摘要 ［目的］探究密度和肥料的不同配比澤瀉產(chǎn)量及其互作影響，篩選出科學(xué)的密肥水平，為澤瀉規(guī)范化栽培提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。［方法］以川澤瀉為試驗(yàn)材料，采用4因素5水平二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)進(jìn)行大田試驗(yàn)，建立密度、氮肥、磷肥、鉀肥與澤瀉產(chǎn)量的效應(yīng)函數(shù)。［結(jié)果］建立的二次回歸方程R2=0.909 7，所建立的數(shù)學(xué)模型擬合程度較為可靠。各因素對澤瀉產(chǎn)量的影響為密度＞氮肥＞鉀肥＞磷肥，其中密度和肥料的互作效應(yīng)達(dá)顯著水平。根據(jù)統(tǒng)計(jì)頻數(shù)選優(yōu)，得到澤瀉目標(biāo)產(chǎn)量大于3 300 kg/hm2的最優(yōu)農(nóng)藝措施為密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2。［結(jié)論］合理的密度和肥料施用量均能有效提高澤瀉產(chǎn)量，以密度增產(chǎn)效果最佳，氮肥次之，鉀肥和磷肥的增產(chǎn)效果較小，在保障密度和氮肥的基礎(chǔ)上，配合合理的磷鉀肥能達(dá)到澤瀉高產(chǎn)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 密度；肥料；澤瀉；產(chǎn)量；二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) S 567.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2024）20-0052-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.012

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Density and Fertilizer on the Yield of Alisma plantago-aquatica

PENG Zhi-yun， LIU Xiao-bo，DU Yong-li et al

（Yibin Academy of Agricultural Sciences，Yibin， Sichuan 644000）

Abstract ［Objective］ To explore the influence of density and fertilizer ratio on the yield and their interaction， and screen out the scientific dense fertilizer level， so as to provide theoretical basis and practical experience for the standardized cultivation of Alisma plantago-aquatica.［Method］The effect function of density， nitrogen fertilizer， phosphorus fertilizer， potassium fertilizer and the yield of Alisma plantago-aquatica was established by using four-factor and five-level quadratic orthogonal rotation combination design for field experiment.［Result］The quadratic regression equation R2 was 0.909 7， and the mathematical model was reliable.The effect of each factor on the yield of Alisma plantago-aquatica Linn.was in the order of density>N>K>P， and the interaction effect between density and fertilizer was significant.According to the optimization of statistical frequency， the optimal agronomic measures for the target yield of diarrhea greater than 3 300 kg/hm2 were obtained as follows：the density was 146 900-150 800 plants/hm2， nitrogen 219.10-234.50 kg/hm2， phosphorus 124.80-150.00 kg/hm2 and potassium 152.55-179.55 kg/hm2.［Conclusion］Both reasonable density and fertilizer application amount can effectively increase the yield of Alisma plantago-aquatica Linn. Density is the best， followed by nitrogen fertilizer， and potassium and phosphate fertilizer have less effect on increasing production. On the basis of ensuring density and nitrogen fertilizer， combining with reasonable phosphate and potassium fertilizer can achieve the goal of high yield of Alisma plantago-aquatica Linn.

Key words Density;Fertilizer;Alisma plantago-aquatica Linn.;Yield;Quadratic orthogonal rotating combination design

澤瀉（Alisma plantago-aquatica Linn.）為澤瀉科澤瀉屬多年生沼生草本植物，以干燥塊莖入藥，具有利水滲濕、泄熱、化濁降脂等功效，用于小便不利、水腫脹滿、泄瀉尿少、痰飲眩暈、熱淋澀痛、高脂血癥等癥狀［1］。澤瀉主產(chǎn)于福建、四川、江西等地，其中以四川、福建最為道地。目前，川產(chǎn)澤瀉產(chǎn)量最大，占全國總量的80%以上［2］，主要分布在彭州、眉山、夾江等地，近年來有往南邊輻射的趨勢。

研究表明，栽培措施優(yōu)化對澤瀉產(chǎn)量提升具有重大作用。張?。?］研究表明，密度是影響澤瀉產(chǎn)量的關(guān)鍵因子，以常規(guī)移栽結(jié)合中等密度、較早移栽結(jié)合高密度處理產(chǎn)量較高。石峰等［4］研究表明，彭山地區(qū)澤瀉生產(chǎn)應(yīng)適當(dāng)推遲移栽，延長排水曬田，提前采收，以保障一年三熟，經(jīng)濟(jì)效益最大化。李瑤等［5］進(jìn)一步優(yōu)化澤瀉生產(chǎn)中氮磷鉀肥及微量元素的施用量，表明增施氮肥對澤瀉的增產(chǎn)作用最為顯著。

