密度与肥料施用量对半夏繁殖产量的影响

梅 艳， 王海玲， 赵明勇， 张 俊， 阮培均， 刘建新， 涂光洪

(毕节市农业科学研究所， 贵州 毕节 551700)

贵州半夏素以质优驰名中外，在国内外市场占有重要地位。半夏是贵州著名道地药材和重要民族药，是贵州省重点鼓励发展的14种中药材之一。为推动半夏生产发展，在《贵州省“十二五”中药现代化发展规划》中，提出了重点开展石斛、半夏等10个品种的规范化种植基地建设。毕节市是贵州半夏的主产区，生产的半夏属出口免检产品。毕节试验区也根据国内外市场需求及自身优势，将半夏列为中药产业发展规划的重点药材之一。毕节市赫章县人工种植半夏始于20世纪80年代，半夏品种黑麻芋是当地农户长期选择的野生变家栽培种，其抗病性强，产量高，是当地主栽品种之一。关于半夏栽培技术的研究开展较早，2007年毕节市农业科学研究所获国家科技支撑计划资助，进行了道地特色中药材半夏GAP规范化种植关键技术研究与示范，并用塑料钵为种植容器，对播种密度、氮肥、磷肥3因素对半夏产量形成的影响进行探索[1]，但在田间进行半夏高产繁殖栽培技术的相关研究鲜见报道。为推动毕节试验区中药产业的持续发展，以半夏品种黑麻芋为供试材料，以种植密度、有机肥、氮肥和磷肥施用量为试验因子，采用4因子5水平二次回归旋转组合设计试验，研究种植密度和肥料施用量对半夏黑麻芋繁殖产量的影响，旨在为半夏生产提供种源保障和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于贵州省毕节市赫章县河镇乡舍虎村，地处东经104°34′、北纬 27°28′，海拔高度2 254.27 m，年降水量923 mm左右，年均温11℃左右，无霜期210 d，在毕节市耕制区划上属西部温凉气候区[2]。试验地前作玉米，土壤肥力中等，播前牛耕耙1次，人工平整碎土，清除杂物。

1.2 供试材料

供试半夏品种黑麻芋为赫章县河镇乡野生变家栽培种，其种茎规格为：0.5 cm≤种茎直径≤1.0 cm；供试验肥料为过磷酸钙(P2O5≥12%)、尿素(N≥46%)及充分腐熟的有机肥(圈肥)。

1.3 试验设计

以半夏黑麻芋鲜块茎产量为目标，选取种植密度(x1)、有机肥施用量(x2)、氮肥(纯N)施用量(x3)、磷肥施(P2O5)用量(x4)4个因子为研究对象，采用4因子5水平二次回归旋转组合设计进行试验，试验因素与水平编码见表1。共36个处理(表2)，分为3个区组开厢种植，厢面长3 m、宽1 m。起垄栽培，小区间留40 cm宽走道，区组间走道宽50 cm，小区计产面积4.2 m2。四周种半夏作保护区。

表1 试验因素与水平编码

表2 试验各处理水平编码

1.4 试验经过

试验于2014年3月21日播种，11月4日采收。有机肥和磷肥均作为底肥施用。尿素作追肥，分2次施用，第1次于5月13日半夏齐苗后追施，用追肥总量的60%；第2次于6月17日半夏珠芽形成期追施，用追肥总量的40%。全区收获半夏块茎计产，分别计算各处理的单位面积产量，利用DPS[3]对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 试验因子对半夏繁殖产量的效应

2.1.1 数学模型的建立 根据试验产量结果(表3)，求得试验4因子与半夏块茎产量的效应方程式(剔除不显著项后，简化后的回归方程)：y=13 270.64+1 449.43x1+615.99x4-1 019.88x12-511.35x22-534.78x32-506.69x42。经方差分析，失拟F1= 1.523F0.01(14，21)=3. 07，达极显著水平，说明所建立的回归方程在α=0.01水平上显著，试验数据与所采用的二次数学模型吻合，方程与实际情况拟合程度较好。

表3 试验各处理的产量及纯收益

2.1.2 主因素效应 经过无量纲线性编码代换后，偏回归系数已经标准化，直接比较其绝对值大小，可判断各因子对半夏繁殖产量影响的重要程度[4]。种植密度及有机肥、氮肥、磷肥施用量4因素对半夏繁殖产量的影响顺序为种植密度(1 019.88 kg/hm2)>N肥施用量(534.78 kg/hm2)>有机肥施用量(511.35 kg/hm2)>P肥施用量(506.69 kg/hm2)。

2.2 试验因子对半夏块茎产量及经济效益的影响

从图1看出，种植密度及有机肥、N肥、P肥施用量对半夏繁殖产量、纯收益和产投比的影响均呈抛物线形变化。

2.2.1 块茎产量 种植密度(x1)水平由-2到1时，半夏产量随密度的提高而增加，当取值为0.71时，可获得最高产量13 785.6 kg/hm2；当x1水平由1到2时，产量随种植密度的提高而降低。有机肥施用量(x2)水平由-2到0时半夏产量随施用量的提高而增加，当x2取值为-0.148 6时，可获得最高产量13 281.9 kg/hm2；当x2取值由0上升到2水平，产量随有机肥施用量的提高而降低。N肥施用量(x3)水平由-2到0时半夏产量随施用量的提高而增加，当x3取值为-0.070时，可获得最高产量13 273.1 kg/hm2；当x3取值由0上升到2水平，产量随N肥施用量提高而降低。P肥施用量(x4)水平由-2到1时半夏产量随施用量的提高而增加，当x4取值为0.607 8时，可获得最高产量13 457.9 kg/hm2；当x4取值由1上升到2水平，产量随P肥施用量提高而降低。

