寧夏沙漠甘薯水肥一體化栽培管理技術(shù)

官銀平，王 瑞，俞風娟，王繼濤，王 瑞，劉曉嬌，白文軒，張生仁*

（1.寧夏長城水務(wù)有限責任公司，寧夏銀川 750002；2.寧夏農(nóng)業(yè)國際合作項目服務(wù)中心，寧夏銀川 750002；3.寧夏園藝技術(shù)推廣站，寧夏銀川 750002）

甘薯（Ipomoea.batatas（L.）Lam.）又名紅薯、白薯、地瓜、甜薯、番薯、紅苕、紅山芋等，屬于旋花科（Convolvulaceae）、甘薯屬（Ipomoea）、番薯種（Ipomoea.batatas）（2n=6x=90），原產(chǎn)于南美洲熱帶地區(qū)的秘魯、墨西哥和厄瓜多爾一帶，屬喜光的短日照多年生或一年生作物[1]。甘薯栽培具有管理粗放、產(chǎn)量高、耐熱、耐旱、耐瘠薄的特點，其總產(chǎn)量是我國現(xiàn)階段僅次于水稻、小麥和玉米的第四大糧食作物[2]。甘薯富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，屬“生理堿性食品”，能降低人體器官的衰老速度、促進人體的新陳代謝和提高機體免疫力，對預(yù)防現(xiàn)代生活中大量出現(xiàn)的“富貴病”有重要作用，被譽為“蔬菜皇后”、“抗癌之王”、“長壽食品”等[3]。寧夏周邊被大量的沙漠包圍，在治理沙漠的過程中，采用水肥一體化技術(shù)能獲得良好的生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟效益[4-5]，尤其是對于新開墾的生荒地，高溫、干旱且貧瘠，將甘薯作為先鋒作物，能起到意想不到的效果，現(xiàn)將此沙漠甘薯水肥一體化栽培技術(shù)總結(jié)如下。

1 品種選擇

甘薯塊根的產(chǎn)量和品質(zhì)受基因型、環(huán)境和栽培措施的綜合影響[6]，因此結(jié)合寧夏沙漠的自然環(huán)境條件，選擇適宜的品種非常重要，經(jīng)過多年試驗示范，鳴門金時、べにはるか（Beniharuka）、からゆたか（Karayutaka）、煙薯25號、西瓜紅等品種的產(chǎn)量、品質(zhì)及田間生長表現(xiàn)良好。其中：鳴門金時是1945 年由日本高知縣農(nóng)事試驗場育成的高系14 號的派生品種，以西日本為中心栽培，肉色黃白色，品質(zhì)中等，貯藏性優(yōu)良，兼用性良好，病蟲害抵抗性稍差；べにはるか是2007 年由農(nóng)研機構(gòu)九州沖繩農(nóng)業(yè)研究中心育成的品質(zhì)、生長、產(chǎn)量、病蟲害抵抗性等性狀均衡的高糖度鮮食品種，該品種收獲后稍許貯藏，糖度會很快提高，其產(chǎn)量與高系14 號相當，但商品率更高，對根結(jié)線蟲、立枯病的抵抗性優(yōu)于高系14 號，除鮮食外，還可用于加工（薯片、烤食、甘薯餡、甘薯干）；からゆたか是日本農(nóng)研機構(gòu)作物研究所2014 年育成，該品種薯塊膨大較早，定植后約100 d，薯塊的平均單重可達200 g，產(chǎn)量比高系14高25%左右，薯塊外皮光滑，外觀優(yōu)美，品質(zhì)中等，肉質(zhì)黏質(zhì)，更適合烤食，栽培過程中生育期可以縮短，提早收獲亦可獲得較高產(chǎn)量，有適應(yīng)新栽培模式的潛力。甘薯品種不同，對肥水的耐受能力也不相同，尤其是氮肥施用量、施用時期以及N/K 對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響較大，該文以鳴門金時為例進行闡述。

