張榮達, 馬紹智, 王道琴
(1.畢節市農業技術推廣站, 貴州 畢節 551700; 2.畢節市種子管理站, 貴州 畢節 551700)
畢節市地處黔西北高原,是馬鈴薯主產區之一,是中國西南片區最大的馬鈴薯原原種生產基地。作物連作后根際土壤中自毒物質不斷積累,真菌群落結構發生改變,璉格孢霉、鐮刀菌等有害真菌富集[1]。而馬鈴薯是一種十分敏感的作物,對連作的反應比較大,并且隨著馬鈴薯產業化的程度提高,連作障礙產生的問題急需解決[2]。畢節市馬鈴薯連作現象普遍,嚴重影響馬鈴薯品質,降低了商業價值,已成為影響馬鈴薯生產持續發展的重要因素。國內外已有大量試驗證明輪作對馬鈴薯生產有巨大生態和經濟效益,是實現農業可持續發展的必由之路[3]。實行輪作是解決連作障害的最佳方式,畢節政府及有關部門已經引導農民輪作,合作社利用耕地輪作休耕試點資金與農戶簽訂休耕租地協議,由合作社組織實施,種植的牧草、綠肥等歸合作社發展養殖業。但只允許連坐的條件下,實現馬鈴薯持續優質高產,需要通過科學合理的施肥技術。因此,采用最優回歸設計法,研究不同氮磷鉀施用量對馬鈴薯產量的影響,以期探明連作馬鈴薯優質高產的最佳配方,為馬鈴薯生產施肥提供參考。
試驗在威寧縣五里崗街道辦事處中塘村中塘組李興杰農戶的責任地中進行。試驗地地塊平整,土質灰泡土,肥力均勻,質地疏松,排灌及交通方便,海拔2 200 m,試驗時該土地已連續兩年種植馬鈴薯,肥力中等。
馬鈴薯品種為威寧縣南方馬鈴薯專業合作社提供的威芋5號一級種薯。肥料:氮肥為含純N46%的尿素,磷肥是含 P2O5為18%的普通過磷酸鈣,鉀肥是含 K2O為50%的硫酸鉀,均為商品肥料。
試驗采用最優回歸設計法設計(表1),根據設計方法的要求,在田間實施10個處理組合,其各處理組合的編碼值及其小區實際用量見表2。田間實施時,按隨機區組排列,2次重復,每小區30 m2,長6 m,寬5 m,小區間不留走道,重復間留走道80 cm,每小區施用有機肥200 kg,同時磷肥、鉀肥和50%的氮肥混合后作底肥施用,施肥位置為兩窩馬鈴薯的中間,50%的氮肥作苗期追肥。田間管理與大田生產基本一致,馬鈴薯成熟后按小區分別收獲計產。
采用Excel 2010數據分析工具和WPS 15.01對數學模型進行優化分析。

表1試驗因素與水平 kg/667m2

表2各處理組合的編碼值及其小區實際用量
由表3可見,處理8的產量最高,達44.60 t/hm2;處理1最低,僅28.35 t/hm2。經方差分析,試驗處理間差異達極顯著水平,重復間差異不顯著。表明,各肥料處理組合對產量的影響達極顯著水平,可用于建立試驗因子與產量間的關系數學模型。

表3不同配方施肥馬鈴薯的產量
利用表3數據經最優回歸設計建立氮磷鉀三因素與產量間的優化數學模型為y=42.046+1.488N+2.941P+3.025K-1.317NP-1.426NK-3.822K2,其中R2=0.855 8,F=12.86**。從公式看,在連作土壤上,馬鈴薯產量隨著氮、磷施用量的增加而上升(YN=42.046+1.488N,YP=42.046+2.941P);而馬鈴薯產量隨鉀肥施用量的增加呈典型的拋物線關系(YK=42.046+3.025K-3.822K2)。表明,在馬鈴薯配方施肥中,在氮磷鉀配合施用的前提下,必須高度重視鉀肥的科學合理施用,使之有利于提高馬鈴薯的產量水平。
另外,從氮磷(NP)、氮鉀(NK)2項的系數為負,則表明氮肥不足時,適當增施磷鉀肥,磷鉀不足時,適當增施氮肥,有利于提高馬鈴薯產量。
經分析,氮磷鉀三因素與產量間的數學模型,對產量的決定比重高,達85.58%,因此可用模型進行模擬試驗,以優化提出高產配方方案。
經WPS 15.01的模擬分析程序進行模擬試驗得出,在125次試驗中,產量≥45 t/hm2的試驗有8次,占6.4%;產量在40~45 t/hm2的試驗有63次,占50.4%;產量在30~40 t/hm2的試驗有53次,占42.4%。由表4可見,隨著產量水平的上升,施肥量也要求提高,這和生產實際吻合。因此,3套方案可以根據生產目標的需要而選用。在當前建議在增施有機肥的前提下,選用第一二套方案用于指導生產為佳。

表4馬鈴薯配方施肥方案
試驗中,建立了土壤連作條件下,氮磷鉀三因素與產量關系的數學模型為y=42.046+1.488N+2.941P+3.025K-1.317NP-1.426NK-3.822K2,其中R2=0.855 8,F=12.86**。在逐步提高有機肥施用水平的前提下,化肥應注意氮磷鉀配合施用,合理增施鉀肥,或大力推廣硫酸鉀型高鉀復合肥,以保持投入和產出的相對平衡。
通過優化分析,提出連作條件下,不同產量水平需求的三套配方施肥方案,產量≥45 t/hm2施入氮磷鉀分別為159.825~468.525 kg/hm2、450 kg/hm2、413.25~468.375 kg/hm2;產量在40~45 t/hm2的施入氮磷鉀分別為300.225~378.525 kg/hm2、232.2~300.15 kg/hm2、406.725~468.375 kg/hm2;產量在30~40 t/hm2的施入氮磷鉀分別為214.05~296.85 kg/hm2、105.3~187.425 kg/hm2、244.275~336.075 kg/hm2。各地可以根據生產實踐的需要選擇示范推廣。