均匀设计在大豆品种齐黄34栽培中的应用

高凤菊　朱元刚　王乐政　曹鹏鹏

摘要：运用均匀设计方法，设置6个播期和6个密度组成6个处理组合，研究其对齐黄34株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、有效荚数、无效荚数、单株粒数、百粒重和产量等性状的影响。回归分析结果表明，在德州地区，齐黄34在6月10日播种、密度为21.94万株/hm²时产量最高，可达5054.9kg/hm²。

关键词：均匀设计；齐黄34；播期；密度

中图分类号：S565.1+S⁺4 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2016）04-0057-04

均匀设计是中国统计学家方开泰教授和中国科学院院士王元首创，是处理多因素多水平试验设计的首选方法，可用较少的试验次数，完成复杂的科研课题。其特点是试验次数与水平数相等，减少了试验次数，且试验结果可用计算机处理，通过回归方程得出最佳试验条件，此方法已在工业领域有了广泛应用，但在大豆栽培研究领域未见报道。齐黄34是山东省农业科学院作物研究所以诱处四号做母本、8657-16做父本，经有性杂交、系谱选育而成的高产、蛋白脂肪双高、抗病耐逆大豆新品种，2012年通过山东省审定，2013年通过国家审定，适合在黄淮海和长江中下游地区推广种植。本试验采用均匀设计回归方法，研究不同播期、密度处理对齐黄34产量及相关性状的影响，为齐黄34的高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2014年在德州市农业科学研究院科研试验基地进行。地势平坦，灌排方便，壤土。土壤有机质含量9.86g/kg、全氮0.37g/kg、速效氮63mg/kg、有效磷8.04mg/kg、速效钾95mg/kg，pH值7.8。前茬作物为冬小麦。

1.2 试验材料

供试品种为齐黄34，由山东省农业科学院作物研究所提供。

1.3 试验设计与方法

以播期和种植密度两个因素为试验因子，采用均匀设计表u6（64），设置6个播期（6月10日～7月15日，播期间隔梯度为7d）、6个密度（13.5万～28.5万彬hm²，密度间隔梯度为3万彬hm2），共6个组合处理，D=0.1875。两个试验因子的参数及田问实施量见表1。

试验分别于6月10日（T1）、6月17日（T2）、6月24日（T3）、7月1日（T4）、7月8日（T5）、7月15日（T6）播种，人工开沟点播。随机区组排列，重复3次。小区行长5m，行距0.5m，8行区，小区面积20m²。试验地四周设置4m保护行。播前旋地松土，浇水造墒，适墒播种，深浅一致。每个播期处理在出苗后第3天、5天间苗两次，间苗结束后1周定苗。随着问定苗各人工中耕除草1次，生育期间人工除草4次。生育期内遇旱人工浇水3次。追施三元复合肥375kg/hm²。自7月24日开始每周机械喷药一次防治病虫害。成熟后及时收获，装网袋晒干后，单独机械脱粒。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 生育期记载 调查记载播种期、出苗期、始花期、开花期、始荚期、始粒期、成熟期、收获期。

1.4.2 室内考种及产量测定 成熟后，每处理去除两个边行，从中间4行选取1行连续带根拔取10株，分别调查株高、茎粗、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、有效荚数、无效荚数、单株粒数、百粒重。小区实收测产，取中间4行计产（计产面积10m²），脱粒后自然晒干，称量小区籽粒产量然后折合成公顷产量。

1.5 数据处理与分析

所有数据均为3次重复的平均值，利用DPS6.55软件进行均匀设计模拟回归和统计。

2 结果与分析

2.1 不同处理齐黄34生育期及生育期结构比较

由表2可以看出，不同播期不同密度处理下，齐黄34的生育期结构呈规律性变化，即随播期延迟，总生育期、播种至开花期、开花至成熟期的天数呈现缩短趋势。播期从6月10日延迟到7月15日，总生育期天数从115.0d缩短到92.0d，其中播种～开花期缩短4.3d，开花～成熟期缩短18.7d。说明不同播期、密度对齐黄34生育进程的影响主要表现在开花～成熟阶段，而对播种～开花阶段的生育进程影响较小。

