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‘定薯1號’馬鈴薯高產(chǎn)栽培技術(shù)

李德明1*，潘曉春1，張俊杰2，羅磊1，姚彥紅1，王娟1，王瑞英1，汪仲敏1，李亞杰1

（1.定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅定西743000；2.定西市農(nóng)業(yè)局，甘肅定西743000 )

摘要：為了研究種植密度、氮、磷、鉀施用量及配比對‘定薯1號’品種產(chǎn)量、出苗率、單株薯重、商品薯率等的效應(yīng)，利用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)模擬尋優(yōu)的方法，尋找‘定薯1號’適合種植在旱作農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域的高產(chǎn)栽培技術(shù)方案。結(jié)果表明：產(chǎn)量高于13 957 kg/ hm2的高產(chǎn)農(nóng)藝組合方案有61套，各因子的取值范圍分別為：密度39 235.98～66 272.22株/hm2，施N 96.41～236.22 kg/hm2，P2O538.60～94.46 kg/hm2，K2O 173.60～411.63 kg/ hm2，N : P2O5: K2O約為2.4 : 1 : 4.9。

關(guān)鍵詞：定薯1號；馬鈴薯；旱作；高產(chǎn)；栽培技術(shù)

High-yielding Cultivation Technology for‘Dingshu 1’

LI Deming1*, PAN Xiaochun1, ZHANG Junjie2, LUO Lei1, YAO Yanhong1, WANG Juan1, WANG Ruiying1, WANG Zhongmin1, LI Yajie1

( 1. Dingxi AcademyofAgricultural Sciences, Dingxi,Gansu743000, China; 2. DingxiAgricultural Bureau, Dingxi, Gansu743000, China)

Abstract:The Effects of plant density, N, P, and K applications were studied on tuber yield, emergence percentage,tuber weight per plant and marketable tuber percentage using the Quadratic General Rotary Unitized Design and Computer Simulation Optimization methods in order to identify high-yielding agronomic measures for the variety 'Dingshu 1' in arid farming region. Sixty-one technological schemes were found for‘Dingshu 1’when tuber yield was more than 13 957 kg/ha.The factor value range was, respectively, 39 235.98 - 66 272.22 plants/ha for plant density, 96.41- 236.22 kg/ha for N,38.60-94.46 kg/ha for P2O5, and 173. 60-411.63kg/ha forK2O,inwhichN:P2O5:K2Owasroughly2.4:1: 4.9.

Key Worrddss:: Dingshu 1; potato; arid farming; high yield; cultivation technology

‘定薯1號’是根據(jù)甘肅省中部干旱地區(qū)的氣候特點(diǎn)和栽培條件，有針對性的進(jìn)行雜交選育而成的品種，其抗旱性較強(qiáng)，產(chǎn)量較高，適合于淀粉和薯片加工，并抗晚疫病，對卷葉病毒病和花葉病毒病具有較好的田間抗性，在干旱地區(qū)有較大的推廣價(jià)值。該品種適宜在甘肅定西、天水、臨夏、白銀、蘭州榆中及新疆、青海、寧夏固原等廣大干旱地區(qū)種植，在洮渭灌區(qū)、河西灌區(qū)及黃河灌區(qū)水肥條件較好的地塊種植產(chǎn)量更高。本研究利用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)模擬尋優(yōu)的方法，探索適合‘定薯1號’在旱作農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域高產(chǎn)栽培的最優(yōu)技術(shù)方案，為‘定薯1號’豐產(chǎn)栽培和大面積應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

參試品種為馬鈴薯‘定薯1號’。

氮肥選用尿素（含N 46%），磷肥選用普通過磷酸鈣（含P2O5≥12%），鉀肥選用硫酸鉀（含K2O≥50%）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)在定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)地，種植時(shí)間為2013年5月，前茬為小麥，肥力中等。采用DPS軟件進(jìn)行二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)[1-5]，以種植密度（X1）、施N（X2）、施P2O5（X3）、施K2O（X4）4個(gè)因子作為決策變量，變量設(shè)計(jì)水平見表1。

表1　變量設(shè)計(jì)水平及編碼Table 1 Level and code designed for variables

試驗(yàn)結(jié)果選擇出苗率、產(chǎn)量、單株薯重，商品薯（≥150g）率4項(xiàng)指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

試驗(yàn)設(shè)31個(gè)處理( mc = 16, 2p = 8, m0= 7)，小區(qū)面積3.5 m×5.8 m，行距70 cm，每小區(qū)5行，采用穴種平播法，肥料全部用作基肥，播種前結(jié)合整地每667m2均勻撒施有機(jī)肥3 000 kg。種薯及氮、磷、鉀化肥依設(shè)計(jì)方案，按小區(qū)分行準(zhǔn)確計(jì)數(shù)或稱量，肥料全部用作基肥，播種前開溝將化肥施入，按設(shè)計(jì)密度點(diǎn)播薯塊、覆土。成熟期分別于田間各小區(qū)隨機(jī)取樣10株，測定不同組合對農(nóng)藝性狀的效應(yīng)。收獲時(shí)每小區(qū)兩邊各去掉1行，兩端各除去50 cm，以實(shí)收面積計(jì)產(chǎn)，這樣就可以去除邊行優(yōu)勢，從而最大限度的減小誤差。

2　結(jié)果與分析

2.1試驗(yàn)組合對產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的效應(yīng)

試驗(yàn)結(jié)構(gòu)矩陣及產(chǎn)量結(jié)果見表2。

研究選擇的回歸數(shù)學(xué)模式：

回歸方程及偏回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)均為F法。應(yīng)用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)相應(yīng)分析程序，通過計(jì)算機(jī)運(yùn)算，獲得一組四元二次回歸方程：Y = fn(Xi)，其中-2.000≤Xi≤2.000，i = 1、2、3、4，n = a、b、c、d。數(shù)學(xué)模型的回歸系數(shù)矩陣見表3，參試因子（代碼值)與產(chǎn)量的回歸數(shù)學(xué)方程：

