徐松鶴， 任 琴， 曹興明

(集寧師范學(xué)院生物系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000)

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不同肥料配施方案對(duì)蕎麥產(chǎn)量的影響

徐松鶴， 任 琴， 曹興明

(集寧師范學(xué)院生物系，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000)

采用四因素五水平二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，建立氮肥、磷肥、鉀肥和有機(jī)肥對(duì)蕎麥種子產(chǎn)量的二次回歸方程，研究不同肥料配施方案對(duì)蕎麥產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，各肥料作用效果強(qiáng)弱依次為：磷肥>有機(jī)肥>鉀肥>氮肥；適當(dāng)增施磷肥對(duì)蕎麥產(chǎn)量有顯著提高；氮肥與鉀肥、磷肥與有機(jī)肥配施有正交互作用，均可顯著促進(jìn)蕎麥增產(chǎn)。N、P2O5、K2O和有機(jī)肥的最適配比為7∶1∶3∶1 088。最適施肥量為：N為447.75～512.25 kg·hm-2、P2O5為70.8～75 kg·hm-2、K2O為209.85～240.15 kg·hm-2、有機(jī)肥為 76 752～82 656 kg·hm-2。

二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)；施肥；蕎麥；種子產(chǎn)量

蕎麥(Fagopyrumesculentum)屬蓼科蕎麥屬，栽培種有甜蕎(F.esculentum，普通蕎麥) 和苦蕎(F.tataricum，韃靼蕎麥)[1]。其子粒中富含蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉、礦物質(zhì)和維生素及豐富的生物類(lèi)黃酮，因而蕎麥具有重要保健功效[2]。隨著人們生活水平提高，富貴病逐年增多，具有保健功效的蕎麥?zhǔn)称吩絹?lái)越受到人們歡迎。烏蘭察布地處內(nèi)蒙古中部，海拔較高，無(wú)霜期較短，因此生育期較短的蕎麥成為當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物。全市種植面積約14 000 hm2，其種植方式多以貧施肥或不施肥為主，導(dǎo)致蕎麥產(chǎn)量降低，經(jīng)濟(jì)效益差[3]。有關(guān)蕎麥種植中施肥的研究已有許多報(bào)道，向達(dá)兵[4]認(rèn)為，蕎麥耐旱、耐貧瘠，但對(duì)養(yǎng)分需求較高，合理的水分養(yǎng)分供應(yīng)，對(duì)促進(jìn)蕎麥的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)十分重要。李紅梅等[5]認(rèn)為，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥各半處理可促進(jìn)蕎麥的生長(zhǎng)發(fā)育，特別是增加其株粒數(shù)，使產(chǎn)量明顯提高。李靜等[6]提出，有機(jī)肥可提高蕎麥品質(zhì)。毛新華等[7]和劉綱等[8]利用“3414”試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，分別得出了江蘇和四川省蕎麥種植中氮磷鉀肥推薦用量。劉迎春等[9-10]研究了內(nèi)蒙古赤峰市蕎麥農(nóng)藝性狀及氮磷鉀施肥方案，得出磷肥增產(chǎn)作用大于鉀肥。但有關(guān)烏蘭察布市蕎麥種植中的施肥配方未見(jiàn)報(bào)道。本研究采用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，探究氮、磷、鉀及有機(jī)肥不同施肥方案對(duì)蕎麥產(chǎn)量的影響，為烏蘭察布市蕎麥的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供的栽培品種西農(nóng)9920。試驗(yàn)肥料為尿素，磷酸二胺，硫酸鉀及腐熟的羊糞。

1.2 試驗(yàn)方法

采用四因素五水平二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)[11]，分N、P2O5、K2O和有機(jī)肥4個(gè)因素，每個(gè)因素各設(shè)5個(gè)水平，具體取值及其編碼值見(jiàn)表1。由于二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)不同于常用的隨機(jī)區(qū)組、裂區(qū)設(shè)計(jì)等，雖劃分區(qū)組，但是區(qū)組數(shù)不是依據(jù)重復(fù)次數(shù)而定。通過(guò)DPS V9.50軟件模擬得出36個(gè)區(qū)組，因此實(shí)際栽種36個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積6 m2(2 m×3 m)行距15 cm，株距10 cm。N肥在播種前按設(shè)計(jì)方案量的70% 作為基肥施入，其余30% 在現(xiàn)蕾期追施，其他肥料在播種前作為基肥一次性施入。

試驗(yàn)于2013-06-15播種于集寧師范學(xué)院園藝實(shí)訓(xùn)基地，2013-09-25收獲，生育期全長(zhǎng)102 d。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平編碼

1.3 土壤肥料含量測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果

播種前土壤肥料中速效氮用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷用碳酸氫鈉法測(cè)定，速效鉀用乙酸銨提取測(cè)定，土壤有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法稀釋熱法測(cè)定[12]。

試驗(yàn)樣地播種前速效氮含量為(135.33±5.78) mg·kg-1，速效磷含量為(16.31±3.11) mg·kg-1，速效鉀含量為(179.08±11.08) mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量為(8±1.84) mg·kg-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

