新疆膜下滴灌高產(chǎn)春玉米水肥優(yōu)化研究

郭斌+趙新俊+王璞+柳延濤+梁飛+焦天奇+王友德

摘要：為研究新疆北疆膜下滴灌玉米水肥耦合規(guī)律，在玉米高密度116 596.7株/hm2、寬窄行（90 cm+30 cm）配置的基礎(chǔ)上，以耐密品種鄭單958為試驗(yàn)材料，采用二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，進(jìn)行北疆春播膜下滴灌玉米4因素[灌水量（z1）、施氮量（z2）、施磷量（z3）、施鉀量（z4）]組合施肥對(duì)產(chǎn)量影響的初步研究。以產(chǎn)量為因變量，獲得回歸方程：y=-1 040.7-0.000 053 165z12-0.003 7z22-0.016 9z32+0.000 173 05z1z2+0.461 7z1+2.571 5z2+5.863 1z3。因素效應(yīng)分析結(jié)果表明，在缺氮、中磷、富鉀的土壤肥力情況下，各因素對(duì)產(chǎn)量的影響大小表現(xiàn)為氮肥>水分>磷肥，鉀肥對(duì)產(chǎn)量的影響不顯著。因素交互作用分析表明，只有水氮存正向互作，當(dāng)灌水量5 118 m3/hm2、施氮肥 477.15 kg/hm2、施磷肥179.85 kg/hm2、施鉀肥0 kg/hm2時(shí)，理論產(chǎn)量最高，為18 831.75 kg/hm2。通過(guò)95%置信區(qū)間計(jì)算，在生產(chǎn)上推薦采用密度116 655株/hm2、寬窄行（90 cm+30 cm）的種植模式；推薦在灌水量4 849.5～5 317.5 m3/hm2、施氮肥量431.85～484.95 kg/hm2、施磷肥量149.55～160.50 kg/hm2范圍內(nèi)選擇配置，有95%的置信度使產(chǎn)量大于140 88.75 kg/hm2。

關(guān)鍵詞：春玉米；膜下滴灌；水肥優(yōu)化；回歸方程；效應(yīng)分析

中圖分類(lèi)號(hào)： S513.06；S513.07 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2017）20-0088-05

玉米的膜下滴灌種植技術(shù)是近年來(lái)迅速發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù)，它能夠起到節(jié)水減肥、增溫保墑、加密增產(chǎn)的作用，并能做到隨水施肥，實(shí)現(xiàn)水分和養(yǎng)分的同步供給[1]。合理水肥管理是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提高協(xié)同資源高效利用的重要途徑，開(kāi)展北疆膜下滴灌玉米水肥優(yōu)化調(diào)控技術(shù)的研究，對(duì)于新疆干旱區(qū)玉米產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于非滴灌條件下，不同密度、灌溉和施肥對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)、耦合機(jī)制及耦合模型的研究已有很多報(bào)道[2-3]。李萬(wàn)星等對(duì)膜下滴灌玉米的研究主要集中在不同的灌水和施肥方式與滴灌玉米水肥利用的比較方面[4]。郭松年等認(rèn)為，關(guān)于滴灌玉米不同的肥料配比與水肥耦合的研究還不多見(jiàn)[5]。研究一致表明，與傳統(tǒng)栽培技術(shù)相比膜下滴灌技術(shù)具有顯著的增產(chǎn)效應(yīng)和較高的水分利用效率[6]。李彥斌等研究表明，滴灌和大水漫灌相比節(jié)水40%～46%，灌溉水利用系數(shù)可達(dá) 95%以上[7]。劉一龍等研究表明，膜下滴灌的玉米產(chǎn)量可達(dá)15 120 kg/hm2，水分利用效率為 2.843 0 kg/hm2[8]。張國(guó)橋等研究表明，液體磷肥 100%以追肥的方式隨水滴施可顯著改善玉米生育中后期的磷素營(yíng)養(yǎng)條件，并提高產(chǎn)量及石灰性土壤玉米對(duì)磷肥的吸收利用效率，磷肥利用率可達(dá)406%[9]。郭丙玉等研究表明，水氮一體化施肥可實(shí)現(xiàn)滴灌玉米產(chǎn)量與水、氮利用效率的共同提高，氮素偏生產(chǎn)力和氮肥利用率分別達(dá)122 kg/hm2和45.00%[10]。徐杰等研究表明，在大田試驗(yàn)中，滴灌水氮一體化處理在各密度下均較自然降雨+氮肥底施的玉米產(chǎn)量顯著提高，在高密度（90 000株/hm2）時(shí)，滴灌水氮一體化處理產(chǎn)量最高，為 14 268.9 kg/hm2，顯著高于表施氮肥+大水漫灌處理[11]。梁飛等分別基于不同施肥水平研究玉米膜下滴灌技術(shù)，結(jié)果表明，不同地區(qū)的土壤性能和肥力不同，滴灌肥料對(duì)產(chǎn)量影響效應(yīng)的大小排序也不盡相同[12-13]。因此，按照不同地區(qū)的土壤基礎(chǔ)肥力，合理調(diào)整各種肥料的施用量，找到適合該地區(qū)玉米高產(chǎn)栽培的化肥管理模式，就顯得格外重要。