2.2.2 纯收益 种植密度(x1)水平由-2到0时半夏纯收益随密度提高而增加，当x1取值为-0.018时，可获得最高纯收益244 528.5元/hm2；当x1取值由0上升到2水平，纯收益随种植密度提高而降低。有机肥施用量(x2)水平由-2到0时半夏纯收益随施用量的提高而增加，当x2取值为-0.173时，可获得最高纯收益244 977.0元/hm2；当x2取值由0上升到2水平，纯收益随有机肥施用量的提高而降低。N肥施用量(x3)水平由-2到0时半夏纯收益随着N肥施用量的提高而增加，当x3取值为-0.072时，可获得最高纯收益244 601.85元/hm2；当x3取值由0上升到2水平，纯收益随N肥施用量的提高而降低。P肥施用量(x4)水平由-2到1时半夏纯收益随施用量的提高而增加，当x4取值为0.58时，可获得最高纯收益249 552.0元/hm2；当x4取值由1上升到2水平，纯收益随P肥施用量的提高而降低。

2.2.3 产投比 种植密度(x1)水平由-2到-1时半夏产投比随密度提高而增加，当x1取值为-1.37时，产投比最高，达2.83；当x1取值由-1上升到2水平，产投比随种植密度的提高而降低。有机肥施用量(x2)水平由-2到0时半夏产投比随施用量的提高而增加，当x2取值为-0.161 9时，可获得最高产投比2.59；当x2取值由0上升到2水平，产投比随施用量的提高而降低。N肥施用量(x3)水平由-2到0时半夏产投比随施用量的提高而增加，当x3取值为-0.116 0时，可获得最高产投比2.59；当x3取值由0上升到2水平，产投比随N肥施用量提高而降低。P肥施用量(x4)水平由-2到1时半夏产投比随施用量的提高而增加，当x4取值为0.55时，可获得最高产投比2.62；当x4取值由1上升到2水平，产投比随P肥施用量的提高而降低。

图1 不同水平试验因子处理半夏的产量、纯收益和产投比

2.3 高产栽培技术方案

以半夏块茎产量≥10 500 kg/hm2为目标，通过模拟试验和优化选择，得优化农艺措施组合152套方案，各因素编码95%置信区间取值范围分别为0.620≤x1≤0.853、-0.178≤x2≤0.178、-0.174≤x3≤0.174和-0.410≤x4≤0.708，相应的农艺措施为：种植密度889.5万～941.9万粒/hm2、有机肥施用量28.0～32.0 t/ hm2、N肥施用量97.5～109.5 kg/hm2、P肥施用量214.7～365.6 kg/hm2；以半夏块茎产量≥11 250 kg/hm2为目标，通过模拟试验和优化选择，得优化农艺措施组合89套方案，各因素编码95%置信区间取值范围分别为0.604≤x1≤0.879、-0.187≤x2≤0.187、-0.176≤x3≤0.176和0.390≤x4≤0.801，相应的农艺措施为种植密度885.9万～947.8万粒/hm2、有机肥施用量27.9～32.1 t/hm2、N肥施用量97.4～109.6 kg/hm2、P肥施用量217.4～378.1 kg/hm2。

3 结论与讨论

研究建立了半夏块茎产量与种植密度及有机肥、氮肥、磷肥施用量的数学回归模型，模型的拟合程度较好。通过对模型进行优化分析，提出半夏块茎产量≥10 500 kg/hm2的优化栽培方案为：种植密度889.5万～941.9万粒/hm2、有机肥施用量28.0～32.0 t/hm2、N肥施用量97.5～109.5 kg/hm2、P肥(P2O5)施用量214.7～365.6 kg/hm2；以半夏块茎产量≥11 250 kg/ hm2为目标，相应的农艺措施为：种植密度885.9万～947.8万粒/hm2、有机肥施用量27.9～32.1 t/hm2、N肥施用量97.4～109.6 kg/ hm2、P肥(P2O5)施用量217.4～378.1 kg/ hm2。

种植密度及有机肥、氮肥、磷肥施用量单因素对半夏产量及经济效益影响研究表明，有机肥和氮肥均在0水平、磷肥在1水平时，半夏茎块产量、纯收益和产投比均达最大；而种植密度在1水平时半夏茎块产量最高，在0水平时纯收益最大，-1水平时产投比最高。说明，在一定范围内半夏茎块产量随密度增加而提高，但成本增加导致纯收益降低，产投比也相应降低。因此，在半夏繁殖过程中，密度在0水平(750万株/hm2)能获得最高的经济效益。

研究表明，4个试验因子对半夏繁殖产量影响的重要程度依次为种植密度>N肥施用量>有机肥施用量>P肥施用量，与赵明勇等[5-8]研究一致，说明不论是半夏药材的生产还是半夏种茎的繁殖，均表现为种植密度对产量的影响最大，其次是氮肥和有机肥施用量，磷肥施用量的影响相对较小。