李平芳，王紅梅，張艷麗，王海濤，王建峰，郭曉云，丁偉利，楊育峰

（1鄲城縣農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局，河南鄲城 477150；2鄲城縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，河南鄲城 477150；3*河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所甘薯研究室，鄭州 450002）

0 引言

甘薯種植密度、氮磷鉀肥料配比是影響甘薯產(chǎn)量和商品率的關(guān)鍵因素[1-3]。氮肥可以促進(jìn)甘薯的干物質(zhì)積累和塊根產(chǎn)量提高，而過量的氮肥會(huì)延遲結(jié)薯，導(dǎo)致地上部旺長(zhǎng)，降低塊根產(chǎn)量[4]。喜鉀是甘薯的特征之一，對(duì)鉀的需求量大，增施鉀肥可以增加甘薯干物質(zhì)向塊根中的分配比例，使干物質(zhì)在地上部的分配率降低，抑制地上部莖葉徒長(zhǎng)，改善薯塊鮮產(chǎn)，提高塊根產(chǎn)量[3,5-8]。與氮和鉀相比，甘薯對(duì)磷的需要量要少，磷的供給狀況對(duì)甘薯的正常生長(zhǎng)和品質(zhì)特性有重要影響，適量磷肥有利于甘薯塊根內(nèi)干物質(zhì)積累，促進(jìn)產(chǎn)量提高[9-10]。因此，只有氮磷鉀合理配比施用，才能達(dá)到提高甘薯產(chǎn)量和商品率的目的[11-12]。種植密度是甘薯群體發(fā)育的基礎(chǔ)，適宜的密度可以在一定程度上協(xié)調(diào)作物個(gè)體與群體之間的關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建更加合理的有助于作物產(chǎn)量和品質(zhì)提升的群體結(jié)構(gòu)，較低的種植密度會(huì)降低光能的利用率，而較高的密度則會(huì)加劇群體植株間對(duì)光、水、肥的競(jìng)爭(zhēng)[13-14]。

前人就密度或氮磷鉀配比對(duì)甘薯產(chǎn)量的影響進(jìn)行了大量研究，認(rèn)為種植密度、氮磷鉀配比對(duì)甘薯產(chǎn)量有顯著作用[14-16]，而對(duì)多密度水平和氮磷鉀多配比水平下的兩者組合效應(yīng)研究較少，并且大多集中在對(duì)產(chǎn)量影響的研究上，對(duì)于商品率的影響則少有涉及。為探索獲得較高甘薯產(chǎn)量和商品率所適宜的密度和肥料配比，增加甘薯種植生產(chǎn)效益，2019、2020兩個(gè)年度選用河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所培育的兼用型甘薯新品種‘鄭紅23’為材料，設(shè)置7個(gè)密度水平、7個(gè)氮磷鉀肥料配比水平和49個(gè)組合進(jìn)行試驗(yàn)，旨在為甘薯優(yōu)質(zhì)高效種植提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試材料

供試甘薯品種為兼用型‘鄭紅23’（豫鑒薯2013002），由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘薯研究室提供脫毒薯苗，供試氮肥為尿素含N 46.4%，磷肥為過磷酸鈣含P2O512%，鉀肥為硫酸鉀含K2O 52%。

1.2 試驗(yàn)地土壤和氣候條件

本試驗(yàn)分別于2019、2020年進(jìn)行，2019年薯苗移栽時(shí)間6月8日，收獲時(shí)間10月27日，2020年薯苗移栽時(shí)間6月11日，收獲時(shí)間11月1日。地點(diǎn)都在鄲城縣胡集鄉(xiāng)大于村(N33.698°、E115.141°)。土質(zhì)屬粘壤土，地力均勻平坦，排灌設(shè)施齊全。氣候?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)氣候，海拔41.5 m。2019年6—10月平均氣溫26.5℃，比常年增加1.1℃，降雨量73.6 mm，比常年減少51.3 mm，日照時(shí)數(shù)232.6 h，比常年增加52.2 h。2020年6—10月平均氣溫26.8℃，比常年增加1.4℃，降雨量144.0 mm，比常年增加19.0 mm，日照時(shí)數(shù)173.2 h，比常年減少7.2 h。前茬作物均為小麥，產(chǎn)量8250 kg/hm2。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采取兩因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)法，因素A為密度，設(shè)7個(gè)水平，因素B為肥料，設(shè)7個(gè)N、P、K不同配比水平（表1）。兩因素組合設(shè)49個(gè)處理，每處理3次重復(fù)，共147個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)6壟，單壟單行，壟距0.8 m，壟長(zhǎng)8 m，每個(gè)小區(qū)約為38.4 m2，小區(qū)之間留寬1.5 m的過道，采取水平扦插法移栽薯苗。取各處理的所有重復(fù)，每重復(fù)取3穴進(jìn)行考種，考種項(xiàng)目為：地上部分莖葉鮮重、地下部分鮮重（根鮮重）、商品薯鮮重（單個(gè)薯塊100 g以上的薯塊）、商品薯個(gè)數(shù)、單商品薯鮮重、單株結(jié)薯數(shù)、商品率（商品薯重/總薯重），常規(guī)田間管理。

