播种期、密度、施肥量对春马铃薯产量的效应

李 瑾，万诚业，孙 达

(1.嘉兴市南湖区农业农村和水利局， 浙江 嘉兴 314051； 2.嘉兴市南湖区凤桥镇农业技术水利服务中心， 浙江 嘉兴 314051)

春马铃薯作为粮、蔬兼用作物，因具有生长期短，经济效益高，市场畅销的特点，最近几年在南湖区种植面积迅速扩大。但在栽培措施决策上尚存在一定的盲目性，如播种期过早、种植密度不足、肥料施用过量等[1]。为提高浙北嘉兴市南湖区春马铃薯的生产效益，于2020年开展了不同播种期、播种密度、复合肥施用量3个主要栽培因子的回归试验[2]，以期通过试验建模解析，为当地春马铃薯高效生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试马铃薯品种为荷兰土豆，供试肥料为“雅苒苗乐”硫酸钾型“15-15-15”复合肥。试验在南湖区凤桥镇大星村守德农场内进行，试验地前作为水稻,土壤为青紫泥粘土，肥力中等，耕层土样pH值5.99，有机质30.7 g/kg，全氮2 533 mg/kg，速效磷33.1 mg/kg，速效钾65 mg/kg。

1.2 方法

试验因子为播种期(X1)、种植密度(X2)、复合肥施用量(X3)，采用二次回归饱和D-最优设计311A方案[3]。试验因子水平与编码值见表1。

表1 试验因子水平与编码值

试验共11个处理(见表2)，每处理3次重复,随机区组排列。小区长3.6 m，宽1.85 m，面积6.67 m2，小区间以宽20 cm沟分界。马铃薯露地栽培，行距0.4 m。播种时在小区畦面按行距挖10 cm深浅沟，按各设计处理的施肥量将硫酸钾型复合肥一次性底施，再按各设计处理的密度确定株距后，每穴播1个重约50 g的种薯(大种薯切块)，播后取畦沟泥覆盖。马铃薯生长期不施农药和其他肥料，其他栽培措施与大田生产相仿。试验各处理于5月7日按小区收获薯块测产。

试验数据采用Excel电子表格进行统计分析。按三元二次回归最优设计的统计原理，采用二次多项式回归模型，建立因子编码值与产量的回归方程。

2 结果与分析

2.1 因子回归方程解析

根据表2数据，按三元二次回归最优设计的统计方法，建立3因子与春马铃薯667 m2产量的二次多项式回归方程：

表2 试验处理与产量

方程经方差分析，回归关系达极显著水平(F=12.78>F0.01(9，21)=3.40)，表明建立的方程拟合度较好，置信度较高，用于因子效应分析有实际意义。

方程中各项偏回归系数经显著性(t)检验，一次项系数 b2、 b3达(P<0.003)极显著水平，二次项系数b11达(P<0.002)极显著水平，交互项系数b23达(P<0.05)显著水平。表明各因子对春马铃薯产量均存在较大程度的效应，通过适当调控这些因子可以实现春马铃薯的高产。

2.2 因子效应解析

2.2.1 主因子效应 对回归方程试验因子一、二次项回归系数绝对值之和(Bi=∣bi∣+∣bii∣)值的计算，得到播种密度B2=398.1、播种期B1=192.6、复合肥用量B3=178.8，由此表明3个试验因子对春马铃薯的产量效应都极大，且效应大小依次是播种密度>播种期>复合肥用量，因此春马铃薯生产要获得高产特别要重视对种植密度的调节。

2.2.2 单因子效应 对回归方程采用降维法固定某2个因子为中心“0水平”，得到3个单因子方程：

将各因子不同水平代入相应方程，得到各因子水平下的春马铃薯理论产量(表3)。

表3 各因子不同水平下马铃薯的产量

由表3可见：播种期对春马铃薯产量的效应较大(C.V=12.25%)，其效应呈二次抛物线变化趋势。1月9日播种最早的产量最低，1月30日播种的最高。说明在一定时间范围内，随播种期延迟产量显著增加，超过一定时间范围后，又随播种期延迟产量下降。播种期回归方程结果表明，试验条件下的适宜播种期为1月20日至2月10日。

播种密度对春马铃薯产量的效应最大(C.V=23.04%)，其效应曲线呈直线变化趋势。说明随播种密度的提高产量显著提高，产量与播种密度呈极显著正相关(r=0.999 4**)。播种密度回归方程结果表明，试验条件下的适宜播种密度为6 000～9 000株/667m2。

复合肥用量对春马铃薯产量的效应最小(C.V=9.26%),其效应曲线呈反直线变化趋势。说明随施用量提高产量不增反降，产量与施用量呈极显著负相关(r=-0.974 1**)，表明春马铃薯生产中硫酸钾型复合肥施用量不宜过多。复合肥用量回归方程结果表明，试验条件下的适宜硫酸钾型复合肥用量为25～50 kg/667m2。

2.2.3 双因子交互效应 通过回归方程得到3组双因子交互系数，除种植密度与复合肥用量的交互达显著水平外，另2组未达显著水平。

播种期与密度(X1X2)的交互系数b12=-11.72(P>0.05)，其交互效应不显著。但从其微弱的交互效应中仍显示，早播时增加种植密度有利于高产。

播种期与复合肥用量(X1X3)的交互系数b13=-12.26(P>0.05)，其交互效应亦未达显著水平。但从其极弱的交互效应中仍显示，早播时适当增加复合肥用量有利于高产。

密度与复合肥用量(X2X3)的交互系数b23=-93.24(P<0.05)，其交互效应达显著水平。从其交互效应显示可见，当种植密度小时(0水平以下)复合肥用量宜偏高(0水平以上)，当种植密度大时(0水平以上)复合肥用量宜偏少(0水平以下)，才能显著提高马铃薯的产量。

2.3 因子的高产优化组合

在试验约束区域内(-2≤xⅰ≤2)，取步长为1，利用产量回归方程，经计算机模拟仿真[4]，可得到125(53)套农艺方案的产量结果，从中筛选出产量≥2 500 kg/667m2的组合方案有45套(表4)，占36%。对Xⅰ取值的频率分布解析，因子高产最佳组合编码水平为:X1=-0.297 7～0.431 0，X2=0.992 4～1.452 0，X3=-1.005 4～-0.328 0。相应的实际量值是播种期为1月27日至2月4日，密度为7 489～8 178株/667m2，复合肥用量为施硫酸钾型复合肥24.9～41.8 kg/667m2，预测生产中按该套方案种植春马铃薯在南湖区域内可获得产量(3 029±387)kg/667m2。

表4 产量≥2 500 kg/667m2农艺方案Xi变量水平频率分布

3 小结与讨论

试验结果表明，3个栽培因子对春播马铃薯的产量效应均较大[5]，其中种植密度(X2)>播种期(X1)>复合肥用量(X3)，种植密度是春播马铃薯栽培中应予重点调控的因子。

从单因子效应看，播种期与产量呈抛物线关系，以1月20日至2月10日播种为宜；种植密度与产量呈极显著正相关，以种植6 000～9 000株/667m2为宜；复合肥用量与产量呈极显著负相关，以少量施用为好。

从双因子互作效应看，种植密度与复合肥用量的交互作用显著影响产量，密度稀时施肥宜偏重，密度较高时施肥量应偏少。

根据当地春马铃薯生长特点，经选优所得单产≥2 500 kg/667m2的栽培3因子高产措施[6]为播种期1月27日至2月4日，种植密度7 489～8 178棵，施肥量为硫酸钾型复合肥24.9～41.8 kg。