全 文 ：收稿日期:2006-07-02
基金项目:滨州市“十五”重点科技攻关项目(2000A08-4)
作者简介:邵长泉(1965-),男 ,山东惠民人 , 副研究员 ,主要从事土壤肥料及作物栽培研究工作。
夏播黑大豆综合农艺措施研究及
高产模型的建立
邵长泉 ,孙汉水 ,邵　芳
(山东省滨州职业学院 , 山东 滨州 256624)
摘要:采用三元二次回归旋转设计 ,在中等肥力水平滨海盐化潮土条件下研究了夏播黑大豆栽培
密度(X1), P2O 5(X 2)和 N(X3)对产量的影响。结果表明:对黑大豆产量影响最大的因子是密度 ,各
因子对产量的贡献大小依次为:X1 >X2 >X3 ;此外 ,还研究了 3项农艺措施之间的互作效应 ,建立
了黑大豆高产模型 ,通过模拟寻优获得了产量高于 2 800 kg/hm2 的优化农艺措施方案 ,最佳方案
为:密度 215774 ～ 225 402 株/hm2 , P2O 5 施用量 265.32 ～ 291.56 kg/hm2 , N 施用量 167.59 ～
206.87kg/hm2 。
关键词:黑大豆;农艺措施;高产模型;模拟寻优
中图分类号:S565.1　　文献标识码:A　　文章编号:1004-3268(2007)01-0043-03
　　多年来 ,人们从不同角度对黄豆高产栽培技术
进行了广泛研究 ,但就夏播黑大豆生育特点及高产
栽培措施研究甚少。目前 ,黑大豆栽培管理一直沿
用黄豆的管理模式 ,良种良法不配套成为制约其单
产提高的主要因素。因此 ,我们于 2004年进行了夏
播黑大豆高产模型探讨 ,拟探索黑大豆夏播高产的
关键技术 ,以应用于生产 。
1　材料和方法
试验设在山东省滨州职业学院试验农场 ,供试
土壤为滨海盐化潮土 ,土壤有机质 13.0 g/kg ,碱解
氮 150mg/kg , 速效磷(P 2O 5)20mg/kg , 速效钾
140mg/kg ,施优质有机肥 22500kg/hm2 ;供试肥料
为尿素(N46%)、磷酸二铵(N 13%, P2O 546%);有
机肥和磷酸二铵全部作基肥 ,尿素的 30%作基肥 ,
50%初花期追施 ,20%结荚期施入;黑大豆品系采用
自育的滨选 98—2。
在上年单因子试验的基础上 ,根据黑大豆生育
特点和生产中存在的实际问题 ,采用三因素正交旋
转回归设计(表 1),小区面积 48m2(6m×8m), 23
个小区随机排列 ,重复 3次 。小区实收折算为公顷
产量 ,然后对结果进行统计分析。
表 1　试验因子设计水平及编码
因子 水平及编码-1.682 -1 0 1 1.682
密度(X1 ,株/ hm2) 135 000 170 672 195 000 230 672 255 000
P2O 5(X2 , kg/ hm2) 0 107.02 180 287.02 360
N(X 3 , kg/ hm2) 0 107.02 180 287.02 360
2　结果与分析
2.1　黑大豆产量函数模型的建立
将试验结果整理后利用 BASIC 程序在微机中
进行运算 ,得各因子与黑大豆产量之间的三元二次
回归方程:
Y =3 134.27 + 218.812X1 + 173.124X 2 +
13.205X3 -26.625X1X2 -98.75X 1X3 +29.7X2X3
-140.53X1 2 -99.051X2 2 -96.912X 3 2 (1)
对方程(1)进行变量分析(表 2),方程失拟 F =
2.56试验结果影响较小 ,对试验数据产生波动是随机误
差 。F回 =13.01>F0.01 =4.19;再由复相关系数 R
=0.949＊＊ ,说明建立的回归数学模型拟合良好 ,该
模型是可靠的 ,能反映 3个因素与产量的关系。
2.2　因子的主效应分析
由方程(1)看出 , b1 , b2 均达极显著水平。函数
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河南农业科学
DOI :10.15933/j.cnki.1004-3268.2007.01.012
表 2　变量分析
变因 df F
一次效应　X1 1 43.33
　　　　　X2 1 27.12
　　　　　X3 1 0.16
互作效应　X1X2 1 0.38
　　　　　X1X3 1 5.17
　　　　　X2X3 1 0.47
二次效应　X1 2 1 20.80
　　　　　X2 2 1 10.33
　　　　　X3 2 1 9.89
总变量 22
回归 9 13.01
剩余 13
失拟 5 2.56
误差 8
　注:一次效应和互作效应 F0.05 =4.67 , F0.01=9.07;回归 F0.05 =
2.72 , F0.01=4.19;失拟 F0.05=3.68 , F0.01=6.63
模型经标准化的偏回归系数 b i 直接反映变量 Xi 对
产量的贡献大小 ,从一次项和二次项因子系数来看
X1 >X2 >X3 ,因此 ,在该试验条件下 ,对产量影响的
大小顺序为密度>磷肥>氮肥 ,说明夏播黑大豆栽
培 3项农艺措施中 ,密度对黑大豆产量的影响作用
最大 ,其次为磷肥和氮肥 。根据模型(1)分别对 X 1 ,
X2 和 X3 求偏导使其等于零 , 解联立方程组 , 在
-1.682 6≤X≤1.628 2之间求得相应的 3 项农艺
措施组合方案 X 1 =0.786 0 , X2 =0.735 3 , X 3 =
-0.219 7 ,其最高产量为 Ymax =3 282.47 kg/hm2 。
2.3　各因素互作效应分析
黑大豆产量是各因子综合作用的结果 ,除因子
的主效应外 ,还存在因子的交互作用。由表 2知 ,只