當(dāng)前，膜下滴灌玉米基本上都采用寬窄行配置的模式，但在生產(chǎn)中寬窄行配置有（60 cm+40 cm）、（70 cm+40 cm）、（80 cm+40 cm）、（60 cm+30 cm）等多種，并且存在著肥水投入量和配比不合理的現(xiàn)象[14-15]。因此，在前期的研究中，筆者通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，（90 cm+30 cm）的株行配置能夠有效提高新疆高密度玉米群體的光合能力，穩(wěn)定提高玉米產(chǎn)量。在此基礎(chǔ)上，本研究于北疆春播中晚熟玉米生產(chǎn)區(qū)，在綠洲干旱區(qū)高密度（116 596.7株/hm2）膜下滴灌寬窄行（90 cm+30 cm）栽培條件下，研究水肥一體化施肥中氮、磷、鉀的配比對(duì)產(chǎn)量的影響，確定最佳的水、氮、磷、鉀肥配比和投入量，分析了滴灌玉米的水氮耦合效應(yīng)，旨在優(yōu)化北疆滴灌玉米水肥一體化施肥技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)協(xié)同水肥養(yǎng)分資源高效利用提供依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)基本概況

試驗(yàn)地位于新疆沙灣縣烏蘭烏蘇綠洲農(nóng)田生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗(yàn)站內(nèi)。

1.1.1 地理位置 位于85°49′E、44°17′N(xiāo)，海拔468.2 m。屬中溫帶干旱溫暖農(nóng)業(yè)氣候類(lèi)型生態(tài)區(qū)[11]。

1.1.2 土壤情況 試驗(yàn)田土壤為壤土，有機(jī)質(zhì)含量1.6%，全氮含量0.125%，堿解氮含量54 mg/kg，全磷含量0.204%，速效磷含量15 mg/kg，速效鉀含量209 mg/kg，pH值7.9。前茬作物為棉花。土壤肥力表現(xiàn)為有機(jī)質(zhì)、可溶性氮含量低，可溶性磷含量中等，可溶性鉀含量高。秋翻整地，翌年春季再進(jìn)行機(jī)械化耙地待播。

1.1.3 試驗(yàn)期間氣候概況 2013年4—10月，生長(zhǎng)季節(jié)日照時(shí)數(shù)2 246.4 h，≥10℃活動(dòng)積溫3 795.7 ℃，生長(zhǎng)季節(jié)月降水量158 mm，蒸發(fā)量1 363 mm，初霜時(shí)間為4月6日，終霜時(shí)間為10月1日。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在前期研究確定玉米高產(chǎn)種植方式（滴灌、種植密度 10 793～117 000株/hm2、窄行30 cm、寬行90 cm，滴管帶鋪設(shè)在30 cm窄行間）下，根據(jù)土壤肥力狀況，采用水、氮、磷、鉀4因素5水平二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)行滴灌玉米水肥高效優(yōu)化設(shè)計(jì)的試驗(yàn)研究[12]。種植布局共設(shè)8個(gè)行區(qū)，行長(zhǎng)5.5 m，小區(qū)面積26.4 m2，共31個(gè)小區(qū)。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。endprint

