鄂雜棉30高產(chǎn)栽培技術(shù)研究

摘要：采用三因素五水平二次通用旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)試驗(yàn)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，研究種植密度、氮肥、鉀肥對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)雜交棉鄂雜棉３０產(chǎn)量的影響，得出３個(gè)栽培因素對(duì)鄂雜棉３０子棉產(chǎn)量的作用大小為：密度＞氮肥＞鉀肥，并優(yōu)選出鄂雜棉３０子棉產(chǎn)量達(dá)４ ５００．００ ｋｇ／ｈｍ２的綜合農(nóng)藝措施：種植密度為３４ ７４８～３７ ５３０株／ｈｍ２，純氮用量為２６４．１５～３１９．９５ ｋｇ／ｈｍ２，氧化鉀（Ｋ２Ｏ）用量為１４７．４２～２１２．５８ ｋｇ／ｈｍ２。

關(guān)鍵詞：鄂雜棉３０；栽培技術(shù)；密度；氮肥；鉀肥

中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ５６２；Ｓ３１８ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ 文章編號(hào)：0439－８114（２０11）23－4794-03

Study on High Yield Cultivation Techniques of Hybrid Cotton E-za-mian No. 30

ＦＵ Ｙｏｎｇ－ｈｏｎｇ，ＲＯＮＧ Ｙｉ－ｈｕａ，ＬＩＡＮＧ Ｑｉｎｇ－ｚｈｉ，ＹＡＮ Ｘｉａｎ－ｈｕｉ，ＨＵＡＮＧ Ｍｅｉ－ｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｑｉｎｇ－ｗｅｉ

（Ｘｉａｎｇｙａｎｇ Aｃａｄｅｍｙ ｏｆ Aｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Sｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉａｎｇｙａｎｇ ４４１０５７，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｍｏｄｅｌｓ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ ＆ ｆｉｖｅ ｌｅｖｅｌｓ ｇｅｎｅｒａｌ ｑｕａｄｒａｔｉｃ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｓｉｇｎ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｔｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ， ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ on ｉｎｓｅｃｔ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｔｔｏｎ Ｅ－ｚａ－ｍｉａｎ Ｎｏ．３０ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ， ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ of ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｓｅｅｄ ｃｏｔｔｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ Ｅ－ｚａ－ｍｉａｎ Ｎｏ．３０ ｒａｎｋｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ｄｅｎｓｉｔｙ＞ Ｎ＞ Ｋ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｙｉｅｌｄ（≥４ ５００．００ ｋｇ／ｈｍ２） of Ｅ－ｚａ－ｍｉａｎ Ｎｏ．３０ ｗｅｒｅ ３４ ７４８～３７ ５３０ ｐｌａｎｔｓ／ｈｍ２， ｐｕｒｅ Ｎ 264.15～319.95 ｋｇ／ｈｍ２， ｐｏｔａｓｓｉｕｍ（Ｋ２Ｏ） １４７．４２～２１２．５８ ｋｇ／ｈｍ２．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Hybrid cotton Ｅ－ｚａ－ｍｉａｎ Ｎｏ．３０； ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ；ｐｌａｎｔｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ； ｐｏｔａｓｓｉｕｍ

鄂雜棉３０是襄陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)雜交棉新品種，該品種豐產(chǎn)性和穩(wěn)產(chǎn)性好、品質(zhì)較優(yōu)、耐枯萎病和黃萎病［１］，２０１１年４月通過(guò)湖北省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定（審定編號(hào)為鄂審棉２０１１００１）。為了良種良法配套，特進(jìn)行鄂雜棉３０三因素五水平栽培試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)［２，３］建立該品種栽培因素?cái)?shù)學(xué)模型，分析栽培因素對(duì)產(chǎn)量的影響，探討最佳配套栽培技術(shù)，旨在為鄂雜棉３０的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

１ 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

１．１ 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用密度（ｘ１）、氮肥（ｘ２）、鉀肥（ｘ３）三因素通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，各因子設(shè)置５個(gè)水平，試驗(yàn)因子編碼見(jiàn)表１。試驗(yàn)共２０個(gè)處理，每個(gè)處理小區(qū)面積為３０ ｍ２，小區(qū)設(shè)計(jì)為４行區(qū)，行距１ ｍ，走道寬８０ ｃｍ。

