解曉紅, 王凌云,吳慎杰，李江輝，王萌，吳宇浩，賈崢嶸，解紅娥，武宗信

(山西省農(nóng)科院 棉花研究所,山西 運(yùn)城 044000)

甘薯是我國(guó)重要的低投入、高產(chǎn)出、耐干旱、耐瘠薄、多用途的糧食、飼料、工業(yè)原料和新型生物能源作物[1]。其營(yíng)養(yǎng)豐富，保健功能奇特，不僅是傳統(tǒng)食品，而且是現(xiàn)代人追求的功能食品，WTO評(píng)選甘薯為“十大最佳蔬菜之冠”[2]。

作物栽培技術(shù)是作物獲得高產(chǎn)的核心技術(shù)。在同一種植密度下，合理配置作物株行距可使每個(gè)植株都能有效利用土壤的養(yǎng)分、水分、空間和光熱能，發(fā)揮作物的最大生產(chǎn)潛力，提高作物群體產(chǎn)量[3]。近年來不同作物領(lǐng)域的學(xué)者對(duì)不同株行距栽植方式對(duì)作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量性狀的影響進(jìn)行了諸多的研究[4-10]。周勛波[5]等研究認(rèn)為，同一密度下，夏大豆不同株行距配置方式，植株，分布均勻，可改善群體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)光截獲量，提高群體光能利用率和產(chǎn)量。蘇明[11]等研究認(rèn)為，甘薯在不同種植密度條件下，加寬行距有利于分枝數(shù)、單株鮮薯重、干物率、薯干和淀粉產(chǎn)量；縮小株距有利于提高鮮薯和薯干產(chǎn)量；加寬株距有利于提高分枝數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、單株鮮薯重和大中薯比例。但在最適種植密度下，不同株行距栽植模式對(duì)甘薯生長(zhǎng)和產(chǎn)量性狀的影響研究鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。

晉甘薯9號(hào)是山西省農(nóng)科院棉花所系統(tǒng)雜交選育成的優(yōu)良食用兼加工型品種，具有高產(chǎn)和品質(zhì)優(yōu)良等特性[12]，深受種植戶、加工企業(yè)和消費(fèi)者青睞。目前，晉甘薯9號(hào)是運(yùn)城盆地及黃河金三角區(qū)主栽品種，種植面積連年穩(wěn)中有升。然而受傳統(tǒng)種植意識(shí)的影響，其栽培模式較為隨意，收獲的甘薯形狀、大小參差不齊，導(dǎo)致商品率低下，經(jīng)濟(jì)效益差。以往的研究表明，運(yùn)城黃土旱塬壟膜蓄水栽培件下晉甘薯9號(hào)種植的適宜密度為48 000株·hm-2[13]，為了在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高晉甘薯9號(hào)的產(chǎn)量和質(zhì)量,筆者試驗(yàn)以晉甘薯9號(hào)為試驗(yàn)材料，在黃土旱塬壟膜蓄水和適宜的種植密度下，研究不同株行距栽植對(duì)其生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響，以期為甘薯種植及提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

晉甘薯9號(hào)，由山西省農(nóng)科院棉花所甘薯室提供和保存。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014-2015年在山西省農(nóng)科院棉花所牛家凹試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行2a重復(fù)試驗(yàn)。土壤質(zhì)地為壤土，有機(jī)質(zhì)12.36 g·kg-1，全氮0.74 g·kg-1，有效磷9.5 mg·kg-1、速效鉀321.38 mg·kg-1，pH 7.53，年降雨量470～480 mm，前茬作物為棉花。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

為便于機(jī)械化種植、收獲，試驗(yàn)設(shè)2個(gè)行距處理：a:0.8m、 A:1.0m；按種植密度48 000株·hm-2計(jì)算株距。a:0.8 m×0.26 m,小區(qū)面積24 m2，種植5壟，壟長(zhǎng)6 m；A: 1.0 m×0.208 m，小區(qū)面積25 m2，種植5壟，壟長(zhǎng)5 m。3次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

2014年4月20日將滲混肥料(緩控釋型)750 kg·hm-2作為基肥一次性施入，起壟覆膜，5月2日種植，10月19日收獲；2015年4月26日將滲混肥料(緩控釋型)750 kg·hm-2作為基肥一次性施入，起壟覆膜，5月4日種植，10月17日收獲。全部采用高剪苗覆膜打孔栽植。各小區(qū)除株行距種植不同外，其余管理措施一致。