密度和肥料是影響作物產(chǎn)量的兩大重要因素，在大田作物中，兩者的互作效應(yīng)具有豐富的研究結(jié)果［6-9］。但就澤瀉生產(chǎn)而言，兩者相結(jié)合的研究結(jié)果鮮有報(bào)道，對產(chǎn)量的互作效應(yīng)及各自對產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大小等問題還未進(jìn)行深入研究。因此，筆者通過密度、氮肥、磷肥、鉀肥4因素5水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，研究密度和肥料施用量對澤瀉產(chǎn)量的影響及互作效應(yīng)，以期提出澤瀉高產(chǎn)栽培的最優(yōu)農(nóng)藝措施，為澤瀉高產(chǎn)高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)于2022年在四川省宜賓市南溪區(qū)大觀鎮(zhèn)宜賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)田前作為水稻，土壤肥力為pH 7.15，有機(jī)質(zhì)31.8 g/kg，全氮1.85 g/kg，全磷1.26 g/kg，全鉀17.36 g/kg，堿解氮128.45 mg/kg，速效磷18.90 B1Fq5UtRQuGj+tALP24VZYC5MF9Itp/Oiv2S3u597/M=mg/kg，速效鉀137.74 mg/kg。供試材料為宜賓市興文縣僰王山鎮(zhèn)中心村人工種植的澤瀉Alisma plantago-aquatica Linn.。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用4因素5水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，密度為X 氮肥施用量為X2，磷肥施用量為X3，鉀肥施用量為X4，共36個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積15 m2，各小區(qū)隨機(jī)分布。試驗(yàn)因素和水平編碼見表1。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)化肥選用尿素（含N≥46.0%）、過磷酸鈣（含P2O5≥12.0%）、硫酸鉀（K2SO4≥52.0%）。施肥共分 4 次：第1次于澤瀉移栽返青后進(jìn)行，施氮肥總量的5％；第2次于返青后10 d，氮肥施總量的30％，磷肥、鉀肥各施總量的25％；第3次于返青后20 d，氮肥施總量的50％，磷肥、鉀肥各施總量的30％；第4次于返青后30 d，氮肥施總量的15％，磷肥、鉀肥各施總量的45％。 除試驗(yàn)處理外，其他管理同大田生產(chǎn)一致。

2022年9月2日進(jìn)行澤瀉移栽，于2023年1月3日采收。計(jì)算每小區(qū)的株數(shù)，除去邊行進(jìn)行實(shí)收測產(chǎn)，采收后殺青烘干至恒重，稱量干重，換算為單位面積產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2007、DPS 6.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用最小顯著差數(shù)法 （LSD） 進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（P<0.05）。用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)學(xué)模型建立 試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2，并根據(jù)結(jié)果建立數(shù)學(xué)模型：

Y=3249.235+193.788 75X1+407.462 92X2+78.912 92X3+138.912 92X4-143.725 31X12-146.282 81X22-33.131 56X32-53.327 81X42+100.915 63X1X2-19.808 13X1X3-65.504 38X1X4-32.266 88X2X3-30.773 12X2X4+7.055 62X3X4（1）

經(jīng)方差檢驗(yàn)剔除不顯著項(xiàng)，簡化極顯著水平（a=0. 01） 回歸方程：

Y=3249.235+193.788 75X1+407.462 92X2+78.912 92X3+138.912 92X4-143.725 31X12-146.282 81X22+100.915 63X1X2 （2）

對上述方程進(jìn)行失擬性檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。從表3可以看出，經(jīng) F 檢驗(yàn)，F(xiàn)Lf不顯著，F(xiàn)R極顯著，R2=0.909 7，說明該方程擬合度較好，所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測產(chǎn)量可靠程度較高。在回歸方程中，一次項(xiàng)X1、X2和X4達(dá)極顯著，X3達(dá)顯

