不同播種密度及施肥量對(duì)莆豆5 號(hào)產(chǎn)量的影響

朱錦樂(lè)

（莆田市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站 福建莆田 351106）

大豆作為重要的食用油、 蛋白食品和飼料蛋白原料，在國(guó)家糧食安全中占有重要地位。 隨著人們健康觀念的日益增強(qiáng)， 對(duì)植物蛋白的攝取需求日益增加。 作為植物蛋白的主要來(lái)源之一，我國(guó)人均大豆消費(fèi)水平也將呈增加趨勢(shì)，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮骩1]。 大豆種植密度、 氮磷鉀肥料配比是影響其產(chǎn)量和商品率的關(guān)鍵因素。 合理施肥、建立合理的群體結(jié)構(gòu)，使個(gè)體與群體協(xié)調(diào)發(fā)展，最大限度地提高大豆對(duì)環(huán)境資源的利用率和轉(zhuǎn)換率，是實(shí)現(xiàn)大豆高產(chǎn)的主要途徑[2-5]。前人對(duì)與大豆高產(chǎn)相關(guān)的栽插密度、肥料配比、吸肥特性對(duì)大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響等方面進(jìn)行了大量的研究表明，產(chǎn)量隨著種植密度的提高，呈先升高后降低的趨勢(shì)[4-7]。 合理配施氮、磷、鉀肥能不同程度地增加大豆產(chǎn)量[7-11]。但前人的研究多集中在密度、肥料等單因素對(duì)大豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面， 綜合考慮栽培密度和氮磷鉀肥對(duì)大豆產(chǎn)量效應(yīng)的研究較少。 本市大豆主栽品種莆豆5 號(hào)， 系莆田市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所以泉豆7 號(hào)為母本、 特大粒 1 號(hào)為父本進(jìn)行有性雜交選育的高產(chǎn)高蛋白春大豆品種[1]。 為探索該品種適宜的密度和肥料組合， 本研究選用莆豆5 號(hào)為材料，設(shè)置種植密度，氮、磷、鉀肥四因素二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)， 旨在為大豆高產(chǎn)高效種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)品種為莆田市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所選育的高蛋白大豆品種莆豆5 號(hào)（閩審豆2014001），試驗(yàn)肥料分別為四川瀘天化股份有限公司生產(chǎn)的尿素 （總氮≥46.2%）、 廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的過(guò)磷酸鈣（P2O5≥12.0%）、唐山三孚硅業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的硫酸鉀（K2O≥52%）。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2022 年3-7 月在莆田市荔城區(qū)黃石鎮(zhèn)清前村進(jìn)行。 試驗(yàn)地前茬為花椰菜，土壤為灰埭田，pH 6.3，有機(jī)質(zhì)28.7 g/kg，堿解氮249.4 mg/kg，速效磷25.6 mg/kg，速效鉀186.2 mg/kg。 采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，即以種植密度（X1）、氮肥施用量（X2）、磷肥施用量（X3）、鉀肥施用量（X4）4 個(gè)因素為決策變量，莆豆5 號(hào)產(chǎn)量（Y）為目標(biāo)函數(shù)[12-15]，具體因素設(shè)計(jì)水平及編碼見表1。 每個(gè)組合3 次重復(fù)，小區(qū)行長(zhǎng)5.0 m，畦帶溝寬1 m，每小區(qū)6 畦，窄畦雙行穴播，每穴留苗3 株， 過(guò)磷酸鈣作為統(tǒng)一種肥，3 月20 日播種， 3 月27 日出苗， 4 月5 日定苗并追施尿素和硫酸鉀，其他種植管理方式與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。 7 月4 日成熟后收獲中間4 畦，3 次重復(fù)測(cè)產(chǎn)取其平均值折算產(chǎn)量。

表1 因素、設(shè)計(jì)水平及編碼

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用WPS 2019 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、DPS 7.05[16]進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆產(chǎn)量回歸模型的建立及檢驗(yàn)

試驗(yàn)方案及大豆產(chǎn)量見表2。分析莆豆5 號(hào)產(chǎn)量（Y）與種植密度（X1）、氮肥施用量（X2）、磷肥施用量（X3）、鉀肥施用量（X4）四因素的回歸模型：

表2 密度、氮肥、磷肥、鉀肥設(shè)計(jì)及產(chǎn)量結(jié)果

由表3 可知，回歸模型（1）失擬性檢驗(yàn)F1=1.299、P=0.309 4>0.05，未達(dá)到顯著水平，則認(rèn)為回歸模型對(duì)試驗(yàn)擬合較好，所建模型與實(shí)際相符，可用該模型分析和預(yù)測(cè)實(shí)際生產(chǎn)的結(jié)果； 回歸檢驗(yàn)F2=7.225，P=0.000 3<0.01，達(dá)極顯著水平，說(shuō)明該方程可進(jìn)行優(yōu)化分析。 根據(jù)方差分析密度、氮肥、磷肥、鉀肥之間互作的回歸方程不顯著，剔除項(xiàng)簡(jiǎn)化后的回歸模型：

表3 方差分析

2.2 模型因素的效應(yīng)分析

從回歸模型（1）一次項(xiàng)偏回歸系數(shù)b絕對(duì)值判斷，b4（105.472 56）>b1（91.765 00）>b2（80.093 33）>b3（67.290 00），即在-2≤X≤2 的水平范圍內(nèi)，4 個(gè)因素對(duì)大豆產(chǎn)量的影響大小順序?yàn)殁浄适┯?種植密度>氮肥>磷肥，且4 個(gè)因子均為正向效應(yīng)，鉀肥施用量是影響莆豆5 號(hào)產(chǎn)量的首要因素。 將回歸模型（2）中其他3 個(gè)因素變量固定于0 水平降維后，得到4 個(gè)單因子的偏回歸子模型，見公式（3）~（6）。

