菜用金荞麦高产栽培技术优化
2016-03-02何远宽闵家媛邓禄生赵明勇
何远宽， 赵 维， 马 杰， 闵家媛， 程 娜， 邓禄生， 赵明勇
(毕节市农业科学研究所， 贵州 毕节 551700)
菜用金荞麦高产栽培技术优化
何远宽， 赵 维， 马 杰， 闵家媛， 程 娜， 邓禄生， 赵明勇*
(毕节市农业科学研究所， 贵州 毕节 551700)
为明确金荞麦在毕节地区适宜的播期及繁殖方式，建立金荞麦的优化栽培模式，以栽培密度、氮肥、钾肥、磷肥施用量为对象，运用四因子五水平二次回归正交旋转组合设计方法，研究不同播期和繁殖方式对金荞麦鲜茎叶产量的影响。结果表明：金荞麦适宜播期为1月下旬至2月上旬，以芽苞繁殖的产量最高；通过模拟寻优，建立了金荞麦茎叶鲜产量与栽培密度、氮肥、钾肥、磷肥施用量间关系的数学模型，提出金荞麦茎叶鲜产量≥36 000 kg/hm2的综合农艺栽培措施为：栽培密度12.29万～12.95万株/hm2，氮肥施用量81.63～98.37 kg/hm2，钾肥施用量73.6～86.4 kg/hm2，磷肥施用量109.14～130.86 kg/hm2。
金荞麦； 高产栽培； 栽培模型； 技术优化； 毕节
金荞麦[Fagopyrumdibotrys(D.Don) Hara]属蓼科(Polygonaceae)荞麦属(FagopyrumMill)多年生草本植物[1-2]，又名野荞麦、金锁银开、贼骨头、荞麦三七、苦荞头、铁拳头、天荞麦、荞麦当归等[3-5]。我国云南、湖南、湖北、重庆、贵州、江苏、陕西、浙江、江西、四川等省均有分布[6]，是重要的药用植物资源，具有较高的药用价值和良好的应用前景。近年随着人们对金荞麦营养价值和药用功能的不断发现，贵州省威宁县金荞麦的加工产品荞茶在市场上供不应求[7]。金荞麦的幼嫩植株部分是深受欢迎的蔬菜之一,金荞麦的茎叶含有丰富的蛋白质和生物黄酮类物质，主要成分为槲皮素、芦丁、山奈酚、桑色素、表儿茶素、表儿茶素-3-没食子酸脂、原矢车菊素等。这类混合物具有调节血脂、降低血液粘稠度、改善血清脂质、延长红血球寿命、增强造血功能和预防心脑血管疾病等作用。近年来，由于生态恶化及人为因素的影响，金荞麦野生资源日益减少，我国已将其列为国家二级保护植物。随着金荞麦资源的不断开发，其需求量日益增长。为缓解供需矛盾，人工栽培金荞麦发展很快，国内外已开展了金荞麦资源收集、多样性、生理特性、药效学以及临床应用等方面的研究，但金荞麦茎叶作为蔬菜食用方面的高产栽培技术研究在国内外鲜见报道。为此，笔者针对金荞麦鲜茎叶高产栽培，在毕节市进行金荞麦不同播期、繁殖方式以及栽培密度、氮肥、钾肥、磷肥施用量对产量影响的试验研究，提出金荞麦高产、稳产的综合农艺措施，旨在为金荞麦高产栽培提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试金荞麦种源为金沙县平坝乡野生金荞麦，金荞麦芽苞(有芽1～4个)大小在30 g左右。氮肥为普通赤天化尿素(N≥46.4%)，钾肥为硫酸钾(含K2O≥50%)，磷肥为过磷酸钙(P2O5≥12%)，有机肥为腐熟的农家肥。
1.2 试验地概况
试验于2013年3—11月在毕节市农业科学研究所无公害蔬菜基地(WNCR-GZ-00197)进行。海拔1 428 m，全年平均气温13.20℃，≥10℃有效积温3 836.4℃，年降雨量1 100 mm左右，相对湿度81%，年日照1 386.4 h，无霜期256.7 d，冬无严寒，夏无酷暑。该基地土壤类型以深厚、疏松的沙壤土为主，肥力中上等，土壤理化指标为：有机质含量1.58%，全氮0.156%，全磷0.097%，速效氮135.80 mg/kg，速效磷29.00 mg/kg，速效钾135.00 mg/kg，全钾1.91%，pH 6.6。试验地地势平坦、排水良好、灌水方面、无污染、通风透气性好、肥力均匀。前茬大白菜。
1.3 试验设计
分别进行播期、繁殖方式的单因子试验，以及密度及肥料配比的多因子多水平试验，共3组试验。小区面积15 m2(长5 m×宽3 m)，小区间距0.7 m，重复间距0.8 m，试验地四周种植金荞麦作保护区。
播期试验：设B1(1月2日)、B2(1月22日)、B3(2月11日)、B4(3月3日)和B5(3月23日)共5个处理，随机区组排列，3次重复。繁殖材料为当地常规种植的金荞麦芽苞。
繁殖方式试验：设F1(种子)、F2(芽苞)和F3(扦插苗)共3个处理，随机区组排列，3次重复。播期为当地常规播种时间即3月4日。
密度及肥料配比试验：以栽培密度、氮肥、钾肥、磷肥施用量为栽培因子，以金荞麦茎叶鲜产量为目标，采用四因子五水平二次回归正交旋转组合设计方法进行设计。试验因素及编码水平见表1，设置36个处理，分为3个不完全随机区组，在田间共实施36个小区。播期为3月4日，繁殖材料为当地常规种植的金荞麦芽苞。
根据各组试验设计，进行播种(芽苞种植：选取金荞麦健康芽苞作种，单个种植，穴深10 cm左右,播后覆土；种子种植：先施底肥，覆薄土后每穴播4～5粒种，间苗后定植1株；扦插繁殖：每穴扦插1株，每株3～4个节，留1～2个节露于地面)，将过磷酸钙、硫酸钾作底肥均匀施入。金荞麦齐苗或返青后，清除田间杂草，中耕松土，苗高达20 cm左右时采摘，每次采摘后按设计用量追施尿素(共追施6次)，采收后清理田间烂叶及杂草。
1.4 数据分析