2.2 不同处理齐黄34植株性状比较

由表3和表4可知，株高、底荚高度、主茎节数、有效荚数与播期呈负相关，且主茎节数与播期的相关性达显著水平（相关系数为-0.8819），而有效分枝数、无效荚数与播期呈正相关，说明播期越早，株高和底荚高度越高，主茎节数和有效荚数越多，反之播期越晚则有效分枝数和无效荚数越多。株高、底荚高度、主茎节数、无效荚数与密度呈正相关，且株高与密度的相关性达极显著水平（相关系数为0.9313），而有效分枝数、有效荚数与密度呈显著负相关（相关系数分别为-0.8739和-0.8392），说明密度增加株高和底荚高度增高，主茎节数和无效荚数增多，反之密度减少则有效分枝数和有效荚数增多。植株性状间的相关性结果表明，株高与底荚高度呈显著正相关，与有效分枝数呈显著负相关，底荚高度与有效分枝数呈显著负相关。

2.3 不同处理齐黄34产量性状比较

由表5可知，T5处理即7月8日播种、密度13.5万株/hm2的单株粒数最多，T2处理即6月17日播种、密度28.5万株/hm²的百粒重最大，T1处理即6月10日播种、密度19.5万彬hm²的籽粒产量最高。相关分析结果（表6）显示，播期与单株粒数呈负相关但未达显著水平，与百粒重呈显著负相关，与籽粒产量呈极显著负相关，说明播期越早，单株粒数越多、百粒重和籽粒产量越高；密度与单株粒数呈显著负相关，而与百粒重和籽粒产量呈正相关但未达显著水平，说明密度增加，单株粒数减少、百粒重增大、籽粒产量提高。

2.4 模拟方程与最佳参数组合

利用DPS6.55软件对各因素水平的试验结果进行二次多项式逐步回归，根据回归方程及各回归系数的显著性检验，得到最优回归方程：Y=320.577222-12.31790997X₁+16.02529111X₂-1.806825407X₁²-2.102142871X₂²。对此回归方程做显著性检验，得知：相关系数R=0.999951，决定系数R²=0.9999，F值=2545.3669，df（4，1），P=0.0149，剩余标准差S=1.05398496，调整后的相关系数Ra=0.999754，Durbin-Watson统计量d=2.16666665。因此可知，回归方程在P<0.05水平上相关显著，可以用来拟合试验数据，结果见表7。结合回归方程求解，确定在本试验因子设定范围内最高指标时两个因素参数组合见表8，即播期6月10日、密度为21.94万株/hm₂时产量最高为5054.9kg/hm₂。

3 讨论与结论

在一定的生态环境中，密度与播期是影响作物生产最主要的两个栽培因素，合理的密度与适宜的播期是实现作物高产的必要条件。本试验结果表明，不同播期和密度对齐黄34植株性状和产量影响显著。植株性状方面，主茎节数与播期呈显著负相关，株高与密度呈极显著正相关，有效分枝数和有效荚数与密度呈显著负相关，株高与底荚高度呈显著正相关，株高与有效分枝数呈显著负相关，底荚高度与有效分枝数呈显著负相关。产量性状方面，播期与百粒重呈显著负相关，与籽粒产量呈极显著负相关；密度与单株粒数呈显著负相关，百粒重与籽粒产量呈显著正相关。这可能是由于随播期推迟，生育期缩短，单株个体营养和生殖生长减弱，株高和底荚高度降低、主茎节数和有效荚数减少，导致单株粒数减少；而随密度增加，个体问竞争加剧，导致有效分枝数和有效荚数减少，最终造成单株粒数减少。可见，排除气候条件及土壤肥力等因素影响，采用传统施肥水平，在德州地区大豆新品种齐黄34在6月10日播种、密度为21.94万株/hm₂时产量最高，可达5054.9kg/hm₂。