2010WS非洲狗尾草新品系在貴陽地區(qū)的優(yōu)化栽培方案研究

趙明坤1，羅天瓊，楊 菲

(1.貴州陽光草業(yè)科技有限責(zé)任公司，貴州 獨山 558200；2.貴州省草業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006)

非洲狗尾草(Setariasphacelatavar．Sericea)是禾本科狗尾草屬多年生草本植物，原產(chǎn)于熱帶非洲，在澳大利亞昆士蘭州和新南威爾士州已成為重要牧草[1]。2007年貴州陽光草業(yè)科技有限責(zé)任公司開始非洲狗尾草引種工作，引進(jìn)了卡松古魯、納羅克、卡選14、南迪4個品種在貴州栽培，納羅克、卡選14產(chǎn)量高，適口性好，但耐寒性差，越冬率較低，僅適宜低海拔河谷地區(qū)種植，推廣利用區(qū)域較窄。2010年，貴州省草業(yè)研究所從卡松古魯狗尾草群體中發(fā)現(xiàn)了少量返青早、分蘗性較強(qiáng)的植株，通過多次單株選擇法，選育出2010WS狗尾草新品系，經(jīng)前期與納羅克狗尾草及其原始群體在貴州省進(jìn)行區(qū)域試驗結(jié)果，抗寒性和耐旱性都優(yōu)于原始群體和納羅克，具有較好的開發(fā)利用前景。為有利于2010WS狗尾草新品系的推廣利用，2015—2016年在貴陽地區(qū)開展了優(yōu)化栽培方案試驗研究，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然概況試驗地設(shè)在貴州省貴陽市花溪區(qū)麥坪鄉(xiāng)草種生產(chǎn)基地，地理位置為東經(jīng)106°30′33″，北緯26°30′38″，海拔 1 150 m。土壤為黃壤，土壤pH值 5.68，有機(jī)質(zhì)1.82%，全氮1.876 g/kg，堿解氮145.75 mg/kg，有效磷22.175 mg/kg，速效鉀80 mg/kg。全年降水量1 178.4 mm，年均氣溫15.9 ℃，極端最高溫度33.9 ℃，極端最低溫度 -3.7 ℃，無霜期299 d，≥0 ℃年積溫5 842.1 ℃，≥10 ℃年有效積溫4 979.6 ℃。

1.2 試驗材料2010WS非洲狗尾草新品系(貴州省草業(yè)研究所選育)、尿素[CO(NH2)2]、有機(jī)肥(腐熟羊糞)、過磷酸鈣[Ca(H2PO4)2·H2O]。

1.3 試驗設(shè)計采用四元二次通用組合設(shè)計，研究有機(jī)肥(X1)、氮肥(X2)、磷肥(X3)、刈割次數(shù)(X4)4個因子對非洲狗尾草牧草產(chǎn)量的影響，各試驗因素變量的設(shè)計水平及編碼值見表1。4因子5水平(1/2實施)，共計20個小區(qū)(Mc+2p+M0=8+8+4)；采用不完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計排列，小區(qū)面積為3 m×5 m(其0水平為生產(chǎn)上大面積采用技術(shù)措施)。根據(jù)設(shè)計要求，各小區(qū)按隨機(jī)區(qū)組排列，方案見表2。采用條播方式播種，行距為40 cm，播種時間為2015年5月19—20日。

表1 試驗因素水平及編碼

表2 各試驗因子田間用量及相關(guān)系數(shù)

注：表中用量均為年總用量，括號內(nèi)數(shù)值為相關(guān)系數(shù)

