CN107409724A - 一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法 - Google Patents

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杨晓亮
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Abstract

本发明公开了一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法。该方法包括:划分地块,施基肥后移栽黄芪;每个地块黄芪施入不同用量的氮、磷及钾肥量,通过响应面法优化施肥配比;在生长期抽样测定黄芪鲜重、地上部分鲜重和地下部分鲜重重量并对数据方差分析得到最优施肥配方为:N:P:K为10:5:9(每小区施入公斤数);在收获期测定黄芪总产量和品质,经方差分析得到最佳施肥配方为:N:P:K为10、5.08、11.14(每小区施入公斤数)。该方法准确科学且贴合实际的筛选出内蒙古黄芪最佳施肥量方案,可提高黄芪产量和品质,具有推广意义。

Description

一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法
技术领域
本发明涉及农业种植技术领域,特别涉及一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法。
背景技术
黄芪为豆科多年生草本植物,其中膜荚黄芪(Membranaceus(Fisch.)Bunge)和蒙古黄芪(Astragalus mongolicus Bunge)的地下根,为常用名贵中药材,具有补气升阳,益卫固表,脱毒生肌,利水消肿等功效,主要含有皂苷类、黄酮类、多糖类等有效成分,是常用的滋补中药材和大宗出口商品,远销东南亚及世界各地。
近年来,随着黄芪的市场需求量增大,引发了对野生资源的过度采挖,导致野黄芪逐年减少,无法满足市场需求,人们开始人工栽培黄芪;不同的栽培条件生产的蒙古黄芪有效成分含量不同。
黄芪种植中常因施肥方式不合理,黄芪质量和产量均不理想,因此,为了获得高产量和高质量的黄芪,需对黄芪的种植、施肥等进行研究,但在此研究过程中始终无法通过合理适宜的设计得到贴合实际且可增产增量的施肥方法。对内蒙古黄芪施肥量的掌握大多还是靠经验,因此,需要通过一定的科学研究来优化内蒙古黄芪的施肥方案。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,得到一种优化的适宜的黄芪施肥方法以达到增产和增质的目的。
为解决上述技术问题,本发明采取了如下技术方案:
一方面,本发明实施例提供了一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,所述方法包括:
(1)划分多组黄芪种植地块,以腐熟牛粪作为有机肥每亩施入1000公斤,磷酸二胺每亩施入50斤,机耕深翻,做出土埂,并在地块周围插旗标识;
(2)在多组黄芪种植地块均移栽黄芪种苗,每亩13000株;
(3)在黄芪移栽前施入基肥,移栽1个月后施追肥,以磷肥和钾肥为基肥、以氮肥总量的三分之一为基肥、以氮肥总量的三分之一为追肥对黄芪施肥,记录每个地块施入的氮基肥用量、氮追肥用量、磷酸二胺用量和硫酸钾用量;
(4)施肥后在黄芪生长阶段,每月定时测量并记录每个地块的黄芪株高、侧枝数、根粗、根长,考查黄芪苗期的生长势;
(5)在黄芪生长期,在每个黄芪种植地块抽样测定整株黄芪的鲜重、地上部分的鲜重和地下部分鲜重的重量并记录;
(6)对步骤(5)的测定结果进行方差分析,得到每个地块黄芪生长期施肥时氮元素、磷元素及钾元素用量的最优比例;
(7)在黄芪收获期,测定并记录每块种植地黄芪的产量;
(8)对步骤(7)的测定结果进行方差分析,得到氮元素、磷元素及钾元素分别与黄芪产量关系的最优模型;
(9)测定并记录每块种植地上收获的黄芪条货的重量并对测定数据进行方差分析,其中,所述条货为直径大于1cm的黄芪主根;通过步骤分析结果,得到氮元素、磷元素或钾元素分别与黄芪品质的最优关系;
