紫甘薯川紫薯1 號優(yōu)化栽培技術研究

朱 玲，沈學善，屈會娟，潘海平，蒲志剛，王曉黎

（1.四川省農業(yè)科學院生物技術核技術研究所，四川成都610066；2.四川省農業(yè)科學院，四川成都610066）

甘薯是重要的糧食作物、飼料和工業(yè)原料作物[1-2]。紫色甘薯除含有普通甘薯的營養(yǎng)成分外[3-4]，還富含花青素[5]，具有抗腫瘤、抗癌[6-7]、抗氧化[8]等多種生理保健功能。川紫薯1 號是四川省農業(yè)科學院作物研究所選育的紫肉食用型甘薯品種，2012 年通過四川省農作物品種審定委員會審定，區(qū)試2 a 平均鮮薯產量18 510 kg/hm2，干物質率25.63%，商品薯率73%，中熟，熟食品質優(yōu)，花青素含量45.97 mg/100 g[9]。移栽期、移栽密度和施肥量[10-12]是影響甘薯產量和品質的重要因素，生產中甘薯種植密度和施肥量存在較大的隨意性[13]，很難找到適宜結合點[14]。近年來，已有學者采用多元二次正交旋轉回歸設計對榕薯5 號、廣薯87、川薯217 等不同地區(qū)審定甘薯品種從移栽密度、移栽期、施肥水平等因素進行栽培技術優(yōu)化研究[15-17]。目前對川紫薯1 號移栽期、移栽密度和復合肥施用量等優(yōu)化栽培技術的研究較少。

本試驗通過設置不同移栽期、移栽密度和復合肥施用量，利用計算機模擬尋優(yōu)獲得最適農藝措施組合優(yōu)化方案[18]，為川中丘陵區(qū)川紫薯1 號的高產栽培和推廣示范提供理論依據和技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為川紫薯1 號。

1.2 試驗設計

試驗于2016 年在成都市金堂縣竹篙鎮(zhèn)鳳凰村進行。試驗采用三元二次通用組合正交設計，設置3 個因素：移栽期、移栽密度、復合肥施用量（N∶P2O5∶K2O＝15∶15∶15），共 20 個處理（表 1、2）。起壟凈作，壟間距80 cm，壟面高30 cm，每小區(qū)面積為20 m2。3 月 21 日育苗，11 月 11 日收獲。復合肥全部作底肥。

表1 因素設計水平編碼

表2 因素設計水平編碼及產量指標

1.3 測定項目及方法

收獲期測定鮮薯產量和干物質率。每小區(qū)實收測產；每小區(qū)取中等大小薯塊300 g，切成絲，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘至恒質量，測定干物質率。

1.4 數據處理

采用SPSS 10.0 軟件計算與分析試驗數據。

2 結果與分析

2.1 鮮薯產量

2.1.1 鮮薯產量數學模型 據鮮薯產量結果（表2）進行優(yōu)化分析，獲得描述鮮薯產量結果的數學模型。

對方程進行檢驗，回歸項達到顯著水平（P＝0.049 1）。對方程各個偏回歸系數進行顯著性測驗，一次項X3和互作項X1X3達到顯著水平（P值分別為0.022 9、0.023 8）。剔除不顯著回歸項后獲得簡化回歸方程。

2.1.2 鮮薯產量數學模型分析

2.1.2.1 主因素效應 方程中各因素回歸系數絕對值的大小反映了該因素對鮮薯產量作用的大小。3種栽培因素的線性效應對鮮薯產量的影響程度依次為移栽密度、移栽期和復合肥施用量。

2.1.2.2 單因素效應 將其余在2 個因素固定在0水平上，分別建立3 個因素的一元回歸子模型。移栽期和移栽密度對鮮薯產量效應方程的二次項系數為負值，表明移栽期和移栽密度對鮮薯產量的效應曲線是開口向下的拋物線，Yi有極大值；而復合肥施用量對鮮薯產量效應方程的二次項系數為正值，一次項系數為負值，表明在-1.681 8≤X3≤1.681 8 范圍內隨著復合肥施用量的提高，鮮薯產量降低。

