縣域尺度內土壤主要養分與小麥產量\\品質的關系分析及模型構建

摘 要:分析了陵縣縣域尺度內土壤地力水平，進行相應地力水平下小麥產量、籽粒蛋白質和濕面筋含量測定，對土壤養分和小麥產量及品質之間的關系進行定性定量統計分析，構建土壤養分與小麥產量和品質的關系模型，分析影響小麥產量和品質形成的關鍵土壤因子，從單因子效應和不同因子兩兩互作效應分析不同因素的貢獻率，為良種區域生產和配方施肥提供理論依據。

關鍵詞:小麥;土壤養分;產量;品質

中圖分類號:S512.1+10.6文獻標識號:A文章編號:1001-4942(2010)01-0014-04

Relationship Analysis and Model Construction between Soil Nutrient and Wheat Yield and Quality on County Scale

LIU Shu-yun， FENG Wen-jie， ZHU Jian-hua

(Research Center of Science and Technology Information Engineering Technology， Shandong Academy of 

Agricultural Sciences， Jinan 250100， China)

Abstract The soil fertility level was analyzed in Lingxian county. The yield of wheat and the contents of kernel protein and wet gluten were measured at the relevant soil fertility level. The relationship of soil nutrient with wheat yield and kernel quality was analyzed through qualitative-quantitative statistics， and their relationship models were proposed. The key soil factors influencing wheat yield and quality were made known by the models， and their contribution rates were also analyzed through the effects of single factor and interaction of twofactors. These provided theoretical basis for region production of improved varieties and formulated fertilization.

Key wordsWheat; Soil nutrient; Yield; Quality

栽培措施對小麥產量及品質的效應與施用肥料的種類、數量、方法、時間等諸多因素有關，不同的肥料配比、施用時期與不同的農藝措施搭配對小麥的產量和品質產生不同的影響[1～4]。對于氮、磷、鉀三種礦質養分之間配比以及不同地力水平對小麥產量和品質的影響，已有相關報道[5～11]。本試驗在陵縣縣域尺度內分析了土壤主要養分與小麥產量和品質的關系，并分別構建了相應模型，可為縣域范圍內小麥的優質生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2008～2009年在山東陵縣進行，供試土壤質地為壤土。小麥品種為濟麥22(JM22)。根據小麥的種植情況和試驗要求，在該縣內布置60個有代表性的取樣點，取樣點范圍:東經116°29′53.82\"~116°47′11.64\"，北緯37°15′28.2\"～37°27′56.88\"，于小麥收獲季節及時取樣。

1.2 試驗方法

1.2.1 土壤養分測定 有機質測定采用重鉻酸鉀容量法(外加熱法);速效鉀測定采用火焰光度法;有效磷測定采用鉬銻鈧比色法;全氮測定采用半微量凱式定氮法;硝態氮測定采用NaOH堿解擴散法。

1.2.2 小麥品質測定 蛋白質和濕面筋含量采用InfratecTM 1241透射型近紅外谷物分析儀(ISW 5.00)進行測定。

1.2.3 數據處理和分析 采用Excel和DPS數據處理系統進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 土壤養分及小麥產量品質特征

試驗點各處理產量起伏變化較大，表1顯示，最高產量出現在第35個樣點，666.7m2產量達700.20 kg，最低產量出現在第22個樣點，666.7m2產量為403.60 kg，較最高產量低296.60 kg。60個處理樣點平均666.7m2產量為552.79 kg，有26個樣點的產量低于平均產量。籽粒蛋白質最高含量達15.4%，濕面筋最高含量為33.1%，均出現在54處理樣點，其666.7m2產量為576.27 kg。

對土壤養分與產量之間的關系進行主成分回歸分析，由不同營養組分對小麥產量的相關系數看出，土壤有效磷是影響小麥產量的主要因素，達顯著水平，且表現為負效應，這可能是由于磷肥、有機肥及氮肥的不均衡施用所導致的;其次是速效鉀含量，也表現出一定的負相關，但未達顯著水平。主成分回歸分析的數學模型達到了極顯著水平。

表2 土壤養分對小麥產量的定性統計 分析與模型建立

土壤養分相關系數顯著水平產量主成分回歸分析輸入-輸出模型

有機質0.03362NS

全氮0.14459NS

有效磷-0.28622*Y=534.653912+0.941456X1+102.547771X2-3.906133X3-0.419925X4+0.288308X5

速效鉀-0.24801NS

硝態氮0.06568NSR=0.98448**

注:NS表示影響不顯著，**表示在1%水平上顯著，*表示在5%水平上顯著。r(0.05，60)=0.254; r(0.01，60)=0.337，下表同。

2.3 土壤養分與小麥品質定性分析及數學模型

2.3.1 土壤養分對小麥籽粒蛋白質的定性分析與模型建立

對收獲期土壤養分因子與小麥籽粒蛋白質含量關系進行統計分析，結果見表3。速效鉀含量對小麥籽粒蛋白質含量影響最大，且表現為正效應但未達顯著水平;土壤全氮和有效磷含量對籽粒蛋白質含量的功效基本相同，且均表現為負效應;土壤有機質和硝態氮含量對籽粒蛋白質含量的影響較小，其中有機質表現為正效應。

