毕节市卷丹百合高产栽培技术优化研究

赵明勇 陈维洁 马贤森 郭 维 张 俊

（毕节市农业科学研究所，贵州毕节 551700）

卷丹百合（Lilium lancifolium Thunb.）为百合科（Liliaceae Juss）百合属（Lilium）多年生草本植物，集药用、食用、观赏价值于一体，在全国各地均有栽培[1-3]。卷丹百合富含蛋白质、淀粉、果胶、糖、维生素及矿物质，还含有多种活性物质（如百合多糖、百合皂苷、磷脂、秋水仙碱等），是国家第一批通过的药食两用植物之一[4]，其鳞茎入药具有润肺、止咳、清心、安神的功效，用于治疗劳嗽咳血、阴虚燥咳、虚烦惊悸、精神恍惚、失眠多梦[5]。近年来，随着毕节地区产业结构调整的推进，卷丹百合产业规模逐渐扩大，但在其生产过程中肥料配比及施肥时间成为制约其发展的重要因素。本试验以卷丹百合鳞茎鲜产量为考核指标，采用4因素5水平二次回归正交旋转组合设计方法[6]，研究了毕节市卷丹百合适宜的种植密度以及氮肥、钾肥、磷肥施用量，以期为卷丹百合规范化种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于毕节市农业科学研究所旱作科研基地，地理位置为东经 105°16′、北纬 27°10′，海拔1 608 m，距离城区22 km左右，周围无工厂、矿山等污染源。试验地年均日照时数1 377.7 h，年均气温为13℃，年均降水量955.9 mm左右（每年降水量的70%左右集中在5—9月），无霜期250 d左右。试验地肥力均匀、地势平坦，土质为壤土，前茬作物为玉米。

1.2 供试材料

试验卷丹百合品种为龙山卷丹，供试肥料为尿素（纯 N≥46%）、硫酸钾（K2O≥50%）、过磷酸钙（P2O5≥12%）。

1.3 试验设计

以卷丹百合鳞茎净增鲜产量为目标，选择种植密度（x1）、施氮量（x2）、施钾量（x3）、施磷量（x4）4 个试验因素作为研究对象，采用4因素5水平二次回归正交旋转组合设计方法进行试验。试验设置36个处理组合，分为3个不完全随机区组，在田间共实施36 个试验小区，小区面积 3 m2（3 m×1 m），小区间留走道宽40 cm，重复间留走道宽50 cm，试验地四周栽种卷丹百合作保护行。

1.4 试验方法

2017年10月8日按照试验设计栽种，选择健康卷丹百合鳞茎作种，每个鳞茎重16 g左右，播种前采用百菌清500倍液浸泡种球15 min，取出晾干，然后开沟条播，沟深10～15 cm，下种后覆土10 cm左右。根据设计用量施肥料，磷肥作为基肥一次性施用；钾肥和氮肥作追肥施用，卷丹百合苗期施肥量占总量的30%，摘薹后施肥量占总量的70%。2018年3月21日左右出苗，5月25日作摘薹处理，留薹高60 cm左右，2018年7月22日收获鳞茎计鲜产。

表1 试验因素与水平编码

1.5 测产方法

当卷丹百合地上部分70%茎叶枯萎后，选择天气晴朗、土壤不粘鳞茎时采收。每小区鳞茎采挖后要清理泥土、茎叶和根须，全小区鳞茎称重计产即为每小区鳞茎鲜产量。小区鳞茎鲜产量减去播种时卷丹百合种球重量即为卷丹百合鳞茎净增鲜产量。

2 结果与分析

2.1 数学模型的建立

卷丹百合鳞茎净增鲜产量结果见表2，通过DPS数据处理统计软件对卷丹百合鳞茎净增鲜产量结果进行分析，得卷丹百合鳞茎净增鲜产量（y）与试验种植密度（x1）、施氮量（x2）、施钾量（x3）、施磷量（x4）4 个试验因素间的回归方程：

