魯南區(qū)冬小麥山農(nóng)20超高產(chǎn)栽培模式集成研究

王宗芳,徐民,孔琳

山東省曲阜市農(nóng)業(yè)局,山東曲阜273100

魯南區(qū)冬小麥山農(nóng)20超高產(chǎn)栽培模式集成研究

王宗芳,徐民,孔琳

山東省曲阜市農(nóng)業(yè)局,山東曲阜273100

采取正交旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)，以播種期、基本苗、氮肥施用量為試驗(yàn)因子，以10500 kg/hm2的產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)，在魯南區(qū)進(jìn)行山農(nóng)20冬小麥超高產(chǎn)栽培模式集成研究。結(jié)果表明，冬小麥超高產(chǎn)以播期和N肥施用量為主要限制因素，次要限制因素為基本苗。明確了冬小麥單產(chǎn)10500 kg/hm2以上的最佳播量、播種期和合理的N肥施用量為主要指標(biāo)的栽培技術(shù)模式。在目前生產(chǎn)條件下，冬小麥單產(chǎn)指標(biāo)10500 kg/hm2以上要求的農(nóng)藝措施指標(biāo)：在選用優(yōu)質(zhì)多抗高產(chǎn)小麥山農(nóng)20等多穗型品種、實(shí)行寬幅精播的基礎(chǔ)上，冬小麥播種期在10月8日～12日，基本苗180萬/hm2，氮肥施用量270～450 kg/hm2，增產(chǎn)效果顯著。

山農(nóng)20;冬小麥;高產(chǎn)栽培

山農(nóng)20冬小麥品種2010年通過國家品種審定委員會(huì)審定，是山東省優(yōu)質(zhì)小麥推廣補(bǔ)貼項(xiàng)目指定品種。2008～2009年生產(chǎn)試驗(yàn)統(tǒng)一取樣經(jīng)農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（泰安）測(cè)試：籽粒蛋白質(zhì)13.57%、濕面筋31.4%、沉淀值30.3 mL、吸水率64.1 mL/100 g、穩(wěn)定時(shí)間3.2 min，主要品質(zhì)指標(biāo)達(dá)到中筋品種標(biāo)準(zhǔn)。研究集成其超高產(chǎn)栽培配套技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模發(fā)展，對(duì)于農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收具有很大意義。

1 材料與方法

1.1 供試品種

山農(nóng)20。

1.2 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)于2014年在曲阜市農(nóng)業(yè)科技研發(fā)中心進(jìn)行，同時(shí)在息陬鎮(zhèn)、姚村鎮(zhèn)進(jìn)行萬畝應(yīng)用示范。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以基本苗、播種期、N肥用量三個(gè)技術(shù)指標(biāo)為研究因子，每個(gè)因子設(shè)5個(gè)水平（表1）。采取正交旋轉(zhuǎn)回歸設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)程序優(yōu)化方案（表2），六行區(qū)，平均行距40 cm，小區(qū)面積20 m2，共20個(gè)小區(qū)，隨機(jī)排列。

1.4 試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)地選擇土壤肥沃、水澆條件良好的地塊。土壤耕作層30 cm，屬潮褐土，耕層土壤質(zhì)地輕壤，平原井灌區(qū)，輪灌周期5～7 d，前茬作物玉米，單產(chǎn)9750 kg/hm2以上。耕作層土壤營養(yǎng)含量：有機(jī)質(zhì)12.5 g/kg，全氮1.2 g/kg，全磷0.10 mg/kg，堿解氮99.8 mg/kg，速效純磷15.8 mg/kg，速效鉀125.8 mg/kg。秋季收獲玉米后土壤耕翻，畝施商品有機(jī)肥1000 kg。

1.5 田間管理

底肥用量:磷肥225 kg/hm2、鉀肥300 kg/hm2、商品有機(jī)肥15000 kg/hm2。機(jī)械化耕地整畦，人工開溝撒播，每小區(qū)播種8行小麥，行距28.75 cm。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)播種，播后壓水，12月5日澆越冬水，4月2日澆拔節(jié)水。3月15日春季綜合防治（每畝雙喜除草劑15 g、粉銹寧殺菌劑30 g、吡蟲啉殺蟲劑20 g混合噴霧）；5月15日后期一噴三防（每畝用40%氧樂果乳油90 mL、50%多菌靈60 g、磷酸二氫鉀粉劑100 g兌水50 kg混合噴霧）。其它管理同一般大田。試驗(yàn)田間調(diào)查及小區(qū)實(shí)產(chǎn)結(jié)果見表3～6。

表1 因子水平及編碼Table 1 Factor level and code

表2 水平編碼結(jié)構(gòu)矩陣Table 2 The structure matrix of coding level

表3 試驗(yàn)產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)表Table 3 Yields in tests

表4 試驗(yàn)生育期記載Table 4 Growth periods for the tested individualsUnite:day/month

表5 各生育期群體動(dòng)態(tài)調(diào)查記載表Table5 Dynamic investigation records in each growth period

