二次通用旋转设计法研究庄薯3号商品薯率的影响因素

二次通用旋转设计法研究庄薯3号商品薯率的影响因素

商品甘薯率是衡量甘薯种植效果的重要指标。提高红薯甘薯率，就是提高红薯种植效率。林清举和王如平等的研究表明,不同的栽培方式能改变马铃薯的商品薯率。周元成等的研究结果表明,施有机和无机复合肥能提高马铃薯的商品薯率,比对照提高35.51%。吴海勇等的研究表明,商品薯率与种植密度有关,随种植密度的降低而提高。郭志平等的研究表明,微肥浸种能提高马铃薯的商品薯率,其中以0.08%MnSO4浸种马铃薯的商品率比不浸种的提高12.36%。但是在马铃薯生产中,未曾见到有关氮磷钾肥以及氮磷钾肥配比对马铃薯商品薯率影响的报道,为此我们设此试验开展研究,探索马铃薯氮磷钾肥对马铃薯商品薯率的影响,旨在为科学指导农业生产提供依据。1材料和方法1.1黄皮、薯块供试品种庄薯3号是2005年甘肃省农作物品种审定委员会审定通过的一个马铃薯品种(甘审薯2005001),株丛繁茂,株型直立,分枝3~5个,株高82.5~95cm,茎绿色,花蓝紫色,结薯集中,薯块扁圆形,黄皮黄肉。芽眼淡紫色,表皮光滑中等,抗逆性强,种植范围广。试验在甘肃甘谷县金山乡谢家湾村进行,位于105°25′56.91″E,34°46′42.22″N,海拔1789m,旱作雨养农业区,年降雨量480mm左右,年平均气温9℃,年平均无霜期在181d,试验地为梯田台地,土壤为典型的黄绵土,土质绵软、深厚,质地均匀,贮水性能良好,耕层土壤速效钾含量为181.2mg/kg、全钾为21.33g/kg、速效氮29.49mg/kg、全氮为83.1g/kg、速效磷9.8mg/kg、全磷2.06g/kg、有机质11.23g/kg、pH值7.9。1.2小区内调查行及保护行设置试验均采用3因子二次通用旋转试验设计,因子编码见表1,共20个处理,各处理水平见表2,共由20个小区组成,小区长6.82m,宽4.4m,小区面积30m2,行距55cm,株距36cm,试验周围设置保护行。收获时各小区考种并计产和商品薯率,商品薯率(%)=单薯75g以上的产量/马铃薯总产×100%。数据采用DPS软件进行统计分析。2结果与分析2.1给药肥型薯y的回归方程根据表2所列各处理经济商品薯率的值,按三元二次通用旋转设计原理,建立三因素(氮肥X1、磷肥X2和钾肥X3)与其商品薯率(Y)的回归方程:Y=87.49+4.70X1-0.60X2+2.27X3-5.96X12-4.56X22-3.49X32+3.20X1X2-0.47X1X3-0.91X2X3。2.2回归方程检验试验结果方差分析见表3,对拟合度进行检验,F1=0.229,F0.05=0.9413,F1<F0.05,F1不显著,说明本试验无其他因素的显著影响,模型是适合的,拟合不足被否定。对回归方程进行检验,F2=16.510,F0.05=0.00013,F2>F0.05,F2显著,说明此方程有效,可以应用该方程进行优化分析。各项回归系数经α=0.05显著水平检验后剔除不显著项简化后的回归方程:Y=87.49+4.70X1-5.96X12-4.56X22-3.49X32+3.20X1X2。2.3施氮量、施钾量对马铃薯产量的影响(1)主效应分析由表4可知,回归系数的绝对值的大小可以直接比较各因素一次项对庄薯3号商品薯率的影响,试验中3因素对商品薯率影响的大小顺序是氮肥(X1)>磷肥(X2)>钾肥(X3)。(2)单因素效应分析采用降维法,将建立的回归方程中3个因素的2个固定在零水平,得到其余某1个因素的一元偏回归模型:氮肥:Y=87.49+4.70X1-5.96X12磷肥:Y=87.49-4.56X22钾肥:Y=87.49-3.49X32由图1可以看出,当氮肥和钾肥因子分别在水平-1.682~0.5,随着施氮量或施钾量的增加,商品薯率随之显著增加,都到0.5水平时商品薯率最高,之后,也就是在0.5~1.682水平随着氮肥或钾肥各因子水平的增加,商品薯率逐渐下降,呈现抛物线变化趋势。当磷肥因子在水平-1.682~0,随着施磷量的增加,商品薯率随之显著增加,都到0水平时商品薯率最高,之后,也就是在0~1.682水平随着磷肥水平的增加,商品薯率逐渐下降,曲线也呈现抛物线变化趋势。(3)互作效应分析a.氮肥与磷肥的互作效应。将钾肥固定在0水平时,可得方程:Y=87.49+4.70X1-5.96X12-4.56X22+3.20X1X2。根据模型作图2。从图2可以看出,试验范围内,随着氮肥和磷肥的逐渐增加庄薯3号的商品薯率随之升高,都在0水平时产量最高,之后再随着氮肥和磷肥的逐渐增加商品薯率随之又降低。b.氮肥与钾肥的互作效应。将磷肥固定在零水平时,可得如下方程模型:Y=87.49+4.70X1-5.96X12-3.49X32。根据模型作图3。从图3可以看出,当氮肥和钾肥水平在-1.682~0时,庄薯3号的商品薯率随着氮肥和钾肥施用量的逐渐增加而提高,二者有明显的促进作用,但是当氮肥和钾肥水平在0~1.682时,庄薯3号的商品薯率随着施钾量及施氮量的增加而减小。c.磷肥与钾肥的互作效应。将氮肥固定在0水平时,可得如下方程模型:Y=87.49-4.56X22-3.49X32。根据模型作图4。由图4可以看出,当磷肥和钾肥水平在-1.682~0时,庄薯3号的商品薯率随着磷肥和钾肥施用量的逐渐增加而提高,二者有明显的促进作用,但当磷肥和钾肥水平在0~1.682时,庄薯3号的商品薯率随着施钾量及施磷量的增加而下降。2.4施纯n方案对庄薯3号商品薯率的影响经过DPS统计软件模拟,在本试验范围内,庄薯3号商品薯率最高为87.49%,对应的组合方案为X1、X2、X3都为0水平,即施纯N为135.00kg/hm2、施P2O5为120.00kg/hm2、施K2O为75.00kg/hm2。对庄薯3号商品薯率大于78%的19个方案进行频数分析,结果见表4。庄薯3号商品薯率大于78%的栽培方案:施纯N161.32~204.66kg/hm2,施P2O5111.37~163.81kg/hm2,施纯K2O60.47~89.54kg/hm2。3不同施纯量对产品供给的影响(1)利用二次通用旋转设计,建立了庄薯3号商品薯率与3个施肥因子的回归方程:Y=87.49+4.70X1-5.96X12-4.56X22-3.49X32+3.20X1X2。(2)通过对方程的进一步分析结果表明,试验中3因素对产量影响的大小顺序是氮肥(X1)>磷肥(X2)>钾肥(X3)。并建立了各个单因子与商品薯率的回归方程。(3)庄薯3号商品薯率最高为87.49%,对应的组合方案为X1、X2、X3都为0水平,即施纯