玉米新品種興農(nóng)5號規(guī)范化栽培方案研究

高前慧 高欣梅 張靜峰 姜 巖 李文忠

（1內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟種子管理站，烏蘭浩特 137400；2內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，烏蘭浩特 137400；3內(nèi)蒙古自治區(qū)興安盟土壤肥料站，烏蘭浩特 137400）

興農(nóng)5號玉米新品種是興安盟興農(nóng)種業(yè)有限責(zé)任公司，以改良系NS為母本、0556為父本雜交選育而成。2015年通過內(nèi)蒙古自治區(qū)品種審定委員會審定（審定編號：蒙審玉2015023號），2016年在黑龍江省進(jìn)行了新品種推廣備案。適宜在≥10℃活動積溫2100℃以上地區(qū)種植，屬東北地區(qū)極早熟品種，目前在內(nèi)蒙古及黑龍江推廣面積超過1萬hm2。該品種在實(shí)際推廣中發(fā)現(xiàn)，有些地區(qū)的種植密度和施肥水平與審定公告推薦不符合時(shí)，仍然能獲得較高產(chǎn)量。為了更精確地制定該品種在大田生產(chǎn)中的最佳農(nóng)藝措施組合方案，2016年興安盟興農(nóng)種業(yè)有限責(zé)任公司與興安盟種子管理站、興安盟農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所合作，進(jìn)行了種植密度和施肥水平相關(guān)性試驗(yàn)，通過在不同密度下種肥和追肥的不同施用量對產(chǎn)量影響的回歸方程進(jìn)行研究，確定田間的最佳農(nóng)藝措施組合，為該品種推廣中的標(biāo)準(zhǔn)化栽培方案提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 地塊及材料試驗(yàn)在興安盟科右前旗居力很鎮(zhèn)萬寶村的興農(nóng)種業(yè)試驗(yàn)園區(qū)內(nèi)進(jìn)行，該地塊≥10℃活動積溫2500℃，土質(zhì)為栗鈣土。試驗(yàn)品種為興農(nóng)5號，種肥選用復(fù)合肥（N、P2O5、K2O含量為：15%、15%、15%），追肥選用尿素（N含量46%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用三因子二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)[1]，各試驗(yàn)因子分別為密度（X1）、種肥施用量（X2）、追肥施用量（X3）。每個(gè)因子取5個(gè)水平（表1）。其中以品種審定時(shí)推薦值6.0萬株/hm2作為密度0水平，步長為1.50萬株/hm2；施肥量0水平是根據(jù)測土施肥配方確定。

經(jīng)興安盟土壤肥料站檢測，該地塊土壤中有機(jī)質(zhì)含 量 3.8%，全 N 3.02g/kg、P 22.5mg/kg、K 168mg/kg，代入配方公式[2]：

N：Y=-7.0497×ln3.02+13.02=5.23kg/667m2，即78.42kg/hm2；

P2O5：Y=-3.1982×ln22.5+12.139=2.18kg/667m2，即32.72kg/hm2；

K2O：Y=-5.0566×ln168+27.955=2.05kg/667m2，即30.68kg/hm2。

為方便試驗(yàn)中操作，種肥的0水平設(shè)為某一養(yǎng)分純量30.00kg/hm2，與測土配方中P2O5及K2O量相近，換算為復(fù)合肥量為200kg/hm2，并設(shè)步長為復(fù)合肥50kg/hm2；追肥的0水平施用量確定為純N 46kg/hm2，與配方中純N量減去種肥中純N量后的數(shù)值相當(dāng)，換算為尿素用量為100kg/hm2，并設(shè)步長為尿素25kg/hm2。

表1 試驗(yàn)因子水平表

1.3 試驗(yàn)方法根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)中使用的正交表[1]結(jié)構(gòu)，共23個(gè)處理組合，即23個(gè)小區(qū)（表2）。為了便于操作，減少相鄰小區(qū)間的相互影響，小區(qū)設(shè)計(jì)為4行，行長為10.0m，行距0.6m，面積24.0m2，并設(shè)保護(hù)行。

表2 三因素回歸正交設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量結(jié)果表

試驗(yàn)田前茬作物為玉米，有灌溉條件。2016年5月10日播種，為保證種植密度精確，播種時(shí)按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等距離刨埯，抗旱坐水人工點(diǎn)播，每埯播種3粒。播種時(shí)施入種肥，每埯施入量精確稱重。5月21日達(dá)到苗齊。6月3日定苗，定苗時(shí)嚴(yán)格控制每行應(yīng)留株數(shù)。采用化學(xué)除草，灌溉等其他管理略高于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)。追肥在7月20日進(jìn)行，追肥量按設(shè)計(jì)要求稱重并人工施入。

在全生育期內(nèi)對田間性狀進(jìn)行調(diào)查。收獲期為10月5日，收取中間2行，面積12m2，以實(shí)際產(chǎn)量進(jìn)行測產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量結(jié)果及回歸方程各小區(qū)測產(chǎn)結(jié)果換算為含水量13%的公頃產(chǎn)量（表2）。通過對產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，最終得出回歸系數(shù)（表3），并建立回歸方程：

由于水平編碼經(jīng)過中心化處理，所以常數(shù)項(xiàng)要經(jīng)過修正，表中X0所對應(yīng)的b0為修正后值。

2.2 回歸方程顯著性檢驗(yàn)回歸方程是否可靠，需要對其進(jìn)行F檢驗(yàn)來評價(jià)，同時(shí)對回歸系數(shù)的檢驗(yàn)可明確各因子對產(chǎn)量影響的程度（表4）。通過對表4中的F值與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值比較可知：回歸方程達(dá)到極顯著水平，失擬檢驗(yàn)不顯著，說明回歸方程可靠性強(qiáng)，可以依據(jù)其進(jìn)行栽培方案的制作。

