密度與肥料對澤瀉產量的影響

摘要 ［目的］探究密度和肥料的不同配比澤瀉產量及其互作影響，篩選出科學的密肥水平，為澤瀉規范化栽培提供理論依據和實踐經驗。［方法］以川澤瀉為試驗材料，采用4因素5水平二次正交旋轉組合設計進行大田試驗，建立密度、氮肥、磷肥、鉀肥與澤瀉產量的效應函數。［結果］建立的二次回歸方程R2=0.909 7，所建立的數學模型擬合程度較為可靠。各因素對澤瀉產量的影響為密度＞氮肥＞鉀肥＞磷肥，其中密度和肥料的互作效應達顯著水平。根據統計頻數選優，得到澤瀉目標產量大于3 300 kg/hm2的最優農藝措施為密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2。［結論］合理的密度和肥料施用量均能有效提高澤瀉產量，以密度增產效果最佳，氮肥次之，鉀肥和磷肥的增產效果較小，在保障密度和氮肥的基礎上，配合合理的磷鉀肥能達到澤瀉高產目標。

關鍵詞 密度；肥料；澤瀉；產量；二次正交旋轉組合設計

中圖分類號 S 567.23 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）20-0052-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.012

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Density and Fertilizer on the Yield of Alisma plantago-aquatica

PENG Zhi-yun， LIU Xiao-bo，DU Yong-li et al

（Yibin Academy of Agricultural Sciences，Yibin， Sichuan 644000）

Abstract ［Objective］ To explore the influence of density and fertilizer ratio on the yield and their interaction， and screen out the scientific dense fertilizer level， so as to provide theoretical basis and practical experience for the standardized cultivation of Alisma plantago-aquatica.［Method］The effect function of density， nitrogen fertilizer， phosphorus fertilizer， potassium fertilizer and the yield of Alisma plantago-aquatica was established by using four-factor and five-level quadratic orthogonal rotation combination design for field experiment.［Result］The quadratic regression equation R2 was 0.909 7， and the mathematical model was reliable.The effect of each factor on the yield of Alisma plantago-aquatica Linn.was in the order of density>N>K>P， and the interaction effect between density and fertilizer was significant.According to the optimization of statistical frequency， the optimal agronomic measures for the target yield of diarrhea greater than 3 300 kg/hm2 were obtained as follows：the density was 146 900-150 800 plants/hm2， nitrogen 219.10-234.50 kg/hm2， phosphorus 124.80-150.00 kg/hm2 and potassium 152.55-179.55 kg/hm2.［Conclusion］Both reasonable density and fertilizer application amount can effectively increase the yield of Alisma plantago-aquatica Linn. Density is the best， followed by nitrogen fertilizer， and potassium and phosphate fertilizer have less effect on increasing production. On the basis of ensuring density and nitrogen fertilizer， combining with reasonable phosphate and potassium fertilizer can achieve the goal of high yield of Alisma plantago-aquatica Linn.

Key words Density;Fertilizer;Alisma plantago-aquatica Linn.;Yield;Quadratic orthogonal rotating combination design

澤瀉（Alisma plantago-aquatica Linn.）為澤瀉科澤瀉屬多年生沼生草本植物，以干燥塊莖入藥，具有利水滲濕、泄熱、化濁降脂等功效，用于小便不利、水腫脹滿、泄瀉尿少、痰飲眩暈、熱淋澀痛、高脂血癥等癥狀［1］。澤瀉主產于福建、四川、江西等地，其中以四川、福建最為道地。目前，川產澤瀉產量最大，占全國總量的80%以上［2］，主要分布在彭州、眉山、夾江等地，近年來有往南邊輻射的趨勢。

研究表明，栽培措施優化對澤瀉產量提升具有重大作用。張俊［3］研究表明，密度是影響澤瀉產量的關鍵因子，以常規移栽結合中等密度、較早移栽結合高密度處理產量較高。石峰等［4］研究表明，彭山地區澤瀉生產應適當推遲移栽，延長排水曬田，提前采收，以保障一年三熟，經濟效益最大化。李瑤等［5］進一步優化澤瀉生產中氮磷鉀肥及微量元素的施用量，表明增施氮肥對澤瀉的增產作用最為顯著。

密度和肥料是影響作物產量的兩大重要因素，在大田作物中，兩者的互作效應具有豐富的研究結果［6-9］。但就澤瀉生產而言，兩者相結合的研究結果鮮有報道，對產量的互作效應及各自對產量的貢獻大小等問題還未進行深入研究。因此，筆者通過密度、氮肥、磷肥、鉀肥4因素5水平二次回歸正交旋轉組合設計，研究密度和肥料施用量對澤瀉產量的影響及互作效應，以期提出澤瀉高產栽培的最優農藝措施，為澤瀉高產高效生產提供理論依據和實踐經驗。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2022年在四川省宜賓市南溪區大觀鎮宜賓市農業科學院試驗基地內進行。試驗田前作為水稻，土壤肥力為pH 7.15，有機質31.8 g/kg，全氮1.85 g/kg，全磷1.26 g/kg，全鉀17.36 g/kg，堿解氮128.45 mg/kg，速效磷18.90 B1Fq5UtRQuGj+tALP24VZYC5MF9Itp/Oiv2S3u597/M=mg/kg，速效鉀137.74 mg/kg。供試材料為宜賓市興文縣僰王山鎮中心村人工種植的澤瀉Alisma plantago-aquatica Linn.。

