梅 艷， 王海玲， 趙明勇， 張 俊， 阮培均， 劉建新， 涂光洪

(畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 貴州 畢節(jié) 551700)

貴州半夏素以質(zhì)優(yōu)馳名中外，在國內(nèi)外市場占有重要地位。半夏是貴州著名道地藥材和重要民族藥，是貴州省重點(diǎn)鼓勵發(fā)展的14種中藥材之一。為推動半夏生產(chǎn)發(fā)展，在《貴州省“十二五”中藥現(xiàn)代化發(fā)展規(guī)劃》中，提出了重點(diǎn)開展石斛、半夏等10個品種的規(guī)范化種植基地建設(shè)。畢節(jié)市是貴州半夏的主產(chǎn)區(qū)，生產(chǎn)的半夏屬出口免檢產(chǎn)品。畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)也根據(jù)國內(nèi)外市場需求及自身優(yōu)勢，將半夏列為中藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)藥材之一。畢節(jié)市赫章縣人工種植半夏始于20世紀(jì)80年代，半夏品種黑麻芋是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶長期選擇的野生變家栽培種，其抗病性強(qiáng)，產(chǎn)量高，是當(dāng)?shù)刂髟云贩N之一。關(guān)于半夏栽培技術(shù)的研究開展較早，2007年畢節(jié)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所獲國家科技支撐計(jì)劃資助，進(jìn)行了道地特色中藥材半夏GAP規(guī)范化種植關(guān)鍵技術(shù)研究與示范，并用塑料缽為種植容器，對播種密度、氮肥、磷肥3因素對半夏產(chǎn)量形成的影響進(jìn)行探索[1]，但在田間進(jìn)行半夏高產(chǎn)繁殖栽培技術(shù)的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。為推動畢節(jié)試驗(yàn)區(qū)中藥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，以半夏品種黑麻芋為供試材料，以種植密度、有機(jī)肥、氮肥和磷肥施用量為試驗(yàn)因子，采用4因子5水平二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究種植密度和肥料施用量對半夏黑麻芋繁殖產(chǎn)量的影響，旨在為半夏生產(chǎn)提供種源保障和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于貴州省畢節(jié)市赫章縣河鎮(zhèn)鄉(xiāng)舍虎村，地處東經(jīng)104°34′、北緯 27°28′，海拔高度2 254.27 m，年降水量923 mm左右，年均溫11℃左右，無霜期210 d，在畢節(jié)市耕制區(qū)劃上屬西部溫涼氣候區(qū)[2]。試驗(yàn)地前作玉米，土壤肥力中等，播前牛耕耙1次，人工平整碎土，清除雜物。

1.2 供試材料

供試半夏品種黑麻芋為赫章縣河鎮(zhèn)鄉(xiāng)野生變家栽培種，其種莖規(guī)格為：0.5 cm≤種莖直徑≤1.0 cm；供試驗(yàn)肥料為過磷酸鈣(P2O5≥12%)、尿素(N≥46%)及充分腐熟的有機(jī)肥(圈肥)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以半夏黑麻芋鮮塊莖產(chǎn)量為目標(biāo)，選取種植密度(x1)、有機(jī)肥施用量(x2)、氮肥(純N)施用量(x3)、磷肥施(P2O5)用量(x4)4個因子為研究對象，采用4因子5水平二次回歸旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)因素與水平編碼見表1。共36個處理(表2)，分為3個區(qū)組開廂種植，廂面長3 m、寬1 m。起壟栽培，小區(qū)間留40 cm寬走道，區(qū)組間走道寬50 cm，小區(qū)計(jì)產(chǎn)面積4.2 m2。四周種半夏作保護(hù)區(qū)。

表1 試驗(yàn)因素與水平編碼

表2 試驗(yàn)各處理水平編碼

1.4 試驗(yàn)經(jīng)過

試驗(yàn)于2014年3月21日播種，11月4日采收。有機(jī)肥和磷肥均作為底肥施用。尿素作追肥，分2次施用，第1次于5月13日半夏齊苗后追施，用追肥總量的60%；第2次于6月17日半夏珠芽形成期追施，用追肥總量的40%。全區(qū)收獲半夏塊莖計(jì)產(chǎn)，分別計(jì)算各處理的單位面積產(chǎn)量，利用DPS[3]對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)因子對半夏繁殖產(chǎn)量的效應(yīng)

