楊志明 ,曾 林 ,趙盈鳳 ,萬衛(wèi)東 ,陸順生 ,吳桂仙 ,楊臘梅 ,楊衛(wèi)國 ,郭加果
(1.云南省保山市隆陽區(qū)蒲縹鎮(zhèn)農(nóng)科站,保山678022;2.保山市隆陽區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣所,保山678000;3.保山市隆陽區(qū)土肥站,保山 678000)
2003年云南省小春種植亞麻1萬hm2,原莖產(chǎn)量5000多萬kg,增加農(nóng)民收入3000多萬元,13家初加工廠創(chuàng)造產(chǎn)值1.7億元,保山市為了適應(yīng)新形勢下農(nóng)業(yè)發(fā)展和種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的要求,有效利用自然區(qū)位優(yōu)勢,2003年引進(jìn)示范種植1.5hm2,產(chǎn)量9750kg/hm2,何學(xué)芹、宋飛云等對纖維亞麻品種篩選研究[1],為新品種的示范推廣提供了一些有益的經(jīng)驗,而該地區(qū)纖維亞麻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)研究尚未見報道。為此,我們組織亞麻施用N、P、K三要素肥料試驗,研究亞麻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培優(yōu)化技術(shù),以便指導(dǎo)亞麻大面積推廣種植。
亞麻品種阿里安是從黑龍江引進(jìn)的大面積栽培品種。試驗選取氮、磷、鉀3個因子分別用x1x2x3進(jìn)行水平編碼,按3因素5水平二次通用旋轉(zhuǎn)回歸組合設(shè)計,共設(shè)20個小區(qū),小區(qū)面積20m2,按試驗?zāi)康倪M(jìn)行產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成性狀的回歸與相關(guān)分析[2]以及各因素與產(chǎn)量間的效應(yīng)分析[3],確定優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的優(yōu)化施肥方案[4],試驗因素及水平編碼(表1)。
試驗地選擇在亞麻高產(chǎn)區(qū)保山市隆陽區(qū)丙麻鄉(xiāng)丙麻村趙家寨李國義家責(zé)任田,面積0.3hm2,海拔1460m,年均溫17.5℃,前作水稻,產(chǎn)量12250kg/hm2,土壤為潴育型水稻土,肥力中等。試驗于2010年10月16日播種,播種量150kg/hm2,肥料分別選用尿素(N為46%)、過磷酸鈣(P2O5為16%)、硫酸鉀(K2O為50%),其中過磷酸鈣、硫酸鉀全部和尿素總量的40%作基肥施用,尿素總量的60%作追肥,整個生育期于2010年10月17日用二甲四六2.4 kg/hm2+蓋草能0.45 kg/hm2對900kg噴霧進(jìn)行芽前除草1次,病蟲防治,亞麻出苗(子葉展開4cm,葉片5片)時選用80%炭疽福美750~350g/hm2+50%多菌靈1500g/hm2對900kg噴霧防治炭疽病,亞麻伸長期選用70%甲基托布津1500g/hm2對水900kg噴霧防治白粉病,粘蟲在苗期至伸長期選用25%功夫乳油450~750ml/hm2對水900kg噴霧防治2次,所有田間管理均在同一天完成,最后試驗于2011年4月25日收割,按小區(qū)的實際產(chǎn)量計算產(chǎn)量(表2)。.
