杂交粳稻甬优538与常规粳稻秀水134本田期适宜施氮比例探讨

2016-06-30姚海根姚坚孔燕孙达李瑾

中国稻米 2016年3期

姚海根　姚坚　孔燕　孙达　李瑾

（1浙江省嘉兴市农业科学研究院，浙江嘉兴314016；2嘉兴市南湖区余新镇农业服务中心，浙江嘉兴314009；3嘉兴市南湖区农作物管理站，浙江嘉兴314051；第一作者：zjjxbyg@126.com）

姚海根1姚坚1孔燕2孙达3李瑾3

摘要：应用混料回归设计，探讨了粳型杂交稻甬优538与粳型常规稻秀水134本田期氮化肥适宜施用比例，初步明确了施肥因子与产量的效应关系。结果表明，甬优538施肥因子对产量的作用效应大小为秆肥＞苗肥＞基肥＞穂肥，秀水134为苗肥＞基肥＞秆肥＞穂肥；甬优538的基肥×穂肥、基肥×苗肥×秆肥、基肥×苗肥×穂肥、苗肥×秆肥×穂肥，秀水134的基肥×穂肥、苗肥×秆肥、苗肥×穂肥、基肥×秆肥×穂肥等因子间互作具有显著的协同促进效应；在因子（移xi=1）约束条件下，单因子比例水平与产量均呈抛物线关系，其中，对于这2个品种其穂肥曲线起伏幅度最大，不可过量施用；基肥、苗肥、秆肥、穗肥最优配比值，甬优538为31.0：28.8：21.4：18.7，秀水134为24.9：37.3：11.5：26.3。

关键词：甬优538；秀水134；施氮比例；产量效应

近年来，强优势籼粳型杂交粳稻组合作为单季晚稻在浙北地区被广泛推广应用，在生产上盲目施用氮化肥的现象时有发生。其生育前后期氮化肥的运筹分配比例怎样，与常规晚粳稻间有何差别，是粳型杂交稻推广中一个值得探讨的问题。为此，笔者于2014年以杂交晚粳品种甬优538［1］与常规晚粳品种秀水134［2］为材料，进行了大田各生育关键期氮化肥适宜分配比例的研究。通过建模解析，初步明确了基肥、苗肥、秆肥、穂肥等各因子与品种产量的效应关系，可为粳型杂交稻高产栽培中氮肥的科学合理分配提供参考。

1　材料与方法

1.1处理设计

试验采用混料回归单形重心设计［3-4］，设4个因子：基肥（X1）、苗肥（X2）、秆肥（X3）、穂肥（X4），共15种配比处理（表1）。总氮化肥用量为尿素33 kg/667 m2，每个处理4因子比例总和为1（100%），每个因子施用量占总量的比例可从0～1（0%～100%）。以产量为目标函数。

1.2供试品种

以籼粳型杂交组合甬优538（浙江省宁波市农科院选育）和常规粳稻秀水134（浙江省嘉兴市农科院选育）为供试品种。

1.3实施经过

试验设在嘉兴市南湖区余新镇金星村水稻高产方内进行，前作大麦，土质青紫泥土，肥力中等，有机质含量37.77 g/kg、全氮0.226%、全磷0.068%、有效磷3.63 mg/kg、速效钾84.30 mg/kg。翻耕时麦秸秆还田，还田量150 kg/667 m2。分蘖期增施钾肥10 kg/667 m2。每个处理面积30.8 m2，2个品种同栽一区（面积各为15.4 m2），2次重复，随机排列，区间筑田埂。6月3日播种，7 月3日手工移栽，行株距25.0 cm×21.7 cm，每667 m2栽1.23万丛，丛插1～2株。基肥于栽前施，苗肥于7月14日施，壮秆肥于7月25日施，穂肥（促花肥）于8月7日施。其他栽培管理同常规大田。

2　结果与分析

2.1建立回归模型

4因子｛4，3｝单形重心设计的回归模型为：

根据试验产量结果，按混料回归单形重心设计的统计原理，建立2个品种各4因子比例与产量的多项式响应曲面回归方程（表2）。2个模型经方差分析，回归关系均达极显著水平，拟合程度极高，用于因子效应分析具有真实意义。各项回归系数经显著性（t）检验，甬优538的4个一次项b1～b4，及交互项b14、b123、b124、b234均达显著、极显著水平；秀水134的4个一次项b1～b4，及交互项b14、b23、b24、b134均达显著、极显著水平。方程中，交互项系数为正值表示因子间有协同促进作用，负值表示协同有抵消作用。

