赫章縣青椒高產(chǎn)栽培技術優(yōu)化研究

趙明勇 馬賢森 陳維潔 郭 維 李清超 劉建新

（畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學研究所，貴州畢節(jié) 551700）

赫章縣位于貴州省西北部高寒山區(qū)，近年來隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，辣椒種植面積逐年擴大，以生產(chǎn)青椒錯季供應市場為主，經(jīng)濟效益高[1]。帥辣308為線椒品種，生長勢較強，青果翠綠色，表皮微皺具光澤，貨架期長。該品種適應性廣，辣味適中，適宜鮮食，深受消費者和全國各地客商的喜愛，為赫章縣近年調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)主推的辣椒優(yōu)良品種。為了進一步探索帥辣308青椒高產(chǎn)栽培技術，于2020年在赫章縣古基鎮(zhèn)對其適宜種植密度及氮肥、鉀肥、磷肥施用量進行試驗研究，以期通過試驗提出能實現(xiàn)高產(chǎn)的綜合農(nóng)藝措施，為該品種在貴州高寒山區(qū)的推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在貴州省赫章縣古基鎮(zhèn)桃園村進行。試驗地海拔1 750 m，年降水量871.9 mm，年平均氣溫12℃左右，無霜期231 d，屬高海拔溫涼氣候區(qū)；土壤肥力中等，土質(zhì)疏松，含有機質(zhì)1.53%、全氮0.156%、速效氮 137.80 mg/kg、全磷 0.094%、速效磷29.00 mg/kg、全鉀1.85%、速效鉀132.00 mg/kg，pH值6.4。試驗地前作為玉米，地勢平坦，肥力均勻，土壤為壤土。

1.2 供試材料

試驗辣椒品種為帥辣308。該品種是由長沙蔬博種子有限公司選育、長沙市正湘種業(yè)有限公司生產(chǎn)的雜交良種，品質(zhì)好、產(chǎn)量高、抗逆性強、適應性廣。供試肥料為尿素（含純N≥46%）、硫酸鉀（含K2O≥50%）、過磷酸鈣（含 P2O5≥12%）。

1.3 試驗設計

以帥辣308青椒產(chǎn)量為目標，選取種植密度（x1）、氮肥施用量（x2）、鉀肥施用量（x3）、磷肥施用量（x4）等4個因素為研究對象，采用四因素五水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設計方法[2]進行試驗，試驗因素與水平編碼見表1。試驗設置36個處理，分為3個不完全隨機區(qū)組，在田間共實施36個小區(qū)，小區(qū)面積15 m2（3 m×5 m），小區(qū)間不留走道，重復間留 80 cm寬走道，試驗地四周種植辣椒作保護區(qū)。

表1 試驗因素與水平編碼

1.4 試驗經(jīng)過

2020年4月16日按照試驗設計栽種辣椒，采取雙行單株移栽，大行距1.0 m，小行距0.5 m，株距按照辣椒種植密度設計調(diào)整。肥料按照設計用量施用，其中氮肥和鉀肥用量的40%作為底肥、60%作為追肥，磷肥作底肥一次性施用。2020年8月10日收獲全部青椒計產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法

試驗數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計軟件進行分析[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 數(shù)學模型的建立

采用DPS數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計軟件對表2產(chǎn)量結(jié)果進行分析，得出青椒產(chǎn)量（y）與試驗四因素（水平編碼值）間的回歸方程：

表2 試驗設計結(jié)構(gòu)矩陣及產(chǎn)量結(jié)果

對試驗產(chǎn)量結(jié)果進行方差分析，并對回歸方程進行顯著性檢驗，F(xiàn)1=0.77F0.01（14.21）=3.07，說明所建立的回歸方程在α=0.01水平上顯著，試驗數(shù)據(jù)與所采用的二次數(shù)學模型符合，方程與實際情況擬合程度較好，試驗中未控因素對回歸方程的擬合影響較小，可進一步分析各因素對產(chǎn)量的影響，篩選優(yōu)化栽培方案。

2.2 效應分析

2.2.1 主因素效應分析。經(jīng)過無量綱線性編碼代換后，偏回歸系數(shù)已經(jīng)標準化，直接比較其絕對值大小即可判斷各因素對產(chǎn)量影響的重要程度。本試驗中，4個因素對產(chǎn)量的影響順序為種植密度（x1）>氮肥施用量（x2）>鉀肥施用量（x3）>磷肥施用量（x4）。

2.2.2 單因素效應分析。采用降維法，固定3個因素取0水平，得另一因素與產(chǎn)量的回歸子模型如下：

將各因素的水平編碼值分別代入（2）、（3）、（4）、（5）式，可得試驗因素對青椒產(chǎn)量的影響曲線（圖1）。

從圖1可以看出，種植密度因素水平在[-2，2]范圍內(nèi)，隨著種植密度增大，青椒產(chǎn)量不斷上升。其中：種植密度因素水平在[-2，1]范圍內(nèi)，隨著種植密度的增大青椒產(chǎn)量上升較快；種植密度因素水平在[1，2]范圍內(nèi)，隨著種植密度的增大青椒產(chǎn)量上升較為平緩。方程（2）中二次項系數(shù)為負值，方程有極大值，當x1取值為1.94時，可獲得最高產(chǎn)量（40 221.05 kg/hm2）。

