扦插密度和氮、磷、鉀對紫甘薯產(chǎn)量的影響

陳孝賞 莫云彬

摘 要：采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計和“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計，分別研究紫甘薯在不同扦插密度和氮、磷 、鉀水平配比時的產(chǎn)量效應(yīng)，并建立扦插密度和氮、磷 、鉀施用量與紫甘薯產(chǎn)量關(guān)系的肥料效應(yīng)函數(shù)模型，以確定臺州市紫甘薯的最適扦插密度和最佳施肥量。結(jié)果表明，紫甘薯在扦插密度為3.97萬株·hm-2時，產(chǎn)量最高為24.19 t·hm-2；在沙土上紫甘薯每公頃最佳經(jīng)濟(jì)效益施肥量為N 155.12 kg，P2O5 37.57 kg，K2O 160.79 kg，N∶P2O5∶K2O為1∶0.24∶1.03。

關(guān)鍵詞：紫甘薯；扦插密度；肥料效應(yīng)；最佳用量

中圖分類號：S531 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.11.026

Abstract： By used both single factor randomized block design and “3414”optimum regression design， effects of cutting density， N， P and K on purple sweetpotato yield were studied， and the function model was built to learn about the optimum cutting density and fertilizer application rate. The results indicated that the maximum yield reached 24.19 t·hm-2 with cutting density of 3.97 × 104 plants·hm-2. The fertilizer rate applied in sand soil with optimum economic benefit was N， P2O5 and K2O of 155.12， 37.57， 160.79 kg·hm-2 （N∶P2O5 ∶K2O ratios of 1∶0.24 ∶1.03） respectively.

Key words： purple sweet potato； cutting density； fertilizer effect； optimum amount

甘薯耐旱，適瘠薄，適應(yīng)性強(qiáng)，是臺州市的主要旱地作物，常年種植面積為1.5萬hm2左右。紫甘薯為旋花科1年生或2年生草本植物，它是一種甘薯的新類型，因塊根富含花青素，呈深紫色，在天然色素提取、鮮食保健、加工功能食品等方面應(yīng)用前景廣闊。但由于近年來甘薯耕作粗放，施肥盲目，導(dǎo)致種植甘薯經(jīng)濟(jì)效益不高?！?414”設(shè)計方案[1]是3因素、4水平、14處理優(yōu)化的不完全實(shí)施的正交試驗(yàn)，該方案吸收了回歸最優(yōu)設(shè)計處理少、效率高的優(yōu)點(diǎn)，是目前國內(nèi)外應(yīng)用比較廣泛的肥料效應(yīng)田間試驗(yàn)方案，在水稻、小麥、玉米、馬鈴薯和油菜上取得較好得應(yīng)用效果[2-10]。

本研究進(jìn)行了紫甘薯“3414”肥效試驗(yàn)，建立平衡施肥數(shù)學(xué)模型，以求得最大施肥量和最佳施肥量，旨在為紫甘薯的科學(xué)施肥決策提高理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)設(shè)在溫嶺市大溪鎮(zhèn)照洋村。試驗(yàn)材料為紫美紫色甘薯新品種，該品種是由浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院從越南引進(jìn)。

1.2 試驗(yàn)方法

密度試驗(yàn)：本試驗(yàn)設(shè)5個處理，分別為2.40萬，3.15萬，3.90萬，4.65萬，5.40萬株·hm-2。隨機(jī)區(qū)組排列3次重復(fù)，共15個小區(qū)。小區(qū)面積20 m2 （表1）。

肥效試驗(yàn)：采用“3414”最優(yōu)回歸設(shè)計，設(shè)氮、磷和鉀3個因素，4個水平（0水平指不施肥，2水平施肥量為：N 180 kg·hm-2，P205 45 kg·hm-2，K20 180 kg·hm-2（1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5），14個處理，小區(qū)面積20 m2，3次重復(fù)（表3）。

肥料分基肥和追肥、裂縫肥3次施用，氮、鉀肥的60%及磷肥的100%作基肥，氮、鉀肥的20%作追肥，氮、鉀肥的20%作裂縫肥。本試驗(yàn)除施肥量不同外，其他栽培措施與大田生產(chǎn)相同。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行分析處理[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同扦插密度對紫甘薯產(chǎn)量的影響

由表1可知，處理3的產(chǎn)量最高，達(dá)24.81 t·hm-2；其次依次為處理4、2、5、1，而處理1（扦插密度2.40萬株· hm-2）的產(chǎn)量最低，僅為16.04 t· hm-2。

從表2可以看出，處理間的P=0<0.01，差異達(dá)極顯著水平，說明不同扦插密度間的產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平。其中，處理3比處理1、2、4、5增產(chǎn)，且差異達(dá)極顯著水平；處理4比處理2增產(chǎn)，但差異不顯著；處理4和處理2均比處理1、5增產(chǎn)，且差異達(dá)極顯著水平；處理5比處理1增產(chǎn)，差異達(dá)極顯著水平。

