煙后稻廣兩優(yōu)676高產(chǎn)栽培農(nóng)藝措施數(shù)學(xué)模型優(yōu)化分析

林煒樂

（福建省將樂縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，福建將樂353300）

廣兩優(yōu)676是福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所選育的秈型兩系雜交水稻，品種來源為廣占63-4S×?；?76，具有廣適應(yīng)性、抗病性好、米優(yōu)質(zhì)等特點。于2013年通過國家農(nóng)作物品種審定（國審稻2013014），2014年通過福建省農(nóng)作物品種審定（閩審稻2014012）。為加速品種推廣，根據(jù)將樂縣煙后稻生產(chǎn)情況，采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，優(yōu)化其栽培措施，篩選出廣兩優(yōu)676作煙后稻栽培的最佳農(nóng)藝措施。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為廣兩優(yōu)676，于2015年6月4日在將樂縣大源鄉(xiāng)進行。試驗田為沙壤土，前作種煙。土壤肥力：pH=5.06，含有機質(zhì)29.1 g/kg，堿解氮153.8 mg/kg，速效磷22.0 mg/kg，速效鉀52.4 mg/kg。

1.2 試驗方法

試驗采用3因素5水平二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計，選取種植密度（X1）、每 667m2施氮量（X2）、每667m2施鉀量（X3）3個因素，各因素及水平編碼見表 1。試驗設(shè)20個處理，每小區(qū)面積15 m2（5 m×3 m），統(tǒng)一行距為30 cm，株距按要求調(diào)整。小區(qū)間筑小田埂，并用地膜包裹，防止串水串肥。由于將樂縣土壤含磷充足，因此沒有將磷肥列入試驗因素。

表1 各因素及水平編碼

1.3 試驗過程

6月5日播種育秧，7月7日插秧，試驗田叢插2粒谷。氮肥施用為基肥∶蘗肥∶穗肥=4∶4∶2，氮肥用碳酸氫銨作基肥于7月6日施，蘗肥和穗肥使用尿素；磷、鉀肥的施用為基肥∶蘗肥=5∶5，鉀肥用氯化鉀，磷肥用過磷酸鈣統(tǒng)一每667m2施6 kg。移栽后7 d（7月14日）施分蘗肥，于拔節(jié)（8月28日左右）施穗肥。

病蟲防治：8月3日施用銳勁特防治二化螟和稻飛虱；8月25日施用阿克泰防治飛虱；9月19日施用殺蟲雙防治二化螟。根據(jù)小區(qū)成熟先后進行收獲。

2 結(jié)果與分析

2.1 回歸模型的建立

根據(jù)各處理的實收產(chǎn)量結(jié)果（表2），用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計統(tǒng)計分析，計算出產(chǎn)量與各因素（X1、X2、X3）間的數(shù)學(xué)模型為：

2.2 回歸模型的檢驗

對該模型方差分析（表3）表明：其中F1失擬=1.65

表2 3因素二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計

表3 試驗結(jié)果方差分析

2.3 各因素與產(chǎn)量的效應(yīng)分析

2.3.1 單因素的效應(yīng) 采用降維法（即將其余因素固定為0水平）可導(dǎo)出某一因素變化與產(chǎn)量的關(guān)系，則各因素與產(chǎn)量關(guān)系的回歸子模型分別如下：

分析結(jié)果表明：圖1可以看出，在本試驗條件及設(shè)計水平下，3個因素總的趨勢呈拋物線，當(dāng)水平編碼值在0～1的范圍內(nèi)產(chǎn)量達到最高：每667m2種植密度（X1=0.193）為1.558 0萬穴時產(chǎn)量最高，為603.1 kg；每667m2施純N（X2=0.195）10.05 kg時產(chǎn)量最高，為603.27 kg；每667m2施鉀量（X3=0水平）9 kg時產(chǎn)量最高，為602.07 kg。從各因素的回歸系數(shù)絕對值（一次項系數(shù)）可看出，對廣兩優(yōu)676產(chǎn)量的影響力大小依次為X2＞X1＞X3，即施氮量＞種植密度＞施鉀量。

