鲁南区冬小麦山农20超高产栽培模式集成研究

王宗芳,徐民,孔琳

山东省曲阜市农业局,山东曲阜273100

鲁南区冬小麦山农20超高产栽培模式集成研究

王宗芳,徐民,孔琳

山东省曲阜市农业局,山东曲阜273100

采取正交旋转回归设计，以播种期、基本苗、氮肥施用量为试验因子，以10500 kg/hm2的产量为目标函数，在鲁南区进行山农20冬小麦超高产栽培模式集成研究。结果表明，冬小麦超高产以播期和N肥施用量为主要限制因素，次要限制因素为基本苗。明确了冬小麦单产10500 kg/hm2以上的最佳播量、播种期和合理的N肥施用量为主要指标的栽培技术模式。在目前生产条件下，冬小麦单产指标10500 kg/hm2以上要求的农艺措施指标：在选用优质多抗高产小麦山农20等多穗型品种、实行宽幅精播的基础上，冬小麦播种期在10月8日～12日，基本苗180万/hm2，氮肥施用量270～450 kg/hm2，增产效果显著。

山农20;冬小麦;高产栽培

山农20冬小麦品种2010年通过国家品种审定委员会审定，是山东省优质小麦推广补贴项目指定品种。2008～2009年生产试验统一取样经农业部谷物品质监督检验测试中心（泰安）测试：籽粒蛋白质13.57%、湿面筋31.4%、沉淀值30.3 mL、吸水率64.1 mL/100 g、稳定时间3.2 min，主要品质指标达到中筋品种标准。研究集成其超高产栽培配套技术模式，实现标准化规模发展，对于农业增产、农民增收具有很大意义。

1 材料与方法

1.1 供试品种

山农20。

1.2 试验地点

试验于2014年在曲阜市农业科技研发中心进行，同时在息陬镇、姚村镇进行万亩应用示范。

1.3 试验设计

试验以基本苗、播种期、N肥用量三个技术指标为研究因子，每个因子设5个水平（表1）。采取正交旋转回归设计，计算机程序优化方案（表2），六行区，平均行距40 cm，小区面积20 m2，共20个小区，随机排列。

1.4 试验地基本情况

试验地选择土壤肥沃、水浇条件良好的地块。土壤耕作层30 cm，属潮褐土，耕层土壤质地轻壤，平原井灌区，轮灌周期5～7 d，前茬作物玉米，单产9750 kg/hm2以上。耕作层土壤营养含量：有机质12.5 g/kg，全氮1.2 g/kg，全磷0.10 mg/kg，碱解氮99.8 mg/kg，速效纯磷15.8 mg/kg，速效钾125.8 mg/kg。秋季收获玉米后土壤耕翻，亩施商品有机肥1000 kg。

1.5 田间管理

底肥用量:磷肥225 kg/hm2、钾肥300 kg/hm2、商品有机肥15000 kg/hm2。机械化耕地整畦，人工开沟撒播，每小区播种8行小麦，行距28.75 cm。按试验设计播种，播后压水，12月5日浇越冬水，4月2日浇拔节水。3月15日春季综合防治（每亩双喜除草剂15 g、粉锈宁杀菌剂30 g、吡虫啉杀虫剂20 g混合喷雾）；5月15日后期一喷三防（每亩用40%氧乐果乳油90 mL、50%多菌灵60 g、磷酸二氢钾粉剂100 g兑水50 kg混合喷雾）。其它管理同一般大田。试验田间调查及小区实产结果见表3～6。

