玉米不同水肥条件的耦合效应分析与水肥配施方案寻优

利用四元二次回归分析建立了氮肥、磷肥、钾肥、灌水量对玉米光合速率的回归模型,分析了各因素对玉米光合速率的单因素效应、边际效应与耦合效应。各因素对玉米光合速率的影响程度由大到小依次为:灌水量、氮肥、钾肥、磷肥,光合速率随各因素的增加均呈现先增加后减小的趋势。水氮、磷钾、水钾耦合效应显著,其余因素耦合效应不显著。水氮、磷钾耦合对玉米光合速率存在负交互作用,水钾耦合存在正交互作用。建立了玉米光合速率、产量与水分利用效率的多目标优化模型,利用遗传算法对该模型进行模拟寻优,得到的最优水肥组合为:氮肥270.00 kg/hm~2、磷肥60.26 kg/hm~2、钾肥60.02 kg/hm~2、灌水量700.00 m~3/hm~2,该组合下得到的最优玉米光合速率为13.54μmol/(m~2·s),产量为24 520.10 kg/hm~2,水分利用效率为5.14 kg/m~3。     

黑土区玉米膜下坐水施肥耦合对产量的影响

东北黑土区是我国玉米的主产区,但该地区"十年九春旱",春季干旱已成为限制该地区农业发展的主要因素.在坐水施肥条件下,采用"311-B"D饱和最优设计,通过对玉米产量结果进行二次回归拟合,建立水肥回归数学模型,因素效应分析结果表明,影响玉米产量的因素为坐水效应>施氮效应>施磷效应;在玉米覆膜及基施肥硫酸钾150 kg/hm2时,N(追肥)用量为80.0～103.9 kg/hm2,P2O5(底肥)用量为66.1～90.8 kg/hm2,坐水量为63.4～76.5kg/hm2时,黑土区玉米可获得13 500 kg/hm2以上的产量.     

黑龙江省半干旱区玉米喷灌水肥耦合效应试验研究

干旱和土壤贫瘠是限制干旱半干旱地区农业发展的主要因素。因此,合理制定不同喷灌水量的玉米施肥方案,对玉米产量效应具有重要意义。在喷灌施肥条件下,采用311-A最优混合设计,开展春玉米水肥耦合大田试验。通过对试验数据的分析研究,发现影响玉米产量的主要因素依次是氮肥用量、灌水量和磷肥用量。各个因素交互作用对玉米产量的影响都表现为正效应,其效应顺序为:N×水P×NP×水。春玉米全生育期喷灌水肥耦合最佳组合为:磷肥134.4kg/hm~2、氮肥282.5kg/hm~2、灌水量1 061.0m~3/hm~2,产量为15 853kg/hm~2。     

辽西半干旱区水肥耦合对春玉米产量的影响

采用311-B最优D饱和设计和旱棚微区试验的方法,于2003～2006年在辽西半干旱区开展了滴灌条件下水肥耦合对春玉米产量效应的试验研究。结果表明:氮肥对产量的作用最大,磷肥次之,水分最小;水肥耦合效应大小顺序为:磷水耦合>氮磷耦合>氮水耦合;获得最高产量14298.36kg/hm2的施氮量为285.49kg/hm2,施磷量为128.79kg/hm2,灌水下限为田间持水量的69.29%。     

黑龙江西部旱作玉米水肥生产潜力试验研究

以氮肥、磷肥、补水量为试验因子,以玉米产量为指标,利用MINITAB15统计分析软件进行试验设计和数据分析,通过响应曲面法建立水肥相互作用对玉米产量影响的二次多项数学模型。利用模型的等值线图对影响玉米产量的关键因子及其相互作用进行了探讨,以玉米产量为响应值优化得出玉米生产潜力田间试验值的条件:氮肥为241.1 kg/hm2,磷肥为173.1 kg/hm2,补水量为108.3 m3/hm2,玉米田区生产潜力试验值为12 224 kg/hm2。     

