陆良县坝区鸡粪土田水稻配方施肥指标探索

孙建刚 邓丽红 戚六花 念莲芬 高森 季寿堂

摘 要：通过二次正交旋转组合设计试验开展水稻“氮、磷、钾”施肥指标探索，建立施肥模型，失拟性检验回归方程拟合程度比较好，氮肥和钾肥二次项系数为负，且达到极显著和显著水平，应合理施用，多元决定系数说明配方施肥对水稻产量的影响大，多元相关系数表明施肥与水稻产量的多元相关达到极显著水平。通过模型求出肥料最高产量施肥量，通过125个理论产量测算优化方案，求出肥料的合理使用范围。

关键词：水稻配方；施肥指标

陆良县是云南省第一大坝子，水稻种植面积17万亩左右，水稻生产在粮食生产中占有举足轻重的地位，按当地施用有机肥的习惯为基础的前提下，实施试验，建立数学模型，测算氮磷钾的合理用量范围，从量化角度指导施肥，为陆良县坝区水稻大面积增产和节本增效服务。

一、材料与方法

试验设在中枢镇阎方桥村委会潘家台子村，鸡粪土田，地下水位适中，土壤肥力较高，保肥能力强，供肥性能稳定，是水稻高产稳产田。前作为小春蚕豆，水稻品种楚粳28，密度27万丛/公顷，试验所用化学肥料为：氮肥为沾化尿素，含N46%，磷肥为陆良普钙，含P2O516%，钾肥为硫酸钾含K2O 50%，所用有机肥以当地习惯27吨/公顷一次性基施，泡田后拖拉机旋耕整田，田块整平后，设定试验小区，各小区用田泥打埂，用塑料薄膜护埂，试验小区预留进水沟和排水沟，小区单灌单排，防止试验小区间肥水互串，试验小区外的区域和试验小区间肥水互串，5月8日栽秧，10月8日收获。

试验采用三因素五水平二次回归正交旋转组合设计，采用完全实施，以我县坝区水稻施肥情况确定氮、磷、钾的零水平，以及上下限，各因子编码及水平见表1.

二、结果分析

1.产量函数模型的建立

试验产量结果见表2 。用三因素二次正交旋转设计结构矩阵， 以X1、X2、X3 代表N、P2O5、K2O量的决策变量， 水稻产量为目标函数， 求出试验产量的回归方程：

回归方程

Y=10277.57+372.5481X1+63.46713X2+162.947X3+188.8313X1X2+66.84375X1X3—108.581X2X3-294.12X12-118.241X22-210.225 X32

2.失拟性和显著性测验

为了测验回归方程的有效性，应对回归方程进行失拟性和显著性测F1=0.529<3.69，说明该回归方程拟合程度好。F2 =5.95﹥4.19、F2 达到显著水平，上述回归方程真实反映了氮、磷、钾的不同配方施肥对水稻产量的影响，在F2 达到显著水平的条件下，可进一步对各项变异来源进行显著性测验，一次项只有X1达到极显著水平，互作项均未达到显著水平，二次项X12达到极显著水平、X32达到显著水平。本次试验经过计算该回归方程的多元决定系数R2= 0.8047说明不同氮磷钾配方施肥对小麦产量的影响达80.5%，多元相关系数R=0.8971﹥R0.01=0.665可知试验的三个因素与水稻产量的多元相关达到极显著水平，试验方差分析详见表3

3.模型的解析与寻优

（1）最高产量施肥量。通过回归方程求导，得到三个三元一次方程，解三元一次方程得到氮、磷、鉀的施肥量，是目标产量Y最大值也是最高产量施肥量，Ymax=10508.58kg/hm2 ， 施肥组合方案X1 =0.953， X2=0.888，X3=0.3098，即N 为277.987 kg/hm2 ， P2O5为197.508 kg/hm2 ， K2O 为118.8137 kg/hm2。

（2）单因素效应分析。单因素效应分析。数学模型中直接比较其绝对值的大小可知，一次项系数均为正数，372.5481>162.947>63.4671 ，即说明增产作用氮肥>钾肥>磷肥。氮肥的增产作用最大，对产量结果影响最大，由于氮肥、磷肥、钾肥的二次项系数为负数，过量施肥都会造成减产，其中氮肥的二次项系数方差分析时达到极显著水平，钾肥的达到显著水平，在生产中更应注意合理施用，尤其是氮肥的施用。

（3）施肥方案的模拟寻优。利用所建立的肥料与产量关系的二元回归模型可以看成是产量为指标的目标函数，能通过求极值的数学方法求出其极值，但在生产实际中，情况往往是复杂的，数学上的最优解不一定是生产实际的最优技术方案，在一定生产和生态条件下，通过模型求出肥料的合理使用范围，以水稻高产指标为10050 kg/ hm2，根据 125理论产量测算优化方案。

由上表可知：单产在10050 kg/ hm2以上N编码值1～1.682之间取值频率最大，P2O5，K2O编码值在0～1频率最大，即应每公顷施N296.4～330.0千克，亩施纯P2O5150～203.55千克，纯K2O千克105～149.55千克，进一步求有95%的把握要想获得单产在10050 kg/ hm2以上优化施肥方案为：每公顷施N258.77～296.85千克，纯P2O5163.5～203.85千克，纯K2O109.5～139.2千克。

三、结语

运用回归设计的理论与方法， 试验规模小、信息量大，建立了水稻产量和施肥量的数学模型。通过分析， 摸清了氮、磷、钾肥对水稻产量的影响，进一步求出最高产量施肥量和想获得单产在10050 kg/ hm2以上优化施肥方案。

参考文献：

[1]朱孝达，唐章林，李成佐和陈云坪。田间试验与统计方法[ M] .重庆大学出版社，1999 .

[2]宋江春， 常国林，李金榜，刘献宇，李金良，杨廷勤.甘薯优化施肥方案及模型建立[ J] .安徽农业科学， 2002 ；30（2）：272 -274.