１．２ 供試材料與施肥方法

供試品種為鄂雜棉３０；供試肥料為：尿素（含氮量為４６％，質(zhì)量分?jǐn)?shù)），氯化鉀（含Ｋ２Ｏ為６０％，質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。氮肥分４期作追肥施用，分配比例為苗肥２５％、蕾肥１５％、花鈴肥５０％、補(bǔ)桃肥１０％。鉀肥分基肥和蕾肥兩期施用，分配比例為基肥４０％，蕾肥６０％。

１．３ 試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于２０１０年在襄陽(yáng)市原種繁殖場(chǎng)進(jìn)行，土質(zhì)屬崗地黃棕壤，土壤有機(jī)質(zhì)含量１．７％，速效氮９３．３ ｍｇ／ｋｇ，速效磷１３．０ ｍｇ／ｋｇ，速效鉀２５９．０ ｍｇ／ｋｇ，屬中等肥力、高鉀土壤類(lèi)型。前作油菜收獲后移栽棉花；試驗(yàn)采用營(yíng)養(yǎng)缽育苗方式，４月１７日播種，５月９日搬缽蹲苗；前茬油菜于５月２４日收獲，５月２５日整地、施基肥，５月２６日移栽，６月３０日條施蕾肥，７月２７日條施花鈴肥，８月１０日打頂，８月１９日條施補(bǔ)桃肥。其他栽培管理措施與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)相同。

１．４ 計(jì)產(chǎn)方式與數(shù)據(jù)分析

每個(gè)處理取中間兩行分次收花計(jì)產(chǎn)，用Ｅxcel及ＤＰＳ軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

２ 結(jié)果與分析

２．１ 子棉產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型建立與檢驗(yàn)

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表２。用三因素五水平二次通用旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)矩陣，以ｘ１、ｘ２、ｘ３為變量，子棉產(chǎn)量為目標(biāo)函數(shù)建立子棉產(chǎn)量回歸方程：

ｙ＝４ ７９４．４２３＋２０６．３４８ｘ１＋１４３．４５０ｘ２＋６９．５７７ｘ３－１５５．２５４ｘ１２ － １５９．７６３ｘ２２ － ６４．０９５ｘ３２ ＋ ３０．９００ｘ１ｘ２ ＋ ２３．８８８ｘ１ｘ３－ ５１．９７５ｘ２ｘ３ （１）

對(duì)回歸方程進(jìn)行方差分析，失擬檢驗(yàn)Ｆ１＝０．５９３（Ｆ０．０５＝５．０５０），檢驗(yàn)不顯著，表明未知因素對(duì)試驗(yàn)的干擾較小。回歸檢驗(yàn)Ｆ２＝５．２３７（Ｆ０．０１＝４．９４０），檢驗(yàn)達(dá)極顯著水平，說(shuō)明模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合度好，偏回歸系數(shù)的絕對(duì)值大小可直接反映變量（ｘ）對(duì)子棉產(chǎn)量（ｙ）的作用程度，進(jìn)一步分析各因子對(duì)子棉產(chǎn)量的影響，篩選優(yōu)化栽培方案（表２）。

２．２ 模型的解析與尋優(yōu)

２．２．１ 主效應(yīng)分析 各一次項(xiàng)回歸系數(shù)之間，各一次項(xiàng)回歸系數(shù)與交互項(xiàng)、平方項(xiàng)的回歸系數(shù)間都是不相關(guān)的，因此，可以由回歸系數(shù)絕對(duì)值的大小來(lái)直接比較各因素一次項(xiàng)對(duì)子棉產(chǎn)量的影響，從（１）式可知模型中的關(guān)鍵因子是ｘ１（密度），不同水平間差異達(dá)極顯著水平；其次是ｘ２（氮肥），不同水平間差異達(dá)顯著水平；鉀肥（ｘ３）效應(yīng)不顯著。表明種植密度為主導(dǎo)因子，保證一定的密度是鄂雜棉３０高產(chǎn)的關(guān)鍵，合理密植是棉花高產(chǎn)的基礎(chǔ)［４］，適當(dāng)增加雜交棉種植密度，能充分發(fā)揮雜交棉個(gè)體與群體的協(xié)調(diào)增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)［５］。鄂雜棉３０株型較緊湊、葉片上舉、田間通透性好，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)較為協(xié)調(diào)，從形態(tài)上也較適宜密植。氮肥對(duì)鄂雜棉３０增產(chǎn)潛力發(fā)揮作用重大，增產(chǎn)效應(yīng)為密度＞氮肥＞鉀肥。

