Y 两优900 中稻高产栽培农艺措施数学模型优化

严衍旺

（福建省将乐县农业科学研究所，福建将乐353300）

Y两优900 系第4 期超级杂交稻苗头籼粳交组合，2015 年通过国家农作物品种审定（国审稻2015034），其稻米外观品质和食味品质好，商品性佳，米质优良，整精米率68.1%，长宽比3.0，垩白粒率12%，垩白度1.4%，胶稠度68 mm，直链淀粉含量14.7%［1］。2015 年将乐县农科所引进作烟后稻试种栽培，表现强壮根系、高度耐肥，挺拔抗倒，高产稳产。2016 年在将乐县作为中稻与烟后稻局部推广，一般每667m2产量600 kg 左右［2］。为发挥品种产量潜力，加速良种良法在将乐县中稻大面积推广应用，满足群众栽培技术需求，通过二次通用旋转组合试验，科学比较、精细筛选Y 两优900 作中稻栽培的最优栽培措施。

1 材料与方法

1.1 试验设计

由于将乐县土壤含磷充足，试验采用种植密度（X1）、施氮量（X2）、施钾量（X3）3 个因素，5 水平二次通用旋转组合设计（表1），共20 个小区，随机排列，小区面积21 m2（4.2 m×5 m），行距统一为30 cm，株距按种植密度进行调整。为防止肥水互相渗透，小区间的田埂用地膜包裹。

1.2 试验概况

田间试验于2017 年在将乐县南口乡松岭村进行。试验品种为Y 两优900。试验田土壤为灰泥田、中壤，排灌方便、肥力中等。试验土壤成分分析：pH=5.26，碱解氮185.6 mg/kg，速效磷31.9 mg/kg，速效钾75.6 mg/kg。于5 月10 日播种，湿润育秧，6 月7 日移栽，每穴栽2 粒谷苗。氮肥按4∶4∶2 的比例分别作基肥、蘖肥、穗肥。氮肥作基肥时用碳酸氢铵，作蘖肥和穗肥时用尿素。磷肥每667m2用过磷酸钙6 kg，基肥、蘖肥各用50%。钾肥用氯化钾，按5∶5 分别作基肥、蘖肥。6 月6 日施基肥，于移栽后7 d，即6 月14 日施分蘖肥，8 月5 日施穗肥。本田期根据病虫害发生情况适时对症下药，防治了3 次：在7 月23 日针对二化螟和稻飞虱防治喷施12%甲维虫螨腈；在8 月15 日针对稻飞虱防治喷施20%唏啶虫胺；在8 月28 日针对防治中后期病虫害喷施2%阿维菌素、30%苯甲丙环唑、75%三环唑。中稻全生育期145 d 左右，根据小区成熟先后适时收割。

表1 试验因素及水平编码表

2 结果与分析

2.1 产量结果及各因素最优回归方程的建立

根据产量结果（表2），采用二次通用旋转组合设计统计分析，建立了Y两优900 产量与种植密度（X1）、施氮量（X2）、施钾量（X3）三因素间的数学模型为：

Y=642.98090-7.46245X1-17.77494X2+4.13806X3-36.24715X12-21.25649X22-57.10680X32-33.81250X1X2-15.78750X1X3-15.21250X2X3

2.2 回归模型的统计检验

对上述方程进行方差分析与显著性检验，F1失拟=1.932，P=0.175 6＞0.01，不显著，说明试验无失拟因素；F2回归=10.67，P=0.000 7＜0.01，达极显著水平，说明所建方程与实际拟合较好。进一步对回归系数进行显著性检验分析，结果得出栽插密度和施氮量的一次项、二次项系数达显著水平，施钾量二次项系数达到α=0.10 的显著水平，剔去不显著项后的回归方程为：Y=642.98090-17.77494X2-36.24715X12-21.25649X22-57.10680X32-33.81250X1X2

2.3 试验因素与产量的效应分析

2.3.1 单因素的效应 采用降维法将该数学模型的其它变量取值为零水平，可以得到3 个因素与产量的二次函数关系。分析结果表明：每667m2栽插密度（X1=0 水平）达1.5 万穴时产量最高，为642.98 kg；每667m2施纯N（X2=-0.5 水平）8.5 kg 时产量最高，为646.55 kg；每667m2施钾量（X3=0 水平）12 kg 时产量最高，为642.98 kg。

表2 3 因素二次通用旋转组合设计与试验结果

图1 主效应分析

从图1 可以看出：种植密度（X1）水平编码值在-0.5 ～0 时产量达到最高。施氮量（X2）、施钾量（X3）取值为零水平时产量达到最高。各因素对产量的影响可以直接根据其回归系数进行分析，回归系数绝对值的大小反应了变异来源对试验结果影响的大小［3］，因此，对Y 两优900 产量的影响力大小依次为X2＞X1＞X3，即施氮量＞密度＞施钾量。

2.3.2 因素互作效应 从DPS 系统数据处理结果可知：2 因素的互作效应，当其它因素为0 水平时，X1=0与X2=-0.5时每667m2产量最高，达646.55 kg；X1=0与X3=0时每667m2产量最高，达642.98 kg；X2=-0.5 与X3=0 时产量最高，达646.55 kg。

2.3.3 高产模型的优化方案 通过DPS 数据处理结果还得出最高产量的农艺措施，各因素组合为X1=0、X2=0、X3=0 时每667m2栽插密度1.5 万穴、施N 12 kg、施K 12 kg 可获得642.98 kg 的最高产量。但是对于大面积生产而言，由于受诸多限制因子影响，可行性不强，可以采用“频率分析法”建立某一产量水平下的高产栽培农艺方案［4，5］，即Y 两优900 获得每667m2产量大于564.72 kg 的21 个方案中，其最佳栽培措施组合是：每667m2栽插密度1.478万～1.764 万穴、施纯氮9.8 ～13.37 kg、施纯钾10.15 ～13.85 kg（表3）。

表3 每667m2 产量大于564.72 kg 的21 个方案中各变量取值的频率分析

3 结论与讨论

3.1 研究应用二次通用旋转组合设计，初步建立了Y 两优900 产量与栽插密度及氮、钾施用量主要栽培因素的回归模型，该模型反应了在将乐县磷肥充足的情况下，产量与栽插密度及氮、钾施用量的变化关系，经模拟与生产实际相结合，可以为Y 两优900 的推广提供配套的栽培措施。

3.2 各栽培因子的增产效应大小依次为施氮量＞密度＞施钾量，即氮肥的影响效果最明显。但在大面积生产推广中，Y 两优900 为获得高产，应结合当地气候特点、土壤肥力等因素条件对氮、钾肥的施用量及栽插密度作适当调整。

3.3 根据对模型的模拟寻优结果，结合作者2015年对比试验和农业生产实际，认为Y 两优900 适合洋面中高肥田作为中稻栽培较为合适。Y 两优900获得每667m2产量大于564.72 kg 以上技术方案为：适当早播种，适龄插秧，重施基肥，早施蘖肥，每667m2栽插密度1.478 万～1.764 万穴、施纯氮9.8～13.37 kg、施纯钾10.15 ～13.85 kg。加强田间管理，栽培上以主攻多穗为重点，及时防治病虫害，才能达到预期效果。