表6 單株性狀調(diào)查記載表Table6 Traits surveyed for individuals

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 成熟期主要性狀調(diào)查結(jié)果（見表6）

2.2 試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果（見表3）

由表3可見，小區(qū)平均產(chǎn)量最高為17號(hào)處理，單產(chǎn)為11145 kg/hm2，最低為14號(hào)處理，單產(chǎn)為6831 kg/hm2。

2.3 產(chǎn)量及效益方程的建立

利用南開大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院編制的旋轉(zhuǎn)回歸程序，由計(jì)算機(jī)逐點(diǎn)計(jì)算并建立方程。

產(chǎn)量方程：y=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12+13.3946 x2-3.0625x1x2-44.1301 x22+18.8489 x3+4.2625 x1x3-1.0125 x2x3-46.5867 x32。

方程最優(yōu)解y=728.219{x1-0.117253,x2-0.14533,x3-0.206084}

將設(shè)計(jì)因子按目前農(nóng)資市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算：該試驗(yàn)最佳經(jīng)濟(jì)效益方程為:y=1515.12+21.9276 x1-97.3867 x12+24.1286 x2-6.43125 x1x2-92.6732 x22+39.5827 x3+8.95125 x1x3-2.12625 x2x3-97.832 x32。

此方程解最佳因子編碼{x1-0.117978,x2-0.12372,x3-0.206352}，最佳效益產(chǎn)量y=10922.985 kg/hm2。該方程可顯示魯南區(qū)冬小麥單產(chǎn)9000 kg/hm2以上播量、播種期、氮肥量與產(chǎn)量的關(guān)系,可作為冬小麥超高產(chǎn)栽培促控措施的依據(jù)。2.4單因子效應(yīng)

y1=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12

y1最優(yōu)=10879.185 kg/hm2，x1編碼值→0.11258

y2=724.691+13.3946 x2-44.1301 x22

y2最優(yōu)=10885.62 kg/hm2，x2編碼值→0.151762

y3=724.691+18.8489 x3-46.5867 x32

y3最優(yōu)=10898.97 kg/hm2，x3編碼值→0.202299

三因子與產(chǎn)量關(guān)系見圖1所示。

圖1 單因子效應(yīng)曲線圖Fig.1 Curves of single factor

2.5 試驗(yàn)因子交互作用分析

2.5.1 播種期x1與播量x2交互作用分析

x1與x2交互與產(chǎn)量的關(guān)系：y1.2=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12+13.3946 x2-3.0625 x1x2-44.1301 x22y1.2最優(yōu)=10893.675 kg/hm2，x1編碼值→0.107692、x2編碼值→0.148025。

表7 播期與播量交互作用效應(yīng)Table 7 The interaction effect between sowing date and planting density

圖2 播期與播量交互作用效應(yīng)Fig.2 The interaction effect between sowing date and planting density

2.5.2 播期x1與施肥量x3交互作用分析

x1與x3交互與產(chǎn)量的關(guān)系：

y1.3=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12+18.8489 x3+4.2625 x1x3-46.5867 x32

y1.3最優(yōu)=10909.32 kg/hm2，x1編碼值→0.122134、x3編碼值→0.207886。

表8 播期與施肥量交互作用Table 8 The interaction effects between the sowing date and the amount of nitrogen fertilizer

圖3 播期與施肥量的交互作用效應(yīng)圖Fig.3 Diagram of the interaction effects between the sowing date and the amount of nitrogen fertilizer

2.5.3 播量x2與施肥量x3交互作用分析

x2與x3交互與產(chǎn)量的關(guān)系：

y2.3=724.691+13.3946 x2-44.1301 x22+18.8489 x3-1.0125 x2x3-46.5867 x32

y2.3最優(yōu)=10913.76 kg/hm2，x2編碼值→0.14946、x3編碼值→0.200675。

表9 密度與施肥量交互作用效應(yīng)Table 9 The interaction effects between the planting density and the amount of nitrogen fertilizer

圖4 密度與施肥量交互作用效應(yīng)圖Fig.4 Diagram of the interaction effects between the planting density and the amount of nitrogen fertilizer

3 模型優(yōu)化及應(yīng)用結(jié)果

3.1 計(jì)算機(jī)模型優(yōu)化

按步長(zhǎng)0.3計(jì)算機(jī)生成模型優(yōu)化方案300組。三因子水平頻率見表10。

表10 三因子水平頻率Table 10 Frequency of three factors

3.2 應(yīng)用效果

在進(jìn)行優(yōu)化方案試驗(yàn)研究同時(shí)，利用0水平設(shè)計(jì)于2013～2014年度在曲阜市農(nóng)業(yè)科技研發(fā)中心和姚村鎮(zhèn)進(jìn)行了小麥高產(chǎn)攻關(guān)試驗(yàn)，同時(shí)在曲阜市息陬鎮(zhèn)和姚村鎮(zhèn)進(jìn)行了2萬畝高產(chǎn)示范。品種全部選用山農(nóng)20。試驗(yàn)及示范產(chǎn)量結(jié)果見表11。

