新型肥料在花生上应用效果的灰色关联度分析(11-09)

1基于灰色关联度分析模型的新型水溶肥料在花生生产应用效果优选张翠翠1杨首乐1寇长林2*宋志伟1*（1河南农业职业学院，河南中牟4514502河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州450002）摘要：为了探讨不同类型新型水溶肥料在花生上的应用效果，筛选出适合花生生产应用的新型水溶肥料种类。笔者应用灰色关联度分析模型对6种新型水溶肥料在花生生产上的应用效果进行评价，从产量角度看，以微量元素水溶肥料增产效果最好，增产幅度为10.11%；从对花生生物学性状影响看，喷施微量元素水溶肥料、大量元素水溶肥料等处理的花生生物学性状综合表现较好；喷施含氨基酸水溶肥料、含海藻酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料等能改善花生品质性状。综合产量、品质和经济效益三方面的效果，建议花生生产上推荐使用微量元素水溶肥料、大量元素水溶肥料和含氨基酸水溶肥料较好。关键词：灰色关联度；新型水溶肥料；花生；产量；品质；经济效益中图分类号：S-3文献标识码：B文章编号：灰色关联度分析是灰色系统理论的一个重要内容，是对一个发展变化系统的发展态势的量化比较，基本思想是根据曲线几何形状的相似程度来判断关联程度[1]。此分析方法已广泛应用农业生产各个领域[2-4]，并应用于小麦、玉米、水稻、棉花、大豆、油菜、烤烟、甘薯等作物新品种选育、作物增产因素分析、新品种综合评价、产量与构成因素之间关系的研究[5-14]。灰色关联度分析在新型肥料应用效果评价上尚属空白[15-16]。随着人们餐桌对绿色食品的呼唤，“低碳”、“循环经济”也是大势所趋，也在呼唤着更为绿色的肥料。随着原料、能源的日趋紧张，更高效率、更少消耗、更低排放的新型水溶肥料符合这个潮流。因此，新型水溶肥料已受到农民的欢迎。为探索适合花生的新型水溶肥料，笔者把不同类型的新型水溶肥料对花生的影响效果看作是一个灰色系统，利用灰色关联度分析模型，以期从含腐植酸水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、大量元素肥料水溶肥料、微量元素水溶肥料、含海藻酸水溶肥料和含调节剂水溶肥料中优选出应用效果较好的新型水溶肥料，为花生生产合理施用新型水溶肥料提供科学依据。1材料与方法1.1供试材料根据花生生产常用的新型水溶肥料，笔者选用的肥料为：含腐植酸水溶肥料（含腐植酸钠8%）、含氨基酸水溶肥料（含复合氨基酸8%）、大量元素肥料水溶肥料（含N、P2O5、收稿日期：基金项目：国家公益性行业（农业）科研专项：“最佳养分管理技术研究与应用”，编号：200803030作者简介：张翠翠（1969-），女，河南省郑州市中牟县人，硕士，副教授，主要从事作物生产技术的研究及教学工作。通讯作者：寇长林（1965-），男，河南省宝丰县人，博士，研究员，主要从事新型肥料与生态环境的研究工作。2K2O总量为50%）、微量元素水溶肥料（含B、Mu、Fe总量为10%）、含海藻酸水溶肥料（含海藻酸≥20gL-1氨基酸≥20gL-1）和含调节剂水溶肥料（含多效唑15%）。供试花生品种为豫花15。试验设在河南农业职业学院实习基地试验田内，供试土壤为潮土，质地砂壤土，耕层土壤基础养分为：土壤有机质8.7gkg-1，碱解氮40.7mgkg-1，速效磷（P2O5）6.4mgkg-1，速效钾（K2O）70.3mgkg-1。1.2试验方法试验采用随机区组设计，4次重复。小区面积24m2。试验地不施底肥，在花生开花下针后亩追施复合肥15kg、过磷酸钙10kg。除喷施新型水溶肥料或清水外，其它管理措施同一般大田生产。试验共设7个处理：（1）喷施含腐植酸水溶肥料2250ghm-2，代号x1；（2）喷施含氨基酸水溶肥料2250ghm-2，代号x2；（3）喷施大量元素肥料水溶肥料2250ghm-2，代号x3；（4）喷施微量元素水溶肥料2250ghm-2，代号x4；（5）喷施含海藻酸水溶肥料2250ghm-2，代号x5；（6）含调节剂水溶肥料2250g/hm2，代号x6；（7）喷施清水（CK），代号x7。