氮鉀肥配施對發(fā)酵發(fā)酵型發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵土壤肥力和品質(zhì)的影響_第1頁
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氮鉀肥配施對發(fā)酵發(fā)酵型發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵發(fā)酵土壤肥力和品質(zhì)的影響

芋頭(l.)schott具有豐富的養(yǎng)分和醫(yī)療價值。已成為中國的重要原材料,種植面積逐年擴大。前人對芋頭的研究多集中在品種類型的劃分及營養(yǎng)成分的分析等方面,關(guān)于芋頭栽培理論與技術(shù)的研究,僅有少量報道。因此長期以來,芋頭的生產(chǎn)多按傳統(tǒng)經(jīng)驗進行,在生產(chǎn)上存在著盲目施肥的現(xiàn)象。氮鉀肥對多種作物生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)有顯著的影響,但目前仍未見有關(guān)芋頭合理施肥的研究報道。為此,就需求量較多的氮肥和鉀肥對芋頭產(chǎn)量和品質(zhì)的影響進行了研究,為芋頭生產(chǎn)提供技術(shù)。1試驗設計與結(jié)果試驗于2002年在山東農(nóng)業(yè)大學蔬菜試驗站進行。供試芋頭品種為“萊陽孤芋”,于5月1日播種,行距為70cm,株距為30cm。供試土壤為中性壤質(zhì)土,有機質(zhì)15.8g/kg、堿解氮89.4mg/kg、速效磷65.4mg/kg、速效鉀204mg/kg;供試肥料為尿素(含N46%)、硫酸鉀(含K2O50%)。試驗采用二次飽和D-最優(yōu)回歸設計,氮肥和鉀肥分基肥和苗后50d、80d、110d追肥共4次施入,分別各占總量的40%、30%、20%、10%和20%、20%、40%、20%。各處理均按P2O5150kg/hm2施入過磷酸鈣做基肥。小區(qū)面積為21m2,隨機排列,重復3次。具體試驗設計見表1。芋頭收獲時按小區(qū)計產(chǎn),并折合每hm2產(chǎn)量。收獲后測定芋頭球莖產(chǎn)品主要品質(zhì)指標,并按照重要性次序進行綜合評分(滿分100分),各項指標滿分分別為:淀粉40分、可溶性糖20分、粗蛋白20分,纖維素10分、粗脂肪10分。可溶性糖和淀粉采用蒽酮法測定,纖維素采用酸洗法測定,粗蛋白采用凱氏定氮法測定,粗脂肪采用簡便索氏提取法測定。2結(jié)果與分析2.1對施鉀量對發(fā)酵的影響氮、鉀肥配施對芋頭產(chǎn)量和品質(zhì)的影響見表2。以氮鉀肥用量編碼為自變量,產(chǎn)量為因變量,通過計算機模擬,得出產(chǎn)量與氮鉀肥料之間的數(shù)學模型:其中:Y1為芋頭產(chǎn)量;X1為施氮量對應的編碼值;X2為施鉀量對應的編碼值。對上述效應方程進行F檢驗,F=141.57>F0.01(5,12)=5.06,達極顯著水平,故此回歸方程能反映施肥對產(chǎn)量影響的實際情況。對各偏回歸系數(shù)進行檢驗,F(X1)=24.67**,F(X2112)=15.93**,F(X2)=61.99**,F(X1,X2)=36.81**,F(X2222)=53.0**,差異均達極顯著水平[F0.01(1,12)=9.33]。說明兩個因子均對產(chǎn)量有顯著影響,且因子交互效應顯著。以氮、鉀肥用量編碼為自變量,以芋頭綜合品質(zhì)得分為因變量,得出品質(zhì)與氮鉀肥之間的數(shù)學模型:其中:Y2為品質(zhì)評分;X1為施氮量對應的編碼值;X2為施鉀量對應的編碼值對上述效應方程進行F檢驗,F=238.71>F0.01(5,12)=5.06,達極顯著水平,故此回歸方程能反映施肥對品質(zhì)的影響。對回歸系數(shù)進行檢驗,F(X1)=58.15**,F(X21)=63.91**,F(X2)=58.64**,F(X1X2)=59.51**,F(X2222)=82.25**,差異均達極顯著水平[F0.01(1,12)=9.33]。可見單因子和因子交互作用均對品質(zhì)有顯著影響。2.2模型分析2.2.1計算回歸系數(shù)相關(guān)因子的得分由于氮鉀肥對產(chǎn)量和品質(zhì)的回歸方程,已經(jīng)過無量綱編碼代換,故直接比較各偏回歸系數(shù)絕對值的大小,可反映各因子的重要程度。從回歸模型的一次項可以看出,X2的偏回歸系數(shù)(2855.2、5.80)均大于X1的偏回歸系數(shù)絕對值(1801.0、5.77),說明鉀肥對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響均大于氮肥。2.2.2施肥量對產(chǎn)量、品質(zhì)的影響將兩個碼值自變量中的一個固定在0水平,可以得到另一個自變量與目標函數(shù)的關(guān)系,即單因子效應方程。