1、目的

為了探索大豆品種黑河43號(hào)增產(chǎn)的新途徑，設(shè)計(jì)實(shí)施不同施肥與不同密度正交試驗(yàn)，建立密度與施肥的最佳模型，為大豆種植提供科學(xué)依據(jù)。

2、試驗(yàn)設(shè)計(jì)及處理

2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)：試驗(yàn)以純N（X1）、P2O5 （X2）、K20（X3）、密度（X4）進(jìn)行4因素5水平二次回歸正交試驗(yàn)。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)處理組合27個(gè)，處理編號(hào)、編碼及對(duì)應(yīng)實(shí)際值見表2。

3、 試驗(yàn)基本情況：

3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法：試驗(yàn)采取順序排列法，4行區(qū)，行長(zhǎng)8米，壟距1.1米，小區(qū)面積35.2平方米。試驗(yàn)面積950.4平方米。

3.2試驗(yàn)地基本情況：試驗(yàn)地設(shè)在遜克農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，地勢(shì)平坦，肥力均勻。試驗(yàn)地前茬為玉米，秋耙秋起壟。播種前取土化驗(yàn)。

3.3供試品種：黑河43號(hào)

3.4播種：播種前種子與肥料定量分包，人工摟溝播種，肥料全部做為底肥，施于種下5厘米，人工點(diǎn)籽，播深4厘米。

3.5田間管理：大豆子葉出土后，深松30厘米；大豆二出復(fù)葉期趟一遍，深度14厘米；大豆三出復(fù)葉期化學(xué)除草一次，25%虎威水劑1.5升+48%排草丹乳油1.5升/公頃；大豆四出復(fù)葉期化學(xué)除草一次，烯草酮0.5升/公頃；當(dāng)大豆株高達(dá)到30厘米時(shí)，封壟一次，深度12厘米；大豆封壟后人工拔大草一次。

4、試驗(yàn)結(jié)果與分析

4.1生育期調(diào)查：生長(zhǎng)旺盛、倒伏程度達(dá)到3級(jí)的處理較倒伏程度1級(jí)或2級(jí)的處理晚熟1-2天。

4.2室內(nèi)考種調(diào)查

4.2.1當(dāng)施磷純量≤80.4公斤/公頃時(shí)，隨著施氮量增加，株高增加；當(dāng)施磷純量達(dá)到90公斤/公頃時(shí)，增加施氮量，株高變化不明顯。當(dāng)施氮量≤34.5公斤/公頃時(shí)，隨著施磷量增加株高增加；施氮量≥52.5公斤/公頃時(shí)，增加施磷量，株高變化不明顯；鉀肥和密度對(duì)株高變化不明顯。

4.2.2處理2（N70.5P90K45密度40萬株/公頃）肥量較大，密度較低，底莢高度較低，只有16.8厘米；當(dāng)大豆密度≤45萬株/公頃時(shí)，增加施鉀量，底莢高度降低；當(dāng)大豆密度為50萬株/公頃時(shí)，鉀肥對(duì)底莢高度變化不明顯。

4.2.3各因素對(duì)節(jié)數(shù)影響不明顯。

4.2.4適當(dāng)增施氮肥可增加大豆的單株有效莢數(shù)、單株有效粒數(shù)；當(dāng)施鉀量超過施氮量時(shí)，增加施磷量大豆的單株有效莢數(shù)、單株有效粒數(shù)也不增加；當(dāng)施氮量超過施鉀量時(shí)，增加施磷量增加大豆單株有效莢數(shù)、單株有效粒數(shù)；當(dāng)?shù)⒘妆壤秊?.3：3時(shí)，增施鉀肥增加大豆的單株有效莢數(shù)、單株有效粒數(shù)，其他施肥比例不明顯。增加大豆密度，大豆的單株有效莢數(shù)、單株有效粒數(shù)減少，呈負(fù)相關(guān)。