2 育苗

通過對栽植后的甘薯植株地下部的觀察，發(fā)現(xiàn)生根比較早且容易形成甘薯的肥大根，大多出現(xiàn)在距頂葉（展開葉）第3～5 節(jié)處，之后節(jié)位出現(xiàn)的根系則大多形成了吸收根，所以，培育的幼苗有數(shù)節(jié)足矣，長度約20 cm 左右即可。育苗方式又可分為傳統(tǒng)育苗和穴盤育苗。

2.1 傳統(tǒng)育苗

傳統(tǒng)育苗在許多文獻資料中都有記載，技術(shù)已非常成熟，是當前主要的育苗方式。在寧夏育苗時需注意以下幾點：苗齡35～40 d；前期溫度31℃～35℃，以促進發(fā)芽；約4～5 d 發(fā)芽后，溫度降至25℃～28℃，待薯苗生長至10 cm 左右時，逐漸揭膜煉苗；采苗前5～7 d，以田間生長環(huán)境條件煉苗；育苗期間不能出現(xiàn)長時間低于9℃的情況，以防受凍。

2.2 穴盤育苗

實踐和研究證明，通過莖尖組織培養(yǎng)生產(chǎn)的脫毒甘薯苗，可以有效地防治甘薯病毒，大幅度提高產(chǎn)量[7]，穴盤育苗方法則可以用于脫毒種苗的快速再繁殖。穴盤育苗時，采用72 孔或98 孔標準蔬菜用穴盤，基質(zhì)采用蔬菜專用育苗基質(zhì)即可。具體方法是將已育成的甘薯苗剪成帶1片完整葉片和一小段莖稈（1 個節(jié)位）的小苗，將小苗節(jié)位處完全插入基質(zhì)中，保持超高基質(zhì)水分和空氣濕度，以及充足的陽光和適宜的溫度（25℃左右），2～3 d 后節(jié)位處便可萌發(fā)出2 條根系，之后逐漸降低基質(zhì)水分和空氣濕度，轉(zhuǎn)為常規(guī)管理方式，約30～40 d 后，新萌發(fā)的莖稈株高可達20 cm 以上，此時的幼苗可繼續(xù)重復(fù)繁殖也可直接移栽至大田。穴盤育苗方法也適用于傳統(tǒng)育苗培育出的幼苗快速生根，以用于嚴重水分脅迫或提早收獲的栽培模式。

2.3 壯苗標準

壯苗的標準：苗齡30～35 d，葉片伸展肥嫩，顏色深綠，大小適中，千株苗達6 000 g 以上，苗高20～25 cm，莖粗約5 mm，5～7 片葉（或5～7 節(jié)），莖節(jié)上無氣生根，無病斑類，幼苗直挺，有較強的柔韌性且汁液豐富。

3 整地及栽苗

3.1 栽苗后隨即奠定甘薯的產(chǎn)量

經(jīng)生產(chǎn)實踐中觀察，采苗后1～2 d 內(nèi)，將種苗完美地栽入土中，使葉片在不枯萎的情況下迅速成活，莖稈每節(jié)間會萌發(fā)2 根肥大根，之后便會形成甘薯。這種栽苗方式，2 個月后甘薯會長到50 g，3 個月后會長到100 g，4 個月后每株可形成1.5 kg 甘薯。但是，一般的甘薯栽培中，幼苗自帶的葉片大部分會枯萎，葉片一旦枯萎，相應(yīng)節(jié)位形成的肥大根又大多變成了吸收根，能形成甘薯的則只會出現(xiàn)在幼苗頂端帶葉片的地方，而且，這種甘薯的生育期也會推遲，且單株大多僅能形成2～3 個500 g 左右的大型甘薯，性狀多為近圓形，作為鮮食則會變成等外品。

為了保證幼苗葉片不枯萎，適當?shù)耐寥篮恳约瓣幱晏焓欠浅Ｖ匾?，晴天上午栽苗會造成大量葉片枯萎，不得已必須在上午栽苗的，則采用報紙、無紡布之類的進行覆蓋遮陰。4～5 d 間不出現(xiàn)葉片枯萎，地下根系和地上生長點逐漸開始萌發(fā)生長且葉片能保持1 個月不枯萎，則可奠定高產(chǎn)的基礎(chǔ)。