各种新型肥料每公顷兑水1350kg，分3次分别在花生苗期、花期、荚果膨大期喷施，每次喷施肥料液量为总肥液量的1/3。1.3灰色关联度计算方法灰色关联分析方法，是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度，亦即“灰色关联度”，作为衡量因素间关联程度的一种方法。灰色系统理论提出了对各子系统进行灰色关联度分析的概念，意图透过一定的方法，去寻求系统中各子系统（或因素）之间的数值关系。因此，灰色关联度分析对于一个系统发展变化态势提供了量化的度量，非常适合动态历程分析[1]。灰色系统关联分析的具体计算步骤如下：第一步，确定反映系统行为特征的参考数列和影响系统行为的比较数列。反映系统行为特征的数据序列称为参考数列；影响系统行为的因素组成的数据序列称比较数列。第二步，对参考数列和比较数列进行无量纲化处理。由于系统中各因素的物理意义不同，导致数据的量纲也不一定相同，不便于比较，或在比较时难以得到正确的结论；因此在进行灰色关联度分析时，一般都要进行无量纲化的数据处理。第三步，求参考数列与比较数列的灰色关联系数ξ（Xi）。所谓关联程度，实质上是曲线间几何形状的差别程度。因此曲线间差值大小，可作为关联程度的衡量尺度。对于一个参考数列X0有若干个比较数列X1,X2,…,Xn，各比较数列与参考数列在各个时刻（即曲线中的各点）的关联系数ξ（Xi）可由下列公式算出：kkikiimaxkmax(k)minii3其中σ为分辨系数，0＜σ＜1，本文取0.5。Δ0(k)为各比较数列Xi曲线上的每一个点与参考数列X0曲线上的每一个点的绝对差值，即)()()(0kXkXkii；minΔi(k)是第二级最小差，maxΔi(k)是两级最大差，二者的计算公式如下：)()(0minmin)(minkiXkXkiki，)()(0maxmax)(maxkiXkXkiki。第四步，求关联度ri。因为关联系数是比较数列与参考数列在各个时刻（即曲线中的各点）的关联程度值，所以它的数不止一个，而信息过于分散不便于进行整体性比较。因此有必要将各个时刻（即曲线中的各点）的关联系数集中为一个值，即求其平均值，作为比较数列与参考数列间关联程度的数量表示，加权关联度ri公式分别如下:kwriki式中wk为各性状的权重。第五步，排关联序。因素间的关联程度，主要是用关联度的大小次序描述，而不仅是关联度的大小。将m个子序列对同一母序列的关联度按大小顺序排列起来，便组成了关联序，记为{x}，它反映了对于母序列来说各子序列的“优劣”关系。若r0ir0j，则称{xi}对于同一母序列{x0}优于{xj}，记为{xi}{xj}；若r0ir0j，则称{xi}对于同一母序列{x0}劣于{xj}，记为{xi}{xj}。2结果与分析2.1灰色关联度分析从表1可以看出，与对照喷清水相比，新型水溶肥料的增产顺序为：微量元素水溶肥料、大量元素水溶肥料、含调节剂水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料和含海藻酸水溶肥料，分别较对照每公顷增产438kg、432kg、430.5kg、421.5kg、417kg和414kg，增产幅度为10.11%、9.98%、9.94%、9.73%、9.63%和9.56%，以微量元素水溶肥料增产效果最好，产量为4768.5kg/hm2，增产438kg，增产幅度为10.11%。从新型水溶肥料对花生生物学性状影响来看，喷施微量元素水溶肥料处理的花生生物学性状综合表现较好，其果枝数、单株结果数、百果重和百仁重分别为8.4个、16.6个、223g、104.6g，分别比对照增加1.0个、2.5个、17.0g、5.8g.