1.4 調(diào)查取樣

分別于栽后50，70，90，110，140及收獲期，在田間選取有代表性的植株，對(duì)地上部莖葉、地下部薯塊取樣，進(jìn)行相關(guān)的生育性狀田間觀察記載。每處理調(diào)查5株。試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算為兩年的平均值。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法

葉綠素含量測(cè)定: SPAD502葉綠素儀。

葉面積指數(shù)(LAD)：參照“甘薯葉面積指數(shù)的測(cè)定法”[14]T/R比值：地上部莖葉鮮重與地下部塊根之比。

薯塊干物率測(cè)定：對(duì)所取植株薯塊中部切絲混勻稱重和烘干(先用60℃烘干，再用105℃高溫烘干至恒重)薯塊干物率=干重/鮮重×100%

產(chǎn)量的測(cè)定：收獲時(shí)統(tǒng)計(jì)每小區(qū)單株結(jié)薯數(shù)、單株薯產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量、商品薯率等。

1.6 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析用Microsoft Excel2007，DPS V7.05進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同株行距栽植對(duì)莖葉量和鮮薯重的影響

在甘薯各生育期不同株行距栽植甘薯莖葉生長(zhǎng)和薯塊生長(zhǎng)趨勢(shì)基本一致，a處理好于A處理。晉甘薯9號(hào)是一個(gè)短蔓型甘薯品種，在種植密度相同的情況下，a處理使每個(gè)植株都能充分利用有效的土壤空間和養(yǎng)分，也能很好的利用光熱資源，單株生產(chǎn)力強(qiáng)；A處理壟寬使得植株不能完全利用土壤空間、養(yǎng)分，而株距密使得植株間莖葉相互遮疊，光合效率差，導(dǎo)致單株生產(chǎn)力降低(圖1和圖2)。

圖1 不同處理對(duì)不同時(shí)期單株鮮薯重的影響

圖2 不同處理對(duì)不同時(shí)期單株莖葉生長(zhǎng)的影響

2.2 不同株行距栽植對(duì)葉面積指數(shù)LAI的影響

甘薯適宜的葉面積指數(shù)為以3～4左右為好，以3.5左右凈同化率最高[15]。葉面積指數(shù)和產(chǎn)量正相關(guān)，在一定范圍內(nèi)保持較大的葉面積指數(shù)是取得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。筆者試驗(yàn)中，整個(gè)生育期內(nèi)不同株行距處理葉面積指數(shù)變化趨勢(shì)均呈低-高-低單峰曲線(圖3)。a處理單株個(gè)體發(fā)育好，莖葉生長(zhǎng)較旺盛，生長(zhǎng)70 d葉面積指數(shù)LAI值就達(dá)到3以上，90 d峰值時(shí)較A處理高11.84%。在甘薯整個(gè)生育期a處理葉面積指數(shù)LAI值始終高于A處理，為后期的甘薯高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

圖3 不同處理對(duì)不同時(shí)期葉面積指數(shù)LAI值的影響

2.3 不同株行距栽植對(duì)蔓薯比(T/R)的影響

蔓薯比(T/R值)表示甘薯地上部和地下部生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化，是光合產(chǎn)物分配狀況及其源庫(kù)協(xié)調(diào)與否的標(biāo)志[16]。2個(gè)處理處理的蔓薯比均隨生育期延長(zhǎng)而降低，50～90 d T/R下降速率較快，90～140 d下降平緩(圖4)。a處理庫(kù)源關(guān)系合理，110 d T/R值1.03(圖4)，較A處理提前20 d左右使莖葉生長(zhǎng)和薯塊生長(zhǎng)達(dá)到均衡點(diǎn)，較早的把光合同化產(chǎn)物分配到塊根中，增加了晉甘薯9號(hào)單株產(chǎn)量及商品薯重，提高產(chǎn)量；A處理植株可能受空間或養(yǎng)分均衡能力的影響，整個(gè)生育期T/R值高于a處理(圖4)。

圖4 不同處理對(duì)不同時(shí)期蔓薯比(T/R)的影響

2.4 不同株行距栽植對(duì)葉綠素SPAD的影響

甘薯塊根產(chǎn)量的90%～95%由葉片制造的光合同化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移而來，而葉綠素是植物葉片首要合成色素，是進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量高低與作物光合效能密切相關(guān)[17]。2處理在全生育期內(nèi)葉綠素含量變化均呈倒“S”型動(dòng)態(tài)變化(圖5)。甘薯生長(zhǎng)中前期，a處理葉綠素SPAD值高于A處理，甘薯莖葉生長(zhǎng)旺盛健壯，光合同化產(chǎn)物積累多，促進(jìn)了后期產(chǎn)量的形成。90 d兩處理葉綠素SPAD值相近；隨生育進(jìn)程推進(jìn)，A處理葉綠素SPAD值高于a處理，為后期甘薯的快速膨大提供較多的同化產(chǎn)物，但二者之間葉綠素SPAD值差異不顯著(圖5)。