Ya = 17912.57 + 254.84 X1- 186.64 X2+38.88 X3+ 83.24 X4-178.81 X1X2+307.31 X1X3+ 114.28 X1X4+ 98.8X2X3+ 196.28X2X4-79.1X3X4-1629.72-915.32X22-1191.9-1136.1

經(jīng)顯著性檢驗(yàn)，產(chǎn)量方程的F檢驗(yàn)值P值為0.0328（< 0.05），失擬項(xiàng)檢驗(yàn)不顯著，說明模型的預(yù)測值與實(shí)際值吻合較好，可用于決策‘定薯1號’高產(chǎn)的密度和氮磷鉀肥水平。

2.2產(chǎn)量回歸模型解析

2.2.1產(chǎn)量模型的解析

當(dāng)各因子固定在-2.000水平時(shí)，氮因子效應(yīng)最大，鉀效應(yīng)次之。在保證鉀肥施用量的前提下，多施氮肥是獲得‘定薯1號’高產(chǎn)的基礎(chǔ)；在0~2.000水平之間，磷效應(yīng)的影響上升，其影響效應(yīng)與氮因子、鉀因子的效應(yīng)相當(dāng)，因此，在本區(qū)域內(nèi)氮、磷、鉀3因素均要重視；4因子均以0水平為中心逐漸增大，0水平處最大。

從產(chǎn)量回歸方程得出，4因素對產(chǎn)量的影響大小程度為：密度效應(yīng)＞氮效應(yīng)＞鉀效應(yīng)＞磷效應(yīng)。

2.2.2對產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

產(chǎn)量構(gòu)成的因子間存在著相互促進(jìn)和相互制約的內(nèi)在聯(lián)系，只有明確各因素與產(chǎn)量構(gòu)成因子之間的關(guān)系，才能調(diào)控它們協(xié)調(diào)發(fā)展，獲得較理想的農(nóng)藝組合。選用出苗率、單株薯重和商品薯率的效應(yīng)方程獲得下列信息：

（1）施氮量與出苗率呈負(fù)效應(yīng)。隨著施用量的增加，出苗率則降低。究其原因，在旱農(nóng)區(qū)農(nóng)田生態(tài)條件下，春季馬鈴薯播種期正值土壤含水率較低時(shí)期，當(dāng)施N量過大時(shí)則發(fā)生燒苗現(xiàn)象，導(dǎo)致出苗率降低。

表2　試驗(yàn)組合對產(chǎn)量及主要農(nóng)藝性狀的效應(yīng)Table 2 Effects of test combination on main agronomic characters

（2）密度與單株薯重、商品薯率呈正效應(yīng)。隨著密度相對增大，單株薯重有增加的現(xiàn)象，這是由于本試驗(yàn)設(shè)計(jì)的密度極值不大，仍在馬鈴薯適應(yīng)范圍之內(nèi)，較大的密度在干旱半干旱生態(tài)條件下，有助于減少土壤水分蒸發(fā)，為薯塊膨大期的馬鈴薯生長保留了必要的水分。

（3）氮磷鉀施用量與單株薯重、商品薯率呈正向拋物線效應(yīng)，3種因素的峰值均在0水平處。

2.3農(nóng)藝方案尋優(yōu)

在-2.000≤Xi≤2.000的約束條件下及625套農(nóng)藝組合方案中，產(chǎn)量高于13 957 kg/ hm2的高產(chǎn)農(nóng)藝組合有61套，從頻率分布結(jié)果可得出，‘定薯1號’在半干旱生態(tài)條件下取得高產(chǎn)的關(guān)鍵在于氮磷鉀施用適量，配比合理，苗期保證氮肥少量，保證出苗，合理密植。

最佳農(nóng)藝組合方案：密度39 235.98~66 272.22株/hm2，施N 96.41~236.22 kg/hm2，P2O538.60~94.46kg/ hm2，K2O 173.60~411.63 kg/hm2，N?P2O5?K2O約為2.4?1?4.9。

表3　數(shù)學(xué)模型的回歸系數(shù)矩陣Table 3 Regression coefficient matrix of mathematical models

3　討論

應(yīng)用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，并結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬尋優(yōu)，研究了‘定薯1號’高產(chǎn)栽培的制約因素的各自效應(yīng)及相互間的內(nèi)在聯(lián)系，為‘定薯1號’高產(chǎn)栽培提供了科學(xué)依據(jù)，同類生態(tài)區(qū)亦可用來確定投資水平及預(yù)測目標(biāo)產(chǎn)量，指導(dǎo)‘定薯1號’高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)實(shí)踐。

其次，一般認(rèn)為馬鈴薯是稀植作物[6, 7]，種植密度應(yīng)小，但本研究結(jié)果表明，旱作農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)的馬鈴薯，單位群體數(shù)量稍大些為好，增加了地表覆蓋，有利于減少土壤水分蒸發(fā)，從而產(chǎn)生增產(chǎn)效應(yīng)。

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*通信作者（Corresponding author）：李德明，E-mail: dxlideming@163.com。

作者簡介：李德明(1963-)，男，高級農(nóng)藝師，主要從事馬鈴薯育種及栽培技術(shù)研究。

基金項(xiàng)目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS-10)；國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“馬鈴薯優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)與產(chǎn)業(yè)升級技術(shù)研究與示范”(2012BAD06B00)。

收稿日期：2014-08-29

文章編號：1672－3635（2015）01-0014-04

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

中圖分類號：S532