全 文 ：2007年第3期 总第136期CAOYEYUXUMU 草业与畜牧
吴建新,云锦凤 *,张 众
(内蒙古农业大学生态环境学院,内蒙古 呼和浩特 010019)
收稿日期:2007-01-31
基金项目:内蒙古科技厅“十五”草业专项 (20050202)
作者简介:吴建新 (1979- ),男 (蒙古族),草业科学专业
硕士研究生,从事牧草育种及栽培科研工作。
*通讯作者
施肥对草原 3号杂花苜蓿
种子产量的影响
摘 要:采用“3414”二次回归设计,研究了 N、P、K肥配施对草原3号杂花苜蓿种子产量的影响。结果表明,
磷肥的增产作用最大,其次为钾肥,氮肥的影响最小;最高产量预期值达到 578.55kg/hm2的最佳施肥方案:氮肥
81.0～114.75kg/hm2,磷肥 218.75～262.0kg/hm2,钾肥 96.0～138.0kg/hm2,氮、磷、钾比例为 N:P2O5∶K2O=1∶1.76～2.08∶
1.17～1.33。
关键词:施肥;草原3号杂花苜蓿;种子产量
中图分类号:S54.062 文献标识码:A 文章编号:1673-8403(2007)03-0012-04
草原 3号杂花苜蓿 (MedicagovariaMartin.cv.
CaoyuanNo.3)为豆科多年生牧草饲料作物新品种,由
内蒙古农业大学培育而成,2002年12月通过全国牧草
品种审定委员会审定(品种登记号:243)。该品种耐旱、
耐寒,适应范围广,产草量高,饲草品质好,是建植优
质高产人工草地的优良草种。近年来,随着我国西部大
开发战略的全面实施,生态环境建设力度不断加大,草
原3号杂花苜蓿的产业化进程得到快速发展。种植面积
的扩大使种子需求量逐年增加。因此,草原3号杂花苜
蓿优质高产种子生产技术研究显得十分迫切。
1 试验区概况
本试验设在赛乌素草籽繁殖场,隶属于内蒙古自
治区鄂尔多斯市鄂托克前旗,地处北纬 37°44′～
38°44′,东经 106°26′～108°32′之间,境内
海拔1300～1400m。该区属于温带大陆性气候,四
季分明,春季回温快,夏季短而热,秋季温度下降明
显,冬季漫长而寒冷。年日照丰富,辐射强烈,少雨
干旱,降水量少,蒸发量大。初霜一般出现在9月下
旬至 10月上旬,终霜一般在 4月下旬至 5月上旬,
无霜期约为128d。年均降水量273.7mm,最大积雪
厚度 9cm,年均蒸发量 2472.1mm,连续无降水日
数88d。年均气温7.2℃,≥10℃年积温2987℃,年
日照时数3098.5h。试验地土壤为风沙棕钙土,土壤
主要农化性质见表1。
2 试验设计与种植管理
2.1 试验设计(见表2、表3)
采用“3414”小区试验设计[1],即3种肥料,分
别设置4个不同施肥量水平,共设14个处理 (包括
对照)。每个处理重复3次,共计42个小区,小区面
积均为7.5m2(3m×2.5m)。
有机质 全效N 速效P 速效K
10.80 0.51 8.10 138.0
土壤类型
风沙棕钙土
取样地点
内蒙古鄂托克
前旗赛乌素
表1 试验地土壤主要农化性质 mg/kg
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2.2 种植管理
2005年 4月 7日播种,条播行距 60cm,播量
7.5kg/hm2,随播种施入种肥。播种前进行灌溉增加底
墒,分枝期和初花期分别灌水1次,苗期注意除草。
试验肥料为尿素 (含 N≥46%)、重过磷酸钙 (含
P2O5≥46%)、硫酸钾 (含 K2O≥50%)。将肥料按单
行用量分别称重包装,结合播种一次性施入,开沟深
度5cm,及时覆土。
2.3 观测内容与方法
实际种子产量:2006年 8月,当 70%荚果变成
黑褐色时,人工收割,晒干,脱粒,选样测定1m样
行的种子产量,重复3次。测定结果见表4。
3 结果与分析
应用 SAS和 Excel软件进行数据分析和图表制
作,利用计算机建立施氮量 (X1)、施磷量 (X2)、施
钾量 (X3) (编码值) 与产量 (Y,kg/hm2) 关系的
数学模型,并采用降维法进行单因素和交互效应分
析。
3.1 施肥对实际种子产量影响的数学模型
以施氮量 (X1)、施磷量 (X2)、施钾量 (X3) 为
决策变量,以产量 (Y) 为目标函数,建立施肥与实
际种子产量关系的三元二次回归方程,其回归模型
为:
Y=b0+b1X1+b2X2+b3X3+b12X1X2+b13X1X3+b23X2X3+
b11X12+b22X22+b33X32
回归方程为:
Y=24.98-1.019X1+3.941X2+1.899X3-0.3742X12-
0.04148X22-2.268X32-1.060X1*X2+2.522X1*X3+
0.8334X2*X3
经方差分析,F失 拟 =2.016
到显著水平,模型达到显著水平,二次方程与实际情