表1　试验方案与产量结果

表2　回归系数及显著性检验

2.2因子效应解析

2.2.1主因子效应

在试验变量总和等于1的约束条件下，由曲面方程一次项系数可以直接反映出因子对产量的作用效应大小。其效应：甬优538是秆肥（b3=831.30）＞苗肥（b2= 828.06）＞基肥（b1=809.77）＞穂肥（b4=808.41）。秀水134是苗肥（b2=584.50）＞基肥（b1=574.30）＞秆肥（b3=572.10）＞穂肥（b4=535.60）。显然，试验中穂肥对2个品种产量的作用效应相对较小。

2.2.2双因子效应

在二次项的6组双因子效应中，甬优538有4组为正值，但仅以基肥×穂肥（b14=114.83）的协同促进效应达极显著水平。秀水134有5组为正效应，其中，基肥×穂肥（b14=124.60）、苗肥×秆肥（b23=100.80）、苗肥×穂肥（b24=90.60）的效应达极显著水平。表明在双因子效应中，基肥、苗肥与穂肥的互作对这2个品种产量均有显著影响，其中对常规晚粳秀水134的影响尤其明显。

2.2.3三因子效应

在三次项的4组互作系数中，甬优538均为正的协同效应，其中，基肥×苗肥×秆肥（b123=865.25）、基肥×苗肥×穂肥（b124=722.12）、苗肥×秆肥×穂肥（b234=581.95）的效应达显著、极显著水平。秀水134除基肥×苗肥×秆肥（b123=-359.70）为负效应外，其余3组均为正的协同效应，其中，基肥×秆肥×穂肥（b134=510.90）达显著水平。表明这2个品种对氮化肥的施用均以“稳（重）前补后”的施用法更有利于获得高产［5］。

图1　甬优538各因子沿分量轴的响应图

图2　秀水134各因子沿分量轴的响应图

2.2.4四因子效应

在四次项中二类品种各期氮化肥的互作效应均表现为负值，表明氮化肥在该4个主要生育阶段的平均施用是不协调的。

2.3因子比例幅度

在因子（∑xi=1）约束条件下，由响应曲面方程（四次项略）经数值运算，可分解成4个相应的单因子沿分量轴响应估计式：

图3　甬优538因子轴斜率图

图4　秀水134因子轴斜率图

将单因子不同比例水平（0～1）代入相应的回归方程，可得单因子比例水平的产量响应值，并作曲线图（图1、图2）。

由图1、图2可见，这2个品种4因子水平比例与产量均呈开口向下的抛物曲线，比例水平较低时产量曲线相对较高，随比例水平提高产量上升至曲线相交，随后曲线明显下降。其中，甬优538的基肥、穂肥及秀水134的穂肥曲线起伏幅度较大，表明该因子施用比例的弹性相对较小，对产量的影响较大，是需十分重视的调控因子。

由图1～图4曲线趋势看，甬优538单产≥860 kg/ 667 m2的单因子可控水平比例幅度为：基肥（X1）0.15～0.45，苗肥（X2）0.15～0.45，秆肥（X3）0.05～0.40，穗肥（X4）0～0.35。秀水134单产≥600 kg/667 m2的单因子可控水平比例幅度为：基肥（X1）0.10～0.40，苗肥（X2）0.15～0.60，秆肥（X3）0～0.30，穗肥（X4）0.20～0.35。在此水平比例幅度范围内，只要将因子比例约束在X1+X2+X3+X4= 1，任意配比均可获得较高产量。结果还显示，这2个品种对穂肥的可调比例幅度均为最小。

2.4因子间最佳配比对响应曲面方程分解所得的单因子3次多项式回归方程，求一阶偏导数可得到因子轴向斜率估计式：

由斜率估计式可找到品种4个因子沿分量轴的极大点（图3、图4），即最优配比值。经计算，X1=0.310，X2= 0.288，X3=0.214，X4=0.187，即基肥占31.0%，苗肥占28.8%，秆肥占21.4%，穗肥占18.7%，甬优538单产最高，达861 kg/667 m2；X1=0.249，X2=0.373，X3=0.115，X4= 0.263，即基肥占24.9%，苗肥占37.3%，秆肥占11.5%，穗肥占26.3%，秀水134单产最高，达598 kg/667 m2。由最佳比例值表明，氮化肥的施用，甬优538应适度偏重于基、苗肥，调减秆肥和控制穂肥的施用，基苗秆肥与穂肥的比例为81.3：18.7；秀水134则应适施基肥，偏重苗肥，调减秆肥，适补穂肥的施用，基苗秆肥与穂肥的比例为73.7：26.3。因此可以看出，生育前期的需氮比例，杂交粳稻要高于常规粳稻，而后期（穂肥）则相反［6-7］。

