全 文 ：第 33卷　第 2期
2009年 3月
南京林业大学学报(自然科学版)
JournalofNanjingForestryUniversity(NaturalScienceEdition)
Vol.33, No.2
Mar., 2009
　收稿日期:2008-04-16　　　　修回日期:2008-08-28
　基金项目:浙江林学院科研启动项目(2007FR018);浙江省科技厅技术攻关项目(2005C32029)
　作者简介:刘志高(1982—),讲师 ,硕士。 ＊童再康(通讯作者),教授 , 研究方向为观赏植物新品种及速生材新品种选育。 E-mail:
zktong@zjfc.edu.cn
　引文格式:刘志高 ,黄华宏 ,吴家胜 ,等.石蒜鳞茎栽培施用氮磷钾肥的效应 [ J] .南京林业大学学报:自然科学版 , 2009, 33(2):
137-140.
石蒜鳞茎栽培中施用氮磷钾肥的效应
刘志高1 ,黄华宏 2 ,吴家胜2 ,童再康 2＊
(1.浙江林学院园林学院 ,浙江　临安　311300;2.浙江林学院林业与生物技术学院 ,浙江　临安　 311300)
摘要:采用 3因素二次通用旋转组合设计方法 ,建立了施氮 、磷 、钾肥与石蒜鳞茎质量增长量之间的效应模型 , 经
检验二次回归模型拟合较好。通过对肥料主效应的分析得出氮 、磷 、钾 3因素中促进石蒜磷茎质量增加作用依
次为钾肥 、氮肥 、磷肥;对两因素交互效应的分析得出 , 在氮肥和钾肥 、氮肥和磷肥 、磷肥和钾肥处理之间都存在
一定程度的正交互效应 。模型经计算机模拟寻优 ,对于试验地块上种植的石蒜鳞茎 , 氮 、磷 、钾因素的最佳施肥
组合方案为:氮肥 422.4 ～ 702.2 kg/hm2、磷肥 363.6 ～ 573.4 kg/hm2、钾肥 299.9 kg/hm2。
关键词:石蒜;施肥;二次通用旋转组合设计
中图分类号:S682.2　　　　文献标志码:A　　　　文章编号:1000-2006(2009)02-0137-04
TheefectsofN, PandKfertilizerappliedinplantation
ofLycorisradiata
LIUZhi-gao1 , HUANGHua-hong2 , WUJia-sheng2 , TONGZai-kang2＊
(1.SchoolofLandscapeDesign, ZhejiangForestryUniversity, Linan311300, China;2.SchoolofForestryand
Biotechnology, ZhejiangForestryUniversity, Linan311300, China)
Abstract:Threefactorsdesignwithuniversalquadraticrotationcombinationwasusedtoestablishedtheefectmodelsof
theapplicationratesofN, PandKfertilizerandthebulbousgrowthquantityoftheplantofLycorisradiata.Thetestingre-
sultsshowedthatthequadraticregressionmodelgavebetersimulation.Accordingtotheanalysisofthemainefectoffer-
tilizer, itshowedthatN, PandKhaddifferentinfluencesonthebulbousgrowthquantity, theinfluencesonL.radiata
wereinsuchdecreaseorderasK, N, P.Two-factorinteractionanalysisshowedthattherewasapositiveinteractionbe-
tweenNandK, NandP, PandK.ComputersimulationshowedthattheoptimumfertilizationcombinationforL.radiata
wasthatN, P, Kfertilizeramountwere422.4— 702.2 kg/hm2 , 363.6— 573.4 kg/hm2 , 299.9 kg/hm2 , respectively.