有X 1与 X3(密度与氮肥)的交互作用达极显著(F =
5.17>F0.01 =4.10),其他均不显著。现只对 X1 与
X3 间的交互作用进行分析 ,建立密度与 N 互作效
应方程:
Y =3 134.27 + 218.812X1 + 13.205X3 -
98.75X 1X3 -140.53X 1 2 -96.912X3 2 (2)
由方程(2)求得 X1 与 X 3 各水平的产量列于
表 3。
表 3　X1 与 X3 各水平的产量 (k g/ hm2)
X1 水平编码 X 3 水平编码-1.682 -1 0 1 1.682
-1.682 1 792.89 2 092.43 2 368.65 2 451.04 2 396.06
-1 2 312.44 2 566.06 2 774.93 2 789.97 2 689.06
0 2 837.88 3 024.15 3 134.27 3 050.56 2 882.30
1 3 082.26 3 201.19 3 212.55 3 030.10 2 794.49
1.682 3 087.72 3 160.72 3 104.73 2 854.93 2 573.39
　　由表 3看出 ,密度在-1.682 ～ 1.682 之间 、N
在-1.682 ～ -1之间的交互作用为增产作用;当密
度在 1水平下 、N 在 0水平时 ,产量最高。以上分析
说明 ,密度偏高水平和氮肥中等水平时产量较高;如
果密度过小 ,则必须增加氮肥用量 ,以增加单株产量
而获得高产;反之 ,如果密度过大 ,则应减小氮肥用
量 ,以防引起黑大豆倒伏 ,从而增加群体产量。
2.4　高产优化方案的建立
农业生产是一个多因子综合影响的有机统一
体 ,在黑大豆大面积高产推广生产方案决策时 ,为减
少或避免由于随机因子的变化影响和非可控制因素
的作用 ,达到大面积生产中各项农艺措施的实用性
与可操作性 ,我们以高产高效为总目标 ,依据建立的
黑大豆产量函数模型 ,在-1.682≤X i ≤1.682(i=
1 , 2 ,3)的取值范围内 ,运用频数分析法模拟寻优 ,从
所有 125 个方案中选出产量高于 2800 kg/hm 2 的
组合 35个 ,并得出各因子置信区间为 0.95的实际
取值区间(表 4)。
表 4　黑大豆产量高于 2 800 kg/ hm2 处理组合的频数分析
水平及取值 X 1频数 频率
X 2
频数 频率
X3
频数 频率
1.682 8 22.86 9 25.71 4 11.43
1 12 34.29 17 48.57 6 17.15
0 15 42.86 9 25.71 16 45.72
-1 0 0 0 0 7 20.00
-1.682 0 0 0 0 2 5.72
合计 35 100 35 100 35 100
平均优化方案 0.71731 0.91823 0.06754
Sx 0.068853 0.061721 0.093644
95%置信区间 0.58236～ 0.85226 0.79726～ 1.03920 -0.11600～ 0.25108
农艺措施 215774～ 225402 265.32～ 291.56 167.59～ 206.87
　　由表 4看出 ,在黑大豆高产优化栽培中 ,各因素
在不同水平上的概率分布有明显的差别 ,在本试验
条件下 ,密度和磷肥出现在中等偏高水平 ,氮肥出现
在中等水平 。试验中共有 53 =125套组合方案 ,其
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2007年第 1期
中 ,大豆产量高于 2800kg/hm2 的组合共有 35个 , 3
项农艺措施 X 的编码取值在 0 ～ 1.682 的频率最
高 ,其取值范围分别为 X1 =0.582 36 ～ 0.85226 , X2
=0.797 26 ～ 1.039 20 , X3 =-0.116 00 ～ 0.25108。
由此 ,3项农艺措施的最佳组合是:密度为 215774
～ 225402 株/hm 2 , P 2O 5 用量为 265.32 ～ 291.56
kg/hm2 ,N 用量为 167.59 ～ 206.87 kg/hm2 ,此时黑
大豆的平均产量为(2945.63±97.97)kg/hm2 。
3　结论
1)通过试验研究 ,确立了在中等偏高肥力条件
下 ,影响黑大豆生育性状的主要因素是密度和磷;明
确了各因素影响黑大豆产量的顺序是:密度>磷肥
>氮肥。
2)在本试验条件下 ,通过正交旋转回归模拟寻
优 , 3 项农艺措施的最佳取值范围是:密度为
215 774 ～ 225402 株/hm 2 , P2O 5 用量为 265.32 ～
291.56kg/hm2 ,N 用量为 167.59 ～ 206.87kg/hm 2 。
采用这套方案 , 黑大豆的平均产量为(2945.63±
97.97)kg/hm2 。
3)密度在-1.682 ～ 1.682之间 、N 在-1.682
～ -1 之间的交互作用为增产作用;当密度在 1水
平下 、N 在 0水平时 ,产量最高 。由此 ,密度偏高水
平和氮肥中等水平时产量较高 。如果密度过小 ,则
必须增加氮肥用量 ,以增加单株产量而获得高产;反
之 ,如果密度过大 ,则应减小氮肥用量 ,以防引起黑
大豆倒伏 ,从而增加群体产量。
4)试验表明 ,黑大豆对磷较敏感 ,因此 ,种植黑
大豆应重视磷肥的施用 ,同时由于磷肥在土壤中的
移动性差 、易固定 ,应采取播前沟施 ,犁底基施或拌
种施用 ,切忌地表撒施 。
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