2.1.2.3 雙因素交互效應 方差分析表明，在6 個雙因素組合中，移栽期（X1）與復合肥施用量（X3）互作（P＝0.023 8）達顯著水平。其交互作用數學模型如下。

移栽期和復合肥施用量的交互作用子模型的分析結果表明，水平取值在-1.6818～1.6818 范圍內，推遲移栽期和降低復合肥施用量在整體上可提高產量。當移栽期在5 月31 日之后，隨著復合肥施用量的降低，產量不斷提高，最高產量為32 167.61 kg/hm2；當移栽期在5 月31 日之前，復合肥施用量不斷提高，產量不斷降低（表3）。

表3 移栽期與復合肥施用量互作鮮薯產量分析 kg/hm2

2.1.2.4 頻數分析 應用計算機尋優(yōu)的頻數分析法求得的目標值可供生產上直接利用。對回歸方程（1），使各變量取值分別為 -1.681 8、-1、0、1、1.681 8，在約束范圍 -1.681 8≤Xi≤1.681 8 內，共有 43 套方案鮮薯產量預測值大于30 000 kg/hm2，Xi取值頻率分布見表4。川紫薯1 號在丘陵區(qū)種植時滿足5 月25日至6 月6 日移栽，移栽密度6.43 萬～7.44 萬株/hm2，復合肥施用量 518.76～764.96 kg/hm2，可獲得30 000 kg/hm2以上的鮮薯產量。

表4 每公頃30 000 kg 以上鮮薯產量模擬方案

2.2 商品薯率

2.2.1 商品薯率數學模型 據商品薯率結果（表2）進行優(yōu)化分析，可獲得描述商品薯率結果的回歸方程。

對方程進行檢驗，回歸項達到顯著水平（P＝0.031 2）。對方程各個偏回歸系數進行顯著性測驗，一次項X2和二次項X22均達到顯著水平（P值分別為0.036 0、0.035 6）。剔除不顯著回歸項后獲得簡化回歸方程。

2.2.2 商品薯率數學模型分析

2.2.2.1 主因素效應 方程中各因素回歸系數絕對值的大小可以反映該因素對商品薯率作用的大小。3 種栽培因素的線性效應對商品薯率的影響程度依次為移栽密度、移栽期和復合肥施用量。

2.2.2.2 單因素效應 將其余2 個因素固定在0 水平上，分別建立在3 個因素的一元回歸子模型。移栽期和復合肥施用量因素對商品薯率的效應方程的二次項系數為負值，表明移栽期和復合肥施用量對商品薯率的效應曲線是開口向下的拋物線，Yi有極大值；而移栽密度對商品薯率的效應方程的二次項系數為正值，一次項系數為負值，表明在-1.681 8≤X3≤1.681 8 范圍內隨著移栽密度的提高，商品薯率降低。

2.2.2.3 頻數分析 對回歸方程（7），使各變量取值分別為 -1.681 8、-1、0、1、1.681 8，在約束范圍-1.681 8≤Xi≤1.681 8 內，有 65 套方案商品薯率預測值大于92.50%，Xi取值頻率分布見表5。川紫薯1 號在丘陵區(qū)種植時滿足5 月14—23 日移栽，移栽密度4.98 萬～5.94 萬株/hm2，復合肥施用量597.80～772.55 kg/hm2，可獲得92.50%以上的商品薯率。

表5 商品薯率大于92.50%的模擬方案

2.3 干物質率

2.3.1 干物質率數學模型 據干物質率結果（表2）優(yōu)化分析，可獲得描述干物質率結果的回歸方程。

對方程進行檢驗，回歸項達到顯著水平（P＝0.000 3）。對方程各偏回歸系數進行顯著性測驗，一次項X1和二次項X32均達到顯著水平（P值分別為0.017 5、0.040 9）。剔除不顯著回歸項后獲得簡化回歸方程。