4.2.5當(dāng)大豆的單株有效莢數(shù)、單株有效粒數(shù)較高時(shí)，大豆的百粒重較低。

5、產(chǎn)量結(jié)果與分析

5.1對(duì)田間試驗(yàn)結(jié)果（見表3）運(yùn)用DPS程序進(jìn)行分析，以N肥（X1）、P肥（X2）、K肥（X3）、密度（X4）四項(xiàng)農(nóng)藝措施為決策變量，以666.7平方米產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)，建立數(shù)學(xué)模型：

Y=182.74-0.12X1+6.41X2+1.96X3-1.01X4+1.11 X12+4.81X22-3.64 X32-3.11 X42-0.16X1X2+2.05X1X3+2.37X1X4-3.32X2X3+2.68X2X4-2.05X3X4

這4個(gè)因素中對(duì)大豆產(chǎn)量影響大小程度，線性項(xiàng)是：X2>X3>X4>X1，表明在凈作條件下磷肥是影響大豆產(chǎn)量的有效因素，其次是鉀肥、密度、氮肥。對(duì)于三大肥料來說影響產(chǎn)量的順序是磷>鉀>氮；二次項(xiàng)系數(shù)鉀肥和密度都是負(fù)數(shù)，說明鉀肥、密度都有最佳值。

5.2主因子效應(yīng)分析

經(jīng)對(duì)回歸模型進(jìn)行方差分析，回歸F值為1.6762，顯著水平p值為0.1879，達(dá)到顯著水平。相關(guān)系數(shù)R=0.813431，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=9.25785147調(diào)整后的相關(guān)系數(shù)Ra=0.516672。

經(jīng)偏相關(guān)分析磷肥（X2）、鉀肥（X3）的t檢驗(yàn)值分別為3.28415、1.00699，達(dá)到了顯著水平，相關(guān)系數(shù)r分別為0.06356、0.01952說明磷肥、鉀肥對(duì)大豆產(chǎn)量影響大，與大豆產(chǎn)量呈正相關(guān)。

5.3各因子與大豆產(chǎn)量的關(guān)系

進(jìn)一步了解各因素對(duì)產(chǎn)量的影響，將其在不同水平條件下對(duì)產(chǎn)值的具體影響進(jìn)行分析，將其中三個(gè)變量固定在0水平上，可得到第四個(gè)變量的處理回歸模型：

氮肥Y1=182.74-0.12X1+1.11X12

磷肥Y2=182.74+6.41X2+4.81X22

鉀肥Y3=182.74+1.96X3-3.64X32

密度Y4=182.74-1.01X4-3.11X42

根據(jù)以上的效應(yīng)方程可做出四因素各水平與大豆的產(chǎn)量的關(guān)系圖。由圖1可知氮肥（X1）對(duì)產(chǎn)量影響比較平穩(wěn)；而鉀肥（X3）、密度（X4）都有自己的峰值，達(dá)到峰值前取值增加，產(chǎn)量相應(yīng)增加，達(dá)到峰值后，取值增加，產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)。磷肥（X2）隨著取值的增加，產(chǎn)量相應(yīng)增加，沒有下降的趨勢(shì)，說明磷肥有可能沒有達(dá)到峰值。

5.4雙因子互作效應(yīng)分析

由表的方差分析表可知，氮肥與鉀肥（X1X3）的互作效應(yīng)達(dá)到顯

著水平，t檢驗(yàn)值=0.92246達(dá)到0.37309的顯著水平；氮肥與密度（X1X4）的互作效應(yīng)達(dá)到顯著水平，t檢驗(yàn)值=1.06468達(dá)到0.3064的顯著水平；磷肥與鉀肥（X2X3）的互作效應(yīng)達(dá)到顯著水平，t檢驗(yàn)值=1.49078達(dá)到0.15988的顯著水平；磷肥與密度（X2X4）的互作效應(yīng)達(dá)到顯著水平，t檢驗(yàn)值=1.2069達(dá)到0.24897的顯著水平；鉀肥與密度（X3X4）的互作效應(yīng)達(dá)到顯著水平，t檢驗(yàn)值0.9219達(dá)到0.37337的顯著水平。

