黨久占 ，趙 娜 ，趙 強，劉宇杰 ，郝云鳳，張玉金 ，李曉紅，馮君偉，張 光，任孝忠，劉曉燕

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學院,內(nèi)蒙古呼和浩特 010031；2.巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學院,內(nèi)蒙古陜壩 015100；3.杭錦后旗農(nóng)牧業(yè)技術(shù)推廣中心,內(nèi)蒙古陜壩 015400；4.烏拉特前旗農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,內(nèi)蒙古烏拉山 014400）

玉米是河套灌區(qū)的主要優(yōu)勢作物,玉米產(chǎn)業(yè)對當?shù)剞r(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展具有極其重要的影響。耐密型新品種的應(yīng)用及配方施肥、寬膜覆蓋等技術(shù)的推廣,使該區(qū)玉米單產(chǎn)得到較大幅度提高[1-4],目前平均產(chǎn)量在10 500 kg/hm2左右,高產(chǎn)田可達15 000 kg/hm2,產(chǎn)量水平已達到高位瓶頸,要想在單產(chǎn)上取得超高產(chǎn)的突破,現(xiàn)行的常規(guī)種植方式已很難做到。

增加種植密度是目前國內(nèi)外公認的提高玉米單產(chǎn)的有效途徑之一。對于增密方式的研究方面,近年來,已有關(guān)于玉米一穴多株新型種植方式的研究報道[5-6]。內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學院與河北福路特農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司合作,經(jīng)多年試驗示范,成功研發(fā)了玉米一穴雙株增密高產(chǎn)栽培技術(shù),示范推廣證明,產(chǎn)量可達16 807～18 600 kg/hm2,增產(chǎn)18.9%～32.6%,具有廣闊的推廣應(yīng)用前景[7]。為完善該技術(shù),筆者在2016年密度和肥料用量試驗基礎(chǔ)上[8],在內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)創(chuàng)新基金支持下,于2017年和2018年進行了河套灌區(qū)密度、氮肥和磷肥3個主要技術(shù)措施的指標對產(chǎn)量的影響試驗研究。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試品種為登海618；供試肥料為磷酸二銨（P2O5：46%、N：18%）、尿素（N：46%）。

1.2 試驗地概況

2017年試驗地點在巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學院園子渠試驗站,前茬為油菜；2018年在杭錦后旗頭道橋鎮(zhèn)挪二村,前茬為青椒。試驗地土壤質(zhì)地均為黏土,地勢平坦,排灌方便,耕層深厚,肥力為中上等,基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況見表1。

表1 試驗地土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況

1.3 試驗設(shè)計與統(tǒng)計分析

試驗以密度 X1、氮肥（N）X2和磷肥（P2O5）X33項技術(shù)措施為決策變量,采用3因素5水平二次正交回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計方案實施,因素水平編碼見表2。試驗共設(shè)23個小區(qū),隨機排列,不設(shè)重復。覆膜種植,每小區(qū)種植4膜8行,大小行種植,大行85 cm,小行40 cm,每穴留2苗,小區(qū)長10 m、寬5 m,小區(qū)面積50 m2。取中間4行測產(chǎn)。磷肥全部作種肥；氮肥總量的20%作種肥,其余作追肥施用；另外種肥一律加施氯化鉀肥112.0 kg/hm2,其他管理措施同生產(chǎn)大田。試驗數(shù)據(jù)的整理與分析參考武占會和李志西等[9-10]的方法。

表2 因素水平編碼

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量與各因素間回歸數(shù)學模型的建立及檢驗

產(chǎn)量結(jié)果見表3。根據(jù)產(chǎn)量結(jié)果,得到產(chǎn)量Y與各因素間的數(shù)學模型為：

經(jīng)方差分析得,F回歸=42.831 5（2017）、33.200 5（2018）＞F0.01（9,13）=4.19 達極顯著水平,F失擬=1.546（2017）,1.530（2018）＜F0.10（5,8）=2.73,說明試驗結(jié)果與所建立的回歸模型擬合較好,模型可靠,可用于預測產(chǎn)量和篩選優(yōu)化栽培方案。

