關(guān)鍵栽培因子與寒地粳稻龍粳25號產(chǎn)量的回歸及互作效應(yīng)研究

張淑英等

摘 要：以龍粳25為試驗材料，采用單因子回歸設(shè)計及二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，分析了氮肥及密度與產(chǎn)量的單因子效應(yīng)及互作效應(yīng)。結(jié)果表明：產(chǎn)量與氮肥或密度均呈顯著的先上后下降的二次曲線關(guān)系，并且獲得了單因子情況下產(chǎn)量最高時的施氮量：（144.2±5.0） kg·hm-2，密度：（26.5±1.0） 穴·m-2。互作效應(yīng)結(jié)果表明，中等水平的氮肥和密度配合更易獲得高產(chǎn)，當(dāng)X1取0、X2取0水平時，可以取得理論最大值9 771.31 kg·hm-2。

關(guān)鍵詞：氮肥；密度；龍粳25；回歸方程；互作效應(yīng)

中圖分類號：S511.2+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.06.026

Abstract： With single factor regression design and quadratic orthogonal design， the experiments studied single factor and interaction effect of nitrogen fertilizer and density on yield of japonica rice Longjing 25 in cold region. The results indicated that nitrogen fertilizer and density and yield had a conic curve relationship. At the same time， the experiments in the case of single factor obtained the optimum amount of nitrogen： （144.2±5.0） kg·hm-2， the optimum density： （26.5±1.0） points·m-2. The results of interaction effect indicated that it was easier to achieve goal of high yield with the middle level nitrogen fertilizer and density. The experiments obtained the theoretical maximum： 9 771.31 kg·hm-2 when X1 and X2 was 0 level.

Key words： nitrogen fertilizer； density； Longjing 25； regression equation； interaction effect

龍粳25（原代號龍花01-806）由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所，以佳禾早占為母本，以龍花97058 為父本進(jìn)行有性雜交，經(jīng)接種其F1 花藥離體培養(yǎng)，獲得加倍二倍體植株后選育而成。2007年在黑龍江省農(nóng)業(yè)良種化工程評選中被評為中標(biāo)品種，2009年1月經(jīng)黑龍江省農(nóng)作物品種審定委員會審定推廣。審定當(dāng)年推廣種植面積1.27萬hm2，大面積種植表現(xiàn)出產(chǎn)量高、米質(zhì)優(yōu)、耐寒性強(qiáng)、抗稻瘟病性強(qiáng)、出米率高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已累計推廣超過66.67萬hm2 [1]。然而科學(xué)合理的肥料運(yùn)籌和適宜的種植密度是水稻獲取高產(chǎn)的關(guān)鍵栽培措施，在生產(chǎn)中必須將良種與良法相結(jié)合，才會使水稻產(chǎn)量潛力得到充分發(fā)揮[2-5]。鑒于此，本試驗欲通過不同氮肥、密度，采用單因子試驗和互作效應(yīng)試驗，來分析氮肥、密度這兩個關(guān)鍵栽培因子與寒地粳稻龍粳25產(chǎn)量的關(guān)系，皆在為龍粳25高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以寒地粳稻品種龍粳25號為試驗材料。試驗于2014年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院曙光水稻試驗田進(jìn)行，供試土壤有機(jī)質(zhì)含量28.4 g·kg-1，全氮1.37 g·kg-1，pH值6.9。

1.2 試驗設(shè)計

單因子試驗采用小區(qū)互比，分別設(shè)4個氮肥處理和4個密度處理。氮肥處理：N1為施純氮90 kg·hm-2，N2為施純氮120 kg·hm-2，N3為施純氮150 kg·hm-2，N4為施純氮180 kg·hm-2。密度處理：D1為20穴·m-2（30 cm×16.67 cm），D2為25穴·m-2（30 cm×13.33 cm），D3為30穴·m-2（30 cm×11.11 cm），D4為35穴·m-2（30 cm×9.23 cm）。

正交試驗采用二因素五水平的二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，試驗因子實際水平見表1。試驗每小區(qū)面積30 m2，單排單灌，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。磷肥施入純磷（P2O5）46.9 kg·hm-2，鉀肥施入純鉀（K2O）60.0 kg·hm-2，各處理相同。肥料施用時期及比例見表2，其他管理與當(dāng)?shù)厮旧a(chǎn)相同。

1.3 調(diào)查項目與方法

水稻成熟時每小區(qū)去除邊2行，選10 m2左右實割進(jìn)行產(chǎn)量實測，曬干換算成標(biāo)準(zhǔn)含水量后計算產(chǎn)量。單因子回歸曲線、二次正交回歸等均采用DPS 8.01、Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計分析和繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥施用量與龍粳25產(chǎn)量的回歸分析

