高淀粉甘薯品種龍薯24號的肥料施加與栽培密度優化配置

郭達偉

(龍巖市農業科學研究所,福建 龍巖 364000)

甘薯是我國重要的糧食、飼料和工業原料作物,投入低、產出高、耐干旱、耐貧瘠且用途廣[1].福建省是甘薯生產大省,根據《福建統計年鑒—2022》數據,2021年甘薯種植面積約為1 054.4 km2,總產(折糧)6.27億多kg,僅次于水稻,糧食播種面積及總產量居第2位.隨著福建省農業供給側結構調整和農產品加工業的發展,甘薯因特有的食用、保健、加工等經濟價值而日益受到人們的重視,由單一的糧食作物轉變為多用途的高效經濟作物,并逐步向綜合利用及商品化方向發展[2].在農藝措施影響甘薯產量方面前人做了大量的研究,認為農藝措施對不同品種甘薯產量的影響存在差異[3-10].龍薯24號是龍巖市農業科學研究所根據市場需求,以高產、高淀粉、抗性好為主攻目標,培育出的高產、優質、高淀粉的甘薯品種[11].為進一步實現良種配套良法,挖掘甘薯品種的高產潛力,開展與品種相關的農藝措施研究是十分必要的[12].

1 材料與方法

1.1 供試品種及試驗地條件

供試甘薯品種龍薯24號,審定編號:閩審薯2013002,登記號:GPD甘薯(2018)350005.試驗安排在福建省龍巖市新羅區大池鎮雅金村試驗田(25°07′N,116°48′E)進行.試驗地土質為沙壤土,地力中等,有機質質量分數為29.0 g/kg,堿解氮為120.0 mg/kg,有效磷為85.9 mg/kg,速效鉀為83.0 mg/kg.

1.2 試驗設計

試驗以4因素5水平二次通用旋轉組合進行設計[13],選取栽培密度、氮、磷、鉀4個因素,每個因素為5個水平,共31個處理組合.小區面積為13.32 m2,每小區種2畦,每畦種1行,畦寬帶溝1 m,試驗地四周設2行以上保護行,重復2次.因素水平編碼見表1,試驗設計組合結果見表2.

表1 變量設計水平及編碼Tab.1 Variable design level and coding

1.3 供試肥料及施用方法

氮肥為尿素(N質量分數為46%)、磷肥為鈣鎂磷肥(P2O5質量分數為12%)、鉀肥為硫酸鉀(K2O質量分數為50%).磷肥作為基肥一次性施用;氮肥40%作為基肥施用,60%作為追肥施用;鉀肥50%作為基肥施用,50%作為追肥施用.

1.4 薯苗扦插及收獲期

2021年6月17日薯苗扦插,11月5日收獲.

2 結果分析

2.1 各因素與產量間回歸數學模型的建立及顯著性檢驗

采用DPS軟件分析,得到各因素(X1、X2、X3、X4)與產量Y間的數學模型,并對回歸數學模型中的各項系數進行顯著性檢驗,在α= 0.10顯著水平,剔除不顯著項后,回歸方程為

結果表明(表3),栽培密度的一次項和二次項,施氮量的一次項和二次項,施磷量的一次項和二次項,施鉀量的一次項和二次項,栽培密度與施氮量和施鉀量、施磷量與施鉀量的互作達到一定顯著水平,其余各項未達到顯著水平.

表2 二次通用回歸旋轉試驗設計組合結果及結構矩陣Tab.2 Design combination results and structure matrix of the second general regressive rotation test

經方差分析(表3)得,F失擬F0.01(14,16),達到一定顯著性水平(α=0.01),表明獲得的數學模型可靠程度較高,可利用該模型分析各因素對產量的影響并篩選栽培優化配置方案.試驗得出各因素對產量影響大小依次為X4>X2>X1>X3,即施鉀量>施氮量>栽培密度>施磷量.表明在一定地力條件下,增施鉀肥、適量施用氮肥、合理密植、控制磷肥用量對提高龍薯24號的產量是有益的.

2.2 各因素與產量間的效應

采用降維法分析各因素對龍薯24號產量的效應,分析單個因素變化對產量的影響時,將其余各因素水平固定為零.