本試驗(yàn)共栽種36個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)的水平編碼設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表

2.2 回歸方程建立及檢驗(yàn)

選擇蕎麥產(chǎn)量Y為目標(biāo)函數(shù)，將36個(gè)小區(qū)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)用DPS軟件分析計(jì)算，建立了蕎麥產(chǎn)量與4因素X1(N),X2(P2O5),X3(K2O),X4(有機(jī)肥)的回歸方程：

Y=2 209.365+3.157 92X1+257.927 08X2+23.797 08X3+50.710 42X4-93.115 73X12-16.473 23X22-131.705 73X32-119.955 73X42+21.004 38X1X2+247.271 88X1X3-19.763 13X1X4-15.014 38X2X3+101.318 13X2X4-20.539 38X3X4

(1)

由表3可知，所建方程的回歸性極顯著(P<0.01)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而方程的失擬性不顯著(P>0.05)，回歸方程對(duì)試驗(yàn)的擬合性較好，由此可知該方程是合適的。

X2的一次項(xiàng)，X1、X3和X4的二次項(xiàng)，X1X3項(xiàng)均達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)，X2X4項(xiàng)達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。其他項(xiàng)的P值均大于0.05，無(wú)顯著性差異。由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)具有正交性，各個(gè)回歸系數(shù)之間無(wú)相關(guān)性，因此可直接去掉回歸方程中的不顯著項(xiàng)重新建立回歸方程。剔除不顯著項(xiàng)簡(jiǎn)化后的回歸方程為：

Y=2 209.365+257.927 08X2-93.115 73X12-131.705 73X32-119.955 73X42+247.271 88X1X3+101.318 13X2X4

(2)

2.3 主因素效應(yīng)分析

要了解各因素與產(chǎn)量間的直接關(guān)系，可通過(guò)回歸方程中一次項(xiàng)的回歸系數(shù)絕對(duì)值大小分析判斷。通過(guò)上述的回歸方程可知：磷肥效應(yīng)>有機(jī)肥效應(yīng)>鉀肥效應(yīng)>氮肥效應(yīng)。這說(shuō)明磷肥效應(yīng)影響最大，氮肥效應(yīng)影響最小。為進(jìn)一步分析各因素與產(chǎn)量間的變化趨勢(shì)，通過(guò)降維處理，將試驗(yàn)中其他因素固定在零水平條件下，得到產(chǎn)量Y與氮肥X1、磷肥X2、鉀肥X3及有機(jī)肥X4的一元二次回歸方程如下：

Y=2 209.365+3.157 92X1-93.115 73X12

(3)

Y=2 209.365+257.927 08X2-16.473 23X22

(4)

Y=2 209.365+23.797 08X3-131.705 73X32

(5)

Y=2 209.365+50.710 42X4-119.955 73X42

(6)

將X1氮肥，X2磷肥，X3鉀肥和X4有機(jī)肥與蕎麥種子產(chǎn)量Y的4個(gè)函數(shù)作圖(圖1)。

表3 試驗(yàn)結(jié)果方差分析

圖1 氮、磷、鉀和有機(jī)肥對(duì)蕎麥產(chǎn)量的影響

由圖1可看出，隨著磷肥施用量的增加，蕎麥產(chǎn)量出現(xiàn)正相關(guān)，由此可見(jiàn)，磷肥對(duì)蕎麥產(chǎn)量的影響較大。而氮肥、鉀肥和有機(jī)肥隨著施肥量的增加均出現(xiàn)先增高后降低的拋物線型關(guān)系，通過(guò)表3的X1，X3，X4的二次項(xiàng)顯著性分析可以看出，過(guò)量的施用氮肥、鉀肥和有機(jī)肥將顯著地降低產(chǎn)量。因此對(duì)于這3種肥料在 -2～2水平的范圍內(nèi)均有一個(gè)合理的施肥量區(qū)間。

2.4 各因素交互效應(yīng)分析

由表3可得出：X1X3項(xiàng)達(dá)到了極顯著水平(P<0.01)，X2X4項(xiàng)達(dá)到了顯著水平(P<0.05)。這說(shuō)明氮肥與鉀肥的交互效應(yīng)極顯著，磷肥與有機(jī)肥的交互作用顯著，對(duì)其做進(jìn)一步分析。由于各處理中的各因素試驗(yàn)次數(shù)一樣，各水平搭配均勻，因此分別制作交互作用中2個(gè)因素的蕎麥產(chǎn)量表。

表4 氮肥與鉀肥交互效應(yīng)的蕎麥產(chǎn)量

從表4中可以看出，當(dāng)?shù)屎外浄释瑫r(shí)增加時(shí)，蕎麥產(chǎn)量呈現(xiàn)略增高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)?shù)驶蛘哜浄视幸环N增施同時(shí)一種減少時(shí)，蕎麥產(chǎn)量會(huì)呈現(xiàn)明顯降低趨勢(shì)，這說(shuō)明氮肥和鉀肥對(duì)產(chǎn)量的增加有協(xié)同作用，必須配合使用。從表5可以看出，當(dāng)磷肥施用量不變時(shí)，隨著有機(jī)肥的增加，蕎麥產(chǎn)量呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)；當(dāng)有機(jī)肥施加量不變時(shí)，隨著磷肥的施加量的提高，蕎麥產(chǎn)量總體呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)。所以磷肥和有機(jī)肥之間可以找出一個(gè)合適范圍以達(dá)到高產(chǎn)效果。