表11 曲阜市2013～2014年度小麥高產(chǎn)攻關(guān)高產(chǎn)示范田產(chǎn)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)Table 11Yields of wheat high-yield research demonstration fields in 2013～2014 of Qufu City

由表11可見，小面積攻關(guān)單產(chǎn)都在10500 kg/hm2以上。最高達(dá)10657.5 kg/hm2。驗(yàn)證了優(yōu)化方案的可行性。

4 小結(jié)與討論

(1)試驗(yàn)結(jié)果所建立的三因子與產(chǎn)量的關(guān)系方程

y=724.691+10.4417x1-46.3746x12+13.3946x2-3.0625x1x2-44.1301x22+18.8489x3+4.2625x1x3-1.0125x2x3-46.5867x32。反映了魯南區(qū)冬小麥高產(chǎn)條件下播種期、播量、N肥用量與產(chǎn)量的關(guān)系，可作為魯南區(qū)今后一個(gè)時(shí)期制定小麥超高產(chǎn)栽培技術(shù)措施的依據(jù)。

(2)高產(chǎn)小麥田各因子在不同水平條件下作用不同，各因子在0水平條件下三因子的作用大小為x1>x3>x2，交互作用為x2.x3>x1.x3>x1.x2。

(3)試驗(yàn)三因子效益分析表明，在高產(chǎn)條件下三因子必須協(xié)調(diào)，單獨(dú)強(qiáng)調(diào)增加或減少哪一個(gè)因子水平都不可能達(dá)到高產(chǎn)的目的。

(4)試驗(yàn)表明，在魯南區(qū)目前生產(chǎn)條件下，小麥單產(chǎn)指標(biāo)700 kg/畝以上要求的農(nóng)藝措施指標(biāo)見表12，在選用山農(nóng)20等多穗型品種，實(shí)行寬幅精播基礎(chǔ)上，播種期在10月8日-12日，基本苗180萬/hm2，氮肥施用量270～450 kg/hm2（底、追各占50%），可獲得顯著的增產(chǎn)效果。

表12 推薦方案各因子指標(biāo)Table 12 Index of each factor for recommended model

[1]余松烈,于振文,董慶裕,等.小麥畝產(chǎn)789.9 kg高產(chǎn)栽培技術(shù)思路[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010(4):11-12

[2]田奇卓,于振文,潘慶民,等.冬小麥超高產(chǎn)栽培群、個(gè)體發(fā)展動(dòng)態(tài)指標(biāo)的研究[J].作物學(xué)報(bào),1998,24(6):859-864

[3]趙俊曄,于振文.高產(chǎn)條件下施氮量對(duì)冬小麥氮素吸收分配利用的影響[J].作物學(xué)報(bào),2006,32(4):484-490

[4]于振文,田奇卓,潘慶民,等.黃淮麥區(qū)冬小麥超高產(chǎn)栽培的理論與實(shí)踐[J].作物學(xué)報(bào),2002,28(5):577-585

[5]李洪祥,縱瑞收,許明杰.雙國審小麥新品種“山農(nóng)20”的高產(chǎn)攻關(guān)試驗(yàn)研究[C]//中國作物學(xué)會(huì).2014年中國作物學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集,2014:2

[6]王振林,田紀(jì)春.小麥新品種山農(nóng)20高產(chǎn)配套栽培技術(shù)規(guī)程[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2013(7):155-156

Study on the Integrated Cultural Mode of Supper High Yield of Winter Wheat Shannon 20 in South Shandong District

WANG Zong-fang,XU Min,KONG Lin
Agricultural bureau of Qufu City Shandong Province,Qufu 273100,China

In this project,sowing date,planting density and amount of nitrogen fertilizer as three experimental factors,yield of 10500 kg/hm2as objective function,orthogonal rotation regression designs were used to study the integrated cultural model of supper high yields for winter wheat of Shannong 20 in south of Lu district.The results show that sowing time and amount of nitrogen fertilizer were mainly restricted factors,and planting density was subordinate restricted factor for the supper high yields of winter wheat.In the current cultural conditions,the agricultural measure indicators for 10500 kg/hm2or more yields of winter wheat is that:on the bases of selection high quality of multi-resistant and high-yielding of multi-spike strains such as winter wheat of Shannong 20,and precision seeding in wide implementation,sowing from 8th to the 12th in October,planting density as 1800000/hm2,amount of nitrogen fertilizer as 270-450 kg/hm2，this integrated cultural mode could significantly increase the yields.

Shannong 20;winter wheat;high-yield cultivation

S512.1+1

A

1000-2324(2016)06-0820-08

2015-03-27

2015-05-04

山東省糧棉油高產(chǎn)創(chuàng)建目(魯農(nóng)財(cái)字（2013）38號(hào))

王宗芳(1974-),女,農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作.E-mail:qfwangzongfang@126.com