不同施肥水平及種植密度對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響

劉宏秋

摘 要：利用5因素5水平的二次旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)，分別對(duì)馬鈴薯種植中氮、磷、鉀施用量以及壟距、株距進(jìn)行試驗(yàn)，每項(xiàng)3次重復(fù)，結(jié)果表明：氮、磷、鉀、壟距和株距這5個(gè)因子對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響程度依次是氮>株距>鉀>磷>壟距。種植馬鈴薯的最佳施肥水平為施氮肥（純N）23.8 kg/667m2，磷肥（P2O5）11 kg/667m2，鉀肥（K2O）34 kg/667m2，N∶P∶K比例為1∶0.46∶1.43;株距對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響明顯大于壟距，最佳密度為壟距60 cm，株距18 cm。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;施肥量;密度;產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S532文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-060X（2020）03-0036-03

Abstract： Using the quadratic rotation regression design of 5 factors and 5 levels， the application amount of N， P， K， ridge spacing and plant spacing in potato planting were tested respectively， and each item was repeated three times. The results showed that the effects of the five factors of N， P， K， ridge spacing and plant spacing on potato yield were in order of N > plant spacing > k > P > ridge spacing; The best fertilization level for potato planting was N （pure N） 357 kg/hm2， P （P2O5） 165 kg/hm2， K （K2O） 510 kg/hm2， the ratio of N∶P∶K was 1∶0.46∶1.43; the effect of plant spacing on potato yield was significantly greater than that of ridge spacing. The best density was 60 cm ridge spacing and 18 cm plant spacing.

Key words： potato; fertilization amount; density; yield

馬鈴薯在我國的載培歷史已超過400 a，是我國繼小麥、水稻和玉米之后的第4大栽培作物。由于馬鈴薯有很高的營養(yǎng)價(jià)值、巨大的增產(chǎn)潛力和廣闊的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景，2016年農(nóng)業(yè)部出臺(tái)了《農(nóng)業(yè)部關(guān)于加快馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》，將馬鈴薯作為主糧產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，隨后又將馬鈴薯納入優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品區(qū)域布局規(guī)劃。近幾年，各級(jí)政府相繼出臺(tái)了各種扶持馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施，我國馬鈴薯的播種面積和總產(chǎn)量已居全球第一，但單產(chǎn)水平仍較低，僅為15.4 t/hm2，低于世界平均水平16.4 t/hm2，不及發(fā)達(dá)國家馬鈴薯單產(chǎn)的一半。因此，目前我國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需解決的問題就是提高單產(chǎn)。

在湖南省南部地區(qū)的祁東縣進(jìn)行不同施肥水平及種植密度對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響試驗(yàn)，以便能找到適宜該地區(qū)的栽培種植模式和種植體系。試驗(yàn)從施肥和密度入手，探討氮、磷、鉀三大肥料要素及不同種植密度對(duì)馬鈴薯生長發(fā)育的影響，與馬鈴薯產(chǎn)量形成的效應(yīng)關(guān)系，探討適合湖南省南部種植的馬鈴薯高產(chǎn)栽培優(yōu)化組合方案，為指導(dǎo)馬鈴薯大田生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

供試馬鈴薯品種為隴薯7號(hào)，試驗(yàn)地在祁東縣風(fēng)石堰中華山村。該試驗(yàn)田為紅壤土，地勢(shì)較平坦，排灌方便，土壤肥力中等，前茬作物為一季中稻。馬鈴薯于2017年10月25日播種，2018年3月16日收獲。供試肥料為尿素（純N 46%），過磷酸鈣（P2O5 12%）、氯化鉀（K2O含量60%）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用5因素5水平的二次旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因素設(shè)計(jì)為純N（X1），P2O5（X2），K2O（X3），壟距（X4）、株距（X5），各變量設(shè)計(jì)水平及編碼見表1。按照表1編碼值執(zhí)行操作，共設(shè)計(jì)36個(gè)處理。氮肥的基肥，追肥各占總施氮量的45%和55%，磷肥的基肥、追肥各占總施磷肥量的85%和15%，鉀肥的基肥、追肥各占總施鉀肥量的55%和45%。在馬鈴薯播種前將基肥施完，于2017年12月15日施追肥。田間日常管理按照常規(guī)大田管理方法。數(shù)據(jù)采用DPS方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 建立模型

按照設(shè)計(jì)表中的編碼值列出對(duì)應(yīng)的處理組合方案，現(xiàn)將各處理的田間試驗(yàn)產(chǎn)量情況見表2。從表2可以看出，處理21產(chǎn)量最高，為1 426.32 kg/667m2，由此可知種植馬鈴薯的最佳施肥水平為施用純N（23.8 kg/667m2）、P2O5（11 kg/667m2），K2O（34 kg/667m2），壟距為65 cm，株距為18 cm。

對(duì)表2中的試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果運(yùn)用DPS程序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以純N（X1），磷肥P2O5（X2），鉀肥K2O（X3），壟距（X4），株距（X5）這5項(xiàng)栽培措施為決策變量，產(chǎn)量作為目標(biāo)函數(shù)，建立的產(chǎn)量數(shù)學(xué)模型為：