表1 各因子的變化間距及水平編碼Tab.1 Range of variation and levels coding of different factors
采用建立有效莖、莖重與產(chǎn)量二元回歸的方法,b1=1.8669,b2=12945.0837,a=-0.5329,經(jīng)偏回歸系數(shù)F檢驗,F(xiàn)b1=7.59>F0.05=4.45,F(xiàn)b2=4.64>F0.05=4.45,各自的偏回歸系數(shù)均達(dá)到顯著水平,說明各性狀與產(chǎn)量存在著真實回歸關(guān)系,從而建立產(chǎn)量與有效莖、莖重的回歸方程Y=-0.5329+1.8669x1+12945.0837x2。在回歸分析中,標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)的大小才能確切地比較各自變量對產(chǎn)量貢獻(xiàn)大小和影響程度,進(jìn)而求得各性狀的標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)b`=0.3098,b`2=0.6907,標(biāo)準(zhǔn)偏回歸系數(shù)大小順序莖重>有效莖,由此可知各性狀對產(chǎn)量的影響依次是莖重>有效莖。
在試驗資料中,各性狀與產(chǎn)量的復(fù)相關(guān)系數(shù)Ry.12=0.9992**,多元決定系數(shù)R2y.12=0.9985**,均呈極顯著的正相關(guān),說明亞麻品種阿里安的產(chǎn)量受各性狀的制約和影響。從簡單相關(guān)分析看,產(chǎn)量與各性狀及性狀間均存在極顯著的正相關(guān),且Y2y>Y1y>Y12(表3),所以,亞麻品種阿里安的產(chǎn)量是有效莖、莖重起決定作用,各性狀對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)順序仍然是莖重>有效莖。
亞麻優(yōu)化栽培上,1987年萬經(jīng)中等研究結(jié)果,亞麻莖粗1.1~1.5mm,工藝長度800~900mm時,纖維強力大,分裂度高,纖維品質(zhì)優(yōu)良[5],原莖過粗,導(dǎo)致莖重過高,纖維品質(zhì)差,經(jīng)濟(jì)效益下降,因此,優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)亞麻的莖重為0.55~0.70g/株,在此基數(shù)上,再提高莖重已無實際意義,必須通過有效莖調(diào)節(jié)莖重。為此,通過現(xiàn)有試驗資料(表2)建立產(chǎn)量與有效莖的效應(yīng)關(guān)系,Y=107292.9344—101.7385x+0.0269x2,回歸方程達(dá)顯著水平,求出有效莖的極小值1891萬株/hm2(即有效莖在1891萬株/hm2以上),在生產(chǎn)實踐中,有效莖不得超過1950萬株/hm2,有利提高亞麻纖維品質(zhì)和產(chǎn)量。
表2 3因素與5水平二次通用回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗結(jié)果及結(jié)構(gòu)矩陣Tab.2 Trial results and structure matrix of quadratic rotational combination design(3 factors,5 levels)
應(yīng)用3因素5水平二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計試驗結(jié)果(表2),求得產(chǎn)量與各因素(x1、x2、x3)間的數(shù)學(xué)模型為:Y=11391.29+457.95x1+434.47x2+522x3-9.38x1x2-78.75x1x3+44.63x2x3-405.77x12+71.62x22+224.12x32。對回歸方程進(jìn)行統(tǒng)計分析,F(xiàn) 失擬=2.49
表3 阿里安不同性狀的簡單相關(guān)與偏相關(guān)Tab.3 The simple correlation and partial correlation between different charaters of flax Ariane
利用降維法就各因素對產(chǎn)量的效應(yīng)分析,解出某一因素變化與產(chǎn)量的效應(yīng)關(guān)系。
對各因素與產(chǎn)量的曲線方程進(jìn)行F檢驗,結(jié)果:施氮量、施鉀量與產(chǎn)量的效應(yīng)關(guān)系分別達(dá)極顯著水平和顯著水平,施磷量與產(chǎn)量的效應(yīng)關(guān)系未達(dá)顯著水平,由曲線方程可知,施氮量在一定范圍內(nèi)增產(chǎn)顯明,超出某一范圍后,產(chǎn)量明顯下降,存在著極大值;施磷量與產(chǎn)量效應(yīng)關(guān)系趨于線性關(guān)系,隨著施磷量在處理內(nèi)遞增,產(chǎn)量呈直線上升趨勢,不存在極值點;施鉀量與產(chǎn)量效應(yīng)關(guān)系呈曲線關(guān)系,存在著極小值。從各因素與產(chǎn)量效應(yīng)的曲線方程看,3個因子對產(chǎn)量的影響依次是K2O>N>P2O5.
