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      基于正交試驗(yàn)的油菜新品種佳油JS-1栽培措施優(yōu)化方案研究

      2017-09-16 04:21:43許明超王艷惠陳興凡蘇曉蘭
      四川農(nóng)業(yè)科技 2017年8期
      關(guān)鍵詞:種量施用量油菜

      許明超,王艷惠,陳興凡,陸 鴻,蘇曉蘭

      (四川省樂山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,四川 樂山 614000)

      基于正交試驗(yàn)的油菜新品種佳油JS-1栽培措施優(yōu)化方案研究

      許明超,王艷惠*,陳興凡,陸 鴻,蘇曉蘭

      (四川省樂山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,四川 樂山 614000)

      油菜品種佳油JS-1是以適應(yīng)機(jī)械化種植為目的選育的新品種,高產(chǎn)和適宜機(jī)械化收獲為是其主要栽培要求。本研究以佳油JS-1為材料,以油菜株高和油菜籽產(chǎn)量作為考察指標(biāo),以播期、氮肥施用量、密度為考察因素運(yùn)用正交設(shè)計(jì)的方法安排試驗(yàn),對試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用直觀分析和方差分析的方法,找出高產(chǎn)和適宜機(jī)收的最優(yōu)水平組合。試驗(yàn)結(jié)果表明:產(chǎn)量最高的最優(yōu)組合為第3號處理A1B3C3或第7號處理A2B3C4,矮桿栽培的最優(yōu)組合為第7號處理A2B3C4。綜合高產(chǎn)和矮桿的要求,第7號處理A2B3C4,即播期9月29日,氮肥施用量15kg/667m2,用種量250g/667m2,可作為佳油JS-1的最優(yōu)栽培方案。

      正交試驗(yàn);佳油JS-1;栽培;優(yōu)化

      正交設(shè)計(jì)是利用正交表安排多因素試驗(yàn)、分析試驗(yàn)結(jié)果的一種設(shè)計(jì)方法,它根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)[1]。它的特點(diǎn)是能夠有效縮減實(shí)驗(yàn)次數(shù),找出實(shí)驗(yàn)各因素水平的最佳水平組合,探究各因素和各因素水平間的重要程度,了解各因素間的交互作用[2]。正交設(shè)計(jì)在工農(nóng)業(yè)研究及生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用[3-5]。

      油菜品種JS-1是一個(gè)以適應(yīng)機(jī)械化種植為目標(biāo)選育的新品種,高產(chǎn)和適宜機(jī)械化收獲為其主要栽培要求。本研究以品種JS-1為材料,以油菜株高和油菜籽產(chǎn)量作為考察指標(biāo),以播期、氮肥施用量、密度為考察因素,每個(gè)因素4個(gè)水平,運(yùn)用正交設(shè)計(jì)的方法安排試驗(yàn),對獲得的試驗(yàn)結(jié)果,運(yùn)用直觀分析和方差分析的方法,找出高產(chǎn)和適宜機(jī)收的最優(yōu)水平組合,得到品種JS-1的最佳栽培方案,為佳油JS-1的生產(chǎn)推廣提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      油菜新品種佳油JS-1。

      1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      1.2.1 確定因素水平 試驗(yàn)用地前作為水稻,四周無蔭蔽,無人畜危害。播期在9月26日至10月12日之間,每隔7d為一個(gè)水平,分別為9月22日、9月29日、10月6日、10月13日;密度為10000株/667m2(用種量100g/667m2)~25000株/667m2(用種量250g/667m2)之間,每隔5000株(50g)為一個(gè)水平,分別為10000株/667m2(用種量100g/667m2)、15000株/667m2(用種量150g/667m2)、20000株/667m2(用種量200g/667m2)、25000株/667m2(用種量250g/667m2);氮肥施用量為10kg/667m2~12.5kg/667m2,每隔0.25kg為一個(gè)水平,分別10kg/667m2、12.5kg/667m2、15kg/667m2、17.5kg/667m2。

