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1、1甘薯新品种齐宁 9 号优化栽培数学模型的研究黄成星 李艳霞 短成鼎 王春兰 井水华(济宁市农业科学院,山东 济宁 272031)摘要: 试验采用四因素五水平二次通用旋转组合设计，研究了淀粉加工用型甘薯新品种齐宁9 号优质高产栽培与氮、磷、钾 肥施用量及密度之间的关系，获得了中等肥力条件下齐宁 9 号鲜薯产量形成的数学模型及农艺措施优化组合方案。 结果表明：四 项农艺措施对鲜薯产量影响的顺序依次为钾肥磷肥密度氮肥；在本试验条件下， 齐宁 9 号 666.7m2鲜薯产量要达到 4000-4500kg，其优化农艺措施区间为：666.7m 2 施尿素 6.7158.8kg， 过 磷酸钙 34.545
2、.5kg，硫酸钾45.352.965kg，栽植密度为 35503795 株。关键词：甘薯；优化栽培；数学模型Mathematical model for optimizing culture of starch processing uses type of sweet potato Qining9Abstract:The experiment five levels of four factors two times and rotates the association to desigh interchangeably,Processed and uses the new variety
3、 relation between culture of good quality and high output,amoun of application of nitrogen,phosphorus,potassium and density between peaceful the 9th together of sweet potato of types after studying the starch,Have obtained mathem atics model and agronomy measure optimization scheme that the fresh po
4、tato output formed onpeaceful the 9th together under medium-sized fertility condition. The result shows：The order that the measure of four items of agronomy influences to the fresh potato is successively the potassium phosphorusfertilizer density nitrogen；Under this experimental condition, 666.7 m2o
5、f the 9th of Qi Ning. fresh potato output 7 should reach 4000-4500 Kg, it optimizes measure block of agronomy:666.7m2 construct of urea 6.715-8.8 kg,over calcium phosphate is 34.5-45.5 kg,sulphuric acid potassium is 45.3-52.965kg,it is 3550-3795 to plant the density.Keywords: Sweet potato; Optimize;
6、 Mathematics model齐宁 9 号是济宁市农科院 2002 年选育出的淀粉加工用型甘薯新品种， 为了加快该品种的推广应用，通过尿素、过磷酸钙、硫酸钾不同施用量和不同种植密度等措施的实施，总结出齐宁 9 号（原系号 97042）鲜薯产量数学模型，并通 过计算机寻优模 拟，确定 666.7m2鲜薯产量 40004500kg的优化栽培方案，并从中筛选 出最佳经济效益栽培模式， 为 生产上推广种植齐宁 9 号提供技术保证。1 材料与方法1.1 试验材料齐宁 9 号是济宁市农科院以徐薯 18 作母本、 济薯 15 作父本经有性杂交繁育而成的， 该品种表现产量高、抗病性强、适应性广等特点。1
7、.2 试验方法试验于 2002 年在济宁市农科院实验农场进行， 试验 地前茬甘薯， 试验地肥力中等，沙壤土，20cm 土层含有机质 0.8%，碱解氮 60mgkg，速2效磷 20 mgkg，速效钾 80 mgkg， pH 值 6.7，5 月 3 日栽植，10 月 21 日收获，生育期 171 天。甘薯生育期内降水较少，阳光充足，中间浇水 1 次，气候条件有利于甘薯生长，栽培管理措施按试验设计严格实施，其它管理同大田生 产。1.3 试验设计采用 4 因子 2 次通用旋转设计，选择的因素、水平及其编码见表 1。试验设计 31 个小区，随机排列，小区长 6m，宽 4m，4 行区，小区面 积 24m2
8、，计产面积 14.4m2。将 试验所获得的数据按照山东农业大学生物统计教研室设计的统计程序在计算机上分析，建立鲜薯产量数学模型，并通 过计算机模拟技术筛选优化方案。表 1齐宁 9 号栽培试验试验 水平编码表试验因素 间距(666.7m2)编码因素水平 (r=2)-2 -1 0 1 2X1(尿素)X2(过磷酸钙)X3(硫酸钾)X4(密度)5kg20kg15kg 500 株05101520020 4060800 15 30 45 60250030003500400045002 结果与分析2.1 鲜薯产量数学模型的分析与检验以齐宁 9 号鲜薯产量结果（表 2）数据结构为目标函数，利用 4 因子 2