表1 因子水平及编码Table 1 Factor level and code

表2 水平编码结构矩阵Table 2 The structure matrix of coding level

表3 试验产量统计表Table 3 Yields in tests

表4 试验生育期记载Table 4 Growth periods for the tested individualsUnite:day/month

表5 各生育期群体动态调查记载表Table5 Dynamic investigation records in each growth period

表6 单株性状调查记载表Table6 Traits surveyed for individuals

2 试验结果分析

2.1 成熟期主要性状调查结果（见表6）

2.2 试验产量结果（见表3）

由表3可见，小区平均产量最高为17号处理，单产为11145 kg/hm2，最低为14号处理，单产为6831 kg/hm2。

2.3 产量及效益方程的建立

利用南开大学信息技术学院编制的旋转回归程序，由计算机逐点计算并建立方程。

产量方程：y=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12+13.3946 x2-3.0625x1x2-44.1301 x22+18.8489 x3+4.2625 x1x3-1.0125 x2x3-46.5867 x32。

方程最优解y=728.219{x1-0.117253,x2-0.14533,x3-0.206084}

将设计因子按目前农资市场价格计算：该试验最佳经济效益方程为:y=1515.12+21.9276 x1-97.3867 x12+24.1286 x2-6.43125 x1x2-92.6732 x22+39.5827 x3+8.95125 x1x3-2.12625 x2x3-97.832 x32。

此方程解最佳因子编码{x1-0.117978,x2-0.12372,x3-0.206352}，最佳效益产量y=10922.985 kg/hm2。该方程可显示鲁南区冬小麦单产9000 kg/hm2以上播量、播种期、氮肥量与产量的关系,可作为冬小麦超高产栽培促控措施的依据。2.4单因子效应

y1=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12

y1最优=10879.185 kg/hm2，x1编码值→0.11258

y2=724.691+13.3946 x2-44.1301 x22

y2最优=10885.62 kg/hm2，x2编码值→0.151762

y3=724.691+18.8489 x3-46.5867 x32

y3最优=10898.97 kg/hm2，x3编码值→0.202299

三因子与产量关系见图1所示。

图1 单因子效应曲线图Fig.1 Curves of single factor

2.5 试验因子交互作用分析

2.5.1 播种期x1与播量x2交互作用分析

x1与x2交互与产量的关系：y1.2=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12+13.3946 x2-3.0625 x1x2-44.1301 x22y1.2最优=10893.675 kg/hm2，x1编码值→0.107692、x2编码值→0.148025。

表7 播期与播量交互作用效应Table 7 The interaction effect between sowing date and planting density

图2 播期与播量交互作用效应Fig.2 The interaction effect between sowing date and planting density

2.5.2 播期x1与施肥量x3交互作用分析

x1与x3交互与产量的关系：

y1.3=724.691+10.4417 x1-46.3746 x12+18.8489 x3+4.2625 x1x3-46.5867 x32

y1.3最优=10909.32 kg/hm2，x1编码值→0.122134、x3编码值→0.207886。

表8 播期与施肥量交互作用Table 8 The interaction effects between the sowing date and the amount of nitrogen fertilizer

图3 播期与施肥量的交互作用效应图Fig.3 Diagram of the interaction effects between the sowing date and the amount of nitrogen fertilizer

2.5.3 播量x2与施肥量x3交互作用分析

x2与x3交互与产量的关系：

y2.3=724.691+13.3946 x2-44.1301 x22+18.8489 x3-1.0125 x2x3-46.5867 x32

y2.3最优=10913.76 kg/hm2，x2编码值→0.14946、x3编码值→0.200675。

表9 密度与施肥量交互作用效应Table 9 The interaction effects between the planting density and the amount of nitrogen fertilizer

图4 密度与施肥量交互作用效应图Fig.4 Diagram of the interaction effects between the planting density and the amount of nitrogen fertilizer

3 模型优化及应用结果

3.1 计算机模型优化

按步长0.3计算机生成模型优化方案300组。三因子水平频率见表10。

表10 三因子水平频率Table 10 Frequency of three factors

3.2 应用效果

在进行优化方案试验研究同时，利用0水平设计于2013～2014年度在曲阜市农业科技研发中心和姚村镇进行了小麦高产攻关试验，同时在曲阜市息陬镇和姚村镇进行了2万亩高产示范。品种全部选用山农20。试验及示范产量结果见表11。