Keywords:Lycorisradiata;fertilization;designofuniversalquadraticrotationcombination
石蒜(Lycorisradiata)为多年生草本植物 ,广泛分布于我国的南方各省 。其花色艳丽 、花形奇特 ,是极
具观赏性的园林花卉 ,具有良好的应用前景;同时它的鳞茎中含有多种生物碱 ,具有较高的药用价值 [ 1-2] 。
随着开发力度加大 ,野生石蒜被大量采挖 ,自然资源日益减少 ,种球供需矛盾突出 ,仅依靠采挖野生鳞茎已
无法满足不断增长的社会需求 ,加强人工生产培育石蒜鳞茎的研究和实践势在必行 [ 3-5] 。近年来国内针
对人工培育石蒜鳞茎的研究主要集中在快速繁殖方面[ 6-9] ,有关鳞茎栽培技术的相关研究较少。因此 ,笔
者开展了人工栽培石蒜鳞茎施肥试验 ,运用二次通用旋转组合设计 [ 10-12]建立施肥的数学模型 ,以期优化
施肥方案 ,为人工培育生产石蒜鳞茎提供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　试验地概况
试验在浙江林学院苗圃进行。试验地块平坦 ,土壤肥力状况一致 ,土壤 pH4.84(水浸提法),速效钾
南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 33卷
135mg/kg(原子吸收光谱),速效磷 1.68 mg/kg(钼锑抗比色法),水解氮 12.74 mg/kg(扩散吸收法),有
机质 19.0 g/kg。
选取由浙江临安野生石蒜鳞茎扦插繁殖得到的 3年生子鳞茎作为栽培试验的材料 ,单个鳞茎平均围
径 5.0cm,平均质量 3.04 g。供试肥料为尿素(c(N)≥46.5%)、过磷酸钙(c(P2O5)≥12.0%)、氯化钾
(c(K2O)≥60%)。
1.2　试验设计
表 1　试验因子编码
Table1　Thecodeoftestingfactor
因素
factor
编码 code
-1.682 -1 0 1 1.682
x1(N) 0 224.9 562.3 899.6 1 124.5
x2(P) 0 187.4 468.5 749.7 937.1
x3(K) 0 120.0 299.9 479.8 599.7
　　施肥试验采用氮(x1)、磷(x2)、钾(x3)3因素二次
通用旋转组合设计 ,各因子设 5个水平 ,因子编码和
设计水平如表 1。每个试验小区 3.0 m2 ,种植石蒜鳞
茎之前将配方肥料混入土壤中 ,土壤翻动深度约为
30 cm。将鳞茎去根去土后 ,每 150个为一组称重(计
算均值),每个小区种植鳞茎 600个 ,种植密度 6 cm×
8 cm,栽植深度以土壤盖没种球为准 ,不同小区之间
相隔 1.0 m。 9个月后将鳞茎挖出 ,再次称重 、记录分析(计算均值),试验结果使用 DPS3.01及 Matlab6.5
数据处理软件进行分析。
2　结果与分析
2.1　鳞茎质量增长量函数模型的建立
用 3因素二次通用旋转设计的结构矩阵 ,以 x1、x2 、x3为决策变量 ,鳞茎质量增长量为目标函数 ,求出
回归方程:
yw=2.10721-0.068 9x1 +0.053 59x2 -0.009 65x3 -0.173 95x21 -0.103 24x22 -
0.209 31x23 +0.112 5x1x2 +0.062 5x1x3 -0.012 5x2x3 ,
F1 =6.265F0.05。
(1)
方程(1)失拟均方 /误差均方检验不显著 , F2回归均方 /剩余均方达到显著水平 ,说明回归方程是准确
可靠的 。用回归方程(1)可以求得相应的回归预测值 y w,结果见表 2。统计结果表明 ,石蒜鳞茎质量增长
量与预测值间相关极显著(r=0.849>r0.01),方程(1)可以用于石蒜鳞茎质量增长的预测 。
表 2　试验结构矩阵及结果
Table2　Structurematrixandresult
处理
treatment
编码值 code
x1 x2 x3
质量 /g　weight
观测值yw 拟合值 y w
处理
treatment
编码值 code
x1 x2 x3
质量 /g　weight
观测值 yw 拟合值 y w
