人参叶面喷肥实验实例

我们采用五因素五水平二次正交旋转组合设计人参叶面喷肥实验。

   本实验将Zn﹑B﹑Mn 三种微量元素肥料，Mg肥，大量元素N﹑P﹑K肥料，做为五个因素。每个因素分五个浓度处理。运用五因素五水平二次正交旋转组合设计实验，得到Zn﹑B﹑Mn 三种微量元素肥料，Mg肥，大量元素N﹑P﹑K肥料最佳组合配方。该配方增产效益25%左右。

﹙1﹚实验目的

我国栽培人参的历史悠久，吉林、黑龙江和辽宁等省都有大面积的栽培，人参的产量是很大的，每年人参叶的产量也是相当可观的。人参叶总皂甙具有与人参根总皂甙相似的药理作用，所以人参茎叶是提取人参皂甙的重要原料，也是一个经济价值很高的天然资源。

实验确定微量元素结合大量元素组成的用于人参叶面喷施的混合肥料合理配方。提高人参根﹑茎叶和种子的产量，改善系列人参产品的质量。

﹙2﹚实验材料和方法

1990年我们在吉林省集安市头道乡参场进行了实验布设，实验小区面积为2×1.2 m,小区数量36个，零水平的中心点10个，小区间隔1 m。小区编号随机排列。实验因子水平编码见表1。

表1  因子水平编码﹙r=2﹚

人参人工栽培为6年生，实验区选在当年收参的参地。叶面喷肥分三次进行，展叶期﹑开花期﹑绿果期各进行一次。喷施部位，喷洒时要注意叶片的两面都喷到，特别是叶背面的吸收能力更强,以雾滴完全湿润叶面为宜。先叶的下表面，后叶的上表面。喷施时间，叶面喷肥时间要选在阴天或晴天的早晚进行，避免高温或暴晒影响喷施效果。实验结果见表2实验号和实验结果。实验结果的方差分析见表3。

表2实验结果kg﹙实验号n﹚

表3 实验结果的方差分析

（续）

我们曾对B﹑Mg﹑Mn﹑Mo﹑Cu﹑Zn营养元素的单一组分进行不同浓度的处理实验，实验结果证明，浓度适宜具有显著结果为Zn、B﹑Mg﹑Mn，其他微肥表现为不显著。我们将具有单一显著效果的微肥和N﹑P﹑K 组合在一起，进一步探讨组合营养元素配方的增产效果，供实验的肥料为硼砂﹑硫酸镁﹑磷酸二氢钾﹑尿素﹑氯化锰和硫酸锌。

﹙3﹚实验结果和分析

方差分析：

从方差分析的结果看，整个实验具有显著水平。具有显著水平的项目有ｘ₁﹑ｘ₃﹑ｘ₁x_4﹑ ﹑ $x_{2}x_{3}$ ﹑

$x_{2}x_{4}$ 、 $x_{3}x_{4}$  ﹑ $x_{4}^{{}'}$ ﹑ $x_{5}^{{}'}$ $x_{5}^{{}'}$ 等八项，从F值的大小可以看出，二次效应中，锰肥与大量元素N﹑P﹑K,交互作用最显著。二次

效应中显著水平由大到小的顺序是 $x_{3}x_{4}> x_{2}x_{4}> x_{2}x_{3}$ 。锰肥与大量元素N﹑P﹑K可以适当增加用量。

拟合度检验：

误差平方和由零水平的实验结果计算，F=0.794＜F=5.8，结果表明回归方程拟合得好。回归方程为：

$Y=2.21-0.108x_{1}+0.058x_{2}+0.113x_{3}-0.098x_{4}+0.025x_{5}-0.01x_{1}x_{2}+0.029x_{1}x_{3}+0.125x_{1}x_{4}+0.016x_{1}x_{5}+0.179x_{2}x_{3}+0.275x_{2}x_{4}-0.096x_{2}x_{5}+0.411x_{3}x_{4}-0.01x_{3}x_{5}-0.031x_{4}x_{5}+0.087x_{1}^{{}'}-0.022x_{2}^{{}'}+0.023x_{3}^{{}'}+0.25x_{4}^{2}-0.113x_{5}^{2}$
                        ﹙1﹚                                  

将中心化公式：

$X_{ij}^{{}'}=x_{ij}^{2}-\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}x_{ij}^{2}=x_{j}^{2}-0.889\left ( 1,2,3,\cdots n)$      (2)

回代回归方程得：

$Y=2.011-0.108x_{1}+0.058x_{2}+0.113x_{3}-0.098x_{4}+0.025x_{5}-0.01x_{1}x_{2}+0.029x_{1}x_{3}+0.125x_{1}x_{4}+0.016x_{1}x_{5}+0.179x_{2}x_{3}+0.275x_{2}x_{4}-0.096x_{2}x_{5}+0.411x_{3}x_{4}-0.01x_{3}x_{5}-0.031x_{4}x_{5}+0.087x_{1}^{{}'}-0.022x_{2}^{{}'}+0.023x_{3}^{{}'}+0.25x_{4}^{2}-+0.113x_{5}^{2}$

                                                                                ﹙3﹚　                                                                                                                

单因子效应分析：

采用降维法，将回归方程中的任意四个因子固定为零，便可以得到单因子与人参产量之间的数量关系：

$Y_{1}=2.011-0.0108x_{1}+0.087x_{1}^{2}$                              ﹙4﹚

$Y_{2}=2.011+0.058x_{2}-0.022x_{2}^{2}$                                                              ﹙5﹚

$Y_{3}=2.011+0.113x_{3}+0.023x_{3}^{2}$             1                                  ﹙6﹚

$Y_{4}=2.011-0.098x_{4}+0.25x_{4}^{2}$                                 ﹙7﹚

$Y_{5}=2.011+0.025x_{5}-0.113x_{5}^{2}$                                                               ﹙8﹚

将五因子的五个水平数代入上述五个方程，可以计算出每一个水平对应的人参产量值。通过观察产量值的高低确定叶面喷肥的最佳配方。

此次人参叶面喷肥的最佳配方为： Zn肥100mg．kg^-1，B肥5mg．kg^-1，大量元素N、P、K 3%,Mn肥400mg．kg^-1，Mg肥100mg．kg^-1。

﹙4﹚实验小区人参生长期延长15～30天，收参时参地还是绿油油一片，平均产量为0.925kg.﹙m²﹚，比未叶面喷肥的小区增产23%，说明这个配方可以使人参根和茎叶大面积增产。

﹙5﹚叶面喷肥配方的其他应用　

草原退化极为严重而普遍,现在产草量已下降到全国解放初期的50％以下，草原退化已严重威胁畜牧业的发展，解决草原退化问题是刻不容缓的重大任务。我们曾对草地进行一年一次喷肥的喷施实验，使草地的生物量增加三倍。叶面喷肥方法简单，施用成本很低，经济效益高，适合农牧场推广使用。

本实验是20年前进行的，由于时间﹑经费和人力的限制，没有进行进一步的系统实验。具体的配方只能作为阶段性的成果参考使用。五因素五水平二次正交旋转组合设计人参叶面喷肥实验方法很好，实验结果可靠，值得在农林牧业推广应用。叶面施肥可以作为农业生产中增加块根植物、种子植物、茎叶植物的有效施肥方法之一，对于解决大面积施肥问题如草原复壮、森林抚育等具有很好的参考价值。