3.2 整地

作為水肥一體化管理的核心內(nèi)容之一就是在作物生長過程中，需要的肥水及時地按需供應(yīng)。甘薯根系發(fā)達、吸收能力強，整地前可以不用施入底肥。甘薯在沙漠中栽培，可以起壟栽培，也可以不起壟栽培，但起壟栽培比不起壟栽培可以增加約20%的莖葉生長空間，更容易促進塊根膨大、提高品質(zhì)、防治雜草，且利于收獲時清除莖蔓。不起壟栽培時，旋耕深度不低于20 cm，覆膜時采用專用機械，將幅寬80 cm 的地膜倒扣著覆于地表[4]；起壟栽培時，壟高20 cm，地膜幅寬100 cm；2 種方式的壟面寬均為40 cm、壟距均為90 cm、均鋪設(shè)直徑16 mm 內(nèi)鑲式滴灌帶、滴孔間距20 cm、滴孔出水量2 L/h。

3.3 栽苗

甘薯莖稈開始發(fā)根的溫度是15℃，水分、氧氣適宜的情況下，溫度越高，越容易發(fā)根，寧夏沙漠地帶應(yīng)在晚霜過后，5 月5—10 日間栽苗。相對于平栽，直栽和斜栽可以提高勞作效率和提高成活率，在水分供應(yīng)可以保障的前提下，沙漠中甘薯平栽可以形成更多的薯塊。栽苗時，用專用的夾子，從栽培壟的兩側(cè)分別交替將種苗平插入膜下，栽苗深度宜淺不宜深，觀察發(fā)現(xiàn)5 cm 深度發(fā)根最為迅速，保護葉片免受損傷并將其露于地表。種苗株距20 cm，每公頃栽苗約55 500 株。

用穴盤育苗培育的種苗，可以將株高培養(yǎng)到30 cm 以上，栽苗前將基部20 cm 內(nèi)的葉片去除，栽苗時直接夾住苗坨平插入壟內(nèi)20 cm 以上。常規(guī)育苗方法培育的種苗栽苗后的緩苗期莖葉生長非常緩慢，且容易因為沙漠晴天的地表高溫輻射而造成幼苗葉片干枯，但一般不會死苗；穴盤培育的種苗栽苗后幾乎不會有緩苗過程，可直接生長。

4 栽苗后莖葉管理

通常土壤栽植的甘薯，7 月份后莖葉旺盛生長，在節(jié)間處萌發(fā)大量氣生根，會造成地上部生長過旺進而抑制地下塊根膨大，需要進行提秧或翻秧以切斷氣生根，或者噴灑多效唑、縮節(jié)胺、矮壯素等激素控制莖葉生長，但在沙漠中，除栽培壟內(nèi)有滴灌帶進行水分補充，在壟間則是干燥的沙子，無需擔心莖節(jié)上生根，也無需進行莖葉處理。

5 水肥一體化管理

5.1 沙漠甘薯生育期劃分及水肥需求規(guī)律

根據(jù)寧夏沙漠的自然環(huán)境條件，將9 月20 日左右作為收獲期，則寧夏沙漠甘薯從栽苗到收獲約為130 d，其中，栽苗后2～3 周為緩苗期，此期地面莖葉發(fā)育緩慢，主要是地下根系的伸長；6 月上旬至7 月中旬，隨著溫度的升高，根系逐漸發(fā)達且吸收養(yǎng)分能力增強，莖蔓生長活躍，為莖葉旺盛生長期；7 月下旬至9 月上旬為塊根膨大期，這一時期的生長中心由莖葉轉(zhuǎn)為塊根，從地面觀察，莖葉的生長速度由每周發(fā)生2 片葉片降為每周發(fā)生1 片葉片，且葉色適度失綠變黃，為此期判斷和管理的依據(jù)；9月中下旬為收獲期。