(10)根据所述最优比例、最优模型及最优关系分析得到氮元素、磷元素及钾元素的最优综合比例,通过所述最优综合比例得出黄芪施肥时的尿素、磷酸二胺和硫酸钾的最佳施肥量。
作为优选,所述多组黄芪种植地块的数量为16块,每个地块面积为510m2
作为优选,所述氮肥为尿素,所述尿素纯度为46%,所述磷肥为磷酸二胺,所述磷酸二铵纯度为64%,磷酸二胺的组成为N为18%,P2O5为46%,所述钾肥为硫酸钾,所述硫酸钾的纯度为51%。
作为优选,16块种植地块中,施入的尿素肥料总量为9.4kg-17.35kg,其中,尿素底肥用量为3.13kg-5.78kg,尿素追肥用量为6.27kg-11.57kg;磷酸二胺肥料总量为6.65kg-16.63kg;硫酸钾肥料总量为13.5kg-16.5kg。
作为优选,黄芪生长期每个种植地块抽样10株;黄芪整株鲜重为0.65kg-1.25kg,黄芪地上部分鲜重为0.4kg-0.9kg,黄芪地下部分鲜重为0.2kg-0.4kg。
作为优选,在所述黄芪生长期每亩分别施入氮肥、磷肥和钾肥,肥料中的氮元素、磷元素及钾元素重量的最优比例为10:5:9。
作为优选,所述黄芪产量施肥时氮元素、磷元素及钾元素用量的最优比例为10、5.08、11.14。
作为优选,黄芪产量为154.85kg-277.65kg。
作为优选,所述氮元素、磷元素及钾元素分别与黄芪产量关系的最优模型为:产量=227.87+5.79*P+3.59*K-35.88*P2-25.81*K2,其中,A代表氮元素,B代表磷元素,C代表钾元素。
本发明的有益效果在于,采用响应面法优化了内蒙古黄芪施肥量的最优方案,通过在试验田分多组分别施入不同用量的氮、磷、钾肥,在黄芪生长过程中,监测了各施肥用量对黄芪整株重量的影响、对上部鲜重的影响,对下部鲜重的影响,对黄芪产量的影响,对黄芪品质的影响,通过对各组实测数据进行方差分析,拟合了最优施肥方案,采用该最优施肥方案可提高黄芪产量和提高黄芪品质,可将该方案推广给各种植户,该研究方案具有较大的有益前景。上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1A-图1C是本发明实施例中不同施肥量与黄芪生长期整株鲜重的关系图;(A:N,B:P2O5,C:K2O)
图2A-2C是本发明实施例中不同施肥量与黄芪生长期地上部分鲜重的关系图;(A:N,B:P2O5,C:K2O)
图3A-3C是本发明实施例中不同施肥量与黄芪生长期地下部分鲜重的关系图;(A:N,B:P2O5,C:K2O)
图4A-4C是本发明实施例中不同施肥量与黄芪生产量的关系图;
图5A-5C是本发明实施例中不同施肥量与黄芪条货率的关系图;
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
实施例1
实验时间与地点:
2016年4月-2016年11月,5月13日移栽,7月23日追肥一次,9月9日收获。
内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔县城关镇马群沟村,由内蒙古盛齐堂生态药植有限公司提供其一基地3号地块12亩。
实验地块位于:一基地3号地块,每块地块面积为510平方米,便于机器耕作及浇水操作。
大田地块尺寸为:东西向192米,南北向42.5米;地块东西向均匀分割成15块,共计15个实验田(分别编号为:1、2、3、4、......15);每个实验地块面积约为510平方米(南北长×东西宽:42.5×12米)。
地块划分后,先撒入有机肥(腐熟后的每亩牛粪1.5方,约1000公斤),再按实验方案施入各实验地块内,即可机耕深翻,之后做出土埂,并在地块四周插入塑料旗子做出标识。
播种量:种子约每亩20-25斤,种苗约每亩130斤,约13000株种苗(130斤/亩,13000株种苗)。
常规肥:以前年度每亩使用腐熟牛粪1000公斤,二胺33斤;由于考虑到未腐熟成功的牛粪中含有的草籽太多,对锄草不利,2016年使用每亩50斤二胺作为常规肥。
试验用肥料名称:尿素(46%)、磷酸二胺[64%(N18%:P2O5-46%)]、硫酸钾(51%)。(各水平指三种肥料的用量)
