摘 要:分析了陵縣縣域尺度內(nèi)土壤地力水平，進(jìn)行相應(yīng)地力水平下小麥產(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)和濕面筋含量測(cè)定，對(duì)土壤養(yǎng)分和小麥產(chǎn)量及品質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行定性定量統(tǒng)計(jì)分析，構(gòu)建土壤養(yǎng)分與小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系模型，分析影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵土壤因子，從單因子效應(yīng)和不同因子兩兩互作效應(yīng)分析不同因素的貢獻(xiàn)率，為良種區(qū)域生產(chǎn)和配方施肥提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞:小麥;土壤養(yǎng)分;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號(hào):S512.1+10.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A文章編號(hào):1001-4942(2010)01-0014-04

Relationship Analysis and Model Construction between Soil Nutrient and Wheat Yield and Quality on County Scale

LIU Shu-yun， FENG Wen-jie， ZHU Jian-hua

(Research Center of Science and Technology Information Engineering Technology， Shandong Academy of 

Agricultural Sciences， Jinan 250100， China)

Abstract The soil fertility level was analyzed in Lingxian county. The yield of wheat and the contents of kernel protein and wet gluten were measured at the relevant soil fertility level. The relationship of soil nutrient with wheat yield and kernel quality was analyzed through qualitative-quantitative statistics， and their relationship models were proposed. The key soil factors influencing wheat yield and quality were made known by the models， and their contribution rates were also analyzed through the effects of single factor and interaction of twofactors. These provided theoretical basis for region production of improved varieties and formulated fertilization.

Key wordsWheat; Soil nutrient; Yield; Quality

栽培措施對(duì)小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的效應(yīng)與施用肥料的種類、數(shù)量、方法、時(shí)間等諸多因素有關(guān)，不同的肥料配比、施用時(shí)期與不同的農(nóng)藝措施搭配對(duì)小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不同的影響[1～4]。對(duì)于氮、磷、鉀三種礦質(zhì)養(yǎng)分之間配比以及不同地力水平對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，已有相關(guān)報(bào)道[5～11]。本試驗(yàn)在陵縣縣域尺度內(nèi)分析了土壤主要養(yǎng)分與小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系，并分別構(gòu)建了相應(yīng)模型，可為縣域范圍內(nèi)小麥的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2008～2009年在山東陵縣進(jìn)行，供試土壤質(zhì)地為壤土。小麥品種為濟(jì)麥22(JM22)。根據(jù)小麥的種植情況和試驗(yàn)要求，在該縣內(nèi)布置60個(gè)有代表性的取樣點(diǎn)，取樣點(diǎn)范圍:東經(jīng)116°29′53.82\"~116°47′11.64\"，北緯37°15′28.2\"～37°27′56.88\"，于小麥?zhǔn)斋@季節(jié)及時(shí)取樣。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 土壤養(yǎng)分測(cè)定 有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法(外加熱法);速效鉀測(cè)定采用火焰光度法;有效磷測(cè)定采用鉬銻鈧比色法;全氮測(cè)定采用半微量凱式定氮法;硝態(tài)氮測(cè)定采用NaOH堿解擴(kuò)散法。

1.2.2 小麥品質(zhì)測(cè)定 蛋白質(zhì)和濕面筋含量采用InfratecTM 1241透射型近紅外谷物分析儀(ISW 5.00)進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理和分析 采用Excel和DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分及小麥產(chǎn)量品質(zhì)特征

試驗(yàn)點(diǎn)各處理產(chǎn)量起伏變化較大，表1顯示，最高產(chǎn)量出現(xiàn)在第35個(gè)樣點(diǎn)，666.7m2產(chǎn)量達(dá)700.20 kg，最低產(chǎn)量出現(xiàn)在第22個(gè)樣點(diǎn)，666.7m2產(chǎn)量為403.60 kg，較最高產(chǎn)量低296.60 kg。60個(gè)處理樣點(diǎn)平均666.7m2產(chǎn)量為552.79 kg，有26個(gè)樣點(diǎn)的產(chǎn)量低于平均產(chǎn)量。籽粒蛋白質(zhì)最高含量達(dá)15.4%，濕面筋最高含量為33.1%，均出現(xiàn)在54處理樣點(diǎn)，其666.7m2產(chǎn)量為576.27 kg。

對(duì)土壤養(yǎng)分與產(chǎn)量之間的關(guān)系進(jìn)行主成分回歸分析，由不同營(yíng)養(yǎng)組分對(duì)小麥產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)看出，土壤有效磷是影響小麥產(chǎn)量的主要因素，達(dá)顯著水平，且表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，這可能是由于磷肥、有機(jī)肥及氮肥的不均衡施用所導(dǎo)致的;其次是速效鉀含量，也表現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)，但未達(dá)顯著水平。主成分回歸分析的數(shù)學(xué)模型達(dá)到了極顯著水平。

表2 土壤養(yǎng)分對(duì)小麥產(chǎn)量的定性統(tǒng)計(jì) 分析與模型建立

土壤養(yǎng)分相關(guān)系數(shù)顯著水平產(chǎn)量主成分回歸分析輸入-輸出模型

有機(jī)質(zhì)0.03362NS

全氮0.14459NS

有效磷-0.28622*Y=534.653912+0.941456X1+102.547771X2-3.906133X3-0.419925X4+0.288308X5

速效鉀-0.24801NS

硝態(tài)氮0.06568NSR=0.98448**

注:NS表示影響不顯著，**表示在1%水平上顯著，*表示在5%水平上顯著。r(0.05，60)=0.254; r(0.01，60)=0.337，下表同。

2.3 土壤養(yǎng)分與小麥品質(zhì)定性分析及數(shù)學(xué)模型

2.3.1 土壤養(yǎng)分對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)的定性分析與模型建立

