黃偉 齊恩芳 賈小霞 謝奎忠 楊棪

摘要：為探討高寒陰濕區(qū)栽培隴薯6號(hào)脫毒原種的最佳氮磷肥用量及密度，為推廣和應(yīng)用該品種提供理論依據(jù)。利用二次通用旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，構(gòu)建了氮肥（X1）、磷肥（X2）和栽培密度（X3）三因素與隴薯6號(hào)脫毒原種產(chǎn)量（Y）之間的回歸模型：Y=38.139+2.519X1-3.662X12-1.719X22-1.719X32。對(duì)模型解析尋優(yōu)的結(jié)果表明，高寒陰濕區(qū)隴薯6號(hào)脫毒原種塊莖產(chǎn)量大于33 t/hm2的最優(yōu)栽培方案為：施N 168.22～204.87 kg/hm2、P2O5 104.98～165.02 kg/hm2，密度為47 497～57 503株/hm2。

關(guān)鍵詞：高寒陰濕區(qū)；隴薯6號(hào)；脫毒原種；施肥；栽培密度；配套模式

中圖分類(lèi)號(hào)：S532；S147.2? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2097-2172（2023）08-0758-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.08.015

Study onthe Complementary Mode of Fertilizers and Cultivation

Density for Longshu 6 Original Seed in Alpine Humid Region

HUANG Wei 1， QI Enfang 1， JIA Xiaoxia 1， XIE Kuizhong 1， YANG Yan 2

（1. Potato Research Institute， Gansu Academy of Agricultral Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China;

2. Lanzhou City College， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： In order to explore the optimal rate of nitrogen and phosphorus fertilizers and density for the cultivation of Longshu 6 virus-free original seed in alpine humid region， a regression model was constructed using a quadratic universal rotation combination experimental design to investigate the relationship between nitrogen fertilizer（X1）， phosphorus fertilizer（X2）， and cultivation density （X3） and the yield（Y） of Longshu 6 virus-free original seed. A mathematic model， Y= 38.139 + 2.519 X1 - 3.662 X12 - 1.719 X22 - 1.719 X32 was obtained， result of the model optimization showed that cultivation mode for yield of Longshu 6 to be more than 33 t/ha in alpine humid regionwas pure N at 168.22 to 204.87 kg/ha， P2O5 at 104.98 to 165.02 kg/ha and density at 47 497 to 57 503 plant/ha.

Key words： Alpine humid region; Longshu 6;Virus-free original seed; Fertilization; Cultivation density; Complementary mode

收稿日期：2023 - 07 - 12

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（32260480）；甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022GAAS36、2023GAAS20）。

作者簡(jiǎn)介：黃? ?偉（1978 — ），男，甘肅秦安人，助理研究員，主要從事馬鈴薯種質(zhì)資源與遺傳育種研究工作。Email： 87921692@qq.com。。

通信作者：謝奎忠（1979 — ），男，甘肅甘谷人，研究員，博士，主要從事馬鈴薯生理生態(tài)與栽培技術(shù)研究工作。Email：xiekz@yahoo.com.cn。

甘肅省是全國(guó)馬鈴薯脫毒種薯繁育主要基地，其產(chǎn)量既受品種特性控制，也受栽培條件的影? ? 響［1 - 2 ］，其中栽培環(huán)境、密度和施肥量是影響種薯產(chǎn)量的主要栽培因子［3 - 9 ］。隴薯6號(hào)是甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所選育的淀粉及全粉加工型馬鈴薯新品種，高抗晚疫病，較抗花葉、卷葉病毒病，增產(chǎn)潛力大。目前在甘肅省高寒陰濕區(qū)繁育隴薯6號(hào)脫毒原種的主要栽培因素還不明確，為探索該區(qū)域種植隴薯6號(hào)脫毒原種影響產(chǎn)量的肥料施用量及適宜的栽培密度，制定其配套高效栽培模式，為推廣和應(yīng)用該品種提供理論依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2022年設(shè)在渭源縣會(huì)川鎮(zhèn)楊斜坡村（北緯35° 2′ 540″、東經(jīng)104° 3′ 361″）進(jìn)行，該區(qū)域海拔2 387 m，屬溫帶季風(fēng)氣候南溫帶半濕潤(rùn)區(qū)，年平均氣溫5.3 ℃，年降水量約500 mm，無(wú)霜期年平均140 d。試驗(yàn)地為臺(tái)地，土壤類(lèi)型為黑麻土屬。耕層（20 cm）土壤含有機(jī)質(zhì)49.59 g/kg、堿解氮182.00 mg/kg、有效磷28.99 mg/kg、速效鉀110.0 mg/kg、全氮2.42 g/kg、全磷0.51 g/kg、全鉀20.15 g/kg，pH 7.70。

1.2? ?供試品種

供試馬鈴薯品種為隴薯6號(hào)脫毒原種，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所提供。該品種為中晚熟鮮食品種，田間表現(xiàn)抗退化能力強(qiáng)，抗晚疫病。