甘薯具有強大的吸收根系和極強的抗逆性，但在緩苗期根系還未完全形成，對養(yǎng)分需求較少而需要充足的水分；根系形成后，則可以延長灌水周期；在莖葉旺盛生長期和塊根膨大期對水肥的需求旺盛，應(yīng)充分供應(yīng)水肥；收獲期則應(yīng)完全停止水肥供應(yīng)，這樣既可以增加產(chǎn)品耐貯藏性，又可以提高產(chǎn)品品質(zhì)、預(yù)防畸形。

據(jù)報道，甘薯的根、莖、葉以及塊根中，均可分離出內(nèi)生固氮菌[8]，具有在比較貧瘠的土壤條件下利用太陽光照高效固定有機物的能力[9]。甘薯每形成百千克經(jīng)濟產(chǎn)量所需氮磷鉀分別為：0.35、0.18、0.55 kg[10]，其中，氮素的施用量和時期對甘薯塊根的形成及膨大有至關(guān)重要的影響，在生育前期足施氮肥而生育后期適量少施或不施氮肥，利于植株體內(nèi)碳氮代謝的平衡與調(diào)節(jié)，加快光合產(chǎn)物的累積及向塊根部位的轉(zhuǎn)移，促進塊根內(nèi)糖分和淀粉合成，提高產(chǎn)量和品質(zhì)[11]；甘薯還是典型的喜鉀作物，在塊根膨大階段鉀素供應(yīng)充足，能明顯促進產(chǎn)量的形成和品質(zhì)的改善[12]。

5.2 灌溉制度確定

灌溉制度主要包括計劃濕潤深度（mm）、灌水周期、單次灌水時間等內(nèi)容決定[4]，編制灌溉制度如表1 所示。

表1 寧夏沙漠甘薯水肥一體化栽培管理技術(shù)灌水制度

5.3 施肥制度確定

5.3.1 肥料種類與施肥量確定。根據(jù)沙漠土質(zhì)及肥料性質(zhì)，肥料種類選擇硫酸銨、硝酸鉀和磷酸二氫鉀。采用養(yǎng)分平衡法確定施肥量[4]，計算公式如下：

肥料用量=[目標產(chǎn)量所需養(yǎng)分總量（kg/hm2）-土壤養(yǎng)分測定值（mg/kg）×2.25×矯正系數(shù)/肥料中養(yǎng)分含量（%）×肥料當季利用（%）]

參照歷年生產(chǎn)記錄，確定1 hm2目標產(chǎn)量為45 000 kg；經(jīng)測量，生產(chǎn)地土壤養(yǎng)分中堿解氮、速效磷、速效鉀的測定值分別為：5.13、4.214、28.48 mg/kg；氮磷鉀矯正系數(shù)分別取值0.8、0.6、0.9；當季利用率分別取值60%、40%、70%；硫酸銨養(yǎng)分含量：21-0-0；磷酸二氫鉀養(yǎng)分含量：0-51.5-34；硝酸鉀養(yǎng)分含量：13.5-0-46 。

以磷為基準搭配其他養(yǎng)分，將各項參數(shù)代入計算公式中可得：全生育期每1 hm2需施入磷酸二氫鉀366 kg、硝酸鉀190.5 kg、硫酸銨958.5 kg。依據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，采用養(yǎng)分平衡法計算的施肥量，在有機質(zhì)含量較低的貧瘠土壤，上浮10%～20%能取得更佳的產(chǎn)投比，因此，在該基地甘薯生產(chǎn)最終確定施肥種類和數(shù)量分別為：磷酸二氫鉀420 kg、硝酸鉀219 kg、硫酸銨1 102 kg。

5.3.2 施肥制度。依據(jù)甘薯的水肥需求規(guī)律、沙漠土壤性質(zhì)以及肥料種類和數(shù)量，制定如表2 所示的施肥制度。

表2 寧夏沙漠甘薯水肥一體化栽培管理技術(shù)施肥制度

5.4 優(yōu)化水肥一體化技術(shù)