1.4 試驗方法與統(tǒng)計分析磷肥和有機(jī)肥均于播種時一次性施入。氮肥為追肥，于每次刈割后施用，施用量根據(jù)設(shè)計的刈割次數(shù)平均每次用量。刈割次數(shù)為2次者于8月15日、11月15日測產(chǎn)；刈割3次者于7月15日、9月15日、11月15日測產(chǎn)；刈割4次者于7月15日、8月23日、10月4日、11月15日測產(chǎn)；刈割5次者于7月15日、8月15日、9月15日、10月15日、11月15日測產(chǎn)；刈割6次者于7月15日、8月7日、8月30日、9月22日、10月15日、11月15日測產(chǎn)。測定各小區(qū)鮮草產(chǎn)量，折算年總產(chǎn)量，以2年平均產(chǎn)量計算。測產(chǎn)時所有小區(qū)的留茬高度均為6～8 cm。數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行分析，用Excel軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 回歸數(shù)學(xué)模型的建立根據(jù)2015—2016年試驗結(jié)果，將2年平均產(chǎn)量折算成公頃產(chǎn)量(見表2)，采用DPS統(tǒng)計軟件分析，獲得2010WS非洲狗尾草鮮草產(chǎn)量與栽培管理因子間數(shù)學(xué)模型為：

Y=96.91+7.79X1+5.87X2+1.90X3-4.57X4+0.17X12+0.26X22+0.07X32-3.46X42-4.40X1X2+1.15X1X3-4.74X1X4-1.90X2X3+2.30X2X4+0.04X3X4

(a)

式中：Y為鮮草產(chǎn)量，X1為有機(jī)肥，X2為氮肥，X3為磷肥，X4為刈割次數(shù)?；貧w顯著性檢驗表明：F2=33.53>F0.01(14，5)=9.72，達(dá)1%顯著水平，F(xiàn)1=0.67

2.2 主因素效應(yīng)分析主因素效應(yīng)分析主要是探討各肥料因素和刈割次數(shù)對2010WS非洲狗尾草鮮草產(chǎn)量影響的大小。從方程(a)的偏回歸系數(shù)得出：4因子對2010WS非洲狗尾草鮮草產(chǎn)量影響的大小順序依次為：有機(jī)肥X1(7.79)﹥氮肥X2(5.87)﹥刈割次數(shù)X4(4.57)﹥磷肥X3(1.88)，說明有機(jī)肥、氮肥、刈割次數(shù)對2010WS非洲狗尾草鮮草產(chǎn)量有極顯著作用。

2.3 單因素效應(yīng)分析基于試驗設(shè)計本身滿足正交性，模型方程中各項偏回歸系數(shù)間彼此獨立，分別表明各因素的單獨效應(yīng)，對回歸模型降維處理后，在固定其他因素取0水平時，得到另一因素與鮮草產(chǎn)量關(guān)系的回歸方程如下：

有機(jī)肥：Y1=96.91+7.79X1+0.17X12

(b)

氮肥：Y2=96.91+5.87X2+0.26X22

(c)

磷肥：Y3=96.91+1.90X3+0.07X32

(d)

刈割次數(shù)：Y4=96.91-4.57X4-3.46X42

(e)

式中：Y1、Y2、Y3、Y4分別表示其他因素取0水平時，有機(jī)肥X1、氮肥X2、磷肥X3、刈割次數(shù)X4與鮮草產(chǎn)量Y的關(guān)系式。

