群體密度對紫薯新品種臨薯2號的生長和商品薯產(chǎn)量的影響

徐玉恒，周楷軒，姚夕敏 ，唐洪杰，馬宗國，沈慶彬，李春光，沈建福

（1臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東臨沂 276012；2浙江大學(xué)山東（臨沂）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，山東臨沂 276034；3浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，杭州 310058）

甘薯，又名紅薯、地瓜，具有適應(yīng)性強、分布廣、產(chǎn)量高的特性，在我國各地廣泛種植，在高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位［1-3］。近年來，綠色、保健相關(guān)的營養(yǎng)產(chǎn)品被消費者日益尊崇。甘薯因具有較高的營養(yǎng)價值和綠色保健功能而倍受青睞，已從20世紀(jì)的“飽腹食品”，轉(zhuǎn)變成為現(xiàn)在的“保健珍品”，市場對甘薯的需求量也日益增大［4］。臨沂市充分利用丘陵山地眾多的地理環(huán)境和優(yōu)越的氣候條件，積極推動甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，該市甘薯種植面積近6萬hm2，產(chǎn)值超過50億元，甘薯產(chǎn)業(yè)已成為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略助推點和促進(jìn)農(nóng)民增收的致富增長點［5］。

隨著甘薯種植規(guī)模的擴大，生產(chǎn)上對甘薯新品種、新種植技術(shù)以及產(chǎn)后銷售有了迫切需求，鮮食型甘薯逐漸成為市場銷售的主流。為滿足消費者對鮮食型甘薯烤、蒸、煮等食用方式的要求，生產(chǎn)目標(biāo)已由提高鮮薯產(chǎn)量轉(zhuǎn)變?yōu)樘嵘唐肥懋a(chǎn)量和品質(zhì)，重點關(guān)注薯形周正、美觀，表皮光滑、無裂紋，無病蟲害，薯塊大小適中等特征。在甘薯栽培中，種植密度是影響商品薯形成的重要因素，合理的密度能構(gòu)建最佳群體結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮整體效能，協(xié)調(diào)地上部和地下部的生長，提升商品薯產(chǎn)量，符合生產(chǎn)目標(biāo)［6］。

臨薯2號是臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的紫薯新品種，具有結(jié)薯個數(shù)多、抗病性強、鮮薯產(chǎn)量高、口感好的特點，在臨沂市種植面積逐步擴大［7］。為進(jìn)一步完善臨薯2號的綜合栽培措施，更好地指導(dǎo)生產(chǎn)，筆者以該品種為材料，開展了不同群體密度的比較試驗，以為該品種商品薯生產(chǎn)及集成高效配套栽培提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試驗地概況

試驗材料為紫薯新品種臨薯2號，由臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。試驗于2020年在臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田進(jìn)行，地塊位于臨沂市蘭山區(qū)（118.26°E，35.1°N），海拔76.6 m。前茬作物為谷子。地勢平坦，土層深厚，質(zhì)地為壤土偏黏，土壤容重為1.5 g/cm3，pH值為5.8；土壤肥力中等，含有機質(zhì)10.4 g/kg、堿解氮48.8 mg/kg、有效磷43.5 mg/kg、速效鉀185.0 mg/kg。試驗期間臨沂市遭遇夏澇秋旱。根據(jù)氣象資料統(tǒng)計，5月下旬至10月下旬日照時數(shù)累計為743.3 h，比常年少191.4 h；5月下旬至8月下旬降水量為989.9 mm，比歷年同期多464.7 mm，9月上旬至10月下旬降水量僅6.2 mm，比常年同期少77.1 mm，干旱對甘薯后期生長有一定影響。

1.2 試驗設(shè)計

設(shè)5個群體密度處理，具體見表1。試驗小區(qū)長5 m、寬4.25 m，面積21 m2，種植5行。隨機排列，3次重復(fù)。小區(qū)之間留過道0.8 m，四周設(shè)保護(hù)行。5月17日栽插薯苗，10月28日收獲，生育期161 d。起壟前均勻基施硫酸鉀復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=13∶10∶20）750 kg/hm2、微生物菌肥2 400 kg/hm2和60%硫酸鉀375 kg/hm2。甘薯生育期其它管理措施按常規(guī)進(jìn)行。

