粳稻新品種畢粳43移栽密度及氮磷鉀配比優化模式

摘要：采用二次正交旋轉組合設計，以畢粳43高產栽培為目標，以氮肥施用量、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量及移栽密度為研究對象，建立了畢粳43產量與氮肥施用量、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量及移栽密度5個因子之間的數學模型，通過模型解析尋優，提出了畢粳43在黔西北特定生態區域內產量超過9 000 kg/hm2的最佳移栽密度及氮磷鉀配比優化模式。

關鍵詞：粳稻新品種畢粳43；移栽密度；氮磷鉀配比；優化模式

中圖分類號：S511.2+2；S506.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）21-5129-04

Optimizing Models of Transplanting Density and NPK Application Ratio for the New Variety of Japonica Rice， Bijing 43

YU Ben-xun，YE Yong-yin，TIAN Meng-xiang，ZHANG Shi-long，HE You-xun

（Bijie Institute of Agricultural Science in Guizhou Province， Bijie 551700，Guizhou， China）

Abstract： In order to achieve the high yield of Bijing 43， the relationships between the yield of Bijing 43 and the application rate of N fertilizer， the ratio of base N fertilizer， the application rate of P fertilizer， the application rate of K fertilizer and the transplanting density were studied using the method of dual quadratic rotary regression orthogonal design. Through establishing the corresponding mathematical models， the best combination model between transplanting density and NPK application ratio for achieving the yield of above 9 000 kg/hm2 in the specific ecological region in the northwest of Guizhou was proposed.

Key words： japonica rice new variety Bijing 43； transplanting density； NPK application ratio； optimization model

畢粳43是貴州省畢節市農業科學研究所根據貴州粳稻栽培區生態條件和生產實際采用優勢親本配組、定向單株選擇育成的優質高產粳稻新品種。2008～2009年在貴州省粳稻區試中平均產量8 553 kg/hm2，比對照畢粳37增產23.3%，2009年在貴州省粳稻生產試驗中平均產量7 281 kg/hm2，比對照畢粳37增產6.6%。稻米品質達到國家二等優質食用粳稻品種品質標準。2010年7月通過貴州省農作物品種審定委員會審定[1]。為探索該品種綜合高產栽培技術，采用二次正交旋轉組合設計[2-7]，以氮肥施用量、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量及移栽密度為研究對象，建立畢粳43產量與氮肥施用量、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量及移栽密度5個因子之間的數學模型，尋求畢粳43高產栽培最佳移栽密度及氮磷鉀配比優化模式，旨在促進該品種大面積推廣應用。

1 材料與方法

1.1 試驗基本情況

試驗于2011年在畢節市農業科學研究所試驗田進行，海拔1 456 m，土質沙壤，肥力中等，冬閑田。秧田每公頃施洋豐復合肥300 kg，經三犁三耙于4月8日播種，塑料薄膜覆蓋育秧。本田經二犁二耙平整后小區間作埂覆薄膜隔離，各小區按試驗設計氮肥用量及基施比例、磷肥用量（全作基肥）、鉀肥用量（50%作基肥、50%作穗肥）施入底肥，按試驗設計移栽密度移栽，氮肥追肥按試驗小區用量于移栽后15 d一次性施入，鉀肥追肥按試驗小區用量在孕穗期施用。于5月18日移栽，9月27日收割，以小區實際面積計產。

1.2 試驗設計

采用二次正交旋轉組合設計，選用氮肥施用量（以N計，x1）、氮肥基施比例（x2）、磷肥施用量（以P2O5 計，x3）、鉀肥施用量（以K2O 計，x4）、移栽密度（x5）5個因子為研究對象， 各因子設計水平及編碼見表1。按照五因子二次正交旋轉組合設計1/2實施，田間共實施36個處理組合（試驗小區面積14.4 m2）。試驗所用氮肥為尿素（含N46%）、磷肥為普通過磷酸鈣（含P2O5 20%，全作基肥）、鉀肥為氯化鉀（含K2O 60%，基肥和穗肥各占50%）。