表2 试验设计结构矩阵及卷丹百合鳞茎净增鲜产量结果

将卷丹百合试验鳞茎净增鲜产量结果进行方差分析，并对回归方程进行显著性检验（表3），F1=1.200＜F0.05（10.11）=2.86，差异不显著，说明试验设计合理，所选择的试验因子及矩阵适合品种特性，也符合生产实际；F2=18.871＞F0.01（14.21）=3.07，说明所建立的回归方程在α=0.01水平上显著，试验数据与所采用的二次数学模型符合，方程与实际情况拟合程度较好，试验中未控因子对回归方程的拟合影响较小，可进一步分析各因子对产量的影响，筛选优化卷丹百合的种植密度、施氮量、施钾量和施磷量。

表3 卷丹百合鳞茎净增鲜产量结果方差分析

2.2 效应分析

2.2.1 主因素效应分析。在无量纲线性编码替换后，方程偏回归系数已经标准化，直接比较其绝对值大小，就可以判断各试验因子对卷丹百合鳞茎净增鲜产量影响的重要程度。本试验中，4个因素对产量的影响顺序为种植密度（x1）＞施钾量（x2）＞施氮量（x3）＞施磷量（x4）。

2.2.2 单因素效应分析。采用降维法，固定3个因素取零水平，得另一因素与产量的回归子模型如下：

将各因素的水平编码值分别代入式（2）、（3）、（4）、（5），对卷丹百合鳞茎净增鲜产量作函数曲线，得图1、2、3、4。

图1 种植密度对卷丹百合产量的影响

图2 施氮量对卷丹百合产量的影响

图3 施钾量对卷丹百合产量的影响

图4 施磷量对卷丹百合产量的影响

从图1可知，种植密度在[-2，1]范围内，随着编码水平的增大，鳞茎净增鲜产量不断上升；在[1，2]范围内，鳞茎净增鲜产量则随着编码水平的增加呈降低趋势。方程（2）中二次项系数为负，方程有极大值，即当x1取值为0.997时，卷丹百合可获得最高产量23 948.11 kg/hm2。

从图2可知，氮肥施用量在[-2，0]范围内，随着编码水平的提高，鳞茎净鲜增产量不断上升；在[0，2]范围内，鳞茎净增鲜产量则随着水平的增加呈降低趋势。方程（3）中二次项系数为负，方程有极大值，即当x2取值为0.219时，卷丹百合可以获得最高产量22 234.1 kg/hm2。

从图3可知，钾肥施用量在[-2，0]范围内，随编码水平的提高，鳞茎净增鲜产量不断上升；在[0，2]范围内，鳞茎净增鲜产量则随着编码水平的增加呈降低趋势。方程（4）中二次项系数为负，方程有极大值，即当x2取值为0.442时，卷丹百合可获得最高产量22 389.43 kg/hm2。

从图4可知，磷肥施用量在[-2，0]范围内，随编码水平的提高，鳞茎净增鲜产量不断上升；在[0，2]范围内，鳞茎净增鲜产量则随着编码水平的增加呈降低趋势。方程（5）中二次项系数为负，方程有极大值，即当x2取值为0.15时，卷丹百合可以获得最高产量22 209.72 kg/hm2。

综上所述，毕节地区卷丹百合要获得高产，应合理控制种植密度及氮磷钾肥施用量。

2.3 回归方程的模拟寻优

根据《作物栽培数学模型概述及建模方法的选择》，该试验处理组合总数为 625个，产量在19 500.00 kg/hm2以上的组合84个（占13.44%），各因素的频率分布见表4。回归方程模拟结果表明，卷丹百合鳞茎净增鲜产量≥19 500.00 kg/hm2的相应农艺措施为：栽培密度 477 240～512 760个/hm2，施氮量204.00～246.00 kg/hm2，施钾量 242.70～282.30 kg/hm2，施磷量 204.00～246.00 kg/hm2。

