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1、超级稻优号高产栽培综合农艺措施数学模型优化研究 Q优6号具有产量高、米质好、适应性好等优点。采用五元二次回归正交旋转组合设计,对促进水稻高产的密度、氮、磷、钾肥不同用量和氮肥次数进行了试验研究与分析。结果表明Q优6号稻谷产量以10.5t/hm2以上为目标,优化农艺措施方案种植密度为1.20801.2296万株/667m2,施氮肥(纯氮)9.86210.138kg/667m2,分3次施用(60%作底肥,20%作分蘖肥,20%作穗肥),施磷肥(五氧化二磷)6.052 56.367 5kg/667m2,施钾肥(氧化钾)8.9729.528kg/667m2。 Q优6号是2018年通过国家农作物品种审定
2、委员会审定的籼型超级杂交稻新品种,不仅产量高,且米质优、适口性好、耐肥抗倒。整精米率65.6%,长宽比3.0,垩白粒率22%,垩白度3.6%,胶稠度58mm,直链淀粉含量15.2%,达到国家优质稻谷标准3级。为科学寻求Q优6号最佳农艺组合方案,笔者进行了超级稻Q优6号高产栽培综合农艺措施数学模型优化研究,现将结果报告如下。 1材料与方法 1.1试验材料 试验于2018年39月在重庆市万州区天城镇董家居委会6居民小组进行。试验田为灰棕紫泥土,前作为紫云英,2018年以前为榨菜田,20182018年连续2年稻草还田,肥力中上,在此试验前未进行任何肥料试验,海拔320m。材料选用籼型超级杂交稻新品种
3、Q优6号。 1.2试验方法 采用五元二次回归正交旋转组合设计1,以种植密度(X1)、施氮量(X2)、施磷量(X3)、施钾量(X4)和施氮次数(X5)为参试因子,变量设计水平及编码见表1。 共设36个试验小区,随机排列,小区面积13.33m2,区组间作双埂并用微膜覆盖,小区间作单埂并用微膜覆盖,各小区单独排灌,防肥水互相渗透。试验重复2次。 试验田两犁两耙。3月5日旱育秧,4月20日4.2叶龄移栽,种植密度按试验设计执行,窝植2粒苗。氮素用尿素(含纯氮 46),施1次的为底肥“一道清”(在栽秧前1d、4月20日将水搅浑后施);施2次的为80%作底肥,20%作分蘖肥(于栽后10d、5月1日分区撒施
4、);施3次的为60%作底肥,20%作分蘖肥,20%作穗肥(于拔节期、6月2日施用);施4次的为40%作底肥,20%作分蘖肥,20%作穗肥,20%作粒肥(于孕穗期、6月20日施用);施5次的为40%作底肥,20%作分蘖肥,20%作穗肥,15%作粒肥,5%作根外追肥(于齐穗后10d、7月25日进行)。磷肥用过磷酸钙(含五氧化二磷 12),钾肥用颗粒型氯化钾(含氧化钾 60),按50%作底肥,50%作穗肥施用。 5月10日除草用太阳星450g/hm2;5月12日用锐劲特450g/hm2防治螟虫;7月5日用75%三环唑750g/hm2、20%井冈霉素750g/hm2、杀虫双3000mL/hm2防治稻瘟
5、病、纹枯病、稻纵卷叶螟、稻秆潜蝇;其他管理参照无公害水稻标准化栽培技术实用手册进行管理。 8月28日按小区分别收获,晒干称重。产量结果分析在DPS平台上进行2。 2结果与分析 2.1回归模型的建立及分析 2.1.1回归模型建立。试验方案及试验结果平均数见表2。按五元二次回归正交旋转组合设计的统计方法1,2,得超级杂交稻新品种Q优6号产量(Y)与试验因素(Xi)之间的回归模型 Y=730.111 1+9.458 3 X1-0.541 7*X2+14.250 0*X3+13.500 0 X4+0.833 3 X5-18.385 4* X12+0.208 3 X22+3.333 3 X32-4.01
6、0 4 X42+3.458 3 X52-5.406 3 X1X2-5.093 8 X1X3+21.000 0* X1X4-8.468 8 X1X5-9.750 0 X2X3+5.031 3 X2X4-7.437 5 X2X5+12.656 3 X3X4-4.875 0 X3X5-4.843 8 X4X5 2.1.2回归模型分析。对该模型进行方差分析见表3,失拟项的F1=0.385F0.05(6,15)=3.37,不显著;回归方程的F2=2.470F0.05(20,15)=2.33,达到显著水平,复相关系数R=0.875 8,达到极显著水平,表明试验数据与采用的模型拟合较好,回归模型有效,可以进
7、行深化分析和预测。同时,对各个回归系数进行了显著性测验,显著水平标注在方程中。 2.2主效应分析 采用降维法,固定其中4个因素为零水平,可以导出另一因素与产量关系的回归子模型 根据偏回归系数绝对值大小可以直接判明各因素对超级杂交稻新品种Q优6号产量的影响大小为施磷量(X3)施钾量(X4)种植密度(X1)施氮次数(X5)施氮量(X2)。 由图1可以看出在本试验条件及设计水平下,氮肥施用量及施氮次数对Q优6号产量影响甚微。种植密度曲线呈抛物线,说明Q优6号栽培措施要特别注意种植密度的控制,做到合理密植。磷肥和钾肥施用量效应曲线呈左下向右上走向的直线,表明磷钾素对Q优6号的增产效应较明显。 2.3互
8、作效应分析 水稻产量的形成是各因素共同作用的结果,只有进行因素间互作效应的分析,才能较客观地揭示其内在联系,为科学地寻求Q优6号最佳农艺组合方案提供科学依据。选择对Q优6号产量结果影响显著的交互项,固定其中3个因素为零水平,导出另2个因素与产量关系的回归子模型。 采用稀植(植0.81.0万株/667m2),Q优6号产量随钾肥施用量的增加而降低,密植(植1.41.6万株/667m2),Q优6号产量随钾肥施用量的增加而增加(见图2)。因此,在其他密肥因素取常规量时,应采用低密度低钾、高密高钾的施肥策略。 2.4技术方案的模拟寻优 采用频数分析法,利用上述回归方程,在变量的约束区域-2Xi2内,各因
9、素均取步长值1进行模拟,在553 125套组合方案中,稻谷产量在700kg/667m2以上的有1 600套,占51.2%。在P=5%的概率下,各试验因素的取值频次及范围见表4。 从表4可以看出在本试验条件下,以Q优6号稻谷产量在700kg/667m2以上为目标,优化农艺措施方案种植密度为1.208 01.229 6万株/667m2,施氮肥(纯氮)9.86210.138kg/667m2,分3次施用(60%作底肥,20%作分蘖肥,20%作穗肥),施磷肥(五氧化二磷)6.052 56.367 5kg/667m2,施钾肥(氧化钾)8.9729.528kg/667m2。 3结论 Q优6号以稻谷产量达到700kg/667m2以上为目标,采用如下优化农艺措施方案,即种植密度为1.208 01.229 6万株/667m2,施氮肥(纯氮)9.86210.138kg/667m2,分3次施用(60%作底肥,20%作分蘖肥,20%作穗肥),施磷肥(五氧化二磷)6.052 56.367 5kg/667m2,施钾肥(氧化钾)8.9729.528 kg/667m2,置信度达95%。 4第 6 页
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