表1各种性状平均值肥料代号产量（kg/hm2）果枝数（个）单株结果数（个）百果重（g）百仁重（g）粗脂肪(%)油/亚比(O/L)粗蛋白（%）氨基酸(g/100g)X04768.58.416.6223.0104.651.421.1728.2727.34X14747.58.116.2220.2103.751.341.1828.2727.294X24752.08.216.3220.6103.951.271.1928.2127.34X34762.58.316.5222.1104.350.861.2128.0226.78X44768.58.416.6223.0104.651.121.2228.1226.98X54744.58.016.1220.1103.251.421.1728.1627.23X64761.08.316.4221.6104.250.651.2327.9626.46X74330.57.414.1206.098.850.211.2827.8225.93从新型水溶肥料对花生品质影响来看，喷施含海藻酸水溶肥料对粗脂肪和油/亚比影响较大，其粗脂肪、油/亚比分别为51.42%、1.17，与对照相比，粗脂肪增加1.21%、油/亚比减少0.11。而喷施含氨基酸水溶肥料对粗蛋白含量影响较大，粗蛋白含量为28.27%，比对照增加0.45%。而喷施含腐植酸水溶肥料对氨基酸含量影响较大，氨基酸含量为27.34%，比对照增加1.41%。综合来说，喷施含氨基酸水溶肥料、含海藻酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料等能改善花生品质性状。根据灰色关联度分析理论，关联度值越大，参试肥料越接近理想的参考肥料（理想新型水溶肥料）。从表2、表3可以看出，花生喷施6种新型水溶肥料的关联度值在0.885～0.947之间，与理想新型水溶肥料比较接近，且优于清水对照表2各参试肥料与“参考肥料”的各点关联系数k123456789ξ1(k)0.94470.67830.75760.85710.89750.97980.89881.00000.9763ξ2(k)0.95610.75980.80650.87490.91840.96270.81750.97261.0000ξ3(k)0.98360.86350.92590.94910.96330.87360.69490.89490.7862ξ4(k)1.00001.00001.00001.00001.00000.92810.64760.93420.8512ξ5(k)0.93730.61260.71430.85270.84911.00001.00000.95090.9493ξ6(k)0.97950.86350.86210.92300.95170.83410.60690.87290.7006ξ7(k)0.45050.38750.33330.49690.57590.76190.46700.82550.5935wk0.400.050.100.050.100.100.100.050.05表3参试肥料与“参考肥料”的关联度肥料代号X1X2X3X4X5X6X7肥料名称含腐植酸水溶肥料含氨基酸水溶肥料大量元素水溶肥料微量元素水溶肥料含海藻酸水溶肥料含调节剂水溶肥料清水（CK）关联度0.9070.9130.9140.9470.9000.8850.509关联度排序4321567这表明花生喷施6中新型水溶肥料均有较好的增产效果。其中按关联度值排序为：微量元素水溶肥料、大量元素水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料、含海藻酸水溶肥料、含调节剂水溶肥料，微量元素水溶肥料关联度最大，为0.947，最接近理想新型水溶肥料；含调节剂水溶肥料关联度最小，为0.885，效果最差。2.2经济效益分析5从表4可以看出，从每单位肥料成本增加产量角度考虑，大量元素水溶肥料最大，每投入1元肥料增加花生产量17.30kg；其次，分别为微量元素水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、含腐植酸水溶肥料、含海藻酸水溶肥料、含调节剂水溶肥料，分别为16.93kg、15.61kg、15.44kg、14.15kg、12.76kg，含调节剂水溶肥料增加产量最小。表4各种新型肥料的经济效益肥料名称肥料用量（g/hm2）肥料成本（元/t）每单位肥料成本增加产量（kg/元）排序含腐植酸水溶肥料22501200015.445含氨基酸水溶肥料22501200015.614大量元素水溶肥料2