赫章县青椒高产栽培技术优化研究
2022-11-17赵明勇马贤森陈维洁李清超刘建新
赵明勇 马贤森 陈维洁 郭 维 李清超 刘建新
（毕节市农业科学研究所，贵州毕节 551700）
赫章县位于贵州省西北部高寒山区，近年来随着产业结构的调整，辣椒种植面积逐年扩大，以生产青椒错季供应市场为主，经济效益高[1]。帅辣308为线椒品种，生长势较强，青果翠绿色，表皮微皱具光泽，货架期长。该品种适应性广，辣味适中，适宜鲜食，深受消费者和全国各地客商的喜爱，为赫章县近年调整产业结构主推的辣椒优良品种。为了进一步探索帅辣308青椒高产栽培技术，于2020年在赫章县古基镇对其适宜种植密度及氮肥、钾肥、磷肥施用量进行试验研究，以期通过试验提出能实现高产的综合农艺措施，为该品种在贵州高寒山区的推广提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验在贵州省赫章县古基镇桃园村进行。试验地海拔1 750 m，年降水量871.9 mm，年平均气温12℃左右，无霜期231 d，属高海拔温凉气候区；土壤肥力中等，土质疏松，含有机质1.53%、全氮0.156%、速效氮 137.80 mg/kg、全磷 0.094%、速效磷29.00 mg/kg、全钾1.85%、速效钾132.00 mg/kg，pH值6.4。试验地前作为玉米，地势平坦，肥力均匀，土壤为壤土。
1.2 供试材料
试验辣椒品种为帅辣308。该品种是由长沙蔬博种子有限公司选育、长沙市正湘种业有限公司生产的杂交良种，品质好、产量高、抗逆性强、适应性广。供试肥料为尿素（含纯N≥46%）、硫酸钾（含K2O≥50%）、过磷酸钙（含 P2O5≥12%）。
1.3 试验设计
以帅辣308青椒产量为目标，选取种植密度（x1）、氮肥施用量（x2）、钾肥施用量（x3）、磷肥施用量（x4）等4个因素为研究对象，采用四因素五水平二次回归正交旋转组合设计方法[2]进行试验，试验因素与水平编码见表1。试验设置36个处理，分为3个不完全随机区组，在田间共实施36个小区，小区面积15 m2（3 m×5 m），小区间不留走道，重复间留 80 cm宽走道，试验地四周种植辣椒作保护区。
表1 试验因素与水平编码
1.4 试验经过
2020年4月16日按照试验设计栽种辣椒，采取双行单株移栽，大行距1.0 m，小行距0.5 m，株距按照辣椒种植密度设计调整。肥料按照设计用量施用，其中氮肥和钾肥用量的40%作为底肥、60%作为追肥，磷肥作底肥一次性施用。2020年8月10日收获全部青椒计产。
1.5 数据统计分析方法
试验数据采用DPS数据处理统计软件进行分析[3]。
2 结果与分析
2.1 数学模型的建立
采用DPS数据处理统计软件对表2产量结果进行分析，得出青椒产量（y）与试验四因素（水平编码值）间的回归方程：
表2 试验设计结构矩阵及产量结果
对试验产量结果进行方差分析，并对回归方程进行显著性检验，F1=0.77
2.2 效应分析
2.2.1 主因素效应分析。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即可判断各因素对产量影响的重要程度。本试验中，4个因素对产量的影响顺序为种植密度（x1）>氮肥施用量（x2）>钾肥施用量（x3）>磷肥施用量（x4）。
2.2.2 单因素效应分析。采用降维法，固定3个因素取0水平，得另一因素与产量的回归子模型如下：
将各因素的水平编码值分别代入（2）、（3）、（4）、（5）式，可得试验因素对青椒产量的影响曲线（图1）。