1.3 試驗分析方法

試驗結果運用DPS數據處理系統的二次通用旋轉組合設計統計分析方法分析[8]。

2 結果與分析

2.1 產量與各因素間數學模型的建立

根據各試驗處理產量結果（表2），運用DPS數據處理系統的二次正交旋轉組合設計統計分析方法進行數據分析。得出產量（y）與各因子間的回歸數學模型■=8 985.311 1+221.466 7x1-16.875 0x2-1.450 0x3

+129.791 7x4+30.650 0x5+68.995 8x12-63.504 2x22-37.866 7x32-44.141 7x42-76.604 2x52-146.575 0x1x2-24.075 0x1x3+111.587 5x1x4-33.437 5x1x5+94.687 5x2x3

+12.800 0x2x4-100.950 0x2x5-90.925 0x3x4-30.925 0x3x5

+99.712 5x4x5。

2.2 數學模型的檢驗

經方差分析（表3），F回歸=141.483 9，達極顯著水平，說明該回歸方程很好地反映了實際情況；對產量模型進行失擬分析，F失擬=0.052 4，不顯著，說明無失擬因素存在，可用模型對氮肥施用量、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量及移栽密度5個因子進行效應分析及模擬優化。對回歸模型中的各項回歸系數進行檢驗，結果表明，氮肥施用量一次項、二次項，氮肥基施比例一次項、二次項，磷肥施用量二次項，鉀肥施用量一次項、二次項，移栽密度一次項、二次項，氮肥施用量與氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量、移栽密度互作，氮肥基施比例與磷肥施用量、移栽密度互作，磷肥施用量與鉀肥施用量、移栽密度互作，鉀肥施用量與移栽密度互作均達到顯著或極顯著水平，剔除不顯著項后的回歸方程為■=8 985.311 1+221.466 7x1-16.875 0 x2+129.791 7x4+30.650 0x5+68.995 8x12-63.504 2x22-37.866 7x32-44.141 7x42 -76.604 2x52-146.575 0x1x2-24.075 0x1x3+111.587 5x1x4-33.437 5x1x5+94.687 5x2x3-100.950 0x2x5-90.925 0x3x4 -30.925 0x3x5 +99.712 5x4x5。

2.3 各因素與產量之間的效應分析

將其余各個因素假定為零水平，采用降維法對某一因素與產量的效應進行分析，導出某一因素與產量的關系。氮肥施用量：■=8 985.311 1+221.466 7x1+68.995 8x12（x2、x3、x4、x5均假定為0），氮肥基施比例：■=8 985.311 1-16.875 0 x2-63.504 2x22（x1、x3、x4、x5均假定為0），磷肥施用量：■=8 985.311 1-1.450 0x3-37.866 7x32（x1、x2、x4、x5均假定為0），鉀肥施用量：■=8 985.311 1 +129.791 7x4-44.141 7x42 （x1、x2、x3、x5均假定為0），移栽密度：■=8 985.311 1+30.650 0x5-76.604 2x52（x1、x2、x3、x4均假定為0）。

在水平編碼值-2.0～2.0的范圍內，對各因素與產量的關系作函數曲線圖（圖1）。從圖1可以看出，各因素對畢粳43產量影響的大小順序為氮肥施用量、鉀肥施用量、移栽密度、氮肥基施比例、磷肥施用量。在-2.0～-1.0編碼取值內，氮肥施用的多少對畢粳43產量影響差異不明顯，但在-1.0～2.0編碼取值內，隨著氮肥施用量的增加產量顯著提高，當其他因子固定在零水平時，氮肥施用量回歸方程二次項系數為正值，函數曲線圖為開口向上的拋物線，說明本試驗氮肥施用上限取值有待進一步研究。其余4個因子回歸方程二次項系數均為負值，函數曲線圖均呈開口向下的拋物線，尤其是移栽密度、氮肥基施比例、磷肥施用量3個因子更為明顯，說明在本試驗條件下移栽密度、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量4個因子都有最佳取值。