1.3 田間管理

播種前整地達(dá)到“干、松、碎、齊、平、凈”和上虛下實(shí)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)試驗(yàn)小區(qū)行長(zhǎng)、幅寬、90 cm+30 cm的寬窄行設(shè)計(jì)以及在正南行向的種植條件，采用人工插竹簽標(biāo)記進(jìn)行小區(qū)及播種行的規(guī)劃。將滴頭間距30 cm、流量3.2 L/h的滴灌帶人工鋪設(shè)于30 cm窄行間，然后再人工將寬70 cm、厚度>0.1 mm的薄膜覆蓋在30 cm窄行上。選用大小均勻、發(fā)芽率高的鄭單958玉米單交種的種子，采用人工帶尺露地穴播方式進(jìn)行播種，播種時(shí)種子下粒均勻、深淺一致。播種后，將地頭出水口用水帶、輔管與小區(qū)的水表、肥料罐、毛管（滴灌帶）相連接并檢查不漏水后，滴第1水，要求滴水均勻，確保出全苗。采用玉米種子干播滴水出苗和田管免耕作業(yè)以及拔節(jié)至吐絲期間進(jìn)行水肥調(diào)控創(chuàng)建滴灌春玉米“塔型”冠層群體的高產(chǎn)群體調(diào)控技術(shù)。3葉期（離乳期）滴第2水。大口期（展開(kāi)葉12～13張，可見(jiàn)葉18～20張）滴第3水，全生育期滴水12次（包括出苗水和離乳水）。從第3水開(kāi)始滴水施肥，根據(jù)各處理小區(qū)滴水量、施氮量、施磷量、施鉀量的不同要求共分10次平均分配滴施（表2）。

拔節(jié)前人工定苗并噴施玉米苗后專(zhuān)用除草劑耕杰（5%甲基磺草酮+20%莠去津懸浮劑，每666.7 m2用藥125 mL，兌水15～30 kg）。全生育期滴水12次（包括出苗水和離乳水）。

1.4 測(cè)產(chǎn)方法

10月8日統(tǒng)一收獲，每個(gè)處理小區(qū)收取中間4行（13.2 m2），收獲時(shí)各處理小區(qū)選擇有代表性、典型、生長(zhǎng)正常的定點(diǎn)定株樣20株收獲考種，折算各處理小區(qū)的生物、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理使用Excel、Matlab、DPS 6.55統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 回歸方程的建立與檢驗(yàn)

對(duì)試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以灌水量（x1）、施氮量（x2）、施磷量（x3）、施鉀量（x4）4項(xiàng)為決策變量，以2013年小區(qū)籽粒產(chǎn)量的平均值（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)水分14%）為因變量（表3），建立的數(shù)學(xué)模型為y=1 198.564 29+72.077 5x1+110.165 00x2+60392 50x3+5.876 67x4+48.670 00x1x2-22.920 00x1x3+8.193 75x1x4-13.247 50x2x3+4.856 25x2x4-1388 75x3x4-119620 86x12-129.499 61x22-94.835 86x32+9.009 14x42。

方程的失擬顯著性分析（表4）顯示，F(xiàn)1=2.009，P>0.1，失擬不顯著，表明未控制因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響不顯著。F2=10.272，P<0.01，說(shuō)明回歸模型達(dá)到了極顯著水平。將模擬方程理論產(chǎn)量與試驗(yàn)產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù) R2=94.4，表明試驗(yàn)所建立的模型與實(shí)測(cè)值擬合程度較好，可以對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化分析。

由表4的偏回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)得出，4個(gè)因子對(duì)產(chǎn)量影響中x1、x2、x3一次項(xiàng)達(dá)到極顯著水平，x4未達(dá)到準(zhǔn)顯著水平；4個(gè)因子中的二次項(xiàng)除x4外，都達(dá)到了極顯著水平；交互項(xiàng)中只有x1x2的互作，對(duì)玉米產(chǎn)量的影響達(dá)到了顯著水平，其余交互項(xiàng)并沒(méi)有達(dá)到顯著水平，所以通過(guò)在α=0.10水平剔除不顯著項(xiàng)，簡(jiǎn)化后的回歸方程為

y=119 8.564 29+72.077 5x1+110.165 00x2+60.392 50x3+48.670 00x1x2-119.620 86x12-129.499 61x22-94.835 86x32。