表3 回歸系數(shù)bi計(jì)算結(jié)果表

表4 回歸方程顯著性檢驗(yàn)

3 結(jié)論

3.1 回歸方程解析試驗(yàn)?zāi)康氖菫榱酥笇?dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。通過試驗(yàn)得到了回歸方程，也就明確了試驗(yàn)中的各因子對產(chǎn)量影響的趨勢和程度。于是便可通過對方程的解析[3]，得到最優(yōu)因子組合時(shí)的水平值，從而得到最佳農(nóng)藝組合。

首先，依回歸方程分別求出對應(yīng)X1、X2、X3的偏導(dǎo)數(shù)。即：

在令其等于0后，求解可得X1=-0.2864、X2=-0.9600、X3=-1.4509把這3個(gè)值代入原回歸方程，則可得到產(chǎn)量的一個(gè)極值Y（極值）=9486.28kg/hm2。這說明依據(jù)回歸方程，當(dāng)X1、X2、X3形成這一搭配時(shí)，即X1=-0.2864（相當(dāng)于密度為5.57萬株/hm2），X2=-0.9600（相 當(dāng) 于 施 入 種 肥 151.99kg/hm2），X3=-1.4509（相當(dāng)于施入追肥63.73kg/hm2），將獲得產(chǎn)量為9486.28kg/hm2。顯然，這一產(chǎn)量并非期望的，這是因?yàn)楦鶕?jù)回歸方程偏導(dǎo)求出的極值并不一定是極大值，也有可能為極小值，最簡單的驗(yàn)證方法只需在極值周圍取幾個(gè)點(diǎn)代入方程中，當(dāng)回歸產(chǎn)量全部大于極值產(chǎn)量時(shí)，說明求得的很可能是最小值，本次試驗(yàn)便是這種情況。這時(shí)需要用另外一種方法來確定高產(chǎn)栽培方案。

3.2 高產(chǎn)栽培方案確定使用回歸方程來計(jì)算極值點(diǎn)，會出現(xiàn)很多可能，除了以上出現(xiàn)的極小值外，還有可能出現(xiàn)沒有極值的情況。同時(shí)，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特殊性，即使應(yīng)用同樣的栽培措施也不一定獲得相同的產(chǎn)量。因此，在實(shí)際當(dāng)中即使方程有最高值時(shí)，一般也不直接應(yīng)用求極值點(diǎn)的對應(yīng)組合作為高產(chǎn)栽培方案，而是使用“最佳模擬配合法”[1]來建立某一產(chǎn)量水平下的高產(chǎn)栽培組合方案。

對于本次試驗(yàn)，選定11000kg/hm2為目標(biāo)產(chǎn)量，并選定在-1.5、-1、-0.5、0、0.5、1、1.5 7個(gè)量級組合，將它們分別代入回歸方程中，可獲得343個(gè)回歸產(chǎn)量，其中11000kg/hm2以上回歸產(chǎn)量139個(gè)。通過統(tǒng)計(jì)高于目標(biāo)產(chǎn)量下不同因素水平出現(xiàn)的頻數(shù)，用加權(quán)法計(jì)算平均數(shù)（）、總體標(biāo)準(zhǔn)差（SX）。最后用-1.96SX～+1.96SX來確定不同農(nóng)藝措施95%的置信區(qū)間，并換算為具體的農(nóng)藝措施值（表5）。

表5 玉米興農(nóng)5號11000kg/hm2以上高產(chǎn)栽培農(nóng)藝措施組合方案

從農(nóng)藝措施的組合中可以看到，如果農(nóng)藝措施中密度能夠在6.30萬～6.60萬株/hm2，施用種肥在217.2～228.4kg/hm2，追肥在 110.6～116.1kg/hm2，則可獲得11000kg/hm2以上的產(chǎn)量。因?yàn)樵囼?yàn)中所用的種肥為復(fù)合肥，追肥為尿素，如換算成有效成分則種肥：N、P2O5、K2O 均在 32.58～34.26kg/hm2之間，追肥：N施用量在50.88～53.41kg/hm2之間。

4 討論

在一般情況下，理論產(chǎn)量最高點(diǎn)在試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理范圍之內(nèi)時(shí)，可以求出最高理論產(chǎn)量，但在實(shí)際中，除了無法求得極值外，還會出現(xiàn)理論產(chǎn)量最高點(diǎn)向外飄移的情況，這是因?yàn)樵囼?yàn)的設(shè)計(jì)模型強(qiáng)烈依靠調(diào)查數(shù)值，當(dāng)一個(gè)因素的觀測值出現(xiàn)在處理水平最高或最低點(diǎn)時(shí)，都會出現(xiàn)這種情況。這也是在實(shí)際生產(chǎn)中，通常使用“最佳模擬配合法”的一個(gè)原因。通常情況下，制定高產(chǎn)栽培方案時(shí)，下一年可以在繼續(xù)重復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證的同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)驗(yàn)證，起到試驗(yàn)示范的雙重目的。

[1] 陶向新，王伯倫.作物規(guī)范化栽培設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用[M].沈陽：遼寧大學(xué)出版社，1991

[2] 王學(xué)閣.興安盟主栽作物主推技術(shù)讀本[M].赤峰：內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)出版社，2013：229-243

[3] 張健，馮云超，余志江，等.不同密度及施肥措施對玉米新品種三峽玉9號產(chǎn)量的影響[J].中國種業(yè)，2016（1）：51-55