在互作效應方面，從表3分析結果可知，除氮肥基施比例與鉀肥施用量之間互作效應不顯著外，其余因子間互作效應均達顯著或極顯著水平，說明只要做到合理密植、氮磷鉀肥合理配施，畢粳43就能達到較高產量水平。

2.4 移栽密度和氮磷鉀配比優化模式

對產量目標函數進行模型優化，采用頻數分析法求得畢粳43獲得產量9 000 kg/hm2以上各因素編碼取值范圍分別為0.959≤x1≤1.128，-0.305

≤x2≤-0.125，-0.060≤x3≤0.128，0.377≤x4≤0.551，-0.105≤x5≤0.072（表4）。經換算得出畢粳43產量超過9 000 kg/hm2的優化栽培方案為氮肥施用量148.8～153.8 kg/hm2，氮肥基施比例43.9%～47.5%，磷肥施用量58.2～63.8 kg/hm2，鉀肥施用量99.8～107.1 kg/hm2，移栽密度29.2萬～30.5萬穴/hm2。

3 小結與討論

1）研究以新育成的粳稻新品種畢粳43高產栽培為目標，選擇氮肥施用量、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量及移栽密度為研究對象，采用二次正交旋轉組合設計，建立了5個試驗因子與產量的數學模型，提出了畢粳43產量超過9 000 kg/hm2的優化栽培方案。

2）通過試驗得出畢粳43移栽密度及氮磷鉀配比優化模式，即氮肥施用量為148.8～153.8 kg/hm2，氮肥基施比例為43.9%～47.5%，磷肥施用量為58.2～63.8 kg/hm2，鉀肥施用量為99.8～107.1 kg/hm2，移栽密度為29.2萬～30.5萬穴/hm2，可為黔西北山區粳稻新品種畢粳43大面積推廣應用提供參考。

3）試驗是在特定試驗條件下進行，通過對氮肥施用量、氮肥基施比例、磷肥施用量、鉀肥施用量及移栽密度與畢粳43產量效應的分析，其影響作用大小依次為氮肥施用量、鉀肥施用量、移栽密度、氮肥基施比例、磷肥施用量。由此可以看出，在類似土壤條件下，對畢粳43產量影響最大的是氮肥施用量，其次是鉀肥施用量，再次是移栽密度，磷肥施用量對產量影響較小，但在實際生產應用上應根據稻田土壤肥力、氣候特點和實際生產水平等作適當調整，以達到高產高效栽培的目的。

參考文獻：

[1] 余本勛，張時龍，何友勛，等.貴州山區優質高產粳稻新品種畢粳43的選育[J].中國種業，2011（6）：65-66.

[2] 周維佳，劉遠坤，羅德強，等.雜交水稻岡優151超高產栽培優化模式研究[J].種子，2003（4）：77-78.

[3] 周維佳，余常水，羅德強，等.金優431超高產優化栽培技術研究[J].雜交水稻，2004，19（5）：36-38.

[4] 余本勛，張時龍，葉永印，等.黔西北高寒山區水稻高產栽培數學模型研究[J].安徽農業科學，2002，30（2）：197-199.

[5] 余本勛，盧 運，張時龍，等. 雜交粳稻新組合滇雜35高產栽培數學模型研究[J].雜交水稻，2010，25（3）：38-40.

[6] 余本勛，張時龍，盧 運，等.粳稻新品種畢粳42高產栽培優化模式研究[J].農技服務，2009，26（11）：84-85.

[7] 蕭 兵，鐘俊維.農業多因素試驗設計與統計分析[M].長沙：湖南科學技術出版社，1985.

[8] 唐啟義，馮明光.實用統計分析及其DPS數據處理系統[M].北京：科學出版社，2002.