng)重要的作用，在該試驗(yàn)中，當(dāng)其他因素固定在0水平時(shí)，產(chǎn)量隨著施尿素量的增加而增加，當(dāng)增加到1水平時(shí)，產(chǎn)量隨施尿素量的增加而下降。

2.3.2磷肥對(duì)產(chǎn)量的影響。磷肥對(duì)產(chǎn)量的作用也較大，在該試驗(yàn)中，當(dāng)其他因素固定在0水平時(shí)，產(chǎn)量隨著施二銨量的增加而增加，當(dāng)增加到0水平時(shí)，產(chǎn)量隨施二銨量的增加而下降。

2.3.3鉀肥對(duì)產(chǎn)量的影響。馬鈴薯屬于喜鉀作物，對(duì)鉀肥需求量很大，在該試驗(yàn)中，產(chǎn)量隨著施硫酸鉀量的增加而增加。

2.4 雙因素產(chǎn)量互作效應(yīng)分析由回歸模型方差分析可知，密度與磷肥(X1X3)的互作效應(yīng)達(dá)到顯著水平，F(xiàn)=4.909達(dá)到0.037 89的顯著水平；氮肥與鉀肥(X2X4)的互作效應(yīng)達(dá)到極顯著水平，F(xiàn)=9.680 96達(dá)到0.005 28的極顯著水平；其余的互作效應(yīng)未達(dá)到顯著水平。因此，對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響較大的氮肥和鉀肥的相互作用、密度與磷肥的相互作用進(jìn)行分析。

由解析子模型Y1，3和表3可知，密度低時(shí)，產(chǎn)量隨磷肥的增加而降低，當(dāng)密度增加到一定程度時(shí)，產(chǎn)量隨磷肥增加而提高，密度是0水平時(shí)是分界點(diǎn)(即密度在67 500穴/hm2)。當(dāng)密度低于0水平時(shí)，增施磷肥明顯限制產(chǎn)量提高；當(dāng)密度高于0水平時(shí)，產(chǎn)量隨磷肥的增加而提高；但密度超過1水平時(shí)(即密度超過82 500穴/hm2)，產(chǎn)量則開始下降。所以，密度太大，不論增施多少磷肥都會(huì)造成減產(chǎn)。

表3 密度與施磷量對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量交互效應(yīng) t/hm2

由解析子模型Y2，4作出圖2，由圖2可知，高氮和高鉀是獲得馬鈴薯高產(chǎn)的必要條件，二者配合施用高產(chǎn)區(qū)均在0水平以上。也就是說，尿素用量超過195kg/hm2、硫酸鉀用量超過300kg/hm2時(shí)，均可獲得高產(chǎn)，當(dāng)尿素、硫酸鉀施到2水平時(shí)其產(chǎn)量最高，增產(chǎn)幅度較大。因此說，在馬鈴薯施肥上，應(yīng)特別注意氮肥和鉀肥的配合施用，因?yàn)榈士稍黾訂沃隊(duì)I養(yǎng)面積，提高葉綠素含量，促進(jìn)光合作用，鉀肥可起到促進(jìn)物資轉(zhuǎn)化、積累的作用，二者有機(jī)配合，方可獲得高產(chǎn)。

2.5 模型的優(yōu)化為了尋求現(xiàn)實(shí)和可行的優(yōu)化農(nóng)藝措施，進(jìn)行產(chǎn)量決策頻數(shù)分析，在95%置信區(qū)域內(nèi)獲得單產(chǎn)高于28.72 t/hm2的優(yōu)良組合方案，其分布頻率見表4，其最優(yōu)組合方案為密度64 482～70 518穴/hm2、尿素 267.23～292.21 kg/hm2、二銨 232.94～277.06 kg/hm2、硫酸鉀418.20～462.75 kg/hm2。

