扦插密度和氮、磷、钾对紫甘薯产量的影响

陈孝赏 莫云彬

摘 要：采用单因素随机区组设计和“3414”最优回归设计，分别研究紫甘薯在不同扦插密度和氮、磷 、钾水平配比时的产量效应，并建立扦插密度和氮、磷 、钾施用量与紫甘薯产量关系的肥料效应函数模型，以确定台州市紫甘薯的最适扦插密度和最佳施肥量。结果表明，紫甘薯在扦插密度为3.97万株·hm-2时，产量最高为24.19 t·hm-2；在沙土上紫甘薯每公顷最佳经济效益施肥量为N 155.12 kg，P2O5 37.57 kg，K2O 160.79 kg，N∶P2O5∶K2O为1∶0.24∶1.03。

关键词：紫甘薯；扦插密度；肥料效应；最佳用量

中图分类号：S531 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.11.026

Abstract： By used both single factor randomized block design and “3414”optimum regression design， effects of cutting density， N， P and K on purple sweetpotato yield were studied， and the function model was built to learn about the optimum cutting density and fertilizer application rate. The results indicated that the maximum yield reached 24.19 t·hm-2 with cutting density of 3.97 × 104 plants·hm-2. The fertilizer rate applied in sand soil with optimum economic benefit was N， P2O5 and K2O of 155.12， 37.57， 160.79 kg·hm-2 （N∶P2O5 ∶K2O ratios of 1∶0.24 ∶1.03） respectively.

Key words： purple sweet potato； cutting density； fertilizer effect； optimum amount

甘薯耐旱，適瘠薄，适应性强，是台州市的主要旱地作物，常年种植面积为1.5万hm2左右。紫甘薯为旋花科1年生或2年生草本植物，它是一种甘薯的新类型，因块根富含花青素，呈深紫色，在天然色素提取、鲜食保健、加工功能食品等方面应用前景广阔。但由于近年来甘薯耕作粗放，施肥盲目，导致种植甘薯经济效益不高。“3414”设计方案[1]是3因素、4水平、14处理优化的不完全实施的正交试验，该方案吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点，是目前国内外应用比较广泛的肥料效应田间试验方案，在水稻、小麦、玉米、马铃薯和油菜上取得较好得应用效果[2-10]。

本研究进行了紫甘薯“3414”肥效试验，建立平衡施肥数学模型，以求得最大施肥量和最佳施肥量，旨在为紫甘薯的科学施肥决策提高理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验设在温岭市大溪镇照洋村。试验材料为紫美紫色甘薯新品种，该品种是由浙江省农业科学院从越南引进。

1.2 试验方法

密度试验：本试验设5个处理，分别为2.40万，3.15万，3.90万，4.65万，5.40万株·hm-2。随机区组排列3次重复，共15个小区。小区面积20 m2 （表1）。

肥效试验：采用“3414”最优回归设计，设氮、磷和钾3个因素，4个水平（0水平指不施肥，2水平施肥量为：N 180 kg·hm-2，P205 45 kg·hm-2，K20 180 kg·hm-2（1水平=2水平×0.5，3水平=2水平×1.5），14个处理，小区面积20 m2，3次重复（表3）。

肥料分基肥和追肥、裂缝肥3次施用，氮、钾肥的60%及磷肥的100%作基肥，氮、钾肥的20%作追肥，氮、钾肥的20%作裂缝肥。本试验除施肥量不同外，其他栽培措施与大田生产相同。

1.3 数据分析

数据采用DPS软件进行分析处理[11]。

2 结果与分析

2.1 不同扦插密度对紫甘薯产量的影响

由表1可知，处理3的产量最高，达24.81 t·hm-2；其次依次为处理4、2、5、1，而处理1（扦插密度2.40万株· hm-2）的产量最低，仅为16.04 t· hm-2。

从表2可以看出，处理间的P=0<0.01，差异达极显著水平，说明不同扦插密度间的产量差异达极显著水平。其中，处理3比处理1、2、4、5增产，且差异达极显著水平；处理4比处理2增产，但差异不显著；处理4和处理2均比处理1、5增产，且差异达极显著水平；处理5比处理1增产，差异达极显著水平。

对上述的数据进行二次回归分析，得到方程（1），其中R2=0.979 6，达极显著水平，说明该方程有效，可以对实际生产进行指导。

y = -3.278 2x2 + 26.055x- 27.58 （1）

从图1可以看出，扦插密度与产量的关系曲线为开口向下的抛物线，说明产量随着扦插密度增大而增加，但达到一定程度后，反而随之减少。通过求导法得出，当种植密度为3.97万株· hm-2时产量最高，为24.19 t· hm-2。