9、次通用旋转组合设计的程序，建立鲜薯产量与各农艺 措施的四元二次回归数学模型如下： Y=4182.059-96.07505X1-203.3128X12+40.18333X2-60.21248X1X2-147.0628X22+353.1083X3-49.98751X1X3-48.85005X2X3-150.4251X32-5.899984X4-138.7375X1X4-23.675X2X4+24.04999X3X4242.0379X42表 2试验 矩阵及鲜薯产量结果表（Y 单位：kg666.7m 2）区号 x1 x2 x3 x4 Y 区号 x1 x2 x3 x4 Y1234567891011121
10、31411111111-1-1-1-1-11111-1-1-1-11111-111-1-111-1-111-1-1111-11-11-11-11-11-11-13536.33700.02900.53208.53480.53798.53098.53285.53940.33657.83410.53280.54150.53628.717181920212223242526272829302-2000000000000002-2000000000000002-2000000000000002-20000003020.53740.33748.53462.34483.52700.43110.53240.5
11、4357.84122.53920.74720.73829.54421.531516-1-1-1-1-1-1-1-11-13083.52748.731 0 0 0 0 3911.7对齐宁 9 号鲜薯产量数学模型进行显著性测定：F0.01（14，16）3.35，失 拟性检验 F 失拟0.34116F 0.01=3.35 因此，失拟不显著，表明未知 试验因素 对试验结果的影响很少；拟合检验 F 拟合 7.705F 0.01=3.35，达到极显著水平，从而 说明数学模型与 实测值拟合较好，具有实践指导意义。对各项次的偏回归系数作 F 测验，可以看出，在一次项中，只有钾肥对鲜薯产量有极显著正向影响（F
12、3=46.743），其余为不显著。从交互效应可以看出，只有氮肥与密度为负向极显著（F （1，4）=4.48*）,其余皆 为向负向不显著。从二次 项中可以看出 ，对产量的影响均为负向极显著 F（1，1）=18.465* ;F（2，2）=9.667* ;F（3，3）=10.108* ;F（4，4）=26.17*。2.2 数学模型的因子效应分析2.2.1 主因子效 应分析：从建立的数学模型看，四项农艺措施对鲜薯产量的影响顺序依次为：钾肥（X3）磷肥（X 2）密度（X 4）氮肥（X 1）。参考回归系数的检验结果， 认为钾肥对鲜薯产量影响极大，其次是氮肥和密度，因此，在齐宁 9 号生产实践中， 应特别重
13、视钾肥施用，并做到合理密植。2.2.2 单因子效 应分析：目标函数是因子共同作用的结果，采用降维法固定其他三者控制因子，即控制其他三个变量的取值水平， 则可解析出某一因子对产 量的效应。将模型中控制因子固定在 0 水平时，可得到一组考察因子与 鲜薯产量的一元回归方程。Y14182.059-96.07505X 1-203.3128X12Y24182.059+40.18333X 2-147.0628X22Y34182.059+353.1083X 3-150.4251X32Y44182.059-5.899984X 4-242.0379X42从上述四个单因子效应方程可以求得以下单因子效应值，见表 3，
14、并 进一步做出单因子效应图，见图 14。表 4单因子效应值（固定因子取 0 水平）XY-2 -1 0 1 2 极值Y1 Y2 Y3 Y43560.9583513.4412874.1423225.7074074.8213994.8123678.5253945.9214182.0594182.0594182.0594182.0593882.6714075.1794384.7423934.1213176.6583674.1744286.5753202.108Max(x1=-0.23)=4193.409Max(x2=0.137)=4184.803Max(x3=1.17)=4389.281Max(x4=
15、-0.0122)=4182.094y1 = -203.31x12- 96.075x1 +4182.1R2 = 1010002000300040005000-5 0 5Y1y2 = -147.06x2 + 40.183x +4182.1R2 = 1340036003800400042004400-4 -2 0 2 4Y24图 1 氮肥（X 1）施用量的单 因子效应曲线 图 2 磷肥（X 2）施用量单因子效应曲线y 3= -150.43x2 + 353.11x+ 4182.1R2 = 1010002000300040005000-4 -2 0 2 4Y3 y4 = -242.04x2 - 5.89
16、98x +4182.1R2 = 1010002000300040005000-4 -2 0 2 4Y4图 3 钾肥(X 3)施用量的 单因子效应曲线 图 4 密度(X 4)的单因子效应曲线由单因子效应方程和单因子效应曲线可以看出：齐宁 9 号鲜薯产量随尿素、过磷酸钙、硫酸 钾施用量及种植密度的变化呈偏正态分布，即各因子水平 较 低时， 鲜薯产量随各因子水平的增加而增加，但因子增加到一定水平时 ，鲜薯产量反随因子水平的增加而下降，而且鲜薯产量随钾肥施用量变化而变化幅度较大，其次是密度，然后是氮肥和磷肥；另一方面，鲜薯产量达到较高值时，硫酸钾因子需要较高水平而氮肥、磷肥、密度因子需要中等水平，即 X3=1.17 时，Y 3max=4389.28；X1=-0.23时，Y 1max=4194.4；