采用DPS数据处理统计软件对试验数据进行分析[8]。
表1 金荞麦四因子五水平二次回归正交旋转组合试验因素与水平编码
2 结果与分析
2.1 毕节地区种植金荞麦适宜的播期及繁殖材料
2.1.1 播期 由表2可知，不同播期对金荞麦产量影响显著。处理B3的产量最高，达37 160.0 kg/hm2，与处理B2的差异不显著，但与其他处理达极显著差异水平；其次是处理B2，产量为3 5713.0 kg/hm2；然后是处理B1，其与处理B4的差异不显著，但极显著高于处理B5；处理B5的产量最低，为27 340.0 kg/hm2。说明，在试验设置的播期内，B3和B2为适宜播种期，即毕节地区种植金荞麦适宜播期在1月22日—2月11日。
2.1.2 繁殖材料 金荞麦种植时可选择种子、芽苞和扦插苗作为繁殖材料，但不同繁殖材料对金荞麦鲜叶的产量有显著影响。从表2看出，鲜叶产量以F2处理的最高，为34 521.48 kg/hm2；F1与F3差异不大。说明，种子、芽苞和扦插苗3种方式中，芽苞繁殖可以获得较高鲜叶产量。因此，生产上种植金荞麦建议以芽苞繁殖为主。
表2 不同播期和繁殖方式金荞麦的产量
注：同列同组试验的不同大、小写字母表示差异达极显著(P≤0.01)和显著水平(P≤0.05)。
Note：Different capital and lowercase letters indicate significance of difference atP≤0.01 andP≤0.05 level respectively.
2.2 密度及肥料配比对金荞麦产量的影响
2.2.1 数学模型的建立 通过对四因子五水平二次回归正交旋转组合设计试验结果(表3)分析，得出茎叶鲜产量(y)与试验各因子间的回归方程：
(1)
方差及回归分析得出，F1(0.972)
表3 试验设计结构矩阵及其金荞麦的茎叶产量
2.2.2 效应分析
1) 主因素效应。经过无量纲线性编码代换，偏回归系数标准化，直接比较其绝对值大小即可判断各因子对产量影响的重要程度。四因素对产量的影响顺序为栽培密度(x1)>钾肥(x2)>氮肥(x4)>磷肥(x3)。
2) 单因素效应。采用降维法，固定3个因子取零水平，得另一因子与产量的回归子模型：
(2)
(3)
(4)
(5)
将各因子的水平编码值分别代入(2)、(3)、(4)和(5)式，得出各试验因子对金荞麦茎叶产量的影响(图示)。由图示看出，种植密度在[-2,1]水平范围内，随着密度增大，产量不断上升，而在[1，2]水平范围内，则随着水平增加产量呈降低趋势。氮肥、钾肥、磷肥在[-2,0]范围内，随编码水平的提高，产量不断上升，在0水平达到最大值，而在[0，2]范围内，则随着水平的增加产量呈降低趋势。因此，金荞麦生产上要获得高产，应重视种植密度，控制合理氮肥、钾肥和磷肥的施用量。
图示 不同试验因子在[-2，2]试验水平金荞麦的茎叶产量
Fig Yield of Fagopyrum dibotrys stem and leaf under different testing factors at [-2，2] level
3) 二因子交互效应。经F检验得知，因子中达显著水平的交互项有x2x3，说明金荞麦茎叶的产量形成不仅是单项农艺措施增产效应的线性累加，还存在着交互效应。采用降维法，获得1个偏回归数学模型：
(6)
由模型(6)可知氮肥(x2)与钾肥(x3)的交互效应表现为：随着氮肥的增加适当增加钾肥，可获得较高金荞麦茎叶产量。
4) 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36 000.00 kg/hm2以上的组合有235个(占37.6%)。从表4看出，金荞麦茎叶鲜产量≥36 000 kg/hm2的相应的农艺措施为：栽培密度12.29万～12.95万株/hm2，氮肥施用量81.63～98.37 kg/hm2，钾肥施用量73.6～86.4 kg/hm2，磷肥施用量109.14～130.86 kg/hm2。
表4 金荞麦茎叶产量≥36 000 kg/hm2各因子分布区间 及相应的农艺措施
Table 4 Distribution interval and corresponding agronomic measure of different factors with≥36 000 kg/hm2ofF.dibotrysstem and leaf yield
因子Factors95%分布区间95%Distributioninterval农艺措施Agronomicmeasurex10．762～0．98312．29～12．95x2-0．186～0．18681．63～98．37x3-0．160～0．16073．60～86．40x4-0．181～0．181109．14～130．86
3 小结与讨论
1) 在毕节市种植的金荞麦以2月11日播种最好，其次是1月22日。邓蓉[9]等研究得出，金荞麦的播期以春播栽培为主，主要种植时间集中在2-3月，与本研究提出的金荞麦在2月11日播种的鲜叶产量最高比较接近。
2) 刘铁城等[6]研究得出，金荞麦进行人工栽培采用有性繁殖或无性繁殖均可，而无性繁殖以根茎芽苞及根茎幼嫩部分作繁殖材料较好。本研究结果也证明，金荞麦种子、芽苞和扦插苗3种繁殖材料中，以芽苞繁殖最佳，即金荞麦以芽苞繁殖的产量最高。