圖1 主效應(yīng)分析

2.3.2 因素互作效應(yīng) 水稻產(chǎn)量的形成是各因素共同作用的結(jié)果，只有進行因素間交互效應(yīng)的分析才能較客觀地揭示其內(nèi)在聯(lián)系［1］，為科學(xué)尋求廣兩優(yōu)676最佳農(nóng)藝組合方案提供科學(xué)依據(jù)，采用降維法導(dǎo)出其回歸子模型為：

圖2 種植密度與氮素的互作效應(yīng)

圖3 種植密度與鉀素的互作效應(yīng)

圖4 氮素與鉀素的互作效應(yīng)

將各因素不同水平值代入相應(yīng)模型求得相應(yīng)的產(chǎn)量結(jié)果。2因素的互作效應(yīng)表明：當(dāng)其他因素為0水平時，X1=0與X2=0時產(chǎn)量最高；X1=0與X3=0時產(chǎn)量最高；X2=0與X3=0時產(chǎn)量最高（圖2-4）。2.3.3 高產(chǎn)模型的優(yōu)化方案 通過DPS數(shù)據(jù)處理結(jié)果還得出最高產(chǎn)量的農(nóng)藝措施，各因素組合為：（X1=0、X2=0、X3=0）每667m2種植密度1.5萬穴、施N 9 kg、K 9 kg可獲得602.07 kg的最高產(chǎn)量。但是在實際生產(chǎn)中，優(yōu)化的因素組合如固定在某一個具體取值時，由于受諸多限制因子影響，可行性不強。因此，只有具有一定變化范圍內(nèi)的多套可獲得某一個目標(biāo)產(chǎn)量的栽培技術(shù)措施組合才更具有實用價值［2,3］。采用頻率分析法求得廣兩優(yōu)676獲得每667m2產(chǎn)量大于537.96 kg的15套方案中，95%編碼取值范圍分別為-0.066≤X1≤0.690，-0.131≤X2≤0.531，-0.320≤X3≤0.320，即每667m2種植密度1.48萬～1.71萬穴，施純氮8.29～11.87 kg，施純鉀7.27～10.73 kg。

表4 產(chǎn)量大于537.96 kg的15個方案中各變量取值的頻率分析

3 結(jié)論與討論

3.1 經(jīng)過試驗研究建立了產(chǎn)量與種植密度及氮、鉀施用量主要栽培因素的回歸模型，以及產(chǎn)量與種植密度、氮、鉀施用量的變化關(guān)系。提出廣兩優(yōu)676在類似地區(qū)氣候特征種植獲得每667m2產(chǎn)量大于537.96 kg最優(yōu)方案：種植密度1.48萬～1.71萬穴，施純氮8.29～11.87 kg，施純鉀7.27～10.73 kg，氮肥40%作基肥，40%作蘗肥，20%作穗肥，磷、鉀肥50%作基肥，50%作蘗肥，同時加強田間管理，及時防治病蟲害，這樣才能達到預(yù)期效果。

3.2 經(jīng)試驗得出的各因素對產(chǎn)量的增產(chǎn)效應(yīng)大小不同，其作用依次為施氮量＞種植密度＞施鉀量。在大面積廣兩優(yōu)676生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)土壤肥力、氣候特點適當(dāng)對氮、鉀肥的施用量及種植密度作調(diào)整才有利于獲得高產(chǎn)。

［1］ 昂盛福，熊忠炯，朱永豐，等.培兩優(yōu)288高產(chǎn)栽培農(nóng)藝措施的數(shù)學(xué)模型優(yōu)化［J］.雜交水稻，2001，16（4）：42-44.

［2］ 侯彪.雜交水稻T優(yōu)272農(nóng)藝措施優(yōu)化試驗［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（24）：44-45.

［3］ 魏永紅，魏耀芳，牟之碧，等.超級稻Q優(yōu)6號高產(chǎn)栽培綜合農(nóng)業(yè)措施數(shù)學(xué)模型優(yōu)化研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008（13）：183-184.