表1 各處理密度設(shè)計Table 1 Density design of each treatment

1.3 調(diào)查方法與測定項目

薯苗栽插60 d后，分別在各小區(qū)選取連續(xù)的5株，連同根部一并挖出，進(jìn)行基部分枝、蔓長、結(jié)薯習(xí)性、T/R等主要農(nóng)藝性狀的測定。收獲時，每小區(qū)選取連續(xù)的10株分別調(diào)查大薯（＞250 g）、中薯（100～250 g）、小薯（50～100 g）、微型薯（＜50 g）的數(shù)量。統(tǒng)計單株結(jié)薯數(shù)、鮮薯質(zhì)量，計算商品薯率、產(chǎn)量。

商品薯率：質(zhì)量50 g以上且無病斑、無裂紋、無畸形等有商品價值的薯塊質(zhì)量占鮮薯總質(zhì)量的百分比。

產(chǎn)量：單株鮮薯質(zhì)量與群體密度的乘積。

T/R：地上部與地下部鮮質(zhì)量的比值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用SPSS19.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 群體密度對臨薯2號主要農(nóng)藝性狀的影響

栽后60 d，隨著群體密度的提高，甘薯蔓長和T/R值均表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢，蔓長以T4處理最高，T/R值則以T5處理最大。單株分枝數(shù)、葉片數(shù)、莖葉鮮質(zhì)量和根系鮮質(zhì)量均呈現(xiàn)出隨密度增大而遞減的規(guī)律；群體生長則表現(xiàn)出分枝數(shù)、葉片數(shù)、莖葉鮮質(zhì)量隨密度增大而遞增的趨勢，根系鮮質(zhì)量表現(xiàn)為在低密度（42 015～53 475株/hm2）時逐漸增加、高密度（61 920～73 530株/hm2）比低密度低的情況，以T3最高、T4最低（表2）。

表2 不同群體密度下臨薯2號主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)Table 2 Main agronomic characters of Linshu No.2 under different population densities

2.2 群體密度對臨薯2號結(jié)薯習(xí)性的影響

不同群體密度下臨薯2號的結(jié)薯情況見表3。單株結(jié)薯數(shù)隨群體密度的增大逐漸增多，呈現(xiàn)出群體密度越大，根系發(fā)育成塊根的數(shù)量越多的規(guī)律。T1處理平均結(jié)薯數(shù)為4.23，T5處理為6.22，比T1處理增加了1.99，各處理之間差異達(dá)顯著水平。從薯塊的大小結(jié)構(gòu)比例來看，大薯和中薯占總薯數(shù)的比例表現(xiàn)出隨群體密度增大而減少的趨勢，小薯和微薯比例則是隨密度的增大而增加；T1、T2、T3處理大、中薯占總薯數(shù)的比例分別為86.05%、75.59%、60.74%，顯著高于T4、T5處理；而T4、T5處理薯塊生長慢，小薯、微薯數(shù)量較多，占總薯數(shù)比例分別為53.91%和73.31%。

表3 不同密度處理下臨薯2號結(jié)薯習(xí)性比較Table 3 Comparison of tuber-forming habits of Linshu No.2 under different density treatments

2.3 群體密度對臨薯2號產(chǎn)量及商品薯的影響

根據(jù)表4，單株鮮薯質(zhì)量隨密度增加逐漸降低，以T1處理鮮薯質(zhì)量最高，達(dá)0.89 kg，其次為T2處理，鮮薯質(zhì)量為0.86 kg，T1、T2處理間差異不顯著，均顯著高于其它處理。群體鮮薯產(chǎn)量結(jié)果為T4＞T3＞T2＞T1＞T5，其中T4、T3和T2處理間差異不顯著，但均顯著高于T1、T5處理。商品薯產(chǎn)量為T2＞T3＞T4＞T1＞T5，T2與T3處理間差異不顯著，均顯著高于其他處理，T4處理顯著高于T1和T5處理。商品薯率則表現(xiàn)為隨群體密度的增加呈先升高后降低的趨勢，T2處理最高，達(dá)90.21%，其次為T3處理，為88.40%，T2、T3處理間差異不顯著，但均顯著高于其它處理。