對(duì)收獲期土壤養(yǎng)分因子與小麥籽粒蛋白質(zhì)含量關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)表3。速效鉀含量對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量影響最大，且表現(xiàn)為正效應(yīng)但未達(dá)顯著水平;土壤全氮和有效磷含量對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量的功效基本相同，且均表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng);土壤有機(jī)質(zhì)和硝態(tài)氮含量對(duì)籽粒蛋白質(zhì)含量的影響較小，其中有機(jī)質(zhì)表現(xiàn)為正效應(yīng)。

表3 土壤養(yǎng)分對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的定性統(tǒng)計(jì)分析

土壤養(yǎng)分相關(guān)系數(shù)顯著水平籽粒蛋白質(zhì)主成分回歸分析輸入-輸出模型

有機(jī)質(zhì)0.01209NS

全氮-0.20402NS

有效磷-0.20040NSY=13.358694+0.009427X1-0.532422X2-0.029297X3+0.008214X4-0.006254X5

速效鉀0.23818NS

硝態(tài)氮-0.06695NSR=0.97773**

2.3.2 土壤養(yǎng)分對(duì)小麥籽粒濕面筋含量的定性分析與模型建立

土壤養(yǎng)分與小麥籽粒濕面筋含量之間的定性分析結(jié)果見(jiàn)表4，土壤有效磷含量對(duì)籽粒濕面筋含量的影響最大，達(dá)極顯著水平，且表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng);其次影響較大的為土壤全氮，表現(xiàn)為一定的負(fù)效應(yīng)，但影響水平不顯著，其它因子影響較小。

表4土壤養(yǎng)分對(duì)小麥籽粒濕面筋含量的統(tǒng)計(jì)分析

土壤養(yǎng)分相關(guān)系數(shù)顯著水平籽粒濕面筋主成分回歸分析輸入-輸出模型

有機(jī)質(zhì)-0.02652NS

全氮-0.20302NS

有效磷-0.34483**Y=28.382717-0.003339X1-0.653046X2-0.118163X3+0.016606X4-0.031658X5

速效鉀0.13727NS

硝態(tài)氮-0.12526NSR=0.99314**

2.4 土壤養(yǎng)分與小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的定性分析

為了突出主要作用因子，對(duì)土壤養(yǎng)分與小麥產(chǎn)量和品質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行逐步回歸分析。由土壤養(yǎng)分和產(chǎn)量及品質(zhì)之間的兩兩相關(guān)系數(shù)(表5)看出，小麥籽粒蛋白質(zhì)和濕面筋之間表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，且達(dá)極顯著水平;土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤中全氮、有效磷、速效鉀含量關(guān)系密切，且表現(xiàn)為極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系;土壤有效磷對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和濕面筋含量影響均表現(xiàn)為負(fù)效應(yīng)，分別達(dá)顯著和極顯著水平;其它各因子之間的相關(guān)程度較小，未達(dá)到顯著水平。

表5各組分之間的相關(guān)系數(shù)

相關(guān)系數(shù)X1X2X3X4X5X6X7X8

X110.38373**0.3621**0.32074*-0.004730.033620.01209-0.02652

X210.24528-0.03166-0.018910.14459-0.20402-0.20302

X310.17521-0.1171-0.28622*-0.2004-0.34483**

X41-0.07648-0.248010.238180.13727

X510.06568-0.06695-0.12526

X61-0.05310.11253

X710.92986**

X81

注:X1:土壤有機(jī)質(zhì)含量; X2:土壤全氮含量;X3: 土壤有效磷含量; X4:土壤速效鉀含量;X5:土壤硝態(tài)氮含量;X6:產(chǎn)量;X7:小麥籽粒蛋白質(zhì)含量;X8:小麥籽粒濕面筋含量。下表同。

對(duì)縣域尺度內(nèi)的土壤養(yǎng)分與小麥產(chǎn)量和品質(zhì)之間的定性定量統(tǒng)計(jì)分析(表6)可以看出，土壤綜合養(yǎng)分性狀是決定小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素。其中產(chǎn)量主要受土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和硝態(tài)氮幾個(gè)因素的互作影響，受單因子影響的作用較小，有機(jī)質(zhì)的單因子為負(fù)效應(yīng)，而有機(jī)質(zhì)與氮磷的互作均表現(xiàn)為正效應(yīng);籽粒蛋白質(zhì)含量受土壤全氮含量的影響最大，

互作效應(yīng)也體現(xiàn)在全氮與速效鉀及有效磷等幾個(gè)因子的互作上，且全氮與其它因子的互作效應(yīng)均表現(xiàn)為正效應(yīng);土壤養(yǎng)分對(duì)籽粒濕面筋含量的影響與蛋白質(zhì)類似。要想獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，必須強(qiáng)調(diào)土壤有機(jī)肥和氮磷肥的平衡施用，單一施用任何一種肥料，都將對(duì)小麥產(chǎn)量、蛋白質(zhì)和籽粒濕面筋含量產(chǎn)生明顯的負(fù)作用。

3 討論從以上的分析可以看出，針對(duì)土壤養(yǎng)分特點(diǎn)，除合理施肥外，良種供給和良種收購(gòu)也是重要因素，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥鲤B(yǎng)分狀況進(jìn)行小麥的訂單生產(chǎn)和定量收購(gòu)，做好訂單區(qū)域的平衡配方施肥，重視有機(jī)肥和磷肥的投入，真正實(shí)現(xiàn)小麥的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高價(jià)收購(gòu)。

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