著，交互項(xiàng)X1X2達(dá)顯著，二次項(xiàng) X12、X22達(dá)極顯著，表明密度

及氮、磷、鉀肥的施用量對澤瀉產(chǎn)量形成均有較大影響。分析各因素對澤瀉產(chǎn)量的影響大小，貢獻(xiàn)率依次為△1（2.555 8）>△2（2.336 4）>△4（2.102 8）>△3（0.796 3），說明各因素對澤瀉產(chǎn)量作用大小表現(xiàn)為密度＞氮肥＞鉀肥＞磷肥。

2.2 數(shù)學(xué)模型的解析與優(yōu)化

2.2.1 單因素效應(yīng)分析。

上述回歸方程模型中，可通過降維法將其他3個(gè)因素固定為零水平，即得出單因素對澤瀉產(chǎn)量的影響。將氮、磷、鉀肥3個(gè)因素固定在零水平，可得出密度對澤瀉產(chǎn)量的影響方程：

Y=3 249.235+193.788 75X1-143.725 31X12（3）

同理可得氮、磷、鉀肥對澤瀉產(chǎn)量的影響方程：

Y=3 249.235+407.462 92X2-146.282 81X22（4）

Y=3 249.235++78.912 92X3-33.131 56X32（5）

Y=3 249.235+138.912 92X4-53.327 81X42 （6）

由以上方程得出單因素效應(yīng)產(chǎn)量（表4），根據(jù)表4可得產(chǎn)量單因素效應(yīng)（圖1）。結(jié)果表明，隨密度和氮肥的增大，澤瀉產(chǎn)量呈先升后降的趨勢，隨密肥水平增加，在-2～0水平，澤瀉產(chǎn)量提高較快，在0～1水平，澤瀉產(chǎn)量增速變緩，在1～2水平，澤瀉產(chǎn)量呈降低趨勢。表明在低水平下，增加密度和氮肥施用量有利于澤瀉產(chǎn)量的快速提高，在較高水平下，密度和氮肥施用量對澤瀉增產(chǎn)效應(yīng)減小，過高的密肥反而會(huì)導(dǎo)致澤瀉產(chǎn)量降低。

隨磷肥和鉀肥用量的增加，澤瀉產(chǎn)量呈遞增趨勢，在較低水平下，澤瀉產(chǎn)量維持較高水平，表明兩者的澤瀉增產(chǎn)效應(yīng)較小。同時(shí)，從2個(gè)方程的二次項(xiàng)系數(shù)來看，過量使用磷、鉀肥產(chǎn)量會(huì)呈下降趨勢，說明有一個(gè)最適的磷肥和鉀肥施用量。

2.2.2 兩因素互作效應(yīng)分析。

由表3可知，密度和氮肥用量的互作效應(yīng)對澤瀉產(chǎn)量影響達(dá)顯著水平，其他各交互項(xiàng)均不顯著。將該交互項(xiàng)進(jìn)行互作效應(yīng)分析，另外2個(gè)因素磷肥和鉀肥固定在零水平，即得密度和氮肥交互方程：

YX1X2=3 249.235+193.788 75X1+407.462 92X2-143.725 31X12-146.282 81X22+100.915 63X1X2（7）

根據(jù)交互方程可得密度和氮肥的互作效應(yīng)（表5），根據(jù)表5可得密度和氮肥的互作效應(yīng)（圖2）。結(jié)果表明，密度和氮肥的互作效應(yīng)中，澤瀉產(chǎn)量整體呈先升后降趨勢。當(dāng)密度達(dá)1水平、氮肥達(dá)2水平時(shí)澤瀉產(chǎn)量達(dá)到最大，表明該水平下的密度和氮肥互作對澤瀉增產(chǎn)有顯著作用。密度過低和氮肥施用量過少不利于澤瀉產(chǎn)量的形成，生產(chǎn)中應(yīng)重點(diǎn)保證澤瀉的種植密度和氮肥施用量。

2.2.3 統(tǒng)計(jì)頻數(shù)法對方案選優(yōu)。

澤瀉產(chǎn)量為函數(shù)目標(biāo)，可以通過統(tǒng)計(jì)頻數(shù)法選優(yōu)得出相關(guān)目標(biāo)的綜合農(nóng)藝措施?？紤]到川南地區(qū)的生產(chǎn)條件、生態(tài)條件及土壤狀況，澤瀉產(chǎn)量為3 300 kg/hm2可定為高產(chǎn)指標(biāo)。計(jì)算試驗(yàn)理論產(chǎn)量高于3 300 kg/hm2共有165個(gè)處理，統(tǒng)計(jì)165個(gè)處理在各因素水平出現(xiàn)的頻次，結(jié)果見表6。由表6可知，澤瀉產(chǎn)量在3 300 kg/hm2以上時(shí)，密度和氮肥頻率分布值最大為1水平，磷肥和鉀肥頻率分布值最大為2水平，即以密度15.0萬株/hm2、氮肥210 kg/hm2、磷肥240 kg/hm2、鉀肥270 kg/hm2為宜。