表5 磷肥與有機(jī)肥交互效應(yīng)的蕎麥產(chǎn)量

2.5 參數(shù)尋優(yōu)

通過(guò)DPS V9.50軟件對(duì)方程進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)，得出蕎麥產(chǎn)量大于2 000 kg·hm-2的159個(gè)施肥方案各因素的不同水平分布頻率，制成表6。

在蕎麥產(chǎn)量大于2 000 kg·hm-2的159個(gè)施肥方案中，計(jì)算出各個(gè)因素的加權(quán)平均數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)誤，進(jìn)行參數(shù)的最優(yōu)估算，并換算成實(shí)際的施肥量，得出表7。

表6 蕎麥產(chǎn)量大于2 000 kg·hm-2的159個(gè)處理中各因子取值的頻率分布

表7 各因素的適宜施肥量

3 結(jié)論與討論

單因素施肥對(duì)烏蘭察布地區(qū)蕎麥產(chǎn)量的效應(yīng)依次為：磷肥>有機(jī)肥>鉀肥>氮肥；氮肥、磷肥、鉀肥和有機(jī)肥的最適配比7︰1︰3︰1 088。最適施肥量: N為447.75～512.25 kg·hm-2、P2O5為70.8～75 kg·hm-2、K2O為209.85～240.15 kg·hm-2、有機(jī)肥為76 752～82 656 kg·hm-2。根據(jù)烏蘭察布地區(qū)的土壤和氣候特點(diǎn)，采用上述施肥方案可以顯著提高蕎麥產(chǎn)量。

通過(guò)方程的單因素分析可以得出：磷肥效應(yīng)>有機(jī)肥效應(yīng)>鉀肥效應(yīng)>氮肥效應(yīng)；增施磷肥對(duì)蕎麥的產(chǎn)量有顯著影響，這與宋毓雪等[13]研究的結(jié)果一致。這可能是因磷能增加植物根系生長(zhǎng)及碳水化合物的合成和運(yùn)載，同時(shí)促進(jìn)氮素的代謝，因此磷肥是主要影響因素。這種影響在小麥的研究中也有所發(fā)現(xiàn)，康利允等[14]發(fā)現(xiàn),磷肥可促進(jìn)小麥深層根系的發(fā)育，提高水分利用率及產(chǎn)量。王帥等[15]在小麥中試驗(yàn)證實(shí)增施磷肥能促進(jìn)氮肥的吸收利用。

本試驗(yàn)在各因素交互作用分析中可以得出：氮肥與鉀肥有協(xié)同促進(jìn)的作用，在一定范圍內(nèi)可提高蕎麥產(chǎn)量。郭肖等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在其他因素不變的情況下，氮肥和鉀肥分別與甜蕎的產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)呈正相關(guān)。這可能由于氮肥可促使植物莖葉的生長(zhǎng)，而鉀促使植物莖稈增粗，增加抗倒伏能力。因此氮與鉀的合理配施可使蕎麥莖稈粗壯、葉片茂盛以增加光合效能，從而提高產(chǎn)量。

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(責(zé)任編輯：李 瑩)

Effect of different fertilizer combined application on the yield of buckwheat

XU Songhe, REN Qin, CAO Xingming

(Department of Biology, Jining Normal College, Ulanqab 012000, China)

To optimize fertilization program and increase the yield of buckwheat. Four factors and five levels quadratic orthogonal rotation combination design was used to build of N, P2O5, K2O and organic fertilizer on buckwheat seed yield the quadratic regression equation. The results showed: the effect order of each fertilizer P2O5effect > organic fertilizer effect> K2O effect> N effect; P2O5had a significant influence on buckwheat yield; N and K2O had synergistic effects on yield; Combined application of P2O5and organic fertilizer had obvious effect on buckwheat yield within an appropriate range. The optimum ratio of N, P2O5, K2O and organic fertilizer was 1∶0.15∶0.47∶166. The optimum application amount of fertilizer was N: 447.75～512.25 kg·hm-2, P2O5:70.8～75 kg·hm-2, K2O:209.85-240.15 kg·hm-2, organic fertilizer: 76 752～82 656 kg·hm-2.

quadratic orthogonal rotation design; fertilization; buckwheat; seed yield

2015-06-10

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)研究項(xiàng)目(NJZC13288)

徐松鶴(1981-)，男，內(nèi)蒙古包頭人，碩士研究生，主要從事作物生產(chǎn)方面的研究。

任 琴(1962-)，女，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，教授，博士。

1000-2340(2015)05-0616-06

S517

A