式中：x1、x2、x3、x4為編碼變量，分別將x1=（z1-4 500）/1 500、x2=（z2-375）/187.5、x3=（z3-150）/75、x4=（z4-150）/75代入上述方程式可得到本試驗(yàn)條件下灌水量（z1）、施氮量（z2）、施磷量（z3）、施鉀量（z4）4個(gè)因素與產(chǎn)量的回歸方程為

y=-1 040.7-0.000 053 165z12-0.003 7z22-0.016 9z32+0.000 173 05z1z2+0.461 7z1+2.571 5z2+5863 1z3。

根據(jù)函數(shù)的極值理論， 由函數(shù)對(duì)各自變量的偏導(dǎo)數(shù)都等于零，可求得函數(shù)取最大值時(shí)各自變量的值。通過(guò)上述要求進(jìn)行計(jì)算得到，當(dāng)灌水量z1=5118 m3/hm2、施氮肥量z2=477.15 kg/hm2、施磷肥量z3=179.85 kg/hm2、施鉀肥量 z4=0 kg/hm2時(shí)，理論產(chǎn)量最高，為18 831.75 kg/hm2。

2.2 試驗(yàn)因素效應(yīng)分析

2.2.1 主效應(yīng)分析 二次通用旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)所得到的回歸模型是經(jīng)無(wú)量綱編碼線性代換后求得的，因此其偏回歸系數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，偏回歸系數(shù)的大小可直接反映變量對(duì)產(chǎn)量的影響程度。由于此方程的一次項(xiàng)系數(shù)x1、x2、x3對(duì)產(chǎn)量的影響都達(dá)到極顯著水平，且系數(shù)均為正值，說(shuō)明水分、氮肥、磷肥均對(duì)產(chǎn)量的提高有極顯著作用，其中氮肥的作用最大，而x4未達(dá)到顯著水平，說(shuō)明在本試驗(yàn)條件下，鉀肥對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率不大。方程的二次項(xiàng)都為負(fù)值，說(shuō)明水、氮、磷3因素對(duì)產(chǎn)量的影響都是開(kāi)口向下的拋物線模型，均存在最優(yōu)值。模型二次項(xiàng)系數(shù)|x2|>|x1|>|x3|，說(shuō)明在本試驗(yàn)條下，產(chǎn)量對(duì)氮肥比水分和磷肥的響應(yīng)更敏感。研究表明，氮肥、磷肥對(duì)玉米有明顯的增產(chǎn)效果，在一定范圍內(nèi)，產(chǎn)量隨著施肥量的增加而提高，當(dāng)超過(guò)臨界值時(shí)，產(chǎn)量反而降低。通過(guò)單因素效應(yīng)分析（圖1）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)各因子的編碼水平達(dá)到0～0.5水平時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到最高，而高含量的鉀對(duì)產(chǎn)量影響不顯著，但對(duì)于維持高產(chǎn)是必須。

單因素方程為

y水=1 198.564 29+72.077 5x1-119.620 86x12（x2=0，x3=0，x4=0）；

y氮=1 198.564 29+110.165 00x2-129.499 61x22 （x1=0，x3=0，x4=0）；endprint

y磷=1 198.564 29+60.392 50x3-94.835 86x32（x2=0，x1=0，x4=0）；

y鉀=1 198.564 29（x1=0，x2=0，x3=0）。

2.2.2 互作效應(yīng)分析 根據(jù)方程y=1 198.564 29+72.077 5x1+110.165 00x2+60.392 50x3+48.670 00x1x2-119.620 86x12-129.499 61x22-94.835 86x32可知，在互作效應(yīng)中只有x1x2互作達(dá)到顯著水平。采用降維法，將x3、x4因子的編碼值設(shè)定為0水平，可以得出x1和x2 2個(gè)因素對(duì)于玉米產(chǎn)量的回歸效應(yīng)方程為y=1 198.564 29+72.077 5x1+110.165 00x2+48.670 00x1x2-119.620 86x12-129.499 61x22，通過(guò)計(jì)算可得兩因素互作對(duì)產(chǎn)量的影響（表5）。