表4 不同密度處理下臨薯2號產(chǎn)量比較Table 4 Comparison of yield of Linshu No.2 with different density treatments

3 討論

鮮食型甘薯除具有甜、面、香、糯等優(yōu)異的內(nèi)在品質(zhì)外，依據(jù)烤、蒸、煮等不同的食用方式，對薯塊的外觀也有嚴(yán)格要求。大小適中、薯形周正、漂亮、光滑的薯塊，更易為消費者所接受，市場競爭力更強。甘薯栽培中群體密度對地上部和地下部生長均有顯著的影響，通過探討不同群體密度下甘薯地上部與地下部生長發(fā)育過程的變化規(guī)律，可以篩選合理的群體密度，提高商品薯產(chǎn)量。

本試驗結(jié)果表明，栽插60 d后，臨薯2號蔓長和T/R值均表現(xiàn)為隨群體密度的增加而逐漸增加的趨勢，其中蔓長以T4處理最高，T/R值則以T5處理最大。單株生長中，分枝數(shù)、葉片數(shù)、莖葉鮮質(zhì)量和根系鮮質(zhì)量均呈現(xiàn)出隨密度增大而遞減的規(guī)律，群體生長則表現(xiàn)為分枝數(shù)、葉片數(shù)、莖葉鮮質(zhì)量隨密度增大而遞增的趨勢。收獲時調(diào)查顯示，群體密度越大，塊根數(shù)量越多、大中薯占比減少、小微薯占比增大；商品薯率則表現(xiàn)為隨群體密度的增加呈先升高后降低的趨勢，商品薯產(chǎn)量以T2、T3處理較高。分析認(rèn)為，群體密度較低時，單株周圍的生長空間相對較好，可獲得充足的肥水、光照等資源，個體橫向擴展能力較強，故低密度處理（T1～T3）平均蔓長較短、分枝數(shù)較多、莖葉生長量較大，且地上部產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)了早期發(fā)育的根系膨大，而早膨大形成的塊根吸收能力強，抑制了后期發(fā)育的根系對營養(yǎng)的吸收，致使其生長慢，難于形成塊根，結(jié)薯個數(shù)少；隨著群體密度增加，田間郁閉程度逐漸加重，通風(fēng)透光條件越差，個體之間對生長需求的空間、營養(yǎng)、光照等資源的競爭也逐漸增大，單株獲得的資源減少，生長發(fā)育受到限制，導(dǎo)致其地上部生長量和地下部生長量均呈減少趨勢。綜合分析，不同的群體密度不僅對臨薯2號的地上營養(yǎng)生長有重要影響，對單株結(jié)薯數(shù)、群體鮮薯產(chǎn)量及商品薯率也有顯著影響，這與張磊等［8］和趙桂濤等［9］的研究結(jié)果相一致。

4 結(jié)論

合理的栽培密度對甘薯的生長發(fā)育及商品價值非常重要，對于結(jié)薯數(shù)偏多的臨薯2號品種，47 055～53 475株/hm2的中等群體密度可兼顧單株個體發(fā)育與群體協(xié)同生長對田間光照、空間、養(yǎng)分等環(huán)境條件的需求矛盾，能合理構(gòu)建地上秧蔓與地下薯塊協(xié)調(diào)健壯生長的群體結(jié)構(gòu)，優(yōu)化光合產(chǎn)物的調(diào)節(jié)與分配，促進(jìn)薯塊膨大，從而提高商品薯率和商品薯產(chǎn)量［10］。