3　小结与讨论

单季晚粳稻本田4个生育期施用氮化肥均有极显著增产作用，其相对效应甬优538是秆肥＞苗肥＞基肥＞穂肥，秀水134是苗肥＞基肥＞秆肥＞穂肥。4因子中穂肥的作用效应相对最小。

在因子间效应关系中，甬优538的基肥×穂肥、基肥×苗肥×秆肥、基肥×苗肥×穂肥、苗肥×秆肥×穂肥，秀水134的基肥×穂肥、苗肥×秆肥、苗肥×穂肥、基肥×秆肥×穂肥等交互效应均具有显著的协同促进作用。

在因子（∑xi=1）约束条件下，单因子比例水平与产量均呈二次抛物线关系，其中，甬优538的基肥、穂肥及秀水134的穂肥曲线起伏幅度较大，施用比例的弹性相对较小，不可过量施用。

甬优538最优配比值：基肥31.0%、苗肥28.8%、秆肥21.4%、穗肥18.7%。秀水134最优配比值：基肥24.9%、苗肥37.3%、秆肥11.5%、穗肥26.3%。甬优538应适度偏重于基、苗肥，降低秆肥和穂肥的施用，基苗秆肥与穂肥的比例为81.3：18.7；秀水134则应适施基肥，偏重苗肥，减少秆肥，适补穂肥，基苗秆肥与穂肥的比例为73.7：26.3。穂肥的需氮比例，杂交粳稻低于常规粳稻。

参考文献

［1］禹盛苗，朱练峰，张钧华，等.甬优538特征特性及栽培技术［J］.浙江农业科学，2014（1）：15-17.

［2］李老虎，严冬晖.晚粳稻新品种秀水134的特征特性及高产栽培技术［J］.现代农业科技，2010（6）：84-87.

［3］朱伟勇，等.最优设计理论与应用［M］.沈阳：辽宁人民出版社，1981：459-546.

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［5］李产祥，贾世燕.杂交晚粳甬优538高产栽培技术研究［J］.中国种业，2013（10）：39-41.

［6］姚坚，姚海根，张晓伟，等.直播主要栽培因子对杂交晚粳甬优538农艺性状及产量的影响［J］.中国稻米，2015，21（2）：20-23.

［7］肖玉苹，徐建强，郭恒德，等.施肥对直播晚粳稻秀水134产量的影响［J］.浙江农业科学，2013（8）：935-937.

Study on Appropriate Ratio of Applying Nitrogen for Japonica Hybrid Rice Yongyou 538 and Conventional Japonica Rice Xiushui 134 in Different Stages

YAO Haigen1，YAO Jian1，KONG Yan2，SUN Da3，LI Jin3
（1Jiaxing Academy of Agricultural Sciences，Jiaxing，Zhejiang 314016，China；2Nanhu District Yuxin Town Agricultural Serves Center，Jiaxing，Zhejiang 314009，China；3Nanhu District Crop management station，Jiaxing，Zhejiang 314051，China；1st author: zjjxbyg@126.com）

Abstract:By the mixed regression design，the appropriate ratio of applying nitrogen fertilizer for japonica hybrid rice Yongyou 538 and japonica variety Xiushui 134 in different stages in rice field were studied，and the relationship between factors and grain yields were defined initially. The result indicated that effects of nitrogen fertilizer were as follows: culm fertilizer（CF）＞seedling fertilizer（SF）＞base fertilizer（BF）＞booting fertilizer（BOF）in Yongyou 538；SF＞BF＞CF＞BOF in Xiushui 134. There were significant synergy enhancing effects among BF×BOF，BF×SF×CF，BF×SF×BOF，SF×CF×BOF in Yongyou 538；and BF×BOF，SF×CF，SF×BOF，BF×CF× BOF in Xiushui 134. Under the constraint condition of factor（∑Xi=1），it showed a parabolic curve relationship between single ratio level and yield，in which the largest curve fluctuation of applying nitrogen fertilizer in booting stage was appeared both in Yongyou 538 and Xiushui 134. Therefore，over-applying nitrogen in booting stage should be avoided. The optimum ratio of applying nitrogen fertilizer is suggested as 31.0：28.8：21.4：18.7 for Yongyou 538 and 24.9：37.3：11.5：26.3 for Xiushui 134.

Key word:Yongyou 538；Xiushui 134；ratio of applying nitrogen；yield effect

中图分类号：S511.062

文献标识码：A

文章编号：1006-8082（2016）03-0006-04

收稿日期：2015-12-07

基金项目：国家水稻产业技术体系项目（CARS-01-49）

中国稻米

2016年3期