x1x2的系數(shù)為正值，因此只有x1與x2編碼值正負(fù)符號(hào)一致時(shí)，才會(huì)對(duì)產(chǎn)量產(chǎn)生正效應(yīng)，說(shuō)明水分與氮肥對(duì)產(chǎn)量的影響存在協(xié)同效應(yīng)。因此，在磷肥和鉀肥水平合理的情況下，提高滴灌水量和提高氮肥濃度，有利于提高產(chǎn)量。但由于受 -x12 和-x22限制，灌水量和施氮量過(guò)高和過(guò)低都不利于玉產(chǎn)產(chǎn)量的形成。因此，高產(chǎn)區(qū)在x1的0～0.5編碼水平區(qū)域、x2的0～1編碼區(qū)域集中分布，也就是灌水量分布在6 750～7 875 m3/hm2、施氮肥量分布在450～675 kg/hm2區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)量在x1x2編碼水平為（0.5，0.5）時(shí)最高，為18 585 kg/hm2。

2.2.3 玉米產(chǎn)量模擬尋優(yōu) 由回歸方程可以計(jì)算出，灌水量z1=5 118 m3/hm2、施氮肥量z2=477.15 kg/hm2、施磷肥量 z3=179.85 kg/hm2、施鉀肥量z4=0 kg/hm2時(shí)，理論產(chǎn)量最高，為18 831.75 kg/hm2。但是對(duì)于大面積生產(chǎn)實(shí)踐而言，理論上的最高產(chǎn)量并不代表生產(chǎn)實(shí)際的最佳值。在本試驗(yàn)編碼范圍（-2≤xi≤2）的525套組合方案中，利用DPS軟件模擬運(yùn)算，篩選出玉米產(chǎn)量>14 088.75 kg/hm2的20個(gè)方案，對(duì)其進(jìn)行頻率分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

通過(guò)95%置信區(qū)間計(jì)算，在生產(chǎn)上推薦采用密度 116 655株/hm2、寬窄行（90 cm+30 cm）的種植模式；推薦在灌水量4 849.5～5 317.5 m3/hm2、施氮肥量431.85～484.95 kg/hm2、施磷肥量149.55～160.50 kg/hm2范圍內(nèi)選擇配置，有95%的置信度使產(chǎn)量大于14 088.75 kg/hm2。

3 結(jié)論與討論

提高玉米產(chǎn)量的途徑有2條：一是提高種植密度，即以群體效應(yīng)為主；另一個(gè)是提高水肥利用效率，配合施用氮、磷、鉀肥，使肥料相互促進(jìn)，提高供肥能力，最終達(dá)到增產(chǎn)的目的[16]。本研究在以耐密品種鄭單958為試驗(yàn)材料、玉米高密度（116 655 株/hm2）種植、寬窄行（90 cm+30 cm）配置的基礎(chǔ)上，采用水、氮、磷、鉀4因素5水平二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，獲得y=1 198.564 29+72.077 5x1+110.165 00x2+60392 50x3+48.670 00x1x2-119.620 86x12-129.499 61x22-94.835 86x32方程，當(dāng)灌水量為5 118 m3/hm2、施氮肥量z2=477.15 kg/hm2、施磷肥量z3=179.85 kg/hm2、施鉀肥量z4=0～150 kg/hm2時(shí)，理論產(chǎn)量最高，為18 831.75 kg/hm2。郭丙玉等在新疆同一地區(qū)種植密度≥105 000株/hm2、寬窄行（80 cm+40 cm）滴灌玉米田間試驗(yàn)條件下，灌溉定額為4 500～6 750 m3/hm2，施氮量為567.0 kg/hm2時(shí)，玉米產(chǎn)量最高，為18 072 kg/hm2[10]，本研究結(jié)果與其相似。本研究在提高產(chǎn)量的同時(shí)，提高了水氮的利用效率。說(shuō)明膜下滴灌區(qū)域集中供肥方式，能夠有效減少株間的營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)，通過(guò)進(jìn)一步縮小窄行，加大寬行，可增加行間的通風(fēng)透光性能，改善玉米的群體光合能力。