况拟合较好,可以用此模型进行优化分析和生产决
策。
3.2 单因素效应分析
对种子产量的单因素效应采用降维法进行分析。将
回归方程中的2个因素固定在0水平,求出N、P、K一
元降维偏子回归模型,对某因素效应进行分析,分别计
算不同水平下的种子产量,其效应曲线见图1。
Y1=24.98-1.019X1-0.3742X1*X1
Y2=24.98+3.941X2-0.04148X2*X2
施肥量水平
因子
X1(N) X2(P2O5) X3(K2O)
0 0 0 0
1 67.5 87.5 60.0
2 135.0 175.0 120.0
3 202.5 262.5 180.0
变化区间 Δj 67.5 87.5 60.0
表2 试验因子与水平处理编码表 kg/hm2
处理号
因子
处理号
因子
X1(N) X2(P2O5) X3(K2O) X1(N) X2(P2O5) X3(K2O)
1(CK) 0 0 0 8 2 2 0
2 0 2 2 9 2 2 1
3 1 2 2 10 2 2 3
4 2 0 2 11 3 2 2
5 2 1 2 12 1 1 2
6 2 2 2 13 1 2 1
7 2 3 2 14 2 1 1
表3 施肥处理试验设计表
处理号 种子产量 处理号 种子产量
1(CK) 380.40 8 397.05
2 462.90 9 427.65
3 508.05 10 426.60
4 384.15 11 489.75
5 503.25 12 395.85
6 534.45 13 472.95
7 549.75 14 408.90
表4 施肥试验测定结果 kg/hm2
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Y3=24.98+1.899X3-2.268X3*X3
由图1可见,在0≤Xi≤3范围内,3种肥料对种
子产量的影响不同。单独施用氮肥时,随施肥量增
多,种子产量呈明显下降趋势,这与刘贵河等人的研
究结果一致[4];单独施用磷肥对种子产量具有很强的
增产作用,随着磷肥用量的增多,种子产量呈增长趋
势;单独施用钾肥时,产量增加不明显,试验结果与
前人相同[2];从图中还可以看出种子产量在 1水平时
达到最高,增加施用量会引起种子产量下降。可见,
在3种肥料中,施用磷肥非常重要,而且随着施磷肥
量的增加,产量还有增加的趋势,说明在高产栽培条
件下,必须增施足够量的磷肥。
3.3 交互效应分析 (见图2)
3.3.1 由“降维法”得到种子产量与施氮肥量、施磷
肥量子模型为:
Y12=24.98-1.019X1+3.941X2-0.3742X12-0.04148X22-
1.060X1*X2
由图2可知,在设计范围内氮肥和磷肥混施导致
种子产量下降,尤其是高水平的氮肥和磷肥混合施用
的下降幅度更明显,说明施用氮磷肥与种子产量呈明
显的负相关性,即氮肥与磷肥混施不利于种子产量的
提高,这与前人研究结论一致[3]。
3.3.2 由“降维法”得到种子产量与施氮肥量、施钾
肥量子模型为:
Y13=24.98-1.019X1+1.899X3-0.3742X12-2.268X32+
2.522X1*X3
由图 3可知,在设计范围内 (0≤Xi≤3),钾肥
施用量过低或过高时,种子产量都会相对较低,尤其
当施用高水平钾肥和低水平氮肥时,种子产量的下降
幅度更加明显。当钾肥施用量在0≤X3≤3范围内变
化,氮肥的施用量在0≤X1≤1变化时,种子产量随
着氮肥施用量的变化呈现出不同程度的变化,即在钾
肥施用量一定的情况下,种子产量随着氮肥施用量的
减少而增加;而氮肥的施用量在1≤X1≤3范围内变
化时,种子产量随着氮肥施用量的变化也呈现出不同
程度的变化,即种子产量随着氮肥施用量的增加呈现
出开口向下的抛物线,具体表现为种子产量在氮肥施
用量在 1≤X2≤2范围内变化时,呈现出逐渐增加的
趋势。当钾肥施用量一定时,种子产量随着氮肥施用
量的增加而增加,氮肥施用量在2水平时,种子产量
达到最高,氮肥施用量在 2≤X2≤3范围内变化时,
呈现出逐渐降低的趋势。
3.3.3 由“降维法”得到种子产量与施磷肥量、施钾
肥量子模型为:
Y23=24.98+3.941X2+1.899X3-0.04148X22-2.268X32+
0.8334X22
由图4可知,在设计范围内,磷肥施用量过低或
过高,钾肥施用量过低时,种子产量相对较低,尤其
在低钾和高磷时种子产量最低;当磷肥在0≤X1≤3范
围内时,随钾肥施用量的增加,种子产量有不同程度
的增加,但超过一定量时种子产量反而下降。当钾肥
的施用量在0≤X3≤1.5范围内时,种子产量随着钾肥
施用量的增加而增加,但超过一定量时种子产量反而
下降,尤其在施用高水平的磷肥和低水平的钾肥时,
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X1