黑龙江省西部半干旱区玉米膜下滴灌水、氮、磷耦合效应分析

水分和养分是半干旱区粮食生产的两大重要因子。因此,研究膜下滴灌条件下水肥耦合效应对玉米产量的影响具有重大的生产指导意义。采用311-D最优饱和设计,在膜下滴灌条件下,开展了玉米产量效应的田间试验研究。通过对玉米产量进行二次回归拟合,建立了各因素的回归数学模型。结果分析表明,施氮量、施磷量、灌水量对玉米产量的影响均为正效应,其中施氮量为主要影响因素,灌水量和施磷量次之。各因素交互效应顺序:氮水磷水氮磷,其中氮磷、氮水交互表现为正效应,磷水交互表现为相互替代作用。从产量角度,通过频数分析对模型寻优,在实际大面积生产中要获得大于14 000kg/hm2的产量,在固定钾肥用量为250kg/hm2时,氮肥量范围290.73~315.81kg/hm2、磷肥量范围125.50~147.40kg/hm2、灌水量范围505.60~587.95m3/hm2。     

水氮钾耦合对花生产量的影响

在遮雨控水条件下,采用三因素五水平二次正交旋转组合设计,通过盆栽试验,研究了不同土壤水分、氮、钾肥耦合效应对花生产量的影响,以期为东北半干旱地区花生水肥调控提供科学的依据。建立了水、氮、钾三因素回归模型,并进行了各因素主效应、交互效应分析及产量模拟寻优。结果表明,影响花生产量单因子主效应大小顺序为水钾氮效应;交互作用大小顺序为钾-水氮-水氮-钾;交互效应模型均为非典型效应函数,表现为高钾高水、高氮高水和低氮高钾组合产量最高。通过确定目标产量,频率优选模拟寻优得到最优氮肥、钾肥用量范围(田间用量)分别为60.284~66.567kg/hm2(纯N)和194.033~212.714kg/hm2(纯K2O),最适土壤水分指标为田间持水量的73.48%~74.29%。     

不同水肥处理对马铃薯氮素利用率的影响

针对目前马领薯种植中氮肥利用率较低等问题,采用5因素5水平(1/2实施)的二次回归正交旋转组合试验设计方法,在宁夏中部干旱地区开展了马铃薯室外盆栽试验,分析了不同水肥配合对马铃薯的氮素利用率的影响规律。研究得出,试验条件下氮素利用率达到最大值时的各因素(灌水时期、灌溉定额、施氮量,磷肥和钾肥用量)最佳组合。即,试验条件下氮素利用率最大值时各因素最佳组合为:灌水时期为苗期,现蕾期,花期和成熟期四个生育期灌水,分别灌灌溉定额的25%;灌溉定额为900m3/hm2,施氮量为225kg/hm2;磷肥为225kg/hm2;钾肥为375kg/hm2。     

水肥耦合对马铃薯干物质生产量的影响

通过大田试验,以灌溉定额X_1、氮肥量X_2、磷肥量X_3、钾肥量X_4为试验因素,选用4因素10水平的均匀设计,研究水肥耦合对马铃薯干物质生产量的影响。通过逐步回归建立干物质生产量与试验因素的回归模型,结果表明:各因素对马铃薯干物质生产量的影响顺序为:X_3X_1X_2X_4;两因素交互作用对马铃薯干物质生产量影响顺序为:X_31X_2X_1X_4X_3X_4X_2X_3X_1X_3;当X_1为1 036.27 m/hm2,X_2为241.05kg/hm~2,X_3为166.18kg/hm~2,X_4为77.60kg/hm~2时马铃薯干物质最优生产量为1.975 488万kg/hm~2。     

水肥耦合对马铃薯淀粉含量的影响

通过马铃薯膜下滴灌水肥耦合盆栽试验,以补灌定额(X1)、氮肥施量(X2)、磷肥施量(X3)、钾肥施量(X4)为试验因素,选用4因素5水平的均匀设计,研究不同水、氮、磷、钾配施对马铃薯淀粉含量的影响,建立起马铃薯淀粉含量与灌水量、氮、磷、钾施用量的关系方程。结果表明:各因素对马铃薯淀粉含量的影响顺序为:X3X2X1X4,各因子交互作用对马铃薯淀粉含量影响顺序为:X1X3X1 X2X1 X4,二次项X1、X2、X3系数为负,说明灌水量、氮肥施量、磷肥施量过多和不足均会对淀粉含量产生副作用。以马铃薯淀粉含量为目标函数,最大值为17.60%时,各补水时期灌水量最佳分配为:补灌定额为930m3/hm2,施氮量、施磷量、施钾量分别为180、240、276.15kg/hm2。