从图1可以看出，种植密度因素水平在[-2，2]范围内，随着种植密度增大，青椒产量不断上升。其中：种植密度因素水平在[-2，1]范围内，随着种植密度的增大青椒产量上升较快；种植密度因素水平在[1，2]范围内，随着种植密度的增大青椒产量上升较为平缓。方程（2）中二次项系数为负值，方程有极大值，当x1取值为1.94时，可获得最高产量（40 221.05 kg/hm2）。
从图1可以看出，氮肥施用量因素水平在[-2，2]范围内，随着氮肥施用量增大，青椒产量不断上升。其中：氮肥施用量因素水平在[-2，1]范围内，随着氮肥施用量的增大青椒产量上升较快；氮肥施用量因素水平在[1，2]范围内，随着氮肥施用量的增大青椒产量上升较为平缓。方程（3）中二次项系数为负值，方程有极大值，当x2取值为1.72时，可获得最高产量（36 249.25 kg/hm2）。
从图1可以看出：钾肥施用量因素水平在[-2，1]范围内，随编码水平的提高，青椒产量不断上升；而在[1，2]范围内，则随着水平的提高青椒产量呈降低趋势。方程（4）中二次项系数为负值，方程有极大值，当x3取值为1.02时，可获得最高产量（35511.97kg/hm2）。
从图1可以看出：磷肥施用量因素水平在[-2，0]范围内，随编码水平的提高，青椒产量不断上升；而在[0，2]范围内，则随着水平的提高青椒产量呈降低趋势。方程（5）中二次项系数为负值，方程有极大值，当x4取值为0.32时，可获得最高产量（35135.11kg/hm2）。
因此，赫章县高海拔山区帅辣308青椒生产要获得高产，应重视辣椒种植密度、氮肥施用量，合理控制钾肥、磷肥施用量。
2.3 回归方程的模拟寻优
根据《作物栽培数学模型概述及建模方法的选择》，该试验处理组合总数为625个，其中青椒产量在34 500.00 kg/hm2以上的组合有325个（占比为52%），各因素的频率分布见表3[4]。从表3可以看出，青椒产量≥34 500 kg/hm2的相应农艺措施为种植密度31 515～32 265株/hm2、氮肥施用量215.25～246.75 kg/hm2、钾肥施用量 232.65～269.55 kg/hm2、磷肥施用量 69.30～80.85 kg/hm2。
表3 青椒产量≥34 500 kg/hm2的组合各因素频率分布
3 结论与讨论
本试验结果表明，各因素对帅辣308青椒产量的影响程度由大到小依次为种植密度、氮肥施用量、钾肥施用量、磷肥施用量。说明种植密度是影响青椒产量的首要因素，其次为氮肥施用量，再次为钾肥施用量和磷肥施用量。因此，在贵州省高寒山区发展帅辣308青椒生产，要获得更高的青椒产量，应重视辣椒种植密度、氮肥施用量，合理控制钾肥施用量、磷肥施用量。另外，本研究还建立了帅辣308青椒产量与其种植密度及氮肥施用量、钾肥施用量、磷肥施用量的数学模型，模型的拟合程度较好。通过对模型进行优化分析，提出了青椒产量≥34 500 kg/hm2的相应农艺措施，即种植密度 31 515～32 265株/hm2、氮肥施用量 215.25～246.75 kg/hm2、钾肥施用量 232.65～269.55 kg/hm2、磷肥施用量 69.30～80.85 kg/hm2。
采用二次回归正交旋转组合设计方法，建立辣椒的高产栽培数学模型，并利用计算机模拟寻优，符合现代农业生产复杂性的特点。本研究从模型中获得的农艺措施优化组合方案，可作为赫章县及类似生态区青椒高产栽培的技术参考。但由于地力、水肥等条件的影响，在生产中还需结合实际情况进一步筛选寻优。
由于辣椒种植的品种类型多，收获的产品也有所不同，包括青椒、红椒和干椒等，对实际生产中的农艺措施要求有差别[5-8]。此次试验是以帅辣308青椒产量为目标，对以其红椒、干椒产量以及其他辣椒品种的青椒、红椒产量为目标的农艺措施还需进一步研究。