表11 曲阜市2013～2014年度小麦高产攻关高产示范田产量结果统计Table 11Yields of wheat high-yield research demonstration fields in 2013～2014 of Qufu City

由表11可见，小面积攻关单产都在10500 kg/hm2以上。最高达10657.5 kg/hm2。验证了优化方案的可行性。

4 小结与讨论

(1)试验结果所建立的三因子与产量的关系方程

y=724.691+10.4417x1-46.3746x12+13.3946x2-3.0625x1x2-44.1301x22+18.8489x3+4.2625x1x3-1.0125x2x3-46.5867x32。反映了鲁南区冬小麦高产条件下播种期、播量、N肥用量与产量的关系，可作为鲁南区今后一个时期制定小麦超高产栽培技术措施的依据。

(2)高产小麦田各因子在不同水平条件下作用不同，各因子在0水平条件下三因子的作用大小为x1>x3>x2，交互作用为x2.x3>x1.x3>x1.x2。

(3)试验三因子效益分析表明，在高产条件下三因子必须协调，单独强调增加或减少哪一个因子水平都不可能达到高产的目的。

(4)试验表明，在鲁南区目前生产条件下，小麦单产指标700 kg/亩以上要求的农艺措施指标见表12，在选用山农20等多穗型品种，实行宽幅精播基础上，播种期在10月8日-12日，基本苗180万/hm2，氮肥施用量270～450 kg/hm2（底、追各占50%），可获得显著的增产效果。

表12 推荐方案各因子指标Table 12 Index of each factor for recommended model

[1]余松烈,于振文,董庆裕,等.小麦亩产789.9 kg高产栽培技术思路[J].山东农业科学,2010(4):11-12

[2]田奇卓,于振文,潘庆民,等.冬小麦超高产栽培群、个体发展动态指标的研究[J].作物学报,1998,24(6):859-864

[3]赵俊晔,于振文.高产条件下施氮量对冬小麦氮素吸收分配利用的影响[J].作物学报,2006,32(4):484-490

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[5]李洪祥,纵瑞收,许明杰.双国审小麦新品种“山农20”的高产攻关试验研究[C]//中国作物学会.2014年中国作物学会学术年会论文摘要集,2014:2

[6]王振林,田纪春.小麦新品种山农20高产配套栽培技术规程[J].农业科技通讯,2013(7):155-156

Study on the Integrated Cultural Mode of Supper High Yield of Winter Wheat Shannon 20 in South Shandong District

WANG Zong-fang,XU Min,KONG Lin
Agricultural bureau of Qufu City Shandong Province,Qufu 273100,China

In this project,sowing date,planting density and amount of nitrogen fertilizer as three experimental factors,yield of 10500 kg/hm2as objective function,orthogonal rotation regression designs were used to study the integrated cultural model of supper high yields for winter wheat of Shannong 20 in south of Lu district.The results show that sowing time and amount of nitrogen fertilizer were mainly restricted factors,and planting density was subordinate restricted factor for the supper high yields of winter wheat.In the current cultural conditions,the agricultural measure indicators for 10500 kg/hm2or more yields of winter wheat is that:on the bases of selection high quality of multi-resistant and high-yielding of multi-spike strains such as winter wheat of Shannong 20,and precision seeding in wide implementation,sowing from 8th to the 12th in October,planting density as 1800000/hm2,amount of nitrogen fertilizer as 270-450 kg/hm2，this integrated cultural mode could significantly increase the yields.

Shannong 20;winter wheat;high-yield cultivation

S512.1+1

A

1000-2324(2016)06-0820-08

2015-03-27

2015-05-04

山东省粮棉油高产创建目(鲁农财字（2013）38号)

王宗芳(1974-),女,农艺师,主要从事农业技术推广工作.E-mail:qfwangzongfang@126.com