直接從試驗結(jié)果(表2)看,產(chǎn)量在12000kg/hm2以上,分別居參試20個處理產(chǎn)量1~3位的處理13、處理 11、處理 1 的施肥水平范圍:純 N 135~180kg/km2,P2O590~150kg/hm2,K2O 90~125kg/hm2。
利用回歸方程進(jìn)行極值分析,亞麻品種阿里安獲得最高產(chǎn)量時的純氮施用量167.47kg/hm2,最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的純氮施用量154.67kg/hm2;P2O5與產(chǎn)量效應(yīng)關(guān)系不存在極值;K2O與產(chǎn)量的效應(yīng)關(guān)系存在極小值,最低產(chǎn)量時K2O的施用量78.4kg/hm2。但是在實際生產(chǎn)中應(yīng)用,優(yōu)化因素固定在某一個具體取值時,難于操作,可行性極小。因此,利用頻數(shù)分析法,研究各因素在一定變化范圍內(nèi)獲得某一目標(biāo)產(chǎn)量的優(yōu)化施肥技術(shù)方案,施肥因子在r≥xi≥-r的區(qū)間內(nèi),全部組合方案53=125個,其中產(chǎn)量在12000kg/hm2以上的高產(chǎn)組合方案有16個(表4)。
從表3分析得知,在中等肥力及中等肥力以上土壤種植亞麻品種阿里安,產(chǎn)量在12000kg/hm2目標(biāo)以上的優(yōu)化施肥方案:純N施用量144.5~182.3kg/hm2(即尿素314.13~396.3kg/hm2),P2O5施用量118.5~137.1kg/hm2(即16%過磷酸鈣740.63~856.88kg/hm2),K2O施用量177.8~205.7kg/hm2(即50%硫酸鉀 355.6~411.4kg/hm2),并且 N:P2O5:K2O≈1.3:1:1.5。
3.1 在試驗資料中,各性狀與產(chǎn)量的回歸與相關(guān)分析表明,亞麻品種阿里安的產(chǎn)量是有效莖、莖重起決定作用,各性狀對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)順序依次是莖重>有效莖,優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培的有效莖1891~1950萬株/hm2,莖重 0.55~0.70g/株。
3.2 研究建立亞麻品種阿里安產(chǎn)量與各因素N、P、K施用量的數(shù)學(xué)模型及效應(yīng)關(guān)系,得出了該品種在保山市中上等肥力土壤種植獲得12000 kg/hm2目標(biāo)以上產(chǎn)量的最佳優(yōu)化施肥方案:尿素314.13~396.30 kg/hm2,16%過磷酸鈣 740.63~856.88 kg/hm2,50%硫酸鉀355.6~411.4 kg/hm2,明確了施用化肥的最佳配比N:P2O5:K2O≈1.3:1:1.5,各因素對產(chǎn)量的增產(chǎn)效應(yīng)及其作用大小依次是:施鉀量>施氮量>施磷量。
表4 產(chǎn)量在12000kg/hm2以上的xi的取值頻率分析Tab.4 Frequency analysis on taking the value of xi for the high-yield(over 12000kg/hm2)。
3.3 試驗結(jié)果分析提出的亞麻品種阿里安優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培有效莖1891~1950萬株/hm2,適宜在保山市海拔1460~1650 m及氣候類似地區(qū)推廣應(yīng)用,而其他生態(tài)氣候地區(qū)有效莖與莖重的關(guān)系,在保證亞麻纖維品質(zhì)優(yōu)良(即莖重0.55~0.70g/株)的前提下,還有待進(jìn)一步試驗研究。
[1]何學(xué)芹,宋云飛,等.纖維亞麻品種篩選試驗研究[J].中國麻業(yè)科學(xué),2006,28(6):297-300.
[2]馬育華,周承鑰,等.田間試驗和統(tǒng)計方法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1978,234-251.
[3]陶勤南.農(nóng)業(yè)試驗設(shè)計與統(tǒng)計方法[M].陜西:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1987,667-733.
[4]馬培榮,鄧聚龍,等.農(nóng)作物栽培技術(shù)優(yōu)化設(shè)計[M].濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,1988,96-102.
[5]萬經(jīng)中,周祥椿.亞麻栽培與加工[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1999,35-162.