對回歸模型中各項系數(shù)顯著性檢驗后,剔除不顯著項后的回歸方程為：

2.2 各因素與產(chǎn)量間的效應(yīng)分析

采用降維系數(shù)法,將其余各因素固定在零水平,得出各因素單獨與產(chǎn)量關(guān)系的數(shù)學模型分別為：

由以上方程可知,兩年試驗回歸系數(shù)總體趨勢基本一致,證明試驗在不同年份和地點由于氣候、土壤肥力等造成產(chǎn)量結(jié)果不盡相同,但代表各因素作用的回歸系數(shù)有基本相同表現(xiàn),進一步證明了用上述回歸方程對產(chǎn)量進行決策的可靠性。因試驗設(shè)計中各因素處理均經(jīng)過無量綱化編碼,偏回歸系數(shù)已經(jīng)標準化,因此,根據(jù)方程一次項系數(shù)絕對值大小可比較各因素對產(chǎn)量影響的大小,結(jié)果為磷肥＞氮肥＞密度,說明磷肥在3因素中對產(chǎn)量影響最大,其次是氮肥。這也進一步證明了一穴雙株高密度種植保證磷肥和氮肥用量是高產(chǎn)的關(guān)鍵措施。

對2018年3個方程通過求極值法,可求得X1=0.290,X2=1.025,X3=1.104時,分別獲得最高產(chǎn)量：YX1=17 690.1 kg/hm2、YX2=17 954.3 kg/hm2和 YX3=18 068.9 kg/hm2。 說明 X1、X2、X3分別在［-1.682 0.290］、［-1.682 1.025］、［-1.682 1.104］區(qū)域內(nèi)為增函數(shù),隨著密度和施肥量增加,產(chǎn)量相應(yīng)增加。當 X1＞0.290、X2＞1.025、X3＞1.104 后,增產(chǎn)效果則逐漸降低。

由方程交互項系數(shù)大小及方差分析可知,密度與磷肥、密度與氮肥的互作效應(yīng)均達顯著水平,且為正效應(yīng)。密度與磷肥互作效應(yīng)高于密度與氮肥,說明增加密度時配合增施磷肥和氮肥所產(chǎn)生的增產(chǎn)效果較顯著,且磷肥效應(yīng)更高。

2.3 優(yōu)化農(nóng)藝組合措施的確定

利用頻數(shù)分析法,取步長為0.42計算,得729套農(nóng)藝措施組合方案的產(chǎn)量預測值,篩選后得知,產(chǎn)量≥16 500 kg/hm2的組合方案 2017年試驗有215套,占29.5%,2018年試驗有242套,占33.2%,根據(jù)此頻率認定,將產(chǎn)量≥16 500 kg/hm2的農(nóng)藝措施組合方案作為農(nóng)藝措施指標優(yōu)化分析的依據(jù)。經(jīng)統(tǒng)計分析,得出2017—2018年試驗的三項農(nóng)藝措施具體取值范圍,考慮到不同試驗地點土壤肥力差異、年份間氣象指標差異等因素,綜合分析兩年的試驗結(jié)果,得出河套灌區(qū)玉米一穴雙株增密高產(chǎn)栽培,產(chǎn)量≥16 500 kg/hm2的主要技術(shù)指標為：密度96 675～97 920 株/hm2,氮（N）420.75～431.55 kg/hm2,磷（P2O5）288.30～299.70 kg/hm2（表4）。

表4 玉米一穴雙株≥16 500 kg/hm2產(chǎn)量栽培優(yōu)化方案

3 結(jié)論與討論

一是通過試驗獲得河套灌區(qū)玉米一穴雙株增密高產(chǎn)栽培產(chǎn)量與密度、氮肥和磷肥3項技術(shù)措施的數(shù)學模型為：

經(jīng)檢驗,模型達顯著水平,且擬合度高,可用于預測產(chǎn)量和篩選優(yōu)化栽培方案。

二是明確了產(chǎn)量與密度、磷肥、氮肥3項技術(shù)措施的變化關(guān)系,分析結(jié)果可以用于指導生產(chǎn)。該試驗中,3個因素對產(chǎn)量提升作用的順序為磷肥＞氮肥＞密度,這與單株種植相關(guān)研究中密度是主要因素的結(jié)果不同[11-12]；密度和磷肥、密度和氮肥的互作效應(yīng)均達到顯著水平。結(jié)果表明,玉米一穴雙株增密高產(chǎn)栽培保證磷肥和氮肥用量,尤其是磷肥用量是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵措施。

三是以兩年試驗建立的模型進行優(yōu)化篩選,獲得河套灌區(qū)玉米一穴雙株增密高產(chǎn)栽培,產(chǎn)量≥16 500 kg/hm2技術(shù)措施的指標為：密度96 675～97 920 株/hm2,氮（N）420.75～431.55 kg/hm2,磷（P2O5）288.30～299.70 kg/hm2。