各單因素對鮮草產(chǎn)量的影響情況為：(1)隨著有機(jī)肥施用量編碼值在-1.68～1.68之間不斷增加，鮮草產(chǎn)量呈持續(xù)增加趨勢，當(dāng)有機(jī)肥施用量編碼值為1.68時(實際用量為52.49 t/hm2)，鮮草產(chǎn)量最高達(dá)110.49 t/hm2，有機(jī)肥用量編碼值為-1.68時(實際用量為12.03 t/hm2)，鮮草產(chǎn)量最低為84.28 t/hm2。(2)隨著氮肥施用量編碼值在-1.68～1.68之間不斷增加，鮮草產(chǎn)量亦呈持續(xù)增加趨勢，氮肥施用量編碼值為1.68時(實際用量為0.90 t/hm2)，鮮草產(chǎn)量最高達(dá)107.54 t/hm2，氮肥用量編碼值為-1.68時(實際用量為0.30 t/hm2)，鮮草產(chǎn)量最低為87.78 t/hm2。(3)隨著磷肥用量編碼值在-1.68～1.68之間不斷增加，鮮草產(chǎn)量呈持續(xù)增加趨勢，但增加趨勢較緩，磷肥施用量編碼值在-1.68時(實際用量為0.30 t/hm2)，鮮草產(chǎn)量最低為93.95 t/hm2，磷肥施用量編碼值在1.68時(實際用量為0.74 t/hm2)，鮮草產(chǎn)量最高為100.27 t/hm2，但磷肥施用量編碼值在1.0時(實際用量為0.64 t/hm2)的鮮草產(chǎn)量僅比編碼值為1.68時(實際用量為0.74 t/hm2)的鮮草產(chǎn)量低1.39 t/hm2，增加值已較低。隨著3種肥料用量增加，鮮草產(chǎn)量亦呈持續(xù)增加，說明用量均未達(dá)到最高值，同時也說明2010WS非洲狗尾草的需肥量較大，增加施肥量能有效提高鮮草產(chǎn)量。(4)隨著刈割次數(shù)的編碼值在-1.68～1.68之間不斷增加，鮮草產(chǎn)量呈先增后降的趨勢，在編碼值-0.1(實際次數(shù)3)時，鮮草產(chǎn)量最高為98.00 t/hm2，在編碼值1.68(實際次數(shù)6)時，鮮草產(chǎn)量最低為79.45 t/hm2，說明適當(dāng)?shù)呢赘畲螖?shù)有利于提高鮮草產(chǎn)量，但頻繁刈割會降低產(chǎn)草量。見圖1。

圖1 決策因素對鮮草產(chǎn)量的影響

2.4 各因素交互作用對非洲狗尾草產(chǎn)草量的影響從模型(a)看出，各因素對非洲狗尾草產(chǎn)量的交互項系數(shù)有正負(fù)數(shù)，說明各因素均存在1個合理數(shù)值的范圍，超過此范圍將對增加產(chǎn)量不利。

2.5 種植優(yōu)化方案根據(jù)DPS軟件對各種植因素的優(yōu)化結(jié)果，產(chǎn)量達(dá)期望值的最高指標(biāo)時各個因素組合為：有機(jī)肥年用量52 493 kg/hm2，氮肥年用量300.15 kg/hm2，磷肥年用量747.04 kg/hm2，年刈割3次，鮮草年產(chǎn)量最高可達(dá)143.24 t/hm2。

3 結(jié)論

3.1本研究用田間試驗和定量分析的方法初步探討了2010WS非洲狗尾草新品系產(chǎn)草量與4種栽培因子之間的數(shù)量關(guān)系。對數(shù)學(xué)模型反映出的有關(guān)試驗因素的增產(chǎn)效應(yīng)作了分析，4個試驗因子對牧草產(chǎn)量影響的重要性為：有機(jī)肥﹥氮肥﹥刈割次數(shù)﹥磷肥，說明有機(jī)肥、氮肥、刈割次數(shù)對非洲狗尾草鮮草產(chǎn)量有極顯著作用。化肥施用要有針對性，不適宜的用量將導(dǎo)致減產(chǎn)。

3.2本研究結(jié)果表明，在貴陽及地理氣候環(huán)境類似的貴州中南部山區(qū)，2010WS非洲狗尾草牧草栽培優(yōu)化方案為：有機(jī)肥年用量5 2493 kg/hm2，氮肥年用量300.15 kg/hm2，磷肥年用量747.04 kg/hm2，年刈割3次，鮮草年產(chǎn)量最高可達(dá)143.24 t/hm2，達(dá)到高產(chǎn)的目的。

3.3本研究中，有機(jī)肥和氮肥對2010WS非洲狗尾草鮮草產(chǎn)量的影響曲線處于單向上升趨勢，說明試驗設(shè)計用量并未達(dá)到上限值，多施有機(jī)肥和氮肥還有增產(chǎn)空間。