2.3.2 干物質率數學模型分析

2.3.2.1 主因素效應 方程中各回歸系數絕對值的大小可以反映該因素作用的大小。3 種栽培因素的線性效應對干物質率的影響程度依次為移栽密度、移栽期和復合肥施用量。

2.3.2.2 單因素效應 將其余2 個因素固定在0 水平上，分別建立3 個因素的一元回歸子模型。移栽密度對干物質率的效應方程的二次項系數為負值，表明移栽密度對干物質率的效應曲線是開口向下的拋物線，Yi有極大值；而移栽期和復合肥施用量對干物質率的效應方程的二次項系數為正值，一次項系數為負值，表明在-1.681 8≤X3≤1.681 8 內提高移栽秘密度和復合肥施用量，干物質率有降低趨勢。

2.3.2.3 模型的頻數分析 對回歸方程（12），使各變量取值分別為 -1.681 8、-1、0、1、1.681 8，在約束范圍 -1.681 8≤Xi≤1.681 8 內，共有 55 套方案干物質率預測值大于27.50%，Xi取值頻率分布見表6。

表6 干物質率大于27.50%的模擬方案

川紫薯1 號在丘陵區(qū)種植時滿足5 月10—18 日移栽，移栽密度6.06 萬～7.00 萬株/hm2，復合肥施用量411.51～616.42 kg/hm2，可獲得27.50%以上的干物質率。

3 結論與討論

適宜的種植密度有利于增加單位面積甘薯株數，創(chuàng)造合理的群體結構，充分發(fā)揮個體與群體綜合優(yōu)勢[12]。本試驗采用三元二次通用組合正交設計，選取移栽期、移栽密度、復合肥施用量為試驗因素，通過田間試驗，建立移栽期、移栽密度、復合肥施用量與鮮薯產量、商品薯率和干物質率等指標關系的回歸數學模型。對各指標建立的數學模型進行檢驗，鮮薯產量、商品薯率和干物質率均達到顯著水平，各因素對鮮薯產量、商品薯率和干物質率的影響均為移栽密度＞移栽期＞復合肥施用量，在本研究設定的試驗因素內移栽密度是影響川紫薯1 號產量和品質的重要因素。合理的栽培密度和適宜的移栽期有利于提高甘薯產量，密度過小，會降低單株薯質量和商品薯率[13]，密度過大，小薯比例大；移栽過早，大薯率增加，影響甘薯外觀品質和商品薯率；移栽過遲，莖葉光合作用合成的營養(yǎng)物質減少，薯塊產量下降[10]，不利于銷售，影響生產效益。由于環(huán)境條件的影響，利用計算機技術模擬尋優(yōu)，獲得農藝措施組合優(yōu)化方案，可作為高產栽培技術指導，但還需結合生產實踐，進一步篩選最優(yōu)條件[18]。

本試驗條件下，3 個栽培因素對川紫薯1 號鮮薯產量、商品薯率和干物質率的影響均表現為移栽密度＞移栽期＞復合肥施用量。鮮薯產量大于30 000 kg/hm2的優(yōu)化栽培措施：5 月 25 日至 6 月6 日移栽，移栽密度為 6.43 萬～7.44 萬株 /hm2，復合肥施用量為518.76～764.96 kg/hm2；商品薯率大于92.50%的優(yōu)化栽培措施：5 月14—23 日移栽，移栽密度為4.98 萬～5.94 萬株/hm2，復合肥施用量為597.80～772.55 kg/hm2；干物質率大于27.50%的優(yōu)化栽培措施：5 月10—18 日移栽，移栽密度為6.06 萬～7.00 萬株 /hm2，復合肥施用量為 411.51～616.42 kg/hm2。