1 -1 -1 -1 1.8 1.8 11 0 -1.682 0 1.7 1.7
2 -1 -1 1 1.7 1.7 12 0 　1.682 0 1.6 1.9
3 -1 1 -1 1.9 1.7 13 0 0 -1.682 1.3 1.5
4 -1 1 1 1.6 1.5 14 0 0 　1.682 1.4 1.5
5 1 -1 -1 1.5 1.3 15 0 0 0 2.2 2.1
6 1 -1 1 1.5 1.5 16 0 0 0 2.1 2.1
7 1 1 -1 1.9 1.7 17 0 0 0 2.0 2.1
8 1 1 1 2.0 1.8 18 0 0 0 2.3 2.1
9 -1.682 0 0 1.7 1.7 19 0 0 0 2.0 2.1
10 　 1.682 0 0 1.2 1.5 20 0 0 0 2.1 2.1
2.2　最佳产量模拟选优
对上述模型进行解析 ,目标函数 “y”的最大值即为模型的最优解 ,求得 -1.682≤xi≤1.682区域内
ymax=2.11 g,即单个鳞茎质量最大增长量为 2.11 g,其施肥组合方案为:x1 =0, x2 =0, x3 =0 ,即氮肥为
562.2 kg/hm2 ,磷肥为 468.5kg/hm2 ,钾肥为 299.9 kg/hm2。
138
　第 2期 刘志高 , 等:石蒜鳞茎栽培中施用氮磷钾肥的效应
表 3　目标产量施肥方案 xi取值频率分布
Table3　Frequencyofxiontargetyield
增重 /g
weight
编码
code
x1(N)
次数 频率 /%
x2(P)
次数 频率 /%
x3(K)
次数 频率 /%
-1.682 0 0 5 20 0 0
-1 5 20 5 20 5 20
≥ 1.50 0 15 60 5 20 15 60
1 5 20 5 20 5 20
1.682 0 0 5 20 0 0
-1.682 0 0 2 12 0 0
-1 3 18 4 24 3 18
≥ 1.75 0 11 65 5 29 11 65
1 3 18 4 24 3 18
1.682 0 0 2 12 0 0
-1.681 8 0 0 0 0 0 0
-1 2 29 2 29 0 0
≥ 1.90 0 3 43 3 43 7 100
1 2 29 2 29 0 0
1.681 8 0 0 0 0 0 0
　　注:增重指单个鳞茎的质量增长量。
　　在生产实践上 ,往往 ymax并非是最优的 ,因此只有
通过产量频率作进一步分析求得有关解 , 才符合实际
生产 。对回归方程(1)进行频数分析得知 ,在 -1.682
≤xi≤1.682的区间内有 71套组合方案(表 3)。其中
石蒜单个鳞茎质量增长量 w≥1.5 g的组合方案 47套 ,
施肥量为:氮肥 495.6 ～ 629.0 kg/hm2 、磷肥 408.2 ～
528.8kg/hm2、钾肥 271.7 ～ 328.1 kg/hm2;单个鳞茎质
量增长量 w≥1.75g的组合方案 17套 ,施肥量为氮肥
491.8 ～ 632.8kg/hm2 、磷肥 373.5 ～ 563.5kg/hm2、钾肥
266.1 ～ 333.7 kg/hm2;单个鳞茎质量增长量 w≥1.9 g
的组合方案 7套 ,施肥量为氮肥 422.4 ～ 702.2kg/hm2 、
磷肥 363.6 ～ 573.4 kg/hm2、钾肥 299.9kg/hm2。
2.3　单因素产量效应分析
试验是在正交旋转设计的基础上进行的 ,所以各
项效应不仅线性可知 ,而且偏回归系数彼此独立 ,可
分析各因素的独立和交互效应 。对模型(1)进行降维
分析 ,固定其中两个因子的取值水平(取 “ 0水平 ”),
就可以求出另一自变量的偏回归子模型 ,并可以由此
考察各因素在 -1.682、0、1.682水平上的产量效应。
图 1　单因素产量效应分析
Fig.1　Singlefactoranalysisofyield
若将各因素的不同水平值(-1.682、 -1、0、1、1.682)代
入回归子模型 ,就可求得理论产量。
石蒜单个鳞茎质量增长量与氮 、磷和钾肥施用量的
关系见图 1。在试验涉及的范围内 ,氮 、磷 、钾肥施用量
对鳞茎质量增长量的影响所得曲线相似 , 在 “ 0”水平范
围内鳞茎质量增量随着施肥量的增加而增大 ,超过 “ 0”