由圖1知,各因素對龍薯24號產量影響順序依次為:施鉀量>施氮量>栽培密度>施磷量.4個變量的效應曲線均呈開口向下的拋物線,即隨著各因素取值的增加,鮮薯產量相應地增加,但增加到一定數值后呈下降趨勢.在-2≤X≤2的水平范圍內,當X1=0.5,即栽培密度為3 750株/667 m2時,理論產量最高,達2 967.25 kg/667 m2;當X2=0.5,即施氮量為17.5 kg/667 m2時,理論產量最高,達2 966.71 kg/667 m2;當X3=0.5或X4=1.0,即施磷量或施鉀量為35.0 kg/667 m2時,理論產量最高,分別達2 958.06 kg/667 m2或3 011.37 kg/667 m2.

表3 試驗結果及分析Tab.3 Test results and analysis

圖1 各因素對龍薯24號產量效應曲線Fig.1 Effect curve of each factor on yield of Longshu 24

2.3 雙因素互作效應對鮮薯產量的影響

采用降維法分析雙因素對龍薯24號產量的效應,可得數學模型如下:

Y12=2 951.642 86+56.932 29X1+72.630 21X2

+40.585 94X1X2;

Y14=2 951.642 86+56.932 29X1+105.578 13X4

+45.195 31X1X4;

由雙因素互作效應數學模型可知,密度與施鉀量互作效應最大,其次為密度與施氮量.說明龍薯24號在栽培過程中,增加栽培密度的同時增施鉀肥,產量增加明顯.增加栽培密度的同時在一定范圍內增施氮、磷、鉀肥,有較大程度的增產效果.

2.4 龍薯24號高產模型的優化方案

頻數分析結果表明,龍薯24號甘薯產量>2 850 kg/667 m2的方案共有75個(表4),農藝措施優化配置組合方案:栽培密度為3 913.5～4 100.0株/667 m2,尿素施用量為16.77～18.70 kg/667 m2,鈣鎂磷肥施用量為34.22～38.32 kg/667 m2,硫酸鉀施用量為36.04～39.29 kg/667 m2.

3 討論

從前人的研究來看,林金虎[3]認為,對龍巖7-3鮮薯產量影響的各農藝措施順序依次為鉀肥>密度>氮肥>磷肥;林子龍等[4]認為,對龍薯15號鮮薯產量影響大小的順序為鉀肥>氮肥>密度>磷肥;王暉等[5]認為,對京薯6號產量影響的順序為密度>鉀肥>氮肥>磷肥;陳天淵等[6]認為,對桂粉2號產量的作用順序為氮肥>磷肥>密度>鉀肥,說明農藝措施對甘薯產量的影響因品種的不同而存在不同程度的差異,因而針對不同品種開展相對應的農藝措施研究是必要的.

從肥料施用量對甘薯產量的影響來看,本文研究結果與文獻[3-5]相同,影響的順序一致為鉀肥>氮肥>磷肥,但與文獻[6]的研究結果不同,這可能與試驗地土壤肥力水平有關,他們的試驗地土壤中速效鉀含量達213.0 mg/kg,是文獻[3-5]研究的試驗地土壤速效鉀含量的2～8倍,土壤中速效鉀含量的提高導致甘薯種植過程中對鉀肥施用量依賴的降低.

文獻[8,14-15]的研究結果顯示,甘薯產量的提高除了受品種特性、肥料施用量和栽培密度影響外,與施肥的方式和時期也密切相關,這就需要我們在本文的研究基礎上,進一步開展不同施肥方式與時期對龍薯24號產量影響的研究.

表4 龍薯24號甘薯產量>2 850 kg/667 m2的措施Tab.4 Measures of sweetpotato Longshu 24 yield exceeding 2 850 kg/667 m2

4 結論

通過對龍薯24號肥料施加與栽培密度優化配置進行研究,建立了農藝措施對高淀粉甘薯品種龍薯24號產量影響的數學模型.各措施對鮮薯產量影響的順序依次為:施鉀量>施氮量>栽培密度>施磷量.龍薯24號在生產上應該根據地力條件,增施鉀肥、適量施加氮肥、合理密植、控制磷肥施用量.產量>2 850 kg/667 m2的決策變量的農藝措施優化組合方案為:種植密度為3 913.5～4 100.0株/667 m2,尿素施用量為16.77～18.70 kg/667 m2,鈣鎂磷肥施用量為34.22～38.32 kg/667 m2,硫酸鉀施用量為36.04～39.29 kg/667 m2.