圖5 不同處理對(duì)不同時(shí)期葉綠素SPAD的影響

2.5 不同株行距栽植對(duì)薯塊干率變化動(dòng)態(tài)的影響

甘薯薯塊干物率高即意味著甘薯品質(zhì)好、淀粉含量高和貯藏性好。甘薯生長(zhǎng)前期(栽后0～70 d)，2個(gè)處理間薯塊干物質(zhì)含量差異不顯著，A處理在栽后90 d時(shí)薯塊干物率達(dá)到最大31.14%，a處理在栽后110 d時(shí)薯塊干物率達(dá)到最大34.76%(圖6)。后期隨著光合同化產(chǎn)物快速向薯塊轉(zhuǎn)運(yùn)，薯塊膨大速率快，光合產(chǎn)物沒有完全轉(zhuǎn)化為淀粉，因此薯塊干物率下降。在甘薯生長(zhǎng)后期，a處理由于分枝多、光合面積適宜，干物質(zhì)生產(chǎn)和積累多，薯塊干物率高于A處理(圖6)。

圖6 不同處理對(duì)不同時(shí)期薯塊干物率變化動(dòng)態(tài)的影響

2.6 不同株行距栽植對(duì)甘薯產(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

從收獲期產(chǎn)量構(gòu)成看，A處理的單株結(jié)薯數(shù)較a處理多，而單株薯重、商品薯重則小于a處理。a處理較A處理鮮薯增產(chǎn)5.94%，二者間差異不顯著；商品薯增產(chǎn)11.69%，二者間差異顯著(表1)。a處理通過提高單株薯重、商品薯重彌補(bǔ)了結(jié)薯數(shù)的降低，并最終獲得高產(chǎn)及較高的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 不同株行距處理對(duì)甘薯產(chǎn)量及構(gòu)成因子分析

注：同一列中字母相同者表示無顯著差異，小寫字母和大寫不同者分別表示達(dá)5%、 1%顯著水平。商品薯指單個(gè)薯塊重>150 g。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明, 在最適種植密度(48 000株·hm-2)下， a處理的生理指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性狀均好于A處理。a處理庫(kù)源關(guān)系合理，110 d T/R值為1.03，較A處理提前20 d左右使莖葉生長(zhǎng)和薯塊生長(zhǎng)達(dá)到均衡點(diǎn)；生長(zhǎng)70 d葉面積指數(shù)LAI值就達(dá)到3以上，90 d峰值時(shí)較A處理高11.84%；生長(zhǎng)后期，a處理由于分枝多、光合面積適宜，干物質(zhì)生產(chǎn)和積累多，薯塊干物率高于A處理。雖然收獲期A處理單株結(jié)薯數(shù)較a處理平均多0.2個(gè)，但單株薯重、商品薯重小于a處理。a處理較A處理鮮薯增產(chǎn)5.94%，差異不顯著；商品薯增產(chǎn)11.69%，差異達(dá)顯著水平。a處理通過提高單株薯重、商品薯重彌補(bǔ)了結(jié)薯數(shù)的降低，并最終獲得高產(chǎn)及較高的經(jīng)濟(jì)效益。

相同種植密度下，合理利用作物有效土壤面積配置株行距，可使植株分布合理，有效利用土壤養(yǎng)分、水分、空間、光能，發(fā)揮作物的最大生產(chǎn)潛力，提高作物群體產(chǎn)量。晉甘薯9號(hào)是一個(gè)短蔓型甘薯品種，寬壟距窄株距種植，植株個(gè)體間不能完全利用土壤空間、養(yǎng)分，無效土壤面積和光損失擴(kuò)大,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分配失調(diào)，導(dǎo)致單株生產(chǎn)力降低，從而使群體各項(xiàng)生理指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)降低。窄壟寬株距種植可改善植株個(gè)體的生育狀況, 增加群體葉面積指數(shù), 達(dá)到擴(kuò)源的目的, 提高光合效率，使植株個(gè)體發(fā)揮最大生產(chǎn)潛力，從而提高甘薯產(chǎn)量。這說明在一定的密度下調(diào)整株行距結(jié)構(gòu)對(duì)甘薯的產(chǎn)量有影響，每一個(gè)品種在適宜的栽培密度下還可以調(diào)整株行距結(jié)構(gòu)進(jìn)一步尋求高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。