      表1 正交試驗(yàn)表

      表2 播種及施肥方案表

      1.2.2 正交表的選取 本試驗(yàn)為3因素4水平試驗(yàn),故采用L16(45)正交表(正交表設(shè)計(jì)如表1)。

      1.2 試驗(yàn)實(shí)施

      設(shè)置3個(gè)重復(fù),共48個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)20m2。根據(jù)實(shí)際播種面積,播種時(shí)每個(gè)小區(qū)撒施0.2kg可富復(fù)合肥作為底肥,按比例折算播種量和氮肥施用量(具體播種方案設(shè)計(jì)如表2)。

      1.4 田間管理及記錄

      播種后,適時(shí)進(jìn)行田間管理,及時(shí)防治蟲害、草害。在成熟期考察每個(gè)處理的株高,收獲后分小區(qū)稱產(chǎn)。

      2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

      2.1 產(chǎn)量分析

      2.1.1 直觀分析 由表3可看出,3個(gè)因素的極差表現(xiàn)為氮肥施用量B>密度C>播期A,說明3種因素對JS-1產(chǎn)量影響大小依次為:氮肥施用量B>密度C>播期A。從各因素不同水平間的差異來看,不同播期下產(chǎn)量的大小為A1(9月22日)>A4(10月13日)>A2(9月29日)>A3(10月6日);不同氮肥施用量下產(chǎn)量的大小為B3(15kg/667m2)>B4(17.5kg/667m2)=B1(10kg/667m2)>B2(12.5kg/667m2);不同播種量(密度)下產(chǎn)量的大小為C3(200g/667m2)>C4(250g/667m2)>C1(100g/667m2)>C2(150g/667m2)。說明各因素的水平差異會對JS-1的油菜籽產(chǎn)量造成影響。

      表3 正交試驗(yàn)方案及產(chǎn)量結(jié)果計(jì)算表

      從各處理間的比較來看,小區(qū)平均差量達(dá)到5kg以上的是處理3A1B3C3和處理7A2B3C4,分別為5.25kg和5.08kg,折合成單產(chǎn)分別為175.01kg/667m2和169.34kg/667m2;小區(qū)平均產(chǎn)量最低的為6號處理A2B2C1,為4.3kg,折合單產(chǎn)為143.34kg/667m2。產(chǎn)量最高的處理3與產(chǎn)量最低處理6之間相差32kg/667m2,處理7與處理6之間相差26kg/667m2,說明各因素不同水平的不同組合對JS-1的油菜籽產(chǎn)量有較大影響。

      2.1.2 方差分析 由表4可知,本試驗(yàn)中,模型誤差均方MSe1與試驗(yàn)誤差均方MSe2差異的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為F=MSe1/MSe2=5.16**,P<0.01,MSe1與MSe2極顯著,表明本研究中的3個(gè)因素播期A、氮肥施用量B和密度C之間存在極顯著的交互作用,因此在應(yīng)以試驗(yàn)誤差均方MSe2進(jìn)行F檢驗(yàn)與多重比較。

      如表4所示,區(qū)組間差異顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為:F=MSR/MSe2=0.23F0.01=4.51,P<0.01,在本試驗(yàn)中氮肥施用量對JS-1的油菜產(chǎn)量有極顯著影響;密度C對油菜產(chǎn)量的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為F=MSC/MSe2=3.00*>F0.05=2.92,p<0.05,表明本試驗(yàn)中密度對JS-1的油菜產(chǎn)量有顯著影響;播期A對油菜產(chǎn)量的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為F=MSA/MSe2=1.07

      表4 方差分析表及F檢驗(yàn)

      2.1.3 多重比較 本試驗(yàn)中,模型誤差均方MSe1與試驗(yàn)誤差均方MSe2差異極顯著,說明本試驗(yàn)中3個(gè)因素間存在交互作用,因此直接進(jìn)行處理間的多種比較,比較結(jié)果如表5。

      由表5可知,平均產(chǎn)量最高的為第3號處理A1B3C3,平均產(chǎn)量最低的為第6號處理A2B2C1。第3號處理與第7號處理平均產(chǎn)量差異不顯著外,與其他處理平均產(chǎn)量差異顯著或極顯著;第7號處理與第3號處理、第1號處理平均產(chǎn)量差異不顯著,與其他處理平均產(chǎn)量差異顯著或極顯著。因此從處理間的多重比較可知,本試驗(yàn)中產(chǎn)量高產(chǎn)的最優(yōu)組合為第3號處理A1B3C3(或第7號處理A2B3C4)。

      表5 各處理平均數(shù)間的多重比較(LSD法)