4 個(gè)方程的曲線圖見圖1。 在本試驗(yàn)肥料用量范圍內(nèi)， 各因子對(duì)產(chǎn)量的影響均呈先升后降的拋物線型，在-2≤X≤2 的水平范圍內(nèi)，當(dāng)X1=1，即種植密度為27.00 萬(wàn)株/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，達(dá)2 648.32 kg/hm2，隨著密度的增加產(chǎn)量下降；當(dāng)X2=0.5，即氮肥施用量為25.00 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量最高，達(dá)2 633.80 kg/hm2，隨著氮肥施用量增加產(chǎn)量也將呈下降趨勢(shì)；當(dāng)X3=0.5，即磷肥施用量為50.00 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量最高， 達(dá)2 618.71 kg/hm2，隨著磷肥施用量的增加， 產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)導(dǎo)致大幅度減產(chǎn)； 當(dāng)X4=0.5， 即鉀肥施用量為62.25 kg/hm2時(shí)產(chǎn)量較高，達(dá)2 640.21 kg/hm2，繼續(xù)施用鉀肥也將引起產(chǎn)量下降。 綜上利用最優(yōu)回歸模型（2）進(jìn)行分析，模擬尋優(yōu)大豆最高理論產(chǎn)量的組合為X1=1、X2=0.5、X3= 0.5、X4=0.5，即種植密度為27.00 萬(wàn)株/hm2，氮肥25.00 kg/hm2、磷肥50.00 kg/hm2、鉀肥62.25 kg/hm2，理論上可獲得2 711.32 kg/hm2的高產(chǎn)。

圖1 不同種植密度和氮、磷、鉀肥料施用量下莆豆5 號(hào)的產(chǎn)量

2.3 最佳農(nóng)藝組合分析

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際， 采用尋優(yōu)的頻數(shù)分析法尋求出獲得期望產(chǎn)量的綜合栽培措施范圍組合， 供生產(chǎn)上直接使用。 各變量取值在-2≤X≤2 內(nèi)， 莆豆5 號(hào)目標(biāo)產(chǎn)量>2 400 kg/hm2，經(jīng)模擬共有90 個(gè)組合方案，由表4 可知，莆豆5 號(hào)產(chǎn)量達(dá)2 400 kg/hm2以上，其決策變量的最佳農(nóng)藝措施組合為種植密度25.82 萬(wàn)～26.98 萬(wàn)株/hm2、 氮肥施用量23.48～27.19 kg/hm2、磷肥施用量43.38～49.52 kg/hm2、 鉀肥施用量60.50～68.93 kg/hm2。

表4 莆豆5 號(hào)產(chǎn)量＞2 400 kg/hm2 的農(nóng)藝措施

3 討論與結(jié)論

本研究采用二次通用旋轉(zhuǎn)回歸組合設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行種植密度、氮肥施用量、磷肥施用量、鉀肥施用量對(duì)莆豆5 號(hào)產(chǎn)量影響田間試驗(yàn)， 建立了莆豆5 號(hào)種植密度、 氮磷鉀肥施用量與大豆產(chǎn)量關(guān)系的數(shù)學(xué)回歸模型， 所建立的回歸模型與實(shí)際情況擬合程度高；4 種栽培因素對(duì)莆豆5 號(hào)產(chǎn)量影響程度表現(xiàn)為鉀肥施用量>種植密度>氮肥施用量>磷肥施用量，且都為正效應(yīng)。 因此在生產(chǎn)種植過(guò)程中，需更注意鉀肥的施用量及安排合理的種植密度。

在本研究條件下， 種植密度為1 水平， 氮肥、磷肥和鉀肥施用量均為0.5 水平下， 即種植密度27.00 萬(wàn)株/hm2、氮肥25.00 kg/hm2、磷肥50.00 kg/hm2、鉀肥62.25 kg/hm2， 莆豆5 號(hào)的最大理論產(chǎn)量可達(dá)2 711.31 kg/hm2。 經(jīng)過(guò)計(jì)算尋優(yōu)的頻數(shù)分析法得出，莆豆5 號(hào)獲得2 400 kg/hm2以上產(chǎn)量的綜合配套農(nóng)藝措施： 種植密度25.82 萬(wàn)～26.98 萬(wàn)株/hm2、 氮肥施用量23.48 ～27.19 kg/hm2、 磷肥施用量43.38 ～49.52 kg/hm2、鉀肥施用量60.50～68.93 kg/hm2。 因此，在推廣種植莆豆5 號(hào)過(guò)程中， 根據(jù)前茬作物和田塊肥力， 首先需增施鉀肥， 鉀素能增強(qiáng)植株莖稈的韌性，提高抗倒伏能力及抗病能力[17]；其次，適當(dāng)控制種植密度， 影響大豆高產(chǎn)的配套栽培技術(shù)關(guān)鍵因素為種植密度，莆豆5 號(hào)屬分枝緊湊型品種，適宜均植[18]，同時(shí)平衡施用氮肥和磷肥， 有利于根瘤的形成和生物固氮， 改善植株對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)的吸收， 提高產(chǎn)量。以上栽培措施與傳統(tǒng)粗放式栽培方式相比， 主要是增施鉀肥、 控制種植密度。 傳統(tǒng)栽培方式種植密度大且施肥不均衡、 不施或少施鉀肥， 植株表現(xiàn)為莖稈纖細(xì)、 長(zhǎng)勢(shì)不良。 由于氣候條件、 土壤肥力、 生產(chǎn)水平等不同， 在實(shí)際示范推廣應(yīng)用過(guò)程中， 需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件采取合理的農(nóng)藝措施， 以期獲得理想的產(chǎn)量。