2.1.1 數(shù)學(xué)模型的建立 根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)量結(jié)果(表3)，求得試驗(yàn)4因子與半夏塊莖產(chǎn)量的效應(yīng)方程式(剔除不顯著項(xiàng)后，簡化后的回歸方程)：y=13 270.64+1 449.43x1+615.99x4-1 019.88x12-511.35x22-534.78x32-506.69x42。經(jīng)方差分析，失擬F1= 1.523F0.01(14，21)=3. 07，達(dá)極顯著水平，說明所建立的回歸方程在α=0.01水平上顯著，試驗(yàn)數(shù)據(jù)與所采用的二次數(shù)學(xué)模型吻合，方程與實(shí)際情況擬合程度較好。

表3 試驗(yàn)各處理的產(chǎn)量及純收益

2.1.2 主因素效應(yīng) 經(jīng)過無量綱線性編碼代換后，偏回歸系數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，直接比較其絕對值大小，可判斷各因子對半夏繁殖產(chǎn)量影響的重要程度[4]。種植密度及有機(jī)肥、氮肥、磷肥施用量4因素對半夏繁殖產(chǎn)量的影響順序?yàn)榉N植密度(1 019.88 kg/hm2)>N肥施用量(534.78 kg/hm2)>有機(jī)肥施用量(511.35 kg/hm2)>P肥施用量(506.69 kg/hm2)。

2.2 試驗(yàn)因子對半夏塊莖產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

從圖1看出，種植密度及有機(jī)肥、N肥、P肥施用量對半夏繁殖產(chǎn)量、純收益和產(chǎn)投比的影響均呈拋物線形變化。

2.2.1 塊莖產(chǎn)量 種植密度(x1)水平由-2到1時(shí)，半夏產(chǎn)量隨密度的提高而增加，當(dāng)取值為0.71時(shí)，可獲得最高產(chǎn)量13 785.6 kg/hm2；當(dāng)x1水平由1到2時(shí)，產(chǎn)量隨種植密度的提高而降低。有機(jī)肥施用量(x2)水平由-2到0時(shí)半夏產(chǎn)量隨施用量的提高而增加，當(dāng)x2取值為-0.148 6時(shí)，可獲得最高產(chǎn)量13 281.9 kg/hm2；當(dāng)x2取值由0上升到2水平，產(chǎn)量隨有機(jī)肥施用量的提高而降低。N肥施用量(x3)水平由-2到0時(shí)半夏產(chǎn)量隨施用量的提高而增加，當(dāng)x3取值為-0.070時(shí)，可獲得最高產(chǎn)量13 273.1 kg/hm2；當(dāng)x3取值由0上升到2水平，產(chǎn)量隨N肥施用量提高而降低。P肥施用量(x4)水平由-2到1時(shí)半夏產(chǎn)量隨施用量的提高而增加，當(dāng)x4取值為0.607 8時(shí)，可獲得最高產(chǎn)量13 457.9 kg/hm2；當(dāng)x4取值由1上升到2水平，產(chǎn)量隨P肥施用量提高而降低。

2.2.2 純收益 種植密度(x1)水平由-2到0時(shí)半夏純收益隨密度提高而增加，當(dāng)x1取值為-0.018時(shí)，可獲得最高純收益244 528.5元/hm2；當(dāng)x1取值由0上升到2水平，純收益隨種植密度提高而降低。有機(jī)肥施用量(x2)水平由-2到0時(shí)半夏純收益隨施用量的提高而增加，當(dāng)x2取值為-0.173時(shí)，可獲得最高純收益244 977.0元/hm2；當(dāng)x2取值由0上升到2水平，純收益隨有機(jī)肥施用量的提高而降低。N肥施用量(x3)水平由-2到0時(shí)半夏純收益隨著N肥施用量的提高而增加，當(dāng)x3取值為-0.072時(shí)，可獲得最高純收益244 601.85元/hm2；當(dāng)x3取值由0上升到2水平，純收益隨N肥施用量的提高而降低。P肥施用量(x4)水平由-2到1時(shí)半夏純收益隨施用量的提高而增加，當(dāng)x4取值為0.58時(shí)，可獲得最高純收益249 552.0元/hm2；當(dāng)x4取值由1上升到2水平，純收益隨P肥施用量的提高而降低。