水平则开始下降 ,在 “ 0”水平时球径增长量达到最大
值;从 3条曲线的变化趋势可以看出 ,施用氮 、磷 、钾肥
对鳞茎质量增长量的影响存在明显的差异 ,通过以上分
析并结合模型(1)的一次项回归系数分析 ,表明氮 、磷和钾在一定范围内对石蒜鳞茎质量增长量能够起到
促进的作用 ,促进效果大小依次为:钾 、氮 、磷。
2.4　双因素的交互效应
在模型中将任何一个因素固定在 “0”水平 ,分析另两个因素的交互效应 。分别令 x1 、x2、x3为 0,可得
磷钾互作 、氮钾互作和氮磷互作回归式:
y氮 ,磷 =2.107 21-0.068 9x1 +0.053 59x2 -0.173 95x21 -0.103 24x22 +0.112 5x1x2 , (2)
y氮 ,钾 =2.107 21-0.068 9x1 -0.009 65x3 -0.173 95x21 -0.209 31x23 +0.062 5x1x3 , (3)
y磷 ,钾 =2.107 21+0.053 59x2 -0.009 65x3 -0.103 24x22 -0.209 31x23 -0.012 5x2x3 (4)
由式(2)、(3)、(4)计算得氮 、磷 、钾肥互作效应 ,结果见表 4。
由表 4可知氮和磷在 0水平范围内交互作用对球径增长效果明显(单个鳞茎质量增长量最大为 2.1g),
超过此用量便减小。在不施氮肥或磷肥时 ,石蒜鳞茎质量的增加均没有超过 1.8g,说明氮肥和磷肥的合理
配合施用才能促进石蒜鳞茎的生长。氮和钾在 0水平范围内交互作用对鳞茎质量增长量效果明显(单个鳞
茎最大增长量为 2.1g),超过此用量便减小。在 -1.682 ～ 0的范围内 ,随着施用氮肥或磷肥量的增加 ,对石
蒜鳞茎质量增长量产生的影响相近 ,两种肥料的肥效相当。磷和钾在 0水平范围内交互作用对鳞茎质量增
长量效果明显(单个鳞茎质量增长量最大为 2.1g),超过此用量便减小。在 -1.682 ～ 0的范围内 ,钾肥的增
产效应大于磷肥 。
139
南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 33卷
表 4　氮 、磷 、钾肥的互作效应
Table4　Interactionofnitrogenandphosphor, nitrogenandpotassium, phosphorandpotassiumfertilizer
x(N, P, K)
x(N, P, K)
-1.682
N-P N-K P-K
-1
N-P N-K P-K
0
N-P N-K P-K
1
N-P N-K P-K
1.682
N-P N-K P-K
1.682 1.0 1.0 1.2 1.3 1.4 1.6 1.6 1.6 1.8 1.7 1.4 1.6 1.6 1.0 1.2
1 1.5 1.3 1.4 1.7 1.7 1.8 1.9 1.9 2.0 1.9 1.7 1.8 1.8 1.3 1.4
0 1.8 1.5 1.5 2.0 1.9 1.9 2.1 2.1 2.1 2.0 1.9 1.9 1.8 1.5 1.5
-1 1.8 1.3 1.4 1.9 1.7 1.8 1.9 1.9 2.0 1.7 1.7 1.8 1.5 1.3 1.4
-1.682 1.6 1.0 1.2 1.7 1.4 1.6 1.6 1.6 1.8 1.3 1.4 1.6 1.0 1.0 1.2
3　结　论
(1)用回归设计的方法结合计算机模拟寻优 ,建立了人工栽培石蒜鳞茎的施肥模型。检验得知 ,二次
回归模型拟合较好。单因素增产效应分析表明 ,各因素效应值大小依次为钾肥 、氮肥 、磷肥 。
(2)对两因素交互效应的分析得出:在氮肥和钾肥 、氮肥和磷肥 、磷肥和钾肥之间都存在一定程度的
正交互效应 。现石蒜栽培地块氮 、磷 、钾因素的最佳施肥组合方案为:氮肥 422.4 ～ 702.2 kg/hm2 ,磷肥
363.6 ～ 573.4 kg/hm2 ,钾肥 299.9 kg/hm2。
[ 　参　考　文　献　]
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(责任编辑　郑琰燚)
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