1.2 試驗設計

采用4因素5水平二次回歸正交旋轉組合設計，密度為X 氮肥施用量為X2，磷肥施用量為X3，鉀肥施用量為X4，共36個小區，每小區面積15 m2，各小區隨機分布。試驗因素和水平編碼見表1。

1.3 試驗方法

試驗化肥選用尿素（含N≥46.0%）、過磷酸鈣（含P2O5≥12.0%）、硫酸鉀（K2SO4≥52.0%）。施肥共分 4 次：第1次于澤瀉移栽返青后進行，施氮肥總量的5％；第2次于返青后10 d，氮肥施總量的30％，磷肥、鉀肥各施總量的25％；第3次于返青后20 d，氮肥施總量的50％，磷肥、鉀肥各施總量的30％；第4次于返青后30 d，氮肥施總量的15％，磷肥、鉀肥各施總量的45％。 除試驗處理外，其他管理同大田生產一致。

2022年9月2日進行澤瀉移栽，于2023年1月3日采收。計算每小區的株數，除去邊行進行實收測產，采收后殺青烘干至恒重，稱量干重，換算為單位面積產量。

1.4 數據分析

用Excel 2007、DPS 6.5軟件進行數據分析，采用最小顯著差數法 （LSD） 進行差異顯著性檢驗（P<0.05）。用Origin 9.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 數學模型建立 試驗統計結果見表2，并根據結果建立數學模型：

Y=3249.235+193.788 75X1+407.462 92X2+78.912 92X3+138.912 92X4-143.725 31X12-146.282 81X22-33.131 56X32-53.327 81X42+100.915 63X1X2-19.808 13X1X3-65.504 38X1X4-32.266 88X2X3-30.773 12X2X4+7.055 62X3X4（1）

經方差檢驗剔除不顯著項，簡化極顯著水平（a=0. 01） 回歸方程：

Y=3249.235+193.788 75X1+407.462 92X2+78.912 92X3+138.912 92X4-143.725 31X12-146.282 81X22+100.915 63X1X2 （2）

對上述方程進行失擬性檢驗，結果見表3。從表3可以看出，經 F 檢驗，FLf不顯著，FR極顯著，R2=0.909 7，說明該方程擬合度較好，所建立的數學模型進行預測產量可靠程度較高。在回歸方程中，一次項X1、X2和X4達極顯著，X3達顯

著，交互項X1X2達顯著，二次項 X12、X22達極顯著，表明密度

及氮、磷、鉀肥的施用量對澤瀉產量形成均有較大影響。分析各因素對澤瀉產量的影響大小，貢獻率依次為△1（2.555 8）>△2（2.336 4）>△4（2.102 8）>△3（0.796 3），說明各因素對澤瀉產量作用大小表現為密度＞氮肥＞鉀肥＞磷肥。

2.2 數學模型的解析與優化

2.2.1 單因素效應分析。

上述回歸方程模型中，可通過降維法將其他3個因素固定為零水平，即得出單因素對澤瀉產量的影響。將氮、磷、鉀肥3個因素固定在零水平，可得出密度對澤瀉產量的影響方程：

Y=3 249.235+193.788 75X1-143.725 31X12（3）

同理可得氮、磷、鉀肥對澤瀉產量的影響方程：

Y=3 249.235+407.462 92X2-146.282 81X22（4）

Y=3 249.235++78.912 92X3-33.131 56X32（5）

Y=3 249.235+138.912 92X4-53.327 81X42 （6）

由以上方程得出單因素效應產量（表4），根據表4可得產量單因素效應（圖1）。結果表明，隨密度和氮肥的增大，澤瀉產量呈先升后降的趨勢，隨密肥水平增加，在-2～0水平，澤瀉產量提高較快，在0～1水平，澤瀉產量增速變緩，在1～2水平，澤瀉產量呈降低趨勢。表明在低水平下，增加密度和氮肥施用量有利于澤瀉產量的快速提高，在較高水平下，密度和氮肥施用量對澤瀉增產效應減小，過高的密肥反而會導致澤瀉產量降低。

隨磷肥和鉀肥用量的增加，澤瀉產量呈遞增趨勢，在較低水平下，澤瀉產量維持較高水平，表明兩者的澤瀉增產效應較小。同時，從2個方程的二次項系數來看，過量使用磷、鉀肥產量會呈下降趨勢，說明有一個最適的磷肥和鉀肥施用量。