1.3? ?試驗(yàn)方法

采用三因子二次通用旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)。三因素分別為：氮肥用量（X₁）、磷肥用量（X₂）、栽培密度（X₃）。試驗(yàn)因子水平編碼見(jiàn)表1。試驗(yàn)共設(shè)20個(gè)處理組合，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m²。播種前結(jié)合整地一次性施入充分腐熟的羊糞30000 kg/hm²，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)施入N、P₂O₅作為基肥，整個(gè)生育期不追肥。播種日期為4月27日。田間管理同當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)大田。

1.4? ?測(cè)定項(xiàng)目

1.4.1? ? 土壤養(yǎng)分測(cè)定? ? 播種前施入底肥后，試驗(yàn)地0～20 cm耕作層混合底肥土樣取樣，檢測(cè)土壤各養(yǎng)分含量指標(biāo)。

1.4.2? ? 收獲計(jì)產(chǎn)? ? 馬鈴薯成熟后分小區(qū)收獲計(jì)產(chǎn)。

1.5? ?數(shù)據(jù)處理

采用DPS 15.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用Microsoft Excel 365 軟件完成數(shù)據(jù)整理和圖表繪制。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?回歸方程的建立

按照三元二次通用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，采用試驗(yàn)各處理考種后塊莖產(chǎn)量的平均值（表1），通過(guò)DPS軟件構(gòu)建了塊莖產(chǎn)量（Y）與三因素氮肥（X₁）、磷肥（X₂）和栽培密度（X₃）之間的回歸方程：

Y=38.139+2.519X₁+0.125X₂+0.236X₃-3.662X₁^2-

1.719X₂²-1.719X₃²-0.297X1X2+0.702X₁X₃-1.733X₂X₃

2.2? ?回歸方程的顯著性檢驗(yàn)

為了驗(yàn)證模型方程的有效性，進(jìn)行顯著性F 檢驗(yàn)，方差分析結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)失擬性進(jìn)行檢驗(yàn)顯示，F(xiàn)₁不顯著（F₁=0.633 ＜ F_0.05=0.67986），說(shuō)明本試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦m合，回歸方程擬合很好。對(duì)回歸方程檢驗(yàn)顯示，F(xiàn)₂顯著（F₂=4.520 ＞ F0.05=0.016 49），說(shuō)明此方程有效，能反映產(chǎn)量與三因素間的關(guān)系，可以對(duì)回歸方程做進(jìn)一步優(yōu)化分析。經(jīng)α=0.10顯著水平檢驗(yàn)簡(jiǎn)化回歸方程為：

Y=38.139+2.519X₁-3.662X₁²-1.719X₂²-1.719X₃²

2.3? ?回歸方程的解析

2.3.1? ? 單因素效應(yīng)分析? ? 將回歸方程其他2個(gè)變量降維處理為0水平時(shí)，可知其中1個(gè)單因素與產(chǎn)量的一元偏回歸方程。

氮肥與產(chǎn)量：Y= 38.139 + 2.519 X₁- 3.662 X₁²

磷肥與產(chǎn)量：Y= 38.139 - 1.719 X₂²

密度與產(chǎn)量：Y= 38.139 - 1.719 X₃²

由圖1可以看出，在當(dāng)磷肥和栽培密度2個(gè)因子的水平在-1.682～0范圍變化時(shí)，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量逐漸升高；在0～1.682水平下，塊莖產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。當(dāng)施氮量水平在-1.682～0.5水平變化時(shí)，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量為增加趨勢(shì)；在0.5～1.682水平變化時(shí)，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量為下降趨勢(shì)。

2.3.2? ? 2個(gè)因素的互作效應(yīng)? ? 雙因素具有互作效應(yīng)。將任意1個(gè)因子降維至0水平，可得產(chǎn)量（Y）與另2個(gè)因子間的交互作用。

氮肥與磷肥間的互作效應(yīng)：設(shè)置栽培密度（X3）為0時(shí)，獲得產(chǎn)量（Y）關(guān)于氮肥（X₁）與磷肥（X₂）互作效應(yīng)的回歸模型方程為Y=38.139+2.519X₁-

3.662X₁²-1.719X₂²。

氮肥和磷肥對(duì)產(chǎn)量的互作效應(yīng)值（圖2）表明，當(dāng)因子水平在-1.68≤X≤1.68范圍時(shí)，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量隨氮肥和磷肥施用量的增加而增加，氮肥為0水平，磷肥為0.5水平時(shí)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量最高；之后氮肥和磷肥施用量的增加則對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。說(shuō)明充足的氮磷肥能提高產(chǎn)量，但過(guò)量則會(huì)影響產(chǎn)量提升，在隴薯6號(hào)脫毒原種栽培中應(yīng)注重合理施用。

氮肥施用量和栽培密度間的互作效應(yīng)：將磷肥（X2）固定在0水平時(shí)，構(gòu)建的產(chǎn)量（Y）關(guān)于氮肥（X1）與栽培密度（X3）兩個(gè)因素相互作用的方程為Y=38.139+2.519X₁-3.662X₁²-1.719X₃²。