表4 產(chǎn)量大于28.72 t/hm2的組合頻率分布

3 結(jié)論

在哈爾濱地區(qū)的自然和土壤條件下，通過田間試驗(yàn)，建立了馬鈴薯品種大西洋的產(chǎn)量與密度及氮磷鉀施肥量的4因子5水平二次正交旋轉(zhuǎn)組合效應(yīng)數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明，由一次項(xiàng)系數(shù)大小可得，對(duì)產(chǎn)量的作用大小依次為氮肥>鉀肥> 磷肥 >密度；二次項(xiàng)系數(shù)都是負(fù)值，說明不同施肥、密度都有最佳值，施肥過量或不足、密度過大或過小都會(huì)影響馬鈴薯產(chǎn)量。各因素間對(duì)產(chǎn)量影響皆存在一定的交互作用，在該試驗(yàn)中對(duì)產(chǎn)量影響最大的交互項(xiàng)是施氮肥量和施鉀肥量的交互作用，高氮、高鉀是馬鈴薯獲得高產(chǎn)的必要條件，其次是密度和施磷肥量的交互作用，當(dāng)密度低于0水平時(shí)，增施磷肥明顯限制產(chǎn)量提高，當(dāng)密度高于0水平時(shí)，產(chǎn)量隨磷肥的增加而提高。經(jīng)計(jì)算機(jī)模擬尋優(yōu)，鮮薯產(chǎn)量大于28.72 t/hm2的優(yōu)化組合為密度64 482～70 518穴/hm2、尿素 267.23～292.21 kg/hm2、二銨 232.94～277.06 kg/hm2、硫酸鉀418.20～462.75 kg/hm2。

[1] 丁玉川，焦曉燕，聶督，等.不同氮源與鎂配施對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量品質(zhì)及養(yǎng)分吸收的影響[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2012，2(6)：49-53.

[2] 張永成，謝連美，劉滿倉，等.馬鈴薯豐產(chǎn)栽培綜合農(nóng)藝措施數(shù)學(xué)模型的研究 [J].馬鈴薯雜志，1989(2)：79-86.

[3] 田豐，張永成，張鳳軍，等.不同肥料和密度對(duì)馬鈴薯光合特性和產(chǎn)量的影響 [J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19(6)：95-98.

[4] 抗艷紅，龔學(xué)臣，趙海超，等.影響馬鈴薯產(chǎn)量的肥料效應(yīng)分析 [J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，50(11)：2194-2197.

[5] 羅維祿.菜用馬鈴薯新品種中薯3號(hào)高產(chǎn)栽培主要農(nóng)藝措施研究 [J].福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，26(1)：50-54.

Research on High-yield Cultivation Technology about Potato Variety Atlantic

ZHANG Rong-hua, XU Ning, ZHANG Hong-liang, XU Qing-fen*et al

(Institute of Economic Crop, Heilongjiang Academy of Land Reclamation Sciences, Harbin, Heilongjiang 150038)

[Objective] To discuss effects of density and different proportion of nitrogen, phosphorus, potash on yield of potato variety Atlantic. [Method] Under the soil condition of Harbin region, adopting four factors, five levels of quadratic regression rotation combination design, considering four agronomic measures of density (X1), urea (X2), diammonium (X3), potassium sulphate (X4) as decision-making variables, through field experiment, the mathematical model of prwoduction was established with hectare as objective function. [Result] The result shows that the sequence of influencing the production of fresh potato is nitrogen> potash > phosphorus > density; optimum combination of fresh potato yields more than 28.72 t/hm2is density 64 482-70 518 holes/hm2, urea 267.23-292.21 kg/hm2, diammonium 232.94-277.06 kg/hm2, potassium sulfate 418.20-462.75 kg/hm2using the computer simulation optimization. [Conclusion] The study can provide reference basis for improving yield of potato variety Atlantic, perfecting soil condition, preventing environmental pollution caused by excessive fertilization.

Potato variety Atlantic; Density; Nitrogen, phosphorus, potash; Quadratic regression rotation combination; Yield

黑龍江省農(nóng)墾總局重大攻關(guān)項(xiàng)目(HNK125B-07-11)。

張榮華(1965- )，女，云南宣威人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事馬鈴薯栽培與育種研究。*通訊作者，副研究員，博士，從事馬鈴薯育種與栽培研究。

2015-02-12

S 532

A

0517-6611(2015)09-039-04