2.2.2 兩因素互作效應分析。

由表3可知，密度和氮肥用量的互作效應對澤瀉產量影響達顯著水平，其他各交互項均不顯著。將該交互項進行互作效應分析，另外2個因素磷肥和鉀肥固定在零水平，即得密度和氮肥交互方程：

YX1X2=3 249.235+193.788 75X1+407.462 92X2-143.725 31X12-146.282 81X22+100.915 63X1X2（7）

根據交互方程可得密度和氮肥的互作效應（表5），根據表5可得密度和氮肥的互作效應（圖2）。結果表明，密度和氮肥的互作效應中，澤瀉產量整體呈先升后降趨勢。當密度達1水平、氮肥達2水平時澤瀉產量達到最大，表明該水平下的密度和氮肥互作對澤瀉增產有顯著作用。密度過低和氮肥施用量過少不利于澤瀉產量的形成，生產中應重點保證澤瀉的種植密度和氮肥施用量。

2.2.3 統計頻數法對方案選優。

澤瀉產量為函數目標，可以通過統計頻數法選優得出相關目標的綜合農藝措施。考慮到川南地區的生產條件、生態條件及土壤狀況，澤瀉產量為3 300 kg/hm2可定為高產指標。計算試驗理論產量高于3 300 kg/hm2共有165個處理，統計165個處理在各因素水平出現的頻次，結果見表6。由表6可知，澤瀉產量在3 300 kg/hm2以上時，密度和氮肥頻率分布值最大為1水平，磷肥和鉀肥頻率分布值最大為2水平，即以密度15.0萬株/hm2、氮肥210 kg/hm2、磷肥240 kg/hm2、鉀肥270 kg/hm2為宜。

通過對95%的置信區間分布進行計算，可優化出穩定的密度和施肥量，即密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2時，澤瀉產量大于3 300 kg/hm2。

3 討論

合理的種植密度與肥料施用是中藥材高產的關鍵。陳繞生［10］研究表明，高密度結合低施肥量有利于白芷形成合理的群體結構，進而增產。胡佳棟［11］研究表明，高密度栽培有利于黨參群體產量的提高，合理施用氮、磷、鉀肥能促進黨參的生長發育，并提高黨參的產量和質量。阮培均等［12］研究表明，在合理密植的基礎上增加氮肥、磷肥用量，同時注意氮鉀肥配比，能有效提高黨參種子產量。該試驗通過4因素5水平二次回歸正交旋轉組合設計，建立了澤瀉產量與種植密度、氮肥、磷肥、鉀肥施用量的數學回歸模型，模型擬合程度較好。研究表明，對澤瀉產量的影響為密度>氮肥>磷肥>鉀肥，與梅艷等［13］、胡佳棟等［14］研究結果基本一致。澤瀉高產栽培應在保證密度和氮肥的基礎上配合合理的磷鉀肥。

模型尋優結果表明，在該試驗條件下，澤瀉目標產量≥3 300 kg/hm2時X1取0.79～1.05、X2取1.13～1.35、X3取0.08～0.50、X4取0.26～0.66，對應的優化栽培方案為密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2。結果較為可靠，可為澤瀉高產生產提供理論依據和實際參考。

就各因素增產效應而言，低水平下，提高密度和氮肥用量有顯著的增產效應，隨水平提高，增產效應減少，而高水平的氮肥反而使澤瀉減產。主要是由于在低密度和低氮肥施用量下，澤瀉群體基數小，同時氮肥施用不能滿足植株營養生長的需要，導致群體物質生產差，影響產量形成［15］。適當增加密度和氮肥施用量，構建適宜的群體結構，同時保障了植物營養生產的需要，提高了葉片光合效能［16］，顯著提高生物積累量，產量隨之增加。同時，由于澤瀉生育期較短，前期地上部分生長旺盛，前期適當提高氮肥用量，有利于快速形成高產的植株形態。但密度過大導致葉片重疊，植物間競爭養分激烈，同時高氮會導致植物營養失衡，產量下降［17］。該試驗中鉀肥和磷肥對澤瀉產量的影響相對較小，在較低水平下有較好的產量表現，可能與試驗田速效磷、鉀含量較高有關。實際生產中，應根據土壤肥力，適當調整各肥料用量。

4 結論

該試驗區所代表的土壤肥力狀況下，澤瀉高產栽培方案：密度14.69萬～15.08萬株/hm2、氮肥219.10～234.50 kg/hm2、磷肥124.80～150.00 kg/hm2、鉀肥152.55～179.55 kg/hm2。由于土壤和生態環境對澤瀉產量有較大影響，該試驗僅在一個點位進行，后續還需要在不同生態區開展試驗，對模型進行驗證，同時結合質量指標進一步尋求澤瀉高產優質的最佳農藝措施。

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