２．２．２ 單因子效應(yīng)分析 因?yàn)樵囼?yàn)是在正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以各項(xiàng)效應(yīng)不僅線(xiàn)性可知，而且回歸系數(shù)彼此獨(dú)立，可分析各因素的獨(dú)立和互作效應(yīng)。對(duì)模型（１）用降維法將其中任意兩個(gè)自變量的取值為零水平，得到各單因子與子棉產(chǎn)量的一元回歸子模型：

ｙ１＝４ ７９４．４２３＋２０６．３４８ｘ１－１５５．２５４ｘ１２ （２）

ｙ２＝４ ７９４．４２３＋１４３．４５０ｘ２－１５９．７６３ｘ２２ （３）

ｙ３＝４ ７９４．４２３＋６９．５７７ｘ３－６４．０９５ｘ３２ （４）

（２）、（３）、（４）式的二次項(xiàng)系數(shù)均為負(fù)值，試驗(yàn)三因素對(duì)子棉產(chǎn)量的影響均呈開(kāi)口向下的拋物線(xiàn)關(guān)系，將各因子水平編碼值分別代入（２）、（３）、（４）式，其結(jié)果如圖１。

從圖１可看出，密度（ｘ１）由－１．６８２水平上升到０．６４４水平時(shí)，子棉產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)，當(dāng)ｘ１＝０．６４４時(shí)，產(chǎn)量達(dá)極大值４ ８６２．８８ ｋｇ/hm2，密度超過(guò)０．６４４水平則子棉產(chǎn)量下降，但降幅較緩。氮肥（ｘ２）由－１．６８２上升到０．４４９水平時(shí)，子棉產(chǎn)量逐漸增加，當(dāng)ｘ２＝０．４４９時(shí)，子棉產(chǎn)量達(dá)最大值，為４ ８２６．６２ ｋｇ/hm2，氮肥施用量超過(guò)０．４４９水平則產(chǎn)量下降，并隨氮肥用量增加，子棉產(chǎn)量下降幅度加大，表明氮肥用量超過(guò)一定量對(duì)產(chǎn)量的作用為負(fù)效應(yīng)；鉀肥（ｘ３）施用量由

－１．６８２上升到０．５４３水平時(shí)，子棉產(chǎn)量逐漸增加，當(dāng)ｘ３＝０．５４３時(shí)，子棉產(chǎn)量有極大值４ ８１３．３１ ｋｇ，鉀肥施用量超過(guò)０．５４３時(shí)，則子棉產(chǎn)量下降，但不同水平間的產(chǎn)量增減幅度均不大，這可能與試驗(yàn)地不缺鉀有關(guān)。

２．２．３ 兩因素互作效應(yīng)分析 在模型（１）中將任何一因素固定在“０”水平，分析另兩個(gè)因素的交互效應(yīng)。

密度與氮肥的回歸式：

ｙ＝４ ７９４．４２３＋２０６．３４８ｘ１＋１４３．４５０ｘ２－１５５．２５４ｘ１２－１５９．７６３ｘ２２＋３０．９００ｘ１ｘ２ （５）

密度與鉀肥的回歸式：

ｙ＝４ ７９４．４２３＋２０６．３４８ｘ１＋６９．５７７ｘ３－１５５．２５４ｘ１２－６４．０９５ｘ３２＋２３．８８８ｘ１ｘ３ （６）

氮肥與鉀肥的回歸式：

ｙ＝４ ７９４．４２３＋１４３．４５０ｘ２＋６９．５７７ｘ３－１５９．７６３ｘ２２－６４．０９５ｘ３２－５１．９７５ｘ２ｘ３ （７）

由（５）、（６）、（７）式通過(guò)計(jì)算可知密度在－１．６８２～１.000水平，氮肥在－１．６８２～１.000水平，交互作用表現(xiàn)增產(chǎn)，密度為１.000水平，氮肥為１.000水平時(shí)子棉產(chǎn)量最高，超過(guò)此范圍就減產(chǎn)； 密度在－１．６８２～１.000時(shí)，鉀肥在－１．６８２～１.000時(shí)，二者交互作用表現(xiàn)增產(chǎn)；氮肥在－１．６８２～０水平，鉀肥在１．６８２～１.000水平時(shí)二者表現(xiàn)正互作效應(yīng)。