將其進(jìn)行線性回歸分析，因回歸模型經(jīng)過無量綱性偏碼代換，故偏回歸系數(shù)己經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，從而可以直接從其絕對(duì)值的大小來判定各個(gè)因子對(duì)于目標(biāo)函數(shù)的相對(duì)的重要。可以看出5因素對(duì)于產(chǎn)量的影響程度，線性項(xiàng)依次是X1>X5>X3>X2>X4，說明在凈作用的條件之下，氮肥對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響最大，往后依次是株距、鉀肥、磷肥和壟距。相對(duì)于三大肥料因素來講，對(duì)產(chǎn)量的影響依次是氮肥>鉀肥>磷肥。這表明因土壤的正確施肥是提高馬鈴薯產(chǎn)量的重要管理措施。

2.2 主因子效應(yīng)分析

為了分析各個(gè)因子對(duì)產(chǎn)量的影響大小，需要對(duì)各個(gè)單因子進(jìn)行分析，對(duì)回歸模型方差分析結(jié)果（表3），F(xiàn)值為3.356，達(dá)到了顯著水平，說明該試驗(yàn)設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)模型也有效。X1、X3和X5的F值對(duì)應(yīng)為20.865 6、13.443 6和3.552 4，達(dá)到顯著水平，說明了氮肥、鉀肥、株距對(duì)馬鈴薯的產(chǎn)量影響大。對(duì)主要的因子再進(jìn)行效應(yīng)分析，用降維法對(duì)方程（1）中的4個(gè)變量固定于0水平上，就此得到5個(gè)變量的產(chǎn)量回歸子模型：

依據(jù)上面的效應(yīng)方程做成氮肥（X1）、鉀肥（X3）和株距（X5）3項(xiàng)水平與馬鈴薯的產(chǎn)量關(guān)系圖（見圖1）。通過圖1說明試驗(yàn)的各個(gè)水平中，氮肥的效應(yīng)呈向下的拋物曲線，表明施用氮肥有一定的范圍，超出范圍，馬鈴薯的產(chǎn)量就會(huì)受影響，開始時(shí)氮肥（X1）隨著用量的增加產(chǎn)量相對(duì)應(yīng)提高，增加到一定值后產(chǎn)量反而呈下降趨勢(shì);鉀肥（X3）的效應(yīng)曲線呈近似直線狀，隨著鉀肥施用量的增加產(chǎn)量相對(duì)應(yīng)提高，表明增施鉀肥在當(dāng)?shù)厥翘岣唏R鈴薯產(chǎn)量的最有效的方法。

2.3 雙因素產(chǎn)量互作效應(yīng)分析

從表3可看出，對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響最大的3個(gè)因素中（氮肥、株距和鉀肥），氮肥與株距（X1X5）的互作效應(yīng)（F=1.013 6>0.126 9）、鉀肥與氮肥（X1X3）的互作效應(yīng)（F=4.136 1>0.002 6），都達(dá)到了顯著水平。從而對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量影響較大的氮肥與株距的相互作用，還有鉀肥與氮肥的相互作用進(jìn)行分析，把另外的3因素設(shè)置為零水平，可以導(dǎo)出分析子模型如下：

把氮肥與株距的不同水平值代入方程（7）計(jì)算對(duì)應(yīng)的效應(yīng)產(chǎn)量。計(jì)算結(jié)果表明，在氮肥處在較低水平時(shí)，隨著株距增加，馬鈴薯的產(chǎn)量降低，在氮肥處在較高水平下，隨著株距減少，馬鈴薯的產(chǎn)量提高，在氮素的2水平與株距的-2水平時(shí)出現(xiàn)最大值，當(dāng)?shù)卦?1水平株距在-1水平時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量表現(xiàn)較高。

把氮肥與鉀肥的不同水平值代入方程（8）計(jì)算對(duì)應(yīng)的效應(yīng)產(chǎn)量。計(jì)算結(jié)果表明，在氮肥處于較低水平時(shí)，隨著鉀肥量的增加，馬鈴薯產(chǎn)量相應(yīng)增加;在氮肥處于較高水平時(shí)，隨著鉀肥量的增加，馬鈴薯產(chǎn)量也增加。總之，高氮高鉀水平時(shí)產(chǎn)量較高，當(dāng)?shù)靥幱?和鉀素處于2水平出現(xiàn)最大值。

3 結(jié) 論

試驗(yàn)使用5因素5水平二次旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，建立馬鈴薯的產(chǎn)量效應(yīng)數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)模型的解析表明，氮、磷、鉀、壟距和株距這5個(gè)主要栽培措施對(duì)馬鈴薯的產(chǎn)量都有影響，其中影響較大的是氮肥、株距和鉀肥。5個(gè)因子對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的影響大小依次是氮>株距>鉀>磷>壟距。氮肥和鉀肥的產(chǎn)量峰值都在+1水平附近，株距的產(chǎn)量峰值是在-1水平附近。根據(jù)產(chǎn)量檢測(cè)結(jié)果，馬鈴薯種植的最佳施肥水平為施氮肥（純N）23.8 kg/667m2、磷肥（P2O5）11 kg/667m2，鉀肥（K2O）34 kg/667m2，最佳密度為壟距60 cm，株距為18 cm。

各因子對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量都有交互作用，其中氮肥與鉀肥的交互效應(yīng)和氮肥與株距的交互效應(yīng)都達(dá)到了顯著水平。當(dāng)然，影響馬鈴薯產(chǎn)量的因素還有很多，該試驗(yàn)研究栽培措施中最主要的5項(xiàng)指標(biāo)入手進(jìn)行控制，效果顯著。因此，對(duì)于湖南南部馬鈴薯的高產(chǎn)栽培管理可以提供有力的依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）