2.2.3 產(chǎn)投比 種植密度(x1)水平由-2到-1時(shí)半夏產(chǎn)投比隨密度提高而增加，當(dāng)x1取值為-1.37時(shí)，產(chǎn)投比最高，達(dá)2.83；當(dāng)x1取值由-1上升到2水平，產(chǎn)投比隨種植密度的提高而降低。有機(jī)肥施用量(x2)水平由-2到0時(shí)半夏產(chǎn)投比隨施用量的提高而增加，當(dāng)x2取值為-0.161 9時(shí)，可獲得最高產(chǎn)投比2.59；當(dāng)x2取值由0上升到2水平，產(chǎn)投比隨施用量的提高而降低。N肥施用量(x3)水平由-2到0時(shí)半夏產(chǎn)投比隨施用量的提高而增加，當(dāng)x3取值為-0.116 0時(shí)，可獲得最高產(chǎn)投比2.59；當(dāng)x3取值由0上升到2水平，產(chǎn)投比隨N肥施用量提高而降低。P肥施用量(x4)水平由-2到1時(shí)半夏產(chǎn)投比隨施用量的提高而增加，當(dāng)x4取值為0.55時(shí)，可獲得最高產(chǎn)投比2.62；當(dāng)x4取值由1上升到2水平，產(chǎn)投比隨P肥施用量的提高而降低。

圖1 不同水平試驗(yàn)因子處理半夏的產(chǎn)量、純收益和產(chǎn)投比

2.3 高產(chǎn)栽培技術(shù)方案

以半夏塊莖產(chǎn)量≥10 500 kg/hm2為目標(biāo)，通過模擬試驗(yàn)和優(yōu)化選擇，得優(yōu)化農(nóng)藝措施組合152套方案，各因素編碼95%置信區(qū)間取值范圍分別為0.620≤x1≤0.853、-0.178≤x2≤0.178、-0.174≤x3≤0.174和-0.410≤x4≤0.708，相應(yīng)的農(nóng)藝措施為：種植密度889.5萬～941.9萬粒/hm2、有機(jī)肥施用量28.0～32.0 t/ hm2、N肥施用量97.5～109.5 kg/hm2、P肥施用量214.7～365.6 kg/hm2；以半夏塊莖產(chǎn)量≥11 250 kg/hm2為目標(biāo)，通過模擬試驗(yàn)和優(yōu)化選擇，得優(yōu)化農(nóng)藝措施組合89套方案，各因素編碼95%置信區(qū)間取值范圍分別為0.604≤x1≤0.879、-0.187≤x2≤0.187、-0.176≤x3≤0.176和0.390≤x4≤0.801，相應(yīng)的農(nóng)藝措施為種植密度885.9萬～947.8萬粒/hm2、有機(jī)肥施用量27.9～32.1 t/hm2、N肥施用量97.4～109.6 kg/hm2、P肥施用量217.4～378.1 kg/hm2。

3 結(jié)論與討論

研究建立了半夏塊莖產(chǎn)量與種植密度及有機(jī)肥、氮肥、磷肥施用量的數(shù)學(xué)回歸模型，模型的擬合程度較好。通過對模型進(jìn)行優(yōu)化分析，提出半夏塊莖產(chǎn)量≥10 500 kg/hm2的優(yōu)化栽培方案為：種植密度889.5萬～941.9萬粒/hm2、有機(jī)肥施用量28.0～32.0 t/hm2、N肥施用量97.5～109.5 kg/hm2、P肥(P2O5)施用量214.7～365.6 kg/hm2；以半夏塊莖產(chǎn)量≥11 250 kg/ hm2為目標(biāo)，相應(yīng)的農(nóng)藝措施為：種植密度885.9萬～947.8萬粒/hm2、有機(jī)肥施用量27.9～32.1 t/hm2、N肥施用量97.4～109.6 kg/ hm2、P肥(P2O5)施用量217.4～378.1 kg/ hm2。

種植密度及有機(jī)肥、氮肥、磷肥施用量單因素對半夏產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益影響研究表明，有機(jī)肥和氮肥均在0水平、磷肥在1水平時(shí)，半夏莖塊產(chǎn)量、純收益和產(chǎn)投比均達(dá)最大；而種植密度在1水平時(shí)半夏莖塊產(chǎn)量最高，在0水平時(shí)純收益最大，-1水平時(shí)產(chǎn)投比最高。說明，在一定范圍內(nèi)半夏莖塊產(chǎn)量隨密度增加而提高，但成本增加導(dǎo)致純收益降低，產(chǎn)投比也相應(yīng)降低。因此，在半夏繁殖過程中，密度在0水平(750萬株/hm2)能獲得最高的經(jīng)濟(jì)效益。

研究表明，4個試驗(yàn)因子對半夏繁殖產(chǎn)量影響的重要程度依次為種植密度>N肥施用量>有機(jī)肥施用量>P肥施用量，與趙明勇等[5-8]研究一致，說明不論是半夏藥材的生產(chǎn)還是半夏種莖的繁殖，均表現(xiàn)為種植密度對產(chǎn)量的影響最大，其次是氮肥和有機(jī)肥施用量，磷肥施用量的影響相對較小。