本实验以N、P2O5和K2O三个因素为自变量,以产量为响应值,因素与水平设置见表1。
表1试验因素水平表(kg)
根据Box-Behnken中心组合设计原理,设计三因素三水平的响应面分析(RSA)试验,中心点设置3次重复。每个实验地块用苗量:99.45斤,种苗9080株。按照试验地块面积和肥料品种计算肥料施用量,磷肥和钾肥做基肥,氮肥三分之一做基肥,三分之二做追肥,并准确记录。黄芪生长阶段,每月定时测量黄芪株高、侧枝数、根粗、根长、发病率等,准确记录。具体用肥量见表2。
表2大田实验具体肥料用量(kg)
2016年08月29日在生长期抽样(10株)测定整株鲜重及地上部、地下部分鲜重,测定结果见表3。
表3不同施肥量对黄芪生长期的影响
注:增加实验号16:氮磷钾含量比例为:10:10:10
不同施肥量对生长期整株重的影响见图1所示,从图1可看出,随着N素用量(A)的增加,黄芪整株鲜重呈上升趋势,P素用量(B)增加则出现整株重呈上升后再下降的趋势。随着N素用量(A)的增加,黄芪整株鲜重呈上升趋势,K素用量(C)增加则出现整株重呈上升后再下降的趋势。随着P素用量(B)及K素用量(C)的增加,黄芪整株鲜重呈呈上升后再下降的趋势,具有一个明显的中心峰值。
不同施肥量对生长期地上部分鲜重的影响见图2所示,随着N素用量(A)和P素用量(B)的增加,黄芪地上部分鲜重呈上升趋势;随着N素用量(A)的增加,黄芪地上部分鲜重呈上升趋势,K素用量(C)增加则出现地上部分鲜重呈上升后再下降的趋势。随着P素用量(B)增加,黄芪地上部分鲜重呈下降趋势,K素用量(C)增加则出现地上部分鲜重呈上升后再下降的趋势。
不同施肥量对生长期地下部分鲜重的影响见图1ABC所示,随着N素用量(A)和P素用量(B)的增加,黄芪地上部分鲜重呈上升后再下降趋势;随着N素用量(A)和K素用量(C)的增加,黄芪地下部分鲜重呈上升后再下降的趋势。随着P素用量(B)增加和K素用量(C)的增加,黄芪地上部分鲜重呈上升后再下降的趋势。
综合来看,随着N肥施用量的增加,整株重有所上升,但主要增加了地上部分鲜重,对于地下部分而言,所有的最高点均在所选用的施肥量的区间之内,均存在一个最优施肥量。
对上述测量数据和关系图进行方差分析,见表4
表4不同施肥对生长期鲜重的影响方差分析
方差分析结果表明:P元素对生长期的鲜重影响不显著,而N肥用量影响显著(p值<0.05),根据响应面模型进行预测,最优结果为:当N、P、K用量分别为10、5、9时(每亩施入N、P2O5、K2O公斤数)响应结果见表5,收获期黄芪产量(鲜重)及条货(直径大于1cm主根)比例实验结果见表6。
表5生长期施肥预测结果
表6收获期黄芪鲜重产量实验结果
剔除非显著项后重新拟合,计算方差,结果见表7
表7方差分析结果
拟合结果表明该模型的p值为0.032,达到显著水平。可解释98.57%的实验结果。其中剔除的因素为N,因为黄芪属豆科植物,与根瘤菌共生形成的根瘤具有固氮作用,所以N肥施用量对产量结果影响不显著。拟合所得方程为YIELD=227.87+5.79*P2O5+3.59*K2O-35.88*P2O5 2-25.81*K2O2
实验所得最优施肥方案为当N、P、K分别为10、5.08、11.14时,小区产量应达228.22Kg(鲜重)
表8产量预测值
不同施肥对黄芪品质(主根直径大于1cm的黄芪产量)的影响,见图5。
表9条货率方差分析
如图5所示,随着N、P2O5两种肥料的用量增加,条货率均呈上升后再下降的趋势,而K肥施用量对条货率的影响并不明显。表明最佳施肥量在所选择的三个水平之内,依据响应面模型预测和方差分析,N、P2O5的交互作用均在显著水平,表明N、P2O5两种肥料配施对黄芪条货产量有较大的影响,而K2O的施入则对总产量有一定的影响。
对品质的影响依据响应面模型所得预测值与响应值见下表10
表10不同施肥处理对品质的影响
表10结果说明当N、P2O5、K2O的施肥量分别为9.97、5.12、11.13公斤时,直径大于1cm的黄芪产量最高,预测其产量在63.93公斤和91.98公斤之间。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利。