通過對95%的置信區(qū)間分布進(jìn)行計(jì)算，可優(yōu)化出穩(wěn)定的密度和施肥量，即密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2時(shí)，澤瀉產(chǎn)量大于3 300 kg/hm2。

3 討論

合理的種植密度與肥料施用是中藥材高產(chǎn)的關(guān)鍵。陳繞生［10］研究表明，高密度結(jié)合低施肥量有利于白芷形成合理的群體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增產(chǎn)。胡佳棟［11］研究表明，高密度栽培有利于黨參群體產(chǎn)量的提高，合理施用氮、磷、鉀肥能促進(jìn)黨參的生長發(fā)育，并提高黨參的產(chǎn)量和質(zhì)量。阮培均等［12］研究表明，在合理密植的基礎(chǔ)上增加氮肥、磷肥用量，同時(shí)注意氮鉀肥配比，能有效提高黨參種子產(chǎn)量。該試驗(yàn)通過4因素5水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，建立了澤瀉產(chǎn)量與種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥施用量的數(shù)學(xué)回歸模型，模型擬合程度較好。研究表明，對澤瀉產(chǎn)量的影響為密度>氮肥>磷肥>鉀肥，與梅艷等［13］、胡佳棟等［14］研究結(jié)果基本一致。澤瀉高產(chǎn)栽培應(yīng)在保證密度和氮肥的基礎(chǔ)上配合合理的磷鉀肥。

模型尋優(yōu)結(jié)果表明，在該試驗(yàn)條件下，澤瀉目標(biāo)產(chǎn)量≥3 300 kg/hm2時(shí)X1取0.79～1.05、X2取1.13～1.35、X3取0.08～0.50、X4取0.26～0.66，對應(yīng)的優(yōu)化栽培方案為密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2。結(jié)果較為可靠，可為澤瀉高產(chǎn)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)際參考。

就各因素增產(chǎn)效應(yīng)而言，低水平下，提高密度和氮肥用量有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)，隨水平提高，增產(chǎn)效應(yīng)減少，而高水平的氮肥反而使?jié)蔀a減產(chǎn)。主要是由于在低密度和低氮肥施用量下，澤瀉群體基數(shù)小，同時(shí)氮肥施用不能滿足植株?duì)I養(yǎng)生長的需要，導(dǎo)致群體物質(zhì)生產(chǎn)差，影響產(chǎn)量形成［15］。適當(dāng)增加密度和氮肥施用量，構(gòu)建適宜的群體結(jié)構(gòu)，同時(shí)保障了植物營養(yǎng)生產(chǎn)的需要，提高了葉片光合效能［16］，顯著提高生物積累量，產(chǎn)量隨之增加。同時(shí)，由于澤瀉生育期較短，前期地上部分生長旺盛，前期適當(dāng)提高氮肥用量，有利于快速形成高產(chǎn)的植株形態(tài)。但密度過大導(dǎo)致葉片重疊，植物間競爭養(yǎng)分激烈，同時(shí)高氮會(huì)導(dǎo)致植物營養(yǎng)失衡，產(chǎn)量下降［17］。該試驗(yàn)中鉀肥和磷肥對澤瀉產(chǎn)量的影響相對較小，在較低水平下有較好的產(chǎn)量表現(xiàn)，可能與試驗(yàn)田速效磷、鉀含量較高有關(guān)。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)土壤肥力，適當(dāng)調(diào)整各肥料用量。

4 結(jié)論

該試驗(yàn)區(qū)所代表的土壤肥力狀況下，澤瀉高產(chǎn)栽培方案：密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2。由于土壤和生態(tài)環(huán)境對澤瀉產(chǎn)量有較大影響，該試驗(yàn)僅在一個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行，后續(xù)還需要在不同生態(tài)區(qū)開展試驗(yàn)，對模型進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)結(jié)合質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)一步尋求澤瀉高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的最佳農(nóng)藝措施。

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