兴电灌区油葵豌豆带田优化施肥方案研究

时间：2022-11-13 百科知识版权反馈

【摘要】：旋转组合设计开展的兴电灌区油葵/豌豆带田优化施肥方案研究，建立的混合产量和纯收益预测预报模型拟合程度都很好，能比较真实的反映灌区油葵/豌豆带田生产中氮、磷、钾肥的增产效应和增收作用。

兴电灌区油葵/豌豆带田优化施肥方案研究

杨思存　霍琳　王建成

（甘肃省农科院土肥所　甘肃兰州　730070）

摘要：采用三元二次通用回归旋转组合设计，研究了氮、磷、钾与油葵/豌豆带田混合产量、纯收益之间的关系，明确了氮肥是影响混合产量和纯收益的第一位因素，其次是磷肥，配施钾肥也有良好的效果。同时，建立了数学模型，通过计算机寻优，得出了混合产量≥6000kg/hm²的有17个组合，其主效因子最佳农艺组合水平的取值区间分别是N195.56～216.90 kg/hm²、P₂O₅154.16～171.50 kg/hm²、K₂O 61.89～111.03 kg/hm²；纯收益≥8250.00元/hm²的有14个组合，其主效因子最佳农艺组合水平的取值区间分别是N 197.24～220.11kg/hm²、P₂O₅154.91～173.80kg/hm²、K₂O 67.69～116.47kg/hm²。油葵/豌豆带田的混合产量最高可达6 650.04 kg/hm²，纯收益最高可达9124.36元/hm²，其三因素组合的施肥量均是N 225.00 kg/hm²、P₂O₅180.00kg/hm²、K₂O 119.59kg/hm²。

关键词：油葵/豌豆；氮肥；磷肥；钾肥；优化施肥方案；数学模型

油葵/豌豆带田种植模式作为兴电灌区种植业结构调整的一项重要技术，近年来发展非常迅速，但在该项技术的落实中普遍存在施肥量掌握不准的问题，使得这一高产高效种植模式的效益不能充分发挥。为此，我们开展了油葵/豌豆带田高产高效栽培优化施肥方案研究，旨在为该灌区油葵/豌豆带田种植提供最佳的施肥方案。

1　材料与方法

1.1　试验地概况

试验设在靖远县北滩乡景滩村，海拔1645m，年均降水量259mm，蒸发量2369mm，年平均气温6.6℃，大于0℃和10℃的积温分别为3 208℃和2 622℃，无霜期160～170d，年日照时数2 919h，总辐射量616.2KJ/cm²。供试土壤为灰钙土，耕层土壤（0～20cm）有机质含量8.02g/kg，全氮0.67 g/kg，全磷1.14g/kg，碱解氮48.6mg/kg，速效磷8.4mg/kg，速效钾205mg/kg，前茬作物为小麦。

1.2　试验设计

试验采用三元二次通用回归旋转组合设计，纯氮施用量（X₁）、五氧化二磷施用量（X₂）、氧化钾施用量（X₃）的水平及编码见表1。

注：本文发表于《甘肃农业科技》，2002，（1）：29-32.

表1　试验因子水平及编码　kg/hm²

1.3　试验方法

试验种植模式采用2行油葵/4行豌豆的带种方式，带幅1.0m，油葵占0.4m，种2行，豌豆占0.6m，种4行，每小区种4幅，小区面积24m²（4m×6m），油葵密度为7.5万穴/hm²，豌豆播量为375.0 kg/hm²。供试品种油葵为法国A15，豌豆为中豌4号；氮肥选用刘家峡化肥厂产尿素（含N46%），磷肥选用白银磷肥厂产普通过磷酸钙（含P₂O₅14%），钾肥选用以色列产氯化钾（含K₂O 60%）。

表2　试验结构矩阵及产量纯收益结果

播前结合整地均匀撒施有机肥60t/hm，氮、磷、钾肥按设计用量分小区称量，磷肥²和钾肥全部作基肥，氮肥的1/2作基肥，其余1/2灌第二水时作油葵的追肥。豌豆3月15日播种，4月8日出苗，6月28日收获；油葵4月10日点播，4月28日出苗，8月15日收获。全生育期灌水3次，共计5 700m³/hm²，其他管理措施同一般大田。油葵和豌豆收获时各小区单独考种、测产。

2　结果与分析

2.1　数学模型的建立及显著性检验

表3　模型的回归系数矩阵及显著性检验

注:t0.05=2.23，显著性 * ；t0.01=3.17，极显著性 * * 。

试验的结构矩阵及产量、纯收益结果见（表2）。试验以油葵/豌豆带田的混合产量与纯收益为目标函数，选择的回归数学模型是（1）（2）：

Y=b₀+∑b_jx_j+∑b_ijx_ij+∑b_ijx_j²±SD

应用三元二次通用回归旋转组合设计分析程序，通过计算机运算获得各自的回归方程：Y₁=5140.23+724.74x₁+398.00x²+128.56x³+ 164.81x₁x₂+12.94x₁x₃+11.44x₂x₃-171.71x₁²-149.70x₂²-64.05 x₃²（1）Y₂=6576.51+1397.02x₁+691.74x₂+177.29x₃+ 353.33x₁x₂+22.95x₁x₃+26.93x₂x₃-375.85x₁²-323.41x₂²-163.85x₃²（2）

经对模型（1）、（2）进行检验（表3），F₁分别为0.52和0.54，均达不到显著水平，说明除参试因子外，其他未控因子对试验结果影响较小，符合检验标准；F₂分别为95.76和74.69，均达到极显著水平，表明两个回归方程的拟合程度都很好，可以用来分析各因子对油葵/豌豆带田混合产量和纯收益的影响及混合产量、纯收益的预测预报。

2.2　数学模型的解析

2.2.1　主效应分析

采用降维法，分别导出X₁、X₂、X₃与混合产量、纯收益的单因子数学模型，再用函数变幅法，求得各因子的函数变幅值（表4）。由于回归模型本身已经无量纲线性编码代换，其偏回归系数已标准化，绝对值大小直接反映了各因素对目标函数的相对重要性，由（表4）可以看出，各因子在不同水平下对混合产量和纯收益的影响程度均是X₁＞X₂＞X₃，即氮＞磷＞钾。

表4　回归模型因子函数变幅分析

2.2.2　计算机模拟寻优

试验数据在计算机上应用DPS2 000数据分析程序进行模拟仿真寻优，在以混合产量、纯收益为目标函数的回归模型基础上，就三因素-r～r5个处理水平的完全组合（各125套）寻优，分别得出各目标的最佳组合方案。其中混合产量≥6000.00kg/hm²的有17个组合，其主效因子最佳农艺组合水平的取值区间分别是N195.56～216.90 kg/hm²、P₂O₅154.16～171.50 kg/hm²、K₂O61.89～111.03 kg/hm²（表5）；纯收益≥8250.00元/hm²的有14个组合，其主效因子最佳农艺组合水平的取值区间分别是N197.24～220.11 kg/hm²、P₂O₅154.91～173.80 kg/hm²、K₂O67.69～116.47kg/ hm²（表6）。油葵/豌豆带田的混合产量最高可达6650.04kg/hm²，纯收益最高可达9124.36元/hm²，其三因素组合的施肥量均是N225.00kg/hm²、P₂O₅180.00kg/hm²、K₂O119.59 kg/hm²。