氮肥和栽培密度對(duì)產(chǎn)量的互作效應(yīng)值（圖3）表明，當(dāng)因子水平在-1.68≤X≤1.68范圍時(shí)，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量隨氮肥用量和栽培密度的增加而增加，氮肥用量為0水平、栽培密度為0.5水平時(shí)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量最高；之后氮肥用量和栽培密度的增加會(huì)對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。說(shuō)明在氮肥施入不足的情況下，栽培密度增加會(huì)抑制群體光合作用，從而造成減產(chǎn)；但栽培密度較高時(shí)，有效增施氮肥則會(huì)提高產(chǎn)量。在高寒陰濕區(qū)栽培隴薯6號(hào)脫毒原種，應(yīng)考慮氮肥與栽培密度的互作效應(yīng)對(duì)產(chǎn)量的影響。

磷肥與栽培密度的互作效應(yīng)：將氮肥（X₁）固定在0水平時(shí)，可得產(chǎn)量（Y）關(guān)于磷肥（X₂）與栽培密度（X₃）的互作效應(yīng)回歸模型方程為Y=38.139- 1.719X₂²- 1.719X₃²。

磷肥和栽培密度對(duì)產(chǎn)量的互作效應(yīng)值（圖4）表明，當(dāng)因子水平在-1.68≤X≤1.68范圍時(shí)，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量隨磷用量肥和栽培密度的增加而增加，雙因子都為0水平時(shí)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量最高，之后產(chǎn)量隨磷肥用量和栽培密度增加而降低。說(shuō)明磷肥施入量較少時(shí)，栽培密度的增加會(huì)限制根系生長(zhǎng)發(fā)育，從而造成馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的降低。在當(dāng)磷肥水平足夠的情況下，適當(dāng)增加栽培密度也可以提高馬鈴薯塊莖產(chǎn)量。栽培隴薯6號(hào)脫毒原種，應(yīng)注意磷肥與栽培密度互作效應(yīng)對(duì)馬鈴薯塊莖產(chǎn)量的影響。

2.4? ?最佳模型方案

經(jīng)DPS軟件產(chǎn)量頻次數(shù)模擬的結(jié)果（表3）表明，三因子水平均為0時(shí)，隴薯6號(hào)脫毒原種的塊莖產(chǎn)量最高，為38.14 t/hm2， 對(duì)應(yīng)的組合方案為施N 150 kg/hm2、P2O5 135 kg/hm2，栽培密度52 500株/hm2。

以隴薯6號(hào)脫毒原種產(chǎn)量大于33 t/hm2為目標(biāo)的優(yōu)化栽培方案為：施N 168.22～204.87 kg/hm2、P2O5 104.98～165.02 kg/hm2，栽培密度47 497～? 57 503株/hm2。在甘肅省高寒陰濕區(qū)中等肥力馬鈴薯產(chǎn)區(qū)，以此方案種植隴薯6號(hào)脫毒原種，有95%的可能塊莖產(chǎn)量高于33 t/hm2。

3? ?討論與結(jié)論

馬鈴薯生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的吸收因品種、管理水平、栽培條件等有所差異［3 - 5 ］。杜宏輝等［2 ］研究表明，在渭源縣繁育晚熟馬鈴薯品種隴薯 7 號(hào)和中熟馬鈴薯品種克新1號(hào)原原種，種植密度均為90 000 株/hm2時(shí)，馬鈴薯塊莖產(chǎn)量均達(dá)到了最大值；而種植密度為 150 000 株/hm2時(shí)小薯數(shù)量則最多。所以在種薯繁育時(shí)，應(yīng)根據(jù)馬鈴薯品種的生育期長(zhǎng)短選擇不同的栽培密度，以提高塊莖產(chǎn)量和小薯數(shù)量?？茖W(xué)合理施肥可提高肥料利用率，增加產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，而過(guò)量施肥和施肥比例不合理會(huì)降低肥料利用率［3， 6 ］。頡煒清等［3 ］研究表明，在天水旱作區(qū)栽培馬鈴薯，當(dāng)?shù)适┯昧繛橹械剑?80 kg/hm2）時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量隨施磷量增加而增加，中磷較低磷分別增產(chǎn)2 498.7、1 009.5 kg/hm2，說(shuō)明在中氮、中磷水平有利于肥效的發(fā)揮，馬鈴薯產(chǎn)量最高。

制定不同馬鈴薯品種、不同地塊和生產(chǎn)目標(biāo)下的適宜的推薦施肥量，可為生產(chǎn)上高效栽培提供參考依據(jù)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在甘肅省高寒陰濕區(qū)肥力中等的馬鈴薯產(chǎn)區(qū)，隴薯6號(hào)脫毒原種最優(yōu)化的栽培方案為：施N 168.22～204.87 kg/hm²、P2O5 104.98～165.02 kg/hm²，栽培密度為47 497～57 503株/hm2。建議在甘肅馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)種植隴薯6號(hào)脫毒原種時(shí)以氮肥施用為主并合理施用，其次考慮栽培密度及磷肥供給，以保證馬鈴薯產(chǎn)量的提升。

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