5.4.1氮肥與鉀肥（X1X3）的互作效應(yīng)應(yīng)達(dá)到顯著水平，將其他因素固定在0水平，得到施氮量與施鉀量解析子模型：

Y（X1X3）=182.74-0.12X1+1.96X3+1.11X12-3.64X32+2.05X1X3

由解析子模型Y1，3和表5可知，當(dāng)施鉀量低時(shí)，產(chǎn)量隨著施氮量增加而降低，當(dāng)施鉀量達(dá)到0水平時(shí)產(chǎn)量較高，當(dāng)施鉀量達(dá)到1.03114-1.54671時(shí)，產(chǎn)量隨著施氮量增加而增加，但產(chǎn)量低于0水平。

5.4.2施氮量和密度的交互作用

將其它因素固定在0水平，得到施氮量與密度解析子模型：

Y1，4=182.74-0.12X1-1.01X4+1.11X12-3.11X42+2.37X1X4

由解析子模型Y1，4和表6可知，當(dāng)施氮肥不變時(shí)，隨著密度增加產(chǎn)量增加，當(dāng)密度達(dá)到-0.51557至0.51557時(shí)，產(chǎn)量較高，再繼續(xù)增加密度，產(chǎn)量下降。當(dāng)施氮量為-1.54671至-1.03114時(shí)，密度不超過0水平為高產(chǎn)區(qū)。

5.4.3磷肥與鉀肥的交互作用

將其它因素固定在0水平，得到施磷量與施鉀量解析子模型：

Y2，3=182.74+6.41X2+1.96X3+4.81X22-3.64X32-3.32X2X

由解析子模型Y2，3表7可知，高磷是大豆取得高產(chǎn)的必要條件，施磷量與施鉀量的高產(chǎn)區(qū)為高磷配合0水平的鉀，也就是說施磷量在102.3公斤/公頃以上時(shí)，施鉀量在30公斤/公頃時(shí)，較易獲得高產(chǎn)。

因此說，在大豆施肥上，應(yīng)特別注意磷肥和鉀肥的配合施用，二者有機(jī)配合，可奪得高產(chǎn)。

5.4.4施磷量與密度的交互作用

將其它因素固定在0水平，得到施磷量與密度解析子模型：

Y2，4=182.74+6.41X2-1.01X4+4.81X22-3.11X42+2.68X2X4

由解析子模型Y2，4和表8可知，密度低時(shí)，當(dāng)磷肥達(dá)到-0.51557時(shí)，產(chǎn)量隨著施磷量的增加而提高，密度達(dá)到0水平時(shí)是分界點(diǎn)（即密度45萬株/公頃），當(dāng)密度達(dá)到1水平時(shí)（即密度50萬株/公頃），產(chǎn)量開始下降。所以，要注意密度和磷肥的配合。

5.4.5施鉀量與密度的交互作用

將其它因素定在0水平，得到施鉀量與密度進(jìn)行子模型：

Y3，4=182.74+1.96X3-1.01X4-3.64X32-3.11X42-2.05X3X4

由解析子模型Y3，4和表9可知，施鉀量和密度都有峰值，當(dāng)施鉀量達(dá)到0水平（30公斤/公頃），密度達(dá)到-0.51557時(shí)（42.5萬株/公頃）產(chǎn)量較高，達(dá)到2751.6公斤/公頃。

5.5最佳組合

從表10可以看出，最高產(chǎn)量組合為N24.6P102.3K16.1密度46.1萬株/公頃時(shí)產(chǎn)量為3154.2公斤，最佳經(jīng)濟(jì)效益組合為N24.6P102.3K13.8密度46.3萬株/公頃。

6、結(jié)論

結(jié)合2014年試驗(yàn)結(jié)果，2014年的最高產(chǎn)量組合為N51.9P102.3K53.3密度42.4萬株/公頃時(shí)產(chǎn)量3844.2公斤，建議在2016年的試驗(yàn)中提磷的0水平，加大磷的變化區(qū)間，找到磷的峰值。大田應(yīng)提磷肥用量，結(jié)合兩年試驗(yàn)結(jié)果，建議大田的組合應(yīng)為N45P102.3K30密度45萬株/公頃。