從圖1氮肥與產(chǎn)量的回歸曲線可以看出，龍粳25產(chǎn)量隨著氮肥的增加先上升后下降，呈顯著的二次曲線關(guān)系。說明氮肥過低造成生長量不足，氮肥過多又易產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)系數(shù)下降，均不利于龍粳25高產(chǎn)的形成。同時獲得了氮肥與產(chǎn)量的回歸方程為y = -0.648 9x2 + 187.12x-4 054，方程的決定系數(shù)（R2）為0.887 3，表明回歸方程有較高的決定程度。對回歸方程的兩邊同時做一介導(dǎo)數(shù)，可以計算出產(chǎn)量最高時的最佳純氮施用量：（144.2±5.0） kg·hm-2。

2.2 插秧密度與龍粳25產(chǎn)量的回歸分析

從圖2密度與產(chǎn)量的回歸曲線可以看出，產(chǎn)量與密度呈先上升后下降的二次曲線關(guān)系，尤其在高密度下產(chǎn)量下降極為顯著。說明插秧密度過密或過稀，均不利于龍粳25高產(chǎn)的形成。同時獲得了密度與產(chǎn)量的回歸方程為y = -21.207x2 + 1 124.6x-5 532.4，方程的決定系數(shù)（R2）為0.717 6，表明回歸方程有較高的決定程度。對回歸方程的兩邊同時做一介導(dǎo)數(shù)，可以計算出產(chǎn)量最高時的最佳密度：（26.5±1.0） 穴·m-2。

2.3 氮肥密度互作對產(chǎn)量影響

將各小區(qū)實測產(chǎn)量換算成公頃產(chǎn)量后，運(yùn)用DPS軟件可以獲得氮肥密度互作與產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型回歸方程：Y=9 771.31-60.29X1-169.16X2-744.58X12-715.18X22+201.45X1X2

根據(jù)表3方差分析可以看出，X12、X22、X1X2三項達(dá)到極顯著水平；對方程進(jìn)行檢驗F1=2.807 3F0.01，說明失擬不顯著而回歸方程極顯著，表明該方程是可靠的。從而得出簡化后的回歸方程：Y=9 771.31-744.58X12-715.18X22+201.45X1X2

從圖3氮肥密度互作與產(chǎn)量關(guān)系可以看出，氮肥密度互作效應(yīng)明顯。當(dāng)密度固定在某一水平時，產(chǎn)量會隨著施氮量的增加而先上升后下降。同時當(dāng)?shù)使潭ㄔ诘退綍r，產(chǎn)量會隨著施密度的增加而顯著提高，但在高密度下產(chǎn)量增加趨緩；當(dāng)?shù)使潭ㄔ诟咚綍r，產(chǎn)量會隨著密度的增加而先上升后顯著下降，尤其在高氮肥高密度下產(chǎn)量反降更為明顯。可見同時采用中高水平的氮肥和密度會造成產(chǎn)量的顯著下降，中等水平的氮肥和中等水平的密度配合龍粳25更易獲得高產(chǎn)。理論最大值出現(xiàn)在X1取0、X2取0水平時，最大值為9 771.31 kg·hm-2。

3 結(jié)論與討論

適宜的氮肥和密度是水稻獲得高產(chǎn)的重要基礎(chǔ)，氮肥過高或過低，密度過密或過稀，都會造成水稻群體質(zhì)量下降，產(chǎn)量降低[6-11]。這與本試驗結(jié)果相似，本試驗單因子分析結(jié)果表明，龍粳25產(chǎn)量隨著氮肥及密度的增加而先上升后下降，均呈現(xiàn)顯著的二次曲線關(guān)系，并且獲得了產(chǎn)量最高時的最佳純氮施用量：（144.2±5.0） kg·hm-2，最佳密度：（26.5±1.0） 穴·m-2。

同時本試驗氮肥密度互作與產(chǎn)量關(guān)系結(jié)果表明，采用中高水平的氮肥和密度會造成產(chǎn)量的顯著下降，中等水平的氮肥和中等水平的密度配合龍粳25更易獲得高產(chǎn)，當(dāng)X1取0、X2取0水平時，可以取得理論最大值。由此說明單因子試驗獲得的最佳氮肥或密度與互作效應(yīng)存在一定的差異，可見在互作情況下各單因子之間存在相互作用、相互調(diào)節(jié)，從而提高群體質(zhì)量，實現(xiàn)高產(chǎn)。

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