均勻設(shè)計(jì)在大豆品種齊黃34栽培中的應(yīng)用

高鳳菊　朱元?jiǎng)偂⊥鯓氛〔荠i鵬

摘要：運(yùn)用均勻設(shè)計(jì)方法，設(shè)置6個(gè)播期和6個(gè)密度組成6個(gè)處理組合，研究其對(duì)齊黃34株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、有效莢數(shù)、無效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量等性狀的影響?；貧w分析結(jié)果表明，在德州地區(qū)，齊黃34在6月10日播種、密度為21.94萬株/hm²時(shí)產(chǎn)量最高，可達(dá)5054.9kg/hm²。

關(guān)鍵詞：均勻設(shè)計(jì)；齊黃34；播期；密度

中圖分類號(hào)：S565.1+S⁺4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2016）04-0057-04

均勻設(shè)計(jì)是中國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家方開泰教授和中國(guó)科學(xué)院院士王元首創(chuàng)，是處理多因素多水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)的首選方法，可用較少的試驗(yàn)次數(shù)，完成復(fù)雜的科研課題。其特點(diǎn)是試驗(yàn)次數(shù)與水平數(shù)相等，減少了試驗(yàn)次數(shù)，且試驗(yàn)結(jié)果可用計(jì)算機(jī)處理，通過回歸方程得出最佳試驗(yàn)條件，此方法已在工業(yè)領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用，但在大豆栽培研究領(lǐng)域未見報(bào)道。齊黃34是山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所以誘處四號(hào)做母本、8657-16做父本，經(jīng)有性雜交、系譜選育而成的高產(chǎn)、蛋白脂肪雙高、抗病耐逆大豆新品種，2012年通過山東省審定，2013年通過國(guó)家審定，適合在黃淮海和長(zhǎng)江中下游地區(qū)推廣種植。本試驗(yàn)采用均勻設(shè)計(jì)回歸方法，研究不同播期、密度處理對(duì)齊黃34產(chǎn)量及相關(guān)性狀的影響，為齊黃34的高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014年在德州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院科研試驗(yàn)基地進(jìn)行。地勢(shì)平坦，灌排方便，壤土。土壤有機(jī)質(zhì)含量9.86g/kg、全氮0.37g/kg、速效氮63mg/kg、有效磷8.04mg/kg、速效鉀95mg/kg，pH值7.8。前茬作物為冬小麥。

1.2 試驗(yàn)材料

供試品種為齊黃34，由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

以播期和種植密度兩個(gè)因素為試驗(yàn)因子，采用均勻設(shè)計(jì)表u6（64），設(shè)置6個(gè)播期（6月10日～7月15日，播期間隔梯度為7d）、6個(gè)密度（13.5萬～28.5萬彬hm²，密度間隔梯度為3萬彬hm2），共6個(gè)組合處理，D=0.1875。兩個(gè)試驗(yàn)因子的參數(shù)及田問實(shí)施量見表1。

試驗(yàn)分別于6月10日（T1）、6月17日（T2）、6月24日（T3）、7月1日（T4）、7月8日（T5）、7月15日（T6）播種，人工開溝點(diǎn)播。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)行長(zhǎng)5m，行距0.5m，8行區(qū)，小區(qū)面積20m²。試驗(yàn)地四周設(shè)置4m保護(hù)行。播前旋地松土，澆水造墑，適墑播種，深淺一致。每個(gè)播期處理在出苗后第3天、5天間苗兩次，間苗結(jié)束后1周定苗。隨著問定苗各人工中耕除草1次，生育期間人工除草4次。生育期內(nèi)遇旱人工澆水3次。追施三元復(fù)合肥375kg/hm²。自7月24日開始每周機(jī)械噴藥一次防治病蟲害。成熟后及時(shí)收獲，裝網(wǎng)袋曬干后，單獨(dú)機(jī)械脫粒。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 生育期記載 調(diào)查記載播種期、出苗期、始花期、開花期、始莢期、始粒期、成熟期、收獲期。

1.4.2 室內(nèi)考種及產(chǎn)量測(cè)定 成熟后，每處理去除兩個(gè)邊行，從中間4行選取1行連續(xù)帶根拔取10株，分別調(diào)查株高、莖粗、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、有效分枝數(shù)、有效莢數(shù)、無效莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重。小區(qū)實(shí)收測(cè)產(chǎn)，取中間4行計(jì)產(chǎn)（計(jì)產(chǎn)面積10m²），脫粒后自然曬干，稱量小區(qū)籽粒產(chǎn)量然后折合成公頃產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值，利用DPS6.55軟件進(jìn)行均勻設(shè)計(jì)模擬回歸和統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理齊黃34生育期及生育期結(jié)構(gòu)比較

由表2可以看出，不同播期不同密度處理下，齊黃34的生育期結(jié)構(gòu)呈規(guī)律性變化，即隨播期延遲，總生育期、播種至開花期、開花至成熟期的天數(shù)呈現(xiàn)縮短趨勢(shì)。播期從6月10日延遲到7月15日，總生育期天數(shù)從115.0d縮短到92.0d，其中播種～開花期縮短4.3d，開花～成熟期縮短18.7d。說明不同播期、密度對(duì)齊黃34生育進(jìn)程的影響主要表現(xiàn)在開花～成熟階段，而對(duì)播種～開花階段的生育進(jìn)程影響較小。