      2.1.4 小結(jié) 本試驗(yàn)通過正交試驗(yàn)研究了播期、氮肥施用量、密度對機(jī)收品種JS-1產(chǎn)量的影響,分析結(jié)果表明,播期對油菜籽產(chǎn)量影響不顯著,密度對油菜籽產(chǎn)量有顯著影響,氮肥施用量對油菜籽產(chǎn)量有極顯著影響,3個(gè)因素對產(chǎn)量影響的大小順序依次為:氮肥施用量>密度>播期。播期對油菜籽產(chǎn)量無顯著影響,表明JS-1在9月22日至10月13日這一時(shí)期內(nèi)播種對產(chǎn)量影響較小,就產(chǎn)量而言,9月22日至10月13日這期間均是適宜播期,試驗(yàn)中不同播期水平下,平均產(chǎn)量依次為A1>A4>A2>A3;氮肥施用量對油菜籽產(chǎn)量的影響極顯著,在不同氮肥施用水平下,平均產(chǎn)量依次為B3>B4=B1>B2;密度對油菜籽產(chǎn)量有顯著影響,在不同的密度水平下,平均產(chǎn)量依次為C3>C4>C1>C2。從各因素的最優(yōu)水平來看,獲得高產(chǎn)的最優(yōu)組合為A1B3C3,為本次試驗(yàn)的第2號處理,與多重比較的析結(jié)果一致。在多重比較結(jié)果表明,第7號處理也可作為獲得高產(chǎn)的優(yōu)勢組合。因此,本研究分析結(jié)果表明,獲得高產(chǎn)的最優(yōu)組合為A1B3C3,即播期9月22日,氮肥施用量15kg/667m2,用種量200g/667m2(或A2B3C4,播期9月29日,氮肥施用量15kg/667m2,用種量250g/667m2)。

      2.2 株高分析

      2.2.1 直觀分析 由表6可看出,3個(gè)因素對株高影響的極差表現(xiàn)為播期A>氮肥施用量B>密度C,說明3個(gè)因素對JS-1株高的影響大小依次為播期A>氮肥施用量B>密度C。從各因素不同水平的差異來看,不同播期下株高的大小為A4(10月13日)>A3(10月6日)>A1(9月22日)>A2(9月29日);不同氮肥施用水平下株高的大小為B2(12.5kg/667m2)>B4(17.5kg/667m2)>B3(15kg/667m2)>B1(10kg/667m2);不同播種量(密度)下株高的大小為C1(100g/667m2)>C2(150g/667m2)>C3(200g/667m2)>C4(250g/667m2)。說明各因素的水平差異會對JS-1的株高產(chǎn)生影響。

      表6 正交試驗(yàn)方案及株高結(jié)果計(jì)算表

      從各處理間的比較來看,平均株高最高的處理為12號處理A3B4C2,為169.33cm,平均株高最低的為第5號處理A2B1C2,為151.20cm。株高最高的12號處理與株高最低的5號處理間株高相差18.13cm,表明各因素不同水平的不同組合對JS-1的株高有較大影響。

      2.2.2 方差分析表及F檢驗(yàn) 由表7所示,在本試驗(yàn)中,模型誤差均方MSe1與試驗(yàn)誤差均方MSe2差異的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為F=MSe1/MSe2=2.04,P>0.05,MSe1與MSe2差異不顯著,表明3各因素播期A、氮肥施用量B和密度C之間交互作用不顯著,所以將試驗(yàn)誤差均方和與自由度分別合并,計(jì)算合并誤差均方,進(jìn)行F檢驗(yàn)與多重比較。 如表7所示,區(qū)組間差異顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為F=MSR/MSe2=1.47F0.01=4.51,P<0.01,因此在本試驗(yàn)中播期的差異對JS-1的株高有極顯著影響;氮肥施用量B對油菜株高的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為F=MSB/MSe2=4.15*>F0.05=2.92,P<0.05,因此在本試驗(yàn)中氮肥施用量的差異對JS-1的株高有顯著影響;密度C對油菜株高的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果為F=MSB/MSe2=2.94*>F0.05=2.92,P<0.05,因此在本試驗(yàn)中播種的密度差異對JS-1的株高有顯著影響。

      表7 方差分析表及F檢驗(yàn)