表4 卷丹百合鳞茎净增鲜产量≥19 500.00 kg/hm2的频率分布

3 结论与讨论

种植密度及施肥量对卷丹百合鳞茎净增鲜产量的影响较大[7-9]。本文采用4因素5水平二次回归正交旋转组合设计方法进行试验，通过试验研究建立了百合鳞茎净增鲜产量与其栽培密度、施氮量、施钾量、施磷量的数学模型，模型的拟合程度较好。种植密度、施氮量、施钾量、施磷量对卷丹百合鳞茎净增鲜产量的效应呈一元二次抛物线，即产量随着卷丹百合种植密度、施氮量、施钾量、施磷量的增加而增加，但当种植密度、施氮量、施钾量、施磷量增加到一定程度，产量反而下降。通过对模型进行优化分析，取95%置信区间，得出了百合鳞茎净增鲜产量≥19 500 kg/hm2的相应农艺措施：栽培密度477 240～512 760 个/hm2，施氮量 204.00～246.00 kg/hm2，施钾量 242.70～282.30kg/hm2，施磷量 204.00～246.00kg/hm2。

高彦宁[10]研究了百合的GAP基地不同施肥方法，根据百合生长发育状况及当地施肥习惯，考察了过磷酸钙和硫酸钾对百合总皂苷含量、百合鳞茎产量的影响；研究了施用叶面肥钼酸铵和磷酸二氢钾对百合鳞茎产量以及总皂苷含量的影响，通过统计分析，确定了最佳施肥方案（肥料用量换算为施氮量为 478.5 kg/hm2、施钾量为 202.5 kg/hm2、施磷量为202.5 kg/hm2）。本试验结果的施钾量和施磷量与其较接近，但施氮量差别较大，这可能与土壤肥力条件与气候环境的差异有关。

胡运霞[7]研究了施肥对卷丹百合产量和硝酸盐含量的影响，结果表明：施用化学肥料可以显著提高卷丹百合鳞茎的产量，处理中平衡施用氮、磷、钾肥料配比的产量最高，为10 690 kg/hm2，经济效益和纯收益最高；各处理中百合鳞茎硝酸盐含量最低的是对照处理，其次为氮、磷、钾配比处理。由此表明，要降低鳞茎内硝酸盐含量，提高卷丹百合鳞茎产量，需要改变传统的单一施用氮肥习惯，增施磷、钾肥，配合施用氮、磷、钾肥，可以明显改善卷丹百合植株和鳞茎商品性状，提高卷丹百合鳞茎产量。本试验提到的合理控制氮肥用量、配施适宜的磷肥和钾肥施用量与其试验结果基本一致。

彭秀辉[11]通过田间试验研究得出配方肥在百合生产上的施用量和应用效果，结果表明：配方施肥能明显改善百合经济性状，且较大幅度地提高了百合鳞茎的商品果率和单产，实现了增产增效，增产率可达20%以上；推荐卷丹百合的最佳肥料配方为氮肥255.0 kg/hm2、钾肥 240.0 kg/hm2、磷肥 105.0 kg/hm2。本试验的施氮量与施钾量与彭秀辉的研究结果比较接近，但施磷量差异较大，这可能与土壤类型、肥力条件和气候环境的差异有关。

刘 兵等[12]研究了氮磷钾配肥对百合产量的影响，综合比较了百合肥料投入、鳞茎产量、经济效益等指标，建立了百合施用氮、磷、钾肥料的三元二次方程，从而获得了百合种植中最佳施肥比例和施肥量。结果表明：百合实行氮、磷、钾合理配方施肥，有利于百合生长和产量的提高，最佳施肥量为氮肥为117.0 kg/hm2、钾肥 117.0 kg/hm2、磷肥 91.5 kg/hm2。 本试验结果与其差异大。本试验得出的最佳施肥方案对应的卷丹百合栽培密度为477 240～512 760个/hm2，而刘 兵等的最佳施肥方案对应的百合栽培密度为166 650个/hm2，这可能是肥料施用量差异大的主要因素，其他如土壤类型、肥力条件等也有影响。

田间试验表明，在卷丹百合生产中要获得更高的鳞茎鲜产量，应重视百合的种植密度，合理控制氮肥、钾肥、磷肥的施用量。采用二次回归正交旋转组合设计方法，建立卷丹百合的高产栽培数学模型，利用计算机模拟寻优，符合现代农业生产复杂性特点[13-15]。从模型中获得的农艺措施优化组合方案可为同环境下卷丹百合栽培提供技术指导和参考，由于地域、气候、地力、水肥等条件的影响，在卷丹百合生产上还需要结合种植地实际情况，在实践中进一步筛选寻优。本试验结果均为1年数据，有待重复性试验予以进一步验证和优化。