在一定范圍內(nèi)，密度與氮肥、密度與鉀肥、氮肥與鉀肥配合能取得較高的子棉產(chǎn)量。

２．２．4 最佳產(chǎn)量模擬尋優(yōu) 對(duì)模型（１）進(jìn)行解析，目標(biāo)函數(shù)“ｙ”的最大值就是模型的最優(yōu)解，求得

－１．６８２≤ｘｉ≤１．６８２區(qū)域內(nèi)子棉產(chǎn)量最大值為

４ ９２１．０６ ｋｇ／ｈｍ２，其組合方案為：ｘ１＝０．７４４，ｘ２＝０．４３８，ｘ３＝０．５００，即密度為３５ ５８０株／ｈｍ２，氮肥為２７４．２８ ｋｇ／ｈｍ２， Ｋ２Ｏ為２２５．００ ｋｇ／ｈｍ２。在生產(chǎn)實(shí)踐中，往往最大值出現(xiàn)的概率小，因此通過(guò)產(chǎn)量頻率作進(jìn)一步分析求得有關(guān)解，才符合生產(chǎn)實(shí)際。對(duì)（１）式進(jìn)行頻數(shù)分析，在－１．６８２≤ｘｉ≤１．６８２的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行回歸模擬，經(jīng)微機(jī)運(yùn)算得１２５套全部農(nóng)藝組合方案中子棉產(chǎn)量≥４ ５００．００ ｋｇ／ｈｍ２的組合方案有４５套（表３），９５％的分布區(qū)間：密度為３４ ７４８～３７ ５３０株／ｈｍ２，純氮量為２６４．１５～３１９．９５ ｋｇ/ｈｍ２，Ｋ２Ｏ １４７．４２～２１２．５８ ｋｇ/ｈｍ２。

３ 結(jié)論

１）通過(guò)試驗(yàn)研究，建立了鄂雜棉３０子棉產(chǎn)量與密度及氮、鉀肥施用量的數(shù)學(xué)模型，經(jīng)Ｆ檢驗(yàn)，該效應(yīng)模型達(dá)到顯著水平，而失擬（Ｆ１）不顯著，模型的擬合程度較好。方程可以用來(lái)分析及模擬尋優(yōu)。

２）單因素效應(yīng)為密度＞氮肥＞鉀肥，種植密度、氮肥施用量是影響鄂雜棉３０產(chǎn)量的兩個(gè)主要因素，鉀肥效應(yīng)不顯著，可能與試驗(yàn)地鉀肥含量較豐富有關(guān)，但是多數(shù)研究表明，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉往往會(huì)因?yàn)槿扁浂缢ィ郏叮荩虼嗽谏a(chǎn)上要根據(jù)土壤狀況做到鉀肥的合理施用，通過(guò)對(duì)兩因素交互效應(yīng)分析表明，在一定密度與施肥量范圍內(nèi)，密度、氮肥、鉀肥兩兩之間均表現(xiàn)出正交互效應(yīng)。說(shuō)明在栽培上鄂雜棉３０在保證一定密度的同時(shí)，應(yīng)配合相應(yīng)量的氮肥和鉀肥。

３）通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化分析，提出鄂雜棉３０子棉產(chǎn)量大于４ ５００．００ ｋｇ/ｈｍ２的優(yōu)化栽培技術(shù)方案為： 密度為３４ ７４８～３７ ５３０株/ｈｍ２，純氮施用量為２６４．１５～３１９．９５ ｋｇ/ｈｍ２，Ｋ２Ｏ施用量為１４７．４２～２１２．５８ ｋｇ/ｈｍ２。

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