表3 土壤養分對小麥籽粒蛋白質含量的定性統計分析

土壤養分相關系數顯著水平籽粒蛋白質主成分回歸分析輸入-輸出模型

有機質0.01209NS

全氮-0.20402NS

有效磷-0.20040NSY=13.358694+0.009427X1-0.532422X2-0.029297X3+0.008214X4-0.006254X5

速效鉀0.23818NS

硝態氮-0.06695NSR=0.97773**

2.3.2 土壤養分對小麥籽粒濕面筋含量的定性分析與模型建立

土壤養分與小麥籽粒濕面筋含量之間的定性分析結果見表4，土壤有效磷含量對籽粒濕面筋含量的影響最大，達極顯著水平，且表現為負效應;其次影響較大的為土壤全氮，表現為一定的負效應，但影響水平不顯著，其它因子影響較小。

表4土壤養分對小麥籽粒濕面筋含量的統計分析

土壤養分相關系數顯著水平籽粒濕面筋主成分回歸分析輸入-輸出模型

有機質-0.02652NS

全氮-0.20302NS

有效磷-0.34483**Y=28.382717-0.003339X1-0.653046X2-0.118163X3+0.016606X4-0.031658X5

速效鉀0.13727NS

硝態氮-0.12526NSR=0.99314**

2.4 土壤養分與小麥產量和品質的定性分析

為了突出主要作用因子，對土壤養分與小麥產量和品質之間的關系進行逐步回歸分析。由土壤養分和產量及品質之間的兩兩相關系數(表5)看出，小麥籽粒蛋白質和濕面筋之間表現為正相關關系，且達極顯著水平;土壤有機質含量與土壤中全氮、有效磷、速效鉀含量關系密切，且表現為極顯著或顯著正相關關系;土壤有效磷對小麥籽粒產量和濕面筋含量影響均表現為負效應，分別達顯著和極顯著水平;其它各因子之間的相關程度較小，未達到顯著水平。

表5各組分之間的相關系數

相關系數X1X2X3X4X5X6X7X8

X110.38373**0.3621**0.32074*-0.004730.033620.01209-0.02652

X210.24528-0.03166-0.018910.14459-0.20402-0.20302

X310.17521-0.1171-0.28622*-0.2004-0.34483**

X41-0.07648-0.248010.238180.13727

X510.06568-0.06695-0.12526

X61-0.05310.11253

X710.92986**

X81

注:X1:土壤有機質含量; X2:土壤全氮含量;X3: 土壤有效磷含量; X4:土壤速效鉀含量;X5:土壤硝態氮含量;X6:產量;X7:小麥籽粒蛋白質含量;X8:小麥籽粒濕面筋含量。下表同。

對縣域尺度內的土壤養分與小麥產量和品質之間的定性定量統計分析(表6)可以看出，土壤綜合養分性狀是決定小麥產量和品質的關鍵因素。其中產量主要受土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀和硝態氮幾個因素的互作影響，受單因子影響的作用較小，有機質的單因子為負效應，而有機質與氮磷的互作均表現為正效應;籽粒蛋白質含量受土壤全氮含量的影響最大，

互作效應也體現在全氮與速效鉀及有效磷等幾個因子的互作上，且全氮與其它因子的互作效應均表現為正效應;土壤養分對籽粒濕面筋含量的影響與蛋白質類似。要想獲得高產、優質，必須強調土壤有機肥和氮磷肥的平衡施用，單一施用任何一種肥料，都將對小麥產量、蛋白質和籽粒濕面筋含量產生明顯的負作用。

3 討論從以上的分析可以看出，針對土壤養分特點，除合理施肥外，良種供給和良種收購也是重要因素，必須結合當地的土壤養分狀況進行小麥的訂單生產和定量收購，做好訂單區域的平衡配方施肥，重視有機肥和磷肥的投入，真正實現小麥的高產、優質、高價收購。

參 考 文 獻:

[1] 馬香花，周秋峰，王保林，等.施肥因子對強筋小麥產量和品質的影響[J].中國農學通報，2008，24(9):214-216.

[2] 武 際，郭熙盛，王允青，等.不同土壤養分狀況下氮鉀配施對弱筋小麥產量和品質的影響[J].麥類作物學報，2007，27(5):841-846.

[3] 張 銘，許 軻，張洪程，等.不同地力水平上施磷量對中筋小麥產量與品質的影響[J].安徽農業科學，2008，36(2):468-470，549.

[4] 郭振升，張慎舉，侯樂新，等.綜合農藝措施與強筋小麥產量及品質關系的研究[J].中國農學通報，2007，23(3):198-201.

[5] 李孝良.氮磷鉀肥對小麥生長發育及品質的影響[J].安徽農業技術師范學院學報， 1998，12(4):12-14.

[6] 周忠新，于振文，許衛霞，等.氮磷鉀用量及配比對小麥產量、蛋白質含量和肥料利用率的影響[J].山東農業科學，2006，3:42-44.

[7] 李 磊，王成雨，李金才，等.氮肥施用技術對小麥籽粒產量和品質的調控效應[J].安徽農業科學，2007，35(13):3938-3839，3964.

[8] 張 睿，劉黨校.氮磷與有機肥配施對小麥光合作用及產量和品質的影響[J].植物營養與肥料學報，2007，13(4):543-547.

[9] 曹承富，孔令聰，汪建來，等.施氮量對強筋和中筋小麥產量和品質及養分吸收的影響[J].植物營養與肥料學報，2005，11(1):46-50.

[10]姜 東，戴廷波，荊 奇，等.氮磷鉀長期配合使用對冬小麥籽粒品質的影響[J].中國農業科學，2004，37(4):566-571.

[11]宋建民，劉愛峰，吳祥云，等.氮鉀配合對小麥濟南17品質的影響[J].中國農業科學，2004，37(3):344-350.