X2
X3
图1 单因素产量效应曲线
种
子
产
量
(
kg
/h
m
2 )
编码值
图2 氮磷交互作用产量效应曲线
种
子
产
量
(
kg
/h
m
2 )
图3 氮钾交互作用效应曲线
种
子
产
量
(
kg
/h
m
2 )
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TheEfectsofFertilizationonSeedYieldofMedicagovariaMartin.cv.CaoyuanNo.3
WUJian-xin,YUNJin-feng,ZHANGZhong
(ColegeofEcologicalEnvironmentScience,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot,010019,China)
Abstract:Bymeansofthesecondaryregressiondesignof“3414”,theefectsofcombinedN、P、Kfertilization
onseedyieldofMedicagovariaMartin.cv.CaoyuanNo.3werestudied.TheresultsshowedthattheefectofPfertilization
onseedyieldwaslargest,thenextwasK,andNfertilizationwasthesmalest.ThebestschemeoffertilizationwasN
fertilization81.0～114.75kg/hm2,Pfertilization218.75～262.0kg/hm2,Kfertilization96.0～138.0kg/hm2.Theratioof
N、P、KfertilizationwasN∶P2O5∶K2O=1∶1.76～2.08∶1.17～1.33,whichpredictedvalueofthemaxmiumyieldwas
578.55kg/hm2.
Keywords:Fertilization;MedicagovariaMartin.cv.CaoyuanNo.3;Seedyield
种子产量下降幅度更加明显,表明钾肥与磷肥的混施
在不同范围内表现出正、负不同的效应。由图4还可
以看出,虽然施用高水平的钾肥使种子产量下降,但
比施用低水平钾肥时的种子产量要高,说明钾肥与磷
肥混施对种子产量的提高是有效果的,只是要注意钾
肥与磷肥两者用量的合理配比,这样才能获得较好的
种子产量。
4 氮、磷、钾肥料的最佳配比组合
运用计算机对 “3414”设计表以及试验结果进
行全因子优化组合分析,得到在供试条件下种子产
量大于 495kg/hm2的方案有 27个,占全部组合的
33%。供试条件下影响种子产量各因素编码值的最
佳配比组合范围:X1=1.2～1.7,X2=2.5～3.0,X3=1.6～
2.0,N∶P2O5∶K2O=1∶1.76～2.08∶1.17～1.33,
将编码值换算得出氮、磷、钾肥料用量的最佳配比
组合范围是氮肥81.0～114.75kg/hm2,磷肥218.75～
262.0kg/hm2,钾肥96.0～138kg/hm2,最高产量预测
值为578.55kg/hm2。
5 结论
5.1 单因素效应分析结果表明,在3种肥料试验中,
单独施用每种肥料与种子产量的关系呈不同的曲线变
化。单施氮肥造成种子产量的减产,单施磷肥能够明
显增加种子产量,单施钾肥在一定的施肥量内可以增
加种子产量,但超过一定施肥量则造成种子产量的减
产。3种肥料对产量的影响大小顺序为:施磷量>施
钾量>施氮量[3~5],并且从试验分析结果看出,在高产
栽培条件下,仍需要施用一定量的氮肥。
5.2 交互作用效应分析结果表明,不同氮、磷、钾肥
料用量的配比对种子产量有不同程度的影响。氮肥与
磷肥的混合施用使种子产量呈现出负效应,造成种子
产量的减产;氮肥与钾肥的混合施用、磷肥与钾肥的
混合施用,在合理的用量配比内呈现出明显的正效
应,使种子产量明显增加[6],超过一定用量的配比不
再增加种子产量。
5.3 种子产量要获得495kg/hm2以上,除做好其他田间
管理工作外,最佳施肥措施为:氮肥81.0～114.75kg/hm2,
磷肥 218.75～262.0kg/hm2,钾肥 96.0～138.0kg/hm2。
氮、磷、钾配比为 N∶P2O5∶K2O=1∶1.76～2.08∶
1.17～1.33,最高种子产量预测值为578.55kg/hm2。
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图4 磷钾交互作用效应曲线
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