关键栽培因子与寒地粳稻龙粳25号产量的回归及互作效应研究
2015-06-16张淑英等
张淑英等
摘 要：以龙粳25为试验材料，采用单因子回归设计及二次正交旋转组合设计，分析了氮肥及密度与产量的单因子效应及互作效应。结果表明：产量与氮肥或密度均呈显著的先上后下降的二次曲线关系，并且获得了单因子情况下产量最高时的施氮量：（144.2±5.0） kg·hm-2，密度：（26.5±1.0） 穴·m-2。互作效应结果表明，中等水平的氮肥和密度配合更易获得高产，当X1取0、X2取0水平时，可以取得理论最大值9 771.31 kg·hm-2。
关键词：氮肥；密度；龙粳25；回归方程；互作效应
中图分类号：S511.2+2 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.06.026
Abstract： With single factor regression design and quadratic orthogonal design， the experiments studied single factor and interaction effect of nitrogen fertilizer and density on yield of japonica rice Longjing 25 in cold region. The results indicated that nitrogen fertilizer and density and yield had a conic curve relationship. At the same time， the experiments in the case of single factor obtained the optimum amount of nitrogen： （144.2±5.0） kg·hm-2， the optimum density： （26.5±1.0） points·m-2. The results of interaction effect indicated that it was easier to achieve goal of high yield with the middle level nitrogen fertilizer and density. The experiments obtained the theoretical maximum： 9 771.31 kg·hm-2 when X1 and X2 was 0 level.
Key words： nitrogen fertilizer； density； Longjing 25； regression equation； interaction effect
龙粳25（原代号龙花01-806）由黑龙江省农业科学院水稻研究所，以佳禾早占为母本，以龙花97058 为父本进行有性杂交，经接种其F1 花药离体培养，获得加倍二倍体植株后选育而成。2007年在黑龙江省农业良种化工程评选中被评为中标品种，2009年1月经黑龙江省农作物品种审定委员会审定推广。审定当年推广种植面积1.27万hm2，大面积种植表现出产量高、米质优、耐寒性强、抗稻瘟病性强、出米率高等优点，现已累计推广超过66.67万hm2 [1]。然而科学合理的肥料运筹和适宜的种植密度是水稻获取高产的关键栽培措施，在生产中必须将良种与良法相结合，才会使水稻产量潜力得到充分发挥[2-5]。鉴于此，本试验欲通过不同氮肥、密度，采用单因子试验和互作效应试验，来分析氮肥、密度这两个关键栽培因子与寒地粳稻龙粳25产量的关系，皆在为龙粳25高产栽培提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
以寒地粳稻品种龙粳25号为试验材料。试验于2014年在黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院曙光水稻试验田进行，供试土壤有机质含量28.4 g·kg-1，全氮1.37 g·kg-1，pH值6.9。
1.2 试验设计
单因子试验采用小区互比，分别设4个氮肥处理和4个密度处理。氮肥处理：N1为施纯氮90 kg·hm-2，N2为施纯氮120 kg·hm-2，N3为施纯氮150 kg·hm-2，N4为施纯氮180 kg·hm-2。密度处理：D1为20穴·m-2（30 cm×16.67 cm），D2为25穴·m-2（30 cm×13.33 cm），D3为30穴·m-2（30 cm×11.11 cm），D4为35穴·m-2（30 cm×9.23 cm）。
正交试验采用二因素五水平的二次正交旋转组合设计，试验因子实际水平见表1。试验每小区面积30 m2，单排单灌，随机区组排列，3次重复。磷肥施入纯磷（P2O5）46.9 kg·hm-2，钾肥施入纯钾（K2O）60.0 kg·hm-2，各处理相同。肥料施用时期及比例见表2，其他管理与当地水稻生产相同。
1.3 调查项目与方法
水稻成熟时每小区去除边2行，选10 m2左右实割进行产量实测，晒干换算成标准含水量后计算产量。单因子回归曲线、二次正交回归等均采用DPS 8.01、Excel 2003进行统计分析和绘图。
2 结果与分析
2.1 氮肥施用量与龙粳25产量的回归分析
从图1氮肥与产量的回归曲线可以看出，龙粳25产量随着氮肥的增加先上升后下降，呈显著的二次曲线关系。说明氮肥过低造成生长量不足，氮肥过多又易产生经济系数下降，均不利于龙粳25高产的形成。同时获得了氮肥与产量的回归方程为y = -0.648 9x2 + 187.12x-4 054，方程的决定系数（R2）为0.887 3，表明回归方程有较高的决定程度。对回归方程的两边同时做一介导数，可以计算出产量最高时的最佳纯氮施用量：（144.2±5.0） kg·hm-2。
2.2 插秧密度与龙粳25产量的回归分析
从图2密度与产量的回归曲线可以看出，产量与密度呈先上升后下降的二次曲线关系，尤其在高密度下产量下降极为显著。说明插秧密度过密或过稀，均不利于龙粳25高产的形成。同时获得了密度与产量的回归方程为y = -21.207x2 + 1 124.6x-5 532.4，方程的决定系数（R2）为0.717 6，表明回归方程有较高的决定程度。对回归方程的两边同时做一介导数，可以计算出产量最高时的最佳密度：（26.5±1.0） 穴·m-2。
2.3 氮肥密度互作对产量影响
将各小区实测产量换算成公顷产量后，运用DPS软件可以获得氮肥密度互作与产量的数学模型回归方程：Y=9 771.31-60.29X1-169.16X2-744.58X12-715.18X22+201.45X1X2
根据表3方差分析可以看出，X12、X22、X1X2三项达到极显著水平；对方程进行检验F1=2.807 3
从图3氮肥密度互作与产量关系可以看出，氮肥密度互作效应明显。当密度固定在某一水平时，产量会随着施氮量的增加而先上升后下降。同时当氮肥固定在低水平时，产量会随着施密度的增加而显著提高，但在高密度下产量增加趋缓；当氮肥固定在高水平时，产量会随着密度的增加而先上升后显著下降，尤其在高氮肥高密度下产量反降更为明显。可见同时采用中高水平的氮肥和密度会造成产量的显著下降，中等水平的氮肥和中等水平的密度配合龙粳25更易获得高产。理论最大值出现在X1取0、X2取0水平时，最大值为9 771.31 kg·hm-2。
3 结论与讨论
适宜的氮肥和密度是水稻获得高产的重要基础，氮肥过高或过低，密度过密或过稀，都会造成水稻群体质量下降，产量降低[6-11]。这与本试验结果相似，本试验单因子分析结果表明，龙粳25产量随着氮肥及密度的增加而先上升后下降，均呈现显著的二次曲线关系，并且获得了产量最高时的最佳纯氮施用量：（144.2±5.0） kg·hm-2，最佳密度：（26.5±1.0） 穴·m-2。
同时本试验氮肥密度互作与产量关系结果表明，采用中高水平的氮肥和密度会造成产量的显著下降，中等水平的氮肥和中等水平的密度配合龙粳25更易获得高产，当X1取0、X2取0水平时，可以取得理论最大值。由此说明单因子试验获得的最佳氮肥或密度与互作效应存在一定的差异，可见在互作情况下各单因子之间存在相互作用、相互调节，从而提高群体质量，实现高产。
参考文献
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