3) 研究采用二次回归正交旋转组合设计方法，建立了金荞麦产量与栽培密度、氮肥、钾肥、磷肥施用量间关系的数学模型，通过模拟寻优，提出金荞麦在毕节市产量≥36 000 kg/hm2的综合农艺栽培措施为：栽培密度12.29万～12.95万株/hm2，氮肥施用量81.63～98.37 kg/hm2，钾肥施用量73.6～86.4 kg/hm2，磷肥施用量109.14～130.86 kg/hm2。
[1] 李安仁.中国植物志[M].北京：科学出版社,1998.
[2] Li A R，Hong S P．Flora of China[M].Beijing：Science Press，2004.
[3] 邓 蓉，向清华，王安娜，等.11份野生金荞麦资源的性状表现与聚类分析[J].贵州农业科学,2014,42(4):36-41.
[4] 阮培均，王孝华，赵明勇，等.14份野生金荞麦的性状观测[J].贵州农业科学,2014,42(3)：14-17.
[5] 刘光德,李名扬,祝钦泷,等．资源植物野生金荞麦的研究进展[J].中国农学通报,2006,12(10):380-389.
[6] 刘铁诚,刘惠卿.金荞麦的引种栽培与类型选择[J].中药材,1993,16(1):5-7.
[7] 顾亮亮,黄晓燕,李 月,等.金荞麦发酵茶生产工艺条件的优化[J].贵州农业科学,2014,42(4):169-171.
[8] 唐启义,冯光明.实用统计分析及其DPS数据处理系统[M].北京：科学出版社，2002.
[9] 邓 蓉,向清华,王安娜,等.黔金荞麦栽培驯化试验[J].种子,2013,32(11)：60-62．
(责任编辑： 姜 萍)
Optimization of High-yield Cultivation Technique inFagopyrumdibotrys
HE Yuankuan, ZHAO Wei, MA Jie, MIN Jiayuan, CHENG Na,DENG Lusheng, ZHAO Mingyong*
(BijieInstituteofAgriculturalSciences,Bijie,Guizhou551700,China)
The effect of different planting density, nitrogen level, potassium level and phosphorus level on yield of Fagopyrum dibotrys stem and leaf under different sowing date and reproductive pattern was studied by the quadratic regression rotation combination design to explicit the appropriate sowing date and reproductive pattern of Fagopyrum dibotrys and build the optimization cultivation pattern in Bijie Prefecture. Results: The appropriate sowing date is early January to late February and the yield of Fagopyrum dibotrys stem and leaf is the highest under the bud reproductive pattern. The mathematic model among fresh stem and leaf yield and planting density, nitrogen level, potassium level, phosphorus level was established by the simulation and optimization method. The comprehensive agronomic cultivation measures for more than 36 000 kg/hm2Fagopyrum dibotrys stem and leaf yield are 12.29～12.95 ten thousand plants/hm2, 81.63～98.37 kg/hm2nitrogen level, 73.6～86.4 kg/hm2potassium level and 109.14～130.86 kg/hm2
Fagopyrum dibotrys; high-yield cultivation; cultivation model; technology optimization; Bijie
2015-02-16； 2015-11-30修回
毕节科技计划项目“观光园的珍稀和药食兼用植物资源圃建设”[毕科合字(2015)37]
何远宽(1981-)，男，农艺师，硕士，从事特色蔬菜育种及栽培技术研究。E-mail:455986823@qq.com
*通讯作者：赵明勇(1983-)，男，农艺师，硕士，从事药用植物育种与栽培研究。E-mail:185207744@qq.com
1001-3601(2016)01-0015-0052-04
S517
A