劉秀珍等研究不同水肥條件對(duì)玉米產(chǎn)量的影響，建立了灌水量、氮肥和鉀肥施用量對(duì)玉米產(chǎn)量影響的數(shù)學(xué)模型；因素效應(yīng)分析結(jié)果表明，影響玉米產(chǎn)量的主要因素是灌水量，其次是氮肥和鉀肥的施用量；各因素交互作用對(duì)玉米產(chǎn)量的貢獻(xiàn)大小依次為氮、水>鉀、水>氮、鉀[17]；孫文濤等在滴灌施肥條件下通過(guò)對(duì)玉米產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行二次回歸擬合，建立了水肥回歸數(shù)學(xué)模型；因素效應(yīng)分析結(jié)果表明，影響玉米產(chǎn)量的主要因素是氮肥用量，其次是灌水量和磷肥用量；各因素交互作用對(duì)玉米產(chǎn)量的影響都表現(xiàn)為正效應(yīng)，其因素效應(yīng)順序?yàn)榈?、?磷、水>氮、磷；從產(chǎn)量角度評(píng)價(jià)，以較高氮肥用量、高磷肥用量和豐富灌水量為水肥調(diào)控的最佳組合[18]。在本試驗(yàn)條件下，氮肥、灌水量、磷肥能夠明顯促進(jìn)玉米產(chǎn)量的提高，并符合報(bào)酬遞減定律，過(guò)量施肥、灌水會(huì)引起明顯的負(fù)效應(yīng)，造成玉米減產(chǎn)，因素大小表現(xiàn)為氮肥>水分>磷肥，這與孫文濤等的研究結(jié)果[18]相同，而與溫利利等因素效應(yīng)次序[19]略有不同。但都表明，水與氮對(duì)產(chǎn)量的作用大于磷和鉀；在本試驗(yàn)中，鉀肥的作用不顯著，原因可能是本試驗(yàn)地土壤中的有效磷含量很高，影響了試驗(yàn)的結(jié)果?；プ餍?yīng)分析表明，水氮存在互作并且為正效應(yīng)，水分供應(yīng)可以促進(jìn)肥料轉(zhuǎn)化及吸收，提高肥料利用率，這與其他文獻(xiàn)的研究報(bào)道[6，10-12]相同。但磷肥與其他因素的互作在本試驗(yàn)中的效應(yīng)不顯著，可能是磷肥以液體的形態(tài)隨水滴灌施用，能夠減少磷的固定并提高磷肥利用效率[9]。本試驗(yàn)在缺氮、中磷、富鉀的土壤肥力情況下，對(duì)氮、磷、鉀露地滴灌條件下的玉米高產(chǎn)群體進(jìn)行了水肥優(yōu)化的研究。以產(chǎn)量為因變量，以不同的水分和元素肥料為自變量，通過(guò)二次回歸通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)而求得擬合方程。其優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)設(shè)計(jì)完善，得到數(shù)據(jù)和建立模型容易，缺點(diǎn)是不同田塊情況各異，一個(gè)田塊建立的模型無(wú)通用性，必須進(jìn)行多個(gè)田塊嚴(yán)格的試驗(yàn)和實(shí)踐檢驗(yàn)，使模型具有通用性。因此，理論上的最高產(chǎn)量，并不意味著在實(shí)際生產(chǎn)中具有可重復(fù)性，因此，需要根據(jù)土壤本身的質(zhì)地與肥力狀態(tài)加以調(diào)整。在生產(chǎn)上推薦采用密度116 655株/hm2、寬窄行（90 cm+30 cm）的種植模式，通過(guò)95%置信區(qū)間的計(jì)算，在推薦的灌水量 4 849.5～5 317.5 m3/hm2、施氮肥量431.85～484.95 kg/hm2、施磷肥量14955～160.50 kg/hm2范圍內(nèi)選擇配置，有95%的置信度使產(chǎn)量大于14 088.75 kg/hm2。endprint

在建立玉米高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行膜下滴灌水肥一體化的優(yōu)化研究，是新疆干旱區(qū)實(shí)現(xiàn)滴灌玉米高產(chǎn)高效的關(guān)鍵技術(shù)措施。本研究初步建立了高密度的玉米栽培水肥一體化數(shù)學(xué)模型，為下一步水肥優(yōu)化管理指明了方向，并為密度116 655株/hm2、寬窄行（90 cm+30 cm）種植新模式的推廣奠定了基礎(chǔ)。

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