      2.2.3 多重比較 本試驗(yàn)中,模型誤差均方MSe1與試驗(yàn)誤差均方MSe2差異不顯著,說明在對株高的影響上,因素間交互作用不顯著,因而進(jìn)行各因素水平間的多重比較,從各因素水平間的多重比較中選出各因素的最優(yōu)水平相組合(A、B、C因素各水平均數(shù)的多重比較結(jié)果如表8~10)。

      多重結(jié)果比較表明,A因素除1水平與2水平、3水平與4水平平均株高間差異不顯著外,其余各水平平均株高差異極顯著(表8);B因素2水平與1水平平均株高間差異極顯著,2水平與3水平、4水平與1水平平均株高間差異顯著,2水平與3水平、4水平與3水平、2水平與4水平平均株高間差異不顯著(表9);C因素除1水平與4水平間差異顯著外,其余各水平間差異不顯著(表10)。為適應(yīng)機(jī)械收獲,株高應(yīng)以矮稈為宜,因此各因素的最優(yōu)水平分別為A2、B1、C4。

      表8 A因素各水平平均數(shù)的多重比較表(SSR法)

      表9 B因素各水平平均數(shù)的多重比較表(SSR法)

      表10 C因素各水平平均數(shù)的多重比較表(SSR法)

      表11 SSR值與LSR值表

      2.2.4 小結(jié) 本試驗(yàn)通過正交試驗(yàn)研究了播期、氮肥施用量、密度對JS-1株高的影響,分析結(jié)果表明,播期對油菜株高的影響極顯著,不同水平下株高的高低順序?yàn)椋篈4(10月13日)>A3(10月6日)>A1(9月22日)>A2(9月29日);氮肥施用量有極顯著影響,不同的氮肥施用水平下株高的高低順序?yàn)椋築2(12.5kg/667m2)>B4(17.5kg/667m2)>B3(15kg/667m2)>B1(10kg/667m2);密度對油菜株高有極顯著影響,不同的密度水平下株高的高低順序?yàn)椋篊1(100g/667m2)>C2(150g/667m2)>C3(200g/667m2)>C4(250g/667m2)。從不同密度水平下株高的變化趨勢可以大致看出,隨著播種的用種量增加,密度增大,植株的株高呈下降趨勢;3個(gè)因素對產(chǎn)量影響的大小順序?yàn)椋翰テ?氮肥施用量>密度。JS-1是機(jī)收品種,在栽培中,適宜機(jī)械化收獲是重要目標(biāo)之一,株高應(yīng)以矮稈為宜,因此選出各因素中株高最低的水平組成的最優(yōu)組合為A2B1C4。在本次正交試驗(yàn)處理中未包含A2B1C4,在B因素的水平間差異比較中1水平B1與3水平B3差異不顯著,與組合A2B1C4最相近的組合為第7號處理A2B3C4,第7號處理的平均株高僅為155.67cm,因此A2B3C4可作為JS-1矮稈栽培的最優(yōu)組合。

      3 結(jié)論

      佳油JS-1是機(jī)收品種,高產(chǎn)和適宜機(jī)械化收獲是栽培的兩個(gè)重要目標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明,產(chǎn)量最高的最優(yōu)組合為第3號處理A1B3C3或第7號處理A2B3C4,矮稈栽培的最優(yōu)組合為第7號處理A2B3C4。綜合高產(chǎn)和矮稈的要求,第7號處理A2B3C4,即播期9月29日,氮肥施用量15kg/667m2,用種量250g/667m2,可作為佳油JS-1的最優(yōu)栽培方案。

      [1]明道緒.田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:科學(xué)出版社,2008:241.

      [2]宋煒.不同播期、農(nóng)藥、品種對油菜根腫病的綜合效應(yīng)[D].合肥:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

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      [5]田恩梅.淺析不同播種方式對油菜作物的影響[J],青海農(nóng)林科技,2005(03):5860.

      2017-06-19

      突破性油料育種材料與方法創(chuàng)新;四川油菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì);油菜機(jī)收雜交種的選育及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)項(xiàng)目。

      許明超(1989-),男,四川中江人,碩士,助理農(nóng)藝師,主要從事油菜育種及栽培工作。E-mail:1048515670@qq.com。*為通訊作者。

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