根據(jù)田間實際的作物生長情況及氣象條件變化，只有將灌水制度與施肥制度有機結(jié)合在一起才能真正實現(xiàn)水肥一體化技術(shù)管理。施肥時，按照確定好的灌水制度和施肥制度，計算出每次的施肥量并及時調(diào)整肥料的種類和配比，將配置好的營養(yǎng)液在灌水的時候注入到管道內(nèi)，控制滴灌帶滴孔出水的Ec 值在合適的范圍內(nèi)（2.0～3.5 ms/cm），無需施肥時則只需澆灌清水即可。寧夏沙漠這段生長季降水很少，加之地膜深埋在沙子下20 cm，降水對灌溉制度的影響非常有限，只是在降水或陰天時適當減少或推遲灌水施肥，但不可完全停止灌水施肥。另外，為了防止滴灌帶滴頭堵塞，在一個灌水單元內(nèi)，停止施肥后約需要10 min 可以將管道內(nèi)的肥料全部沖出，在灌水施肥的過程中也需考慮這一點。

6 收獲與貯藏

對于甘薯，并沒有完全意義上的成熟，定植后120～140 d，積溫2 200℃～2 500℃后即可收獲。過早收獲會影響產(chǎn)量且糖度變小、筋絲增多；而收獲時期延遲，則含水量降低，表皮變粗糙，淀粉更容易積累且變硬，含水量稍多的紅薯一般口感更佳。適當早收獲除考慮產(chǎn)量、口感方面的因素外，更多需考慮銷售價格因素。寧夏沙漠地帶，一般是在9 月15 日前后氣溫下降到15℃左右時開始收獲，在氣溫降至10℃或地溫在12℃的9 月20 日初霜之前收獲完畢。

收獲時根據(jù)天氣預(yù)報，盡可能晴天收獲，并采用塑料周轉(zhuǎn)筐轉(zhuǎn)運，減少表皮損傷，稍許干燥后貯藏。貯藏適溫13℃，10℃以下容易遭受低溫凍害，空氣濕度保持90%～95%，貯藏中不可被風直接吹。貯藏過程中，薯塊含水量逐漸降低的同時，含糖量卻可以從剛收獲的6.6%增加到3 個月后的13.7%，一般收獲后2～3 周后，甜味增加，可達最佳食用口感[13-14]。

7 病蟲害防治

在甘薯生產(chǎn)的傳統(tǒng)區(qū)域，常有枯萎病、白粉病、蚜蟲、紅蜘蛛等病蟲害危害，而依據(jù)在寧夏沙漠中進行了多年甘薯栽培的經(jīng)驗，將種苗在栽植前，用2%次氯酸鈉溶液浸泡20 min 后再用清水沖洗，在整個栽培過程中從未發(fā)生過病蟲害危害，所以幾乎可以不用再考慮病蟲害防治問題。另外，根據(jù)觀察發(fā)現(xiàn)，即使是在有機質(zhì)含量非常低的寧夏沙漠，從產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性以及種質(zhì)退化等方面判斷，連作對甘薯栽培的影響非常有限，暫且可以考慮甘薯連作種植。

8 結(jié)語

因甘薯具有非常明顯的耐高溫、耐干旱、栽培不易失敗的優(yōu)勢，尤其適合在沙漠治理中作為先鋒植物使用，此栽培技術(shù)可作為其他沙漠地帶的參考。另外，甘薯品種不同，對肥水的反應(yīng)也有較大差異，尤其是近年新培育的一些高糖鮮食品種對氮肥的施用量和施用時期有更高的要求；再者，隨著勞動力的緊缺及對勞作輕量化的要求，開發(fā)可以機械化栽植的穴盤苗，通過3 節(jié)幼苗直插、增加密度、控制薯塊數(shù)量和大小以獲取整體產(chǎn)量；這2 個問題將會作為寧夏沙漠甘薯栽培今后研究攻克的方向。