從圖1可以看出，氮肥施用量因素水平在[-2，2]范圍內(nèi)，隨著氮肥施用量增大，青椒產(chǎn)量不斷上升。其中：氮肥施用量因素水平在[-2，1]范圍內(nèi)，隨著氮肥施用量的增大青椒產(chǎn)量上升較快；氮肥施用量因素水平在[1，2]范圍內(nèi)，隨著氮肥施用量的增大青椒產(chǎn)量上升較為平緩。方程（3）中二次項系數(shù)為負值，方程有極大值，當x2取值為1.72時，可獲得最高產(chǎn)量（36 249.25 kg/hm2）。

從圖1可以看出：鉀肥施用量因素水平在[-2，1]范圍內(nèi)，隨編碼水平的提高，青椒產(chǎn)量不斷上升；而在[1，2]范圍內(nèi)，則隨著水平的提高青椒產(chǎn)量呈降低趨勢。方程（4）中二次項系數(shù)為負值，方程有極大值，當x3取值為1.02時，可獲得最高產(chǎn)量（35511.97kg/hm2）。

從圖1可以看出：磷肥施用量因素水平在[-2，0]范圍內(nèi)，隨編碼水平的提高，青椒產(chǎn)量不斷上升；而在[0，2]范圍內(nèi)，則隨著水平的提高青椒產(chǎn)量呈降低趨勢。方程（5）中二次項系數(shù)為負值，方程有極大值，當x4取值為0.32時，可獲得最高產(chǎn)量（35135.11kg/hm2）。

因此，赫章縣高海拔山區(qū)帥辣308青椒生產(chǎn)要獲得高產(chǎn)，應重視辣椒種植密度、氮肥施用量，合理控制鉀肥、磷肥施用量。

2.3 回歸方程的模擬尋優(yōu)

根據(jù)《作物栽培數(shù)學模型概述及建模方法的選擇》，該試驗處理組合總數(shù)為625個，其中青椒產(chǎn)量在34 500.00 kg/hm2以上的組合有325個（占比為52%），各因素的頻率分布見表3[4]。從表3可以看出，青椒產(chǎn)量≥34 500 kg/hm2的相應農(nóng)藝措施為種植密度31 515～32 265株/hm2、氮肥施用量215.25～246.75 kg/hm2、鉀肥施用量 232.65～269.55 kg/hm2、磷肥施用量 69.30～80.85 kg/hm2。

表3 青椒產(chǎn)量≥34 500 kg/hm2的組合各因素頻率分布

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，各因素對帥辣308青椒產(chǎn)量的影響程度由大到小依次為種植密度、氮肥施用量、鉀肥施用量、磷肥施用量。說明種植密度是影響青椒產(chǎn)量的首要因素，其次為氮肥施用量，再次為鉀肥施用量和磷肥施用量。因此，在貴州省高寒山區(qū)發(fā)展帥辣308青椒生產(chǎn)，要獲得更高的青椒產(chǎn)量，應重視辣椒種植密度、氮肥施用量，合理控制鉀肥施用量、磷肥施用量。另外，本研究還建立了帥辣308青椒產(chǎn)量與其種植密度及氮肥施用量、鉀肥施用量、磷肥施用量的數(shù)學模型，模型的擬合程度較好。通過對模型進行優(yōu)化分析，提出了青椒產(chǎn)量≥34 500 kg/hm2的相應農(nóng)藝措施，即種植密度 31 515～32 265株/hm2、氮肥施用量 215.25～246.75 kg/hm2、鉀肥施用量 232.65～269.55 kg/hm2、磷肥施用量 69.30～80.85 kg/hm2。

采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設計方法，建立辣椒的高產(chǎn)栽培數(shù)學模型，并利用計算機模擬尋優(yōu)，符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)復雜性的特點。本研究從模型中獲得的農(nóng)藝措施優(yōu)化組合方案，可作為赫章縣及類似生態(tài)區(qū)青椒高產(chǎn)栽培的技術參考。但由于地力、水肥等條件的影響，在生產(chǎn)中還需結(jié)合實際情況進一步篩選尋優(yōu)。

由于辣椒種植的品種類型多，收獲的產(chǎn)品也有所不同，包括青椒、紅椒和干椒等，對實際生產(chǎn)中的農(nóng)藝措施要求有差別[5-8]。此次試驗是以帥辣308青椒產(chǎn)量為目標，對以其紅椒、干椒產(chǎn)量以及其他辣椒品種的青椒、紅椒產(chǎn)量為目標的農(nóng)藝措施還需進一步研究。