2.2 不同處理齊黃34植株性狀比較

由表3和表4可知，株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、有效莢數(shù)與播期呈負(fù)相關(guān)，且主莖節(jié)數(shù)與播期的相關(guān)性達(dá)顯著水平（相關(guān)系數(shù)為-0.8819），而有效分枝數(shù)、無效莢數(shù)與播期呈正相關(guān)，說明播期越早，株高和底莢高度越高，主莖節(jié)數(shù)和有效莢數(shù)越多，反之播期越晚則有效分枝數(shù)和無效莢數(shù)越多。株高、底莢高度、主莖節(jié)數(shù)、無效莢數(shù)與密度呈正相關(guān)，且株高與密度的相關(guān)性達(dá)極顯著水平（相關(guān)系數(shù)為0.9313），而有效分枝數(shù)、有效莢數(shù)與密度呈顯著負(fù)相關(guān)（相關(guān)系數(shù)分別為-0.8739和-0.8392），說明密度增加株高和底莢高度增高，主莖節(jié)數(shù)和無效莢數(shù)增多，反之密度減少則有效分枝數(shù)和有效莢數(shù)增多。植株性狀間的相關(guān)性結(jié)果表明，株高與底莢高度呈顯著正相關(guān)，與有效分枝數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，底莢高度與有效分枝數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。

2.3 不同處理齊黃34產(chǎn)量性狀比較

由表5可知，T5處理即7月8日播種、密度13.5萬株/hm2的單株粒數(shù)最多，T2處理即6月17日播種、密度28.5萬株/hm²的百粒重最大，T1處理即6月10日播種、密度19.5萬彬hm²的籽粒產(chǎn)量最高。相關(guān)分析結(jié)果（表6）顯示，播期與單株粒數(shù)呈負(fù)相關(guān)但未達(dá)顯著水平，與百粒重呈顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明播期越早，單株粒數(shù)越多、百粒重和籽粒產(chǎn)量越高；密度與單株粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，而與百粒重和籽粒產(chǎn)量呈正相關(guān)但未達(dá)顯著水平，說明密度增加，單株粒數(shù)減少、百粒重增大、籽粒產(chǎn)量提高。

2.4 模擬方程與最佳參數(shù)組合

利用DPS6.55軟件對(duì)各因素水平的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多項(xiàng)式逐步回歸，根據(jù)回歸方程及各回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)，得到最優(yōu)回歸方程：Y=320.577222-12.31790997X₁+16.02529111X₂-1.806825407X₁²-2.102142871X₂²。對(duì)此回歸方程做顯著性檢驗(yàn)，得知：相關(guān)系數(shù)R=0.999951，決定系數(shù)R²=0.9999，F(xiàn)值=2545.3669，df（4，1），P=0.0149，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=1.05398496，調(diào)整后的相關(guān)系數(shù)Ra=0.999754，Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d=2.16666665。因此可知，回歸方程在P<0.05水平上相關(guān)顯著，可以用來擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果見表7。結(jié)合回歸方程求解，確定在本試驗(yàn)因子設(shè)定范圍內(nèi)最高指標(biāo)時(shí)兩個(gè)因素參數(shù)組合見表8，即播期6月10日、密度為21.94萬株/hm₂時(shí)產(chǎn)量最高為5054.9kg/hm₂。

3 討論與結(jié)論

在一定的生態(tài)環(huán)境中，密度與播期是影響作物生產(chǎn)最主要的兩個(gè)栽培因素，合理的密度與適宜的播期是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)的必要條件。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同播期和密度對(duì)齊黃34植株性狀和產(chǎn)量影響顯著。植株性狀方面，主莖節(jié)數(shù)與播期呈顯著負(fù)相關(guān)，株高與密度呈極顯著正相關(guān)，有效分枝數(shù)和有效莢數(shù)與密度呈顯著負(fù)相關(guān)，株高與底莢高度呈顯著正相關(guān)，株高與有效分枝數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，底莢高度與有效分枝數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。產(chǎn)量性狀方面，播期與百粒重呈顯著負(fù)相關(guān)，與籽粒產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)；密度與單株粒數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，百粒重與籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。這可能是由于隨播期推遲，生育期縮短，單株個(gè)體營(yíng)養(yǎng)和生殖生長(zhǎng)減弱，株高和底莢高度降低、主莖節(jié)數(shù)和有效莢數(shù)減少，導(dǎo)致單株粒數(shù)減少；而隨密度增加，個(gè)體問競(jìng)爭(zhēng)加劇，導(dǎo)致有效分枝數(shù)和有效莢數(shù)減少，最終造成單株粒數(shù)減少。可見，排除氣候條件及土壤肥力等因素影響，采用傳統(tǒng)施肥水平，在德州地區(qū)大豆新品種齊黃34在6月10日播種、密度為21.94萬株/hm₂時(shí)產(chǎn)量最高，可達(dá)5054.9kg/hm₂。