Claims (9)

1.一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,所述方法包括:
(1)划分多组黄芪种植地块,以腐熟牛粪作为有机肥每亩施入1000公斤,磷酸二胺每亩施入50斤,机耕深翻,做出土埂,并在地块周围插旗标识;
(2)在多组黄芪种植地块均移栽黄芪种苗,每亩13000株;
(3)在黄芪移栽前施入基肥,移栽1个月后施追肥,以磷肥和钾肥为基肥、以氮肥总量的三分之一为基肥、以氮肥总量的三分之一为追肥对黄芪施肥,记录每个地块施入的氮基肥用量、氮追肥用量、磷酸二胺用量和硫酸钾用量;
(4)施肥后在黄芪生长阶段,每月定时测量并记录每个地块的黄芪株高、侧枝数、根粗、根长,考查黄芪苗期的生长势;
(5)在黄芪生长期,在每个黄芪种植地块抽样测定整株黄芪的鲜重、地上部分的鲜重和地下部分鲜重的重量并记录;
(6)对步骤(5)的测定结果进行方差分析,得到每个地块黄芪生长期施肥时氮元素、磷元素及钾元素用量的最优比例;
(7)在黄芪收获期,测定并记录每块种植地黄芪的产量;
(8)对步骤(7)的测定结果进行方差分析,得到氮元素、磷元素及钾元素分别与黄芪产量关系的最优模型;
(9)测定并记录每块种植地上收获的黄芪条货的重量并对测定数据进行方差分析,其中,所述条货为直径大于1cm的黄芪主根;通过步骤分析结果,得到氮元素、磷元素或钾元素分别与黄芪品质的最优关系;
(10)根据所述最优比例、最优模型及最优关系分析得到氮元素、磷元素及钾元素的最优综合比例,通过所述最优综合比例得出黄芪施肥时的尿素、磷酸二胺和硫酸钾的最佳施肥量。
2.根据权利要求1所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,所述多组黄芪种植地块的数量为16块,每个地块面积为510m2
3.根据权利要求1所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,所述氮肥为尿素,所述尿素纯度为46%,所述磷肥为磷酸二胺,所述磷酸二铵纯度为64%,磷酸二胺的组成为N为18%,P2O5为46%,所述钾肥为硫酸钾,所述硫酸钾的纯度为51%。
4.根据权利要求2所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,16块种植地块中,施入的尿素肥料总量为9.4kg-17.35kg,其中,尿素底肥用量为3.13kg-5.78kg,尿素追肥用量为6.27kg-11.57kg;磷酸二胺肥料总量为6.65kg-16.63kg;硫酸钾肥料总量为13.5kg-16.5kg。
5.根据权利要求1所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,黄芪生长期每个种植地块抽样10株;黄芪整株鲜重为0.65kg-1.25kg,黄芪地上部分鲜重为0.4kg-0.9kg,黄芪地下部分鲜重为0.2kg-0.4kg。
6.根据权利要求5所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,在所述黄芪生长期每亩分别施入氮肥、磷肥和钾肥,肥料中的氮元素、磷元素及钾元素重量的最优比例为10:5:9。
7.根据权利要求1所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,黄芪产量为154.85kg-277.65kg。
8.根据权利要求1所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,所述氮元素、磷元素及钾元素分别与黄芪产量关系的最优模型为:产量=227.87+5.79*P+3.59*K-35.88*P2-25.81*K2,其中,A代表氮元素,B代表磷元素,C代表钾元素。
9.根据权利要求5所述的一种优化内蒙古黄芪施肥量的方法,其特征在于,所述黄芪生长期施肥时氮元素、磷元素及钾元素用量的最优比例为10、5.08、11.14。
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Inventor after: Wang Fei

Inventor after: Liu Peijing

Inventor after: Liu Wenjian

Inventor after: Gu Yang

Inventor before: Wang Fei

Inventor before: Yang Xiaoliang

Inventor before: Liu Peijing

Inventor before: Liu Wenjian

Inventor before: Gu Yang

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Effective date of registration: 20191212

Address after: 011500 administrative village, maqungou, Chengguan Town, Helinger County, Hohhot City, Inner Mongolia Autonomous Region

Applicant after: Inner Mongolia shengqitang ecological medicine plant Co., Ltd

Address before: 330045 Jiangxi Province, Nanchang City Development Zone Zhimin Road No. 1101 Jiangxi Agricultural University Nanchang

Applicant before: Jiangxi Agriculture University

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Application publication date: 20171201

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