對上述的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次回歸分析，得到方程（1），其中R2=0.979 6，達(dá)極顯著水平，說明該方程有效，可以對實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行指導(dǎo)。

y = -3.278 2x2 + 26.055x- 27.58 （1）

從圖1可以看出，扦插密度與產(chǎn)量的關(guān)系曲線為開口向下的拋物線，說明產(chǎn)量隨著扦插密度增大而增加，但達(dá)到一定程度后，反而隨之減少。通過求導(dǎo)法得出，當(dāng)種植密度為3.97萬株· hm-2時產(chǎn)量最高，為24.19 t· hm-2。

2.2 紫甘薯肥料效應(yīng)分析

2.2.1 紫甘薯的三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)模型的建立 把肥料處理1～14試驗(yàn)小區(qū)的產(chǎn)量折算成每公頃產(chǎn)量y，列于表3。處理3的產(chǎn)量最高，達(dá)26.0 t· hm-2，經(jīng)濟(jì)效益也最高，為76 092元· hm-2。經(jīng)方差分析，處理間的P=0.000 0<0.01，差異達(dá)極顯著水平，說明不同施肥水平間的產(chǎn)量差異達(dá)極顯著水平。通過二次多項(xiàng)式回歸分析，得到尿素用量、磷肥用量、鉀肥用量與紫甘薯產(chǎn)量的三元二次肥料效應(yīng)函數(shù)模型。

Y=14.770 8+0.072 2N+0.269 8P+0.000 1K-0.000 2N2-0.002 9P2-0.000 2K2-0.000 9NP+0.000 2NK+0.000 6PK （R2=0.981 12**）（2）

Y與y的相關(guān)系數(shù)為0.981 12，達(dá)到極顯著水平，說明Y與y高度擬合，模型真實(shí)可靠，能較準(zhǔn)確地反映客觀實(shí)際，可用建立的模型進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的分析[3]。分析得出，當(dāng)N ，P2O5，K2O 為168.73，39.43 ，186.88 kg·hm-2時，紫甘薯的產(chǎn)量達(dá)到最大，為26.18 t·hm-2；如果按紫甘薯價格3 000元·t-1，N 4.0元·kg-1，P2O5 5.6元·kg-1，K2O 7.2元·kg-1計算，最佳施肥量為N 159.96 kg·hm-2，P2O5 39.01 kg·hm-2，K2O 172.32 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O 為1∶0.24∶1.08，紫甘薯的最佳經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量為25.32 t·hm-2。

2.2.2 一元二次肥料效應(yīng)函數(shù)模型的建立 以處理2、3、6、11進(jìn)行N肥料效應(yīng)擬合，以處理4、5、6、7對P肥料效應(yīng)進(jìn)行擬合，以處理6、8、9、10進(jìn)行K肥料效應(yīng)擬合，得出3個一元肥料效應(yīng)函數(shù)模型。

Y=-0.000 2N2 + 0.074 1N + 20.833（R2 = 0.970 7 ）（3）

Y=-0.002 7P2 + 0.194 6P + 22.336（R2 = 0.980 5） （4）

Y=-0.000 2K2 + 0.062 1K + 19.778（R2 = 0.994 8）（5）

通過邊際效益分析得出最佳施肥量，其結(jié)果列于表4。

2.2.3 土壤缺素分析 由表3可知，該試驗(yàn)地的基礎(chǔ)肥力產(chǎn)量為14.81 t·hm-2，相對產(chǎn)量為57.3%，表明該試驗(yàn)地肥力中等，不施肥減產(chǎn)率42.7%，土壤供肥能力57.3%。缺N、缺P和缺K這3個處理的相對產(chǎn)量分別為80.0%，86.6%和76.3%。說明3種肥料對產(chǎn)量的影響大小為K2O >N > P2O5。

3 結(jié) 論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，氮、磷、鉀三要素的合理搭配施用能明顯提高甘薯產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。N，P，K各因素對紫甘薯產(chǎn)量的影響順序?yàn)镵2O >N > P2O5。通過三元二次肥料函數(shù)模型求得的最佳施肥量都比通過單因素肥料效益函數(shù)模型得出的最佳施肥量高，因此認(rèn)為，合理施肥量應(yīng)采取二者的平均，這樣可以防止過度施肥造成環(huán)境的污染。由此可得出，在沙土上紫甘薯每公頃最佳經(jīng)濟(jì)效益施肥量為N 155.12 kg，P2O5 37.57 kg，K2O 160.79 kg，N∶P2O5∶K2O為1∶0.24∶1.03。

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