2.2 紫甘薯肥料效应分析

2.2.1 紫甘薯的三元二次肥料效应函数模型的建立 把肥料处理1～14试验小区的产量折算成每公顷产量y，列于表3。处理3的产量最高，达26.0 t· hm-2，经济效益也最高，为76 092元· hm-2。经方差分析，处理间的P=0.000 0<0.01，差异达极显著水平，说明不同施肥水平间的产量差异达极显著水平。通过二次多项式回归分析，得到尿素用量、磷肥用量、钾肥用量与紫甘薯产量的三元二次肥料效应函数模型。

Y=14.770 8+0.072 2N+0.269 8P+0.000 1K-0.000 2N2-0.002 9P2-0.000 2K2-0.000 9NP+0.000 2NK+0.000 6PK （R2=0.981 12**）（2）

Y与y的相关系数为0.981 12，达到极显著水平，说明Y与y高度拟合，模型真实可靠，能较准确地反映客观实际，可用建立的模型进行各项指标的分析[3]。分析得出，当N ，P2O5，K2O 为168.73，39.43 ，186.88 kg·hm-2时，紫甘薯的产量达到最大，为26.18 t·hm-2；如果按紫甘薯价格3 000元·t-1，N 4.0元·kg-1，P2O5 5.6元·kg-1，K2O 7.2元·kg-1计算，最佳施肥量为N 159.96 kg·hm-2，P2O5 39.01 kg·hm-2，K2O 172.32 kg·hm-2，N∶P2O5∶K2O 为1∶0.24∶1.08，紫甘薯的最佳经济产量为25.32 t·hm-2。

2.2.2 一元二次肥料效应函数模型的建立 以处理2、3、6、11进行N肥料效应拟合，以处理4、5、6、7对P肥料效应进行拟合，以处理6、8、9、10进行K肥料效应拟合，得出3个一元肥料效应函数模型。

Y=-0.000 2N2 + 0.074 1N + 20.833（R2 = 0.970 7 ）（3）

Y=-0.002 7P2 + 0.194 6P + 22.336（R2 = 0.980 5） （4）

Y=-0.000 2K2 + 0.062 1K + 19.778（R2 = 0.994 8）（5）

通过边际效益分析得出最佳施肥量，其结果列于表4。

2.2.3 土壤缺素分析 由表3可知，该试验地的基础肥力产量为14.81 t·hm-2，相对产量为57.3%，表明该试验地肥力中等，不施肥减产率42.7%，土壤供肥能力57.3%。缺N、缺P和缺K这3个处理的相对产量分别为80.0%，86.6%和76.3%。说明3种肥料对产量的影响大小为K2O >N > P2O5。

3 结 论

本试验结果表明，氮、磷、钾三要素的合理搭配施用能明显提高甘薯产量和经济效益。N，P，K各因素对紫甘薯产量的影响顺序为K2O >N > P2O5。通过三元二次肥料函数模型求得的最佳施肥量都比通过单因素肥料效益函数模型得出的最佳施肥量高，因此认为，合理施肥量应采取二者的平均，这样可以防止过度施肥造成环境的污染。由此可得出，在沙土上紫甘薯每公顷最佳经济效益施肥量为N 155.12 kg，P2O5 37.57 kg，K2O 160.79 kg，N∶P2O5∶K2O为1∶0.24∶1.03。

参考文献：

[1]陈新平，张福锁.通过“3414”试验建立测土配方施肥技术指标体系[J].中国农技推广，2006，22（4）：36-39.

[2]文建平，叶祥盛.水稻“3414”施肥效果及推荐肥料用量研究[J].湖北农业科学，2013，52（9）：2010-2015.

[3]叶祥盛，文建平.基于“3414”试验的早稻施肥效应与推荐肥料研究[J].江西农业大学学报，2013，35（2）：266-273.

[4]程秋华，陆萍，冯建忠，等.水稻氮、磷、钾“3414”肥效试验初报[J].上海农业学报，2012，28（2）：137-142.

[5]崔晓东，孙艳华，吴秋艳，等.泛麦8号“3414”肥料试验初探[J].农业科技通讯，2011 （8）：48-50.

[6]邹新华，林善耕，童杰明，等.杂交玉米“3414”施肥法肥料效应分析[J].广东农业科学，2013，40（15）：76-78.

[7]覃永嫒，时成俏，王兵伟，等.鲜食玉米桂糯518的肥料效应试验及推荐施肥分析[J].南方农业学报，2014，45（2）：244-249.

[8]刘远方，陈玉琼，李幼萍.不同土壤类型脱毒马铃薯“3414”肥料试验结果探析[J].耕作与栽培，2011 （5）：29-30.

[9]张耀学，刘习中，王伟妮，等.鄂东油菜施肥效果及肥料利用效率研究[J].安徽农业科学，2010，38（2）：662-664.

[10]朱克保，吴传洲，奚波，等.应用“3414”试验建立芜湖县油菜施肥指标体系[J].中国農学通报，2010，26（19）：155-160.

[11]唐启义，冯明光.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社，2002.