由產(chǎn)量效應方程可得以下兩個方程:Y11=31757.7-1801.0X1-2980.6X2112Y12=31757.7+2855.2X2-5436.8X2222由品質(zhì)效應方程可得以下兩個方程:Y21=97.87-5.77X1-12.46X2112Y22=97.87+5.80X2-14.14X2222其中Y11、Y12分別表示產(chǎn)量的氮、鉀肥效應方程,Y21、Y22分別表示品質(zhì)的氮、鉀肥效應方程。將單因子效應方程繪制成圖1,可以看出在本試驗范圍內(nèi),產(chǎn)量和品質(zhì)先隨著施肥量的增加而增加,達極大值后,開始隨施肥量的增加而降低。其產(chǎn)量、品質(zhì)評分和施肥量的極值分別為:Y11max=32029.8X1=-0.3021即施氮肥(N)261.75kg/hm2;Y12max=32132.6X2=0.2626即施鉀肥(K2O)757.50kg/hm2;Y21max=98.54X1=-0.2316即施氮肥(N)288.15kg/hm2;Y22max=98.47X2=0.2050即施鉀肥(K2O)723.00kg/hm2;下標max表示最高產(chǎn)量(Kg/hm2)和品質(zhì)評分。2.2.3化肥的邊際效應方程對各單因子效應方程求自變量的導數(shù)即得該變量因子的邊際效應方程:其中方程(1)和(2)分別表示氮、鉀對產(chǎn)量的邊際效應方程;(3)和(4)分別表示氮、鉀肥對品質(zhì)評分的邊際效應方程。由邊際效應方程可以看出,方程(2)的斜率絕對值大于方程(1)的斜率絕對值,說明鉀肥的變化對產(chǎn)量影響較氮肥變化的影響大。同理方程(4)的斜率絕對值大于方程(3)的斜率絕對值,說明鉀肥的變化對品質(zhì)的影響也較氮肥大。2.2.4肥料的互作效應本試驗確定的回歸模型存在互作項,且其偏回歸系數(shù)顯著,可知氮鉀肥料的交互效應顯著。說明在綜合施肥條件下,產(chǎn)量的提高不單純是各因子單獨效應的線性累加,還存在著配合效應,即因子交互效應。因子交互效應對芋頭產(chǎn)量、品質(zhì)的影響相同,在此僅以產(chǎn)量回歸模型中氮肥(X1)與鉀肥(X2)的配合效應說明肥料的互作效應。將X1、X2取試驗設計編碼值時的產(chǎn)量(Y1)列成表3。可以看出,氮肥與鉀肥的交互效應有一最優(yōu)區(qū)域,即當X1取-1~0.3945,X2取-0.1315~0.3945,產(chǎn)量在29783~32352kg/hm2之間,超出這一范圍,無論氮素或鉀素,施用量增加還是減少,產(chǎn)量均表現(xiàn)下降。2.3使用模型進行評估2.3.1對制備高產(chǎn)的影響利用計算機進行模擬試驗,得出了本試驗條件下,芋頭產(chǎn)量超過30000kg/hm2的施肥方案。從表4看出,要使芋頭獲得30000kg/hm2以上的產(chǎn)量,2種肥料用量均有一定施用范圍,超出這一范圍獲得高產(chǎn)是不可能的。本試驗條件下,當X1取-0.907~0.415,X2取-0.122~0.762,亦即每施氮(N)34.5~531.0kg/hm2、鉀(K2O)526.8~1057.2kg/hm2時,才可望獲得30000kg/hm2以上的產(chǎn)量。2.3.2施肥量的確定對產(chǎn)量和品質(zhì)的效應方程進行邊際分析,可得最高產(chǎn)量和最佳品質(zhì)。本試驗條件下的最高產(chǎn)量為Y=32690kg/hm2,所對應的施肥量為:X1=-0.4543(N204.60kg/hm2),X2=0.3662(K2O819.75kg/hm2)。本試驗條件下的最佳品質(zhì)得分為99.55,所對應的施肥量為:X1=-0.3044(N260.85kg/hm2),X2=0.2758(K2O765.45kg/hm2)。2.3.3肥料、凈化方法的價格在實際生產(chǎn)中,不僅要考慮產(chǎn)量和品質(zhì),還要考慮生產(chǎn)成本,即要綜合考慮產(chǎn)投比,因此要計算最佳經(jīng)濟施肥量。計算過程中所涉及的肥料、芋頭的價格以市場價計,分別為:芋頭1.6元/千克,氮肥3.5元/千克,鉀肥4.0元/千克。經(jīng)邊際分析,得最佳經(jīng)濟效益施肥方案為:X1=-0.6316092(N138.15kg/hm2),X2=0.1306834(K2O678.45kg/hm2),最佳產(chǎn)量Y=32192kg/hm2。此時利潤(只計肥料成本)為48308元/hm2。3施肥量對芋產(chǎn)量的影響氮鉀肥對芋頭產(chǎn)量和品質(zhì)均有顯著影響,且鉀肥的影響大于氮肥,二者存在著顯著的交互效應。在一種施肥量相對不變的條件下,氮(N)和鉀(K2O)施用量分別小于261.75和757.50kg/hm2時,產(chǎn)量隨施肥量的增加而提高,超過此用量,產(chǎn)量下降。最高產(chǎn)量的施肥方案為N204.6、K2O819.75kg/hm2。在一種施肥量相對不變的條件下,施用量分別小于N288.15、K2O723.00kg/hm2時,芋頭品質(zhì)也隨施肥量的增加而增加,超過此用量則開始下降。最佳品質(zhì)的施肥方案為N260.85、K2O765.45kg/hm2。本試驗條件下,芋頭產(chǎn)量

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