表1 試驗(yàn)設(shè)置因素和水平情況

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003和spss 22軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 分年度甘薯產(chǎn)量和商品率差異

2019年度，A5密度處理產(chǎn)量最高，為23009.31kg/hm2，A1最低，為20306.31 kg/hm2，B7肥料配比處理產(chǎn)量最高，為 23438.41 kg/hm2，B2最低，為20062.76 kg/hm2；A1密度處理商品率最高，為93.71%，A6最低，為89.41%，B2肥料配比處理商品率最高，為93.18%，B6最低，為89.28%。2020年度，A3密度處理產(chǎn)量最高，為 24930.21 kg/hm2，A6 最低，為 20662.41 kg/hm2；B7肥料配比處理處理最高，為24530.01 kg/hm2，B3最低，為21075.78 kg/hm2；A1密度處理商品率最高，為93.44%，A7最低，為86.65%，B7肥料配比處理商品率最高，為95.18%，B6最低，為88.59%（圖1、2）。

圖1 2個(gè)年度不同密度甘薯產(chǎn)量差異

圖2 2個(gè)年度不同氮磷鉀配比甘薯產(chǎn)量差異

2019、2020兩個(gè)年度相比，不同密度、肥料配比下甘薯的產(chǎn)量存在顯著差異(F=6.679，P=0.01<0.05)，商品率不存在顯著差異(F=0.055，P=0.814>0.05)。兩個(gè)年度在試驗(yàn)條件基本一致的情況下，產(chǎn)量產(chǎn)生差異的主要原因可能是受氣候的影響，2020年6—10月降雨量比2019年同期增加70.4 mm，多95.7%，日照時(shí)數(shù)減少59.4 h，少25.5%，多雨寡照氣候情況下是否有利于甘薯產(chǎn)量的提高，還需進(jìn)一步安排試驗(yàn)研究得出結(jié)論（圖3、圖4）。

圖3 2個(gè)年度不同密度甘薯商品率差異

圖4 2個(gè)年度不同氮磷鉀配比甘薯商品率差異

2.2 不同密度對(duì)甘薯產(chǎn)量和商品率的影響

從表2看出，2019、2020年度，不同密度甘薯產(chǎn)量存在極顯著差異，A3最高，為22933.57 kg/hm2，A1最低，為20684.69 kg/hm2產(chǎn)量依次為A3>A4>A2>A5>A6>A7>A1，比平均值21881.65 kg/hm2高的有A3、A4、A2、A5，低的有A1、A7、A6，說明密度極顯著影響甘薯產(chǎn)量，隨著密度增加，甘薯產(chǎn)量有先升后降的趨勢(shì)，適宜密度在4.5萬株/hm2～6萬株/hm2之間。商品率也存在極顯著差異，A1最高，為93.58%，A7最低，為88.61%，商品率依次為A1>A3>A2>A5>A4>A6>A7，平均值為91.13%，比平均值大的有A1、A3、A2、A5，比平均值小的有A4、A6、A7，可以看出，密度能顯著甘薯商品率，隨著密度增加，甘薯商品率有逐漸下降趨勢(shì)。

表2 不同密度甘薯產(chǎn)量和商品率的差異

2.3 不同肥料配比對(duì)甘薯產(chǎn)量和商品率的影響

從表3看出，2019、2020年度，不同肥料配下甘薯產(chǎn)量有極限值差異，B7產(chǎn)量最高，為23984.21 kg/hm2，B3產(chǎn)量最低，為20569.27 kg/hm2，產(chǎn)量依次為B7>B2>B5>B1>B4>B6>B3，產(chǎn)量均比對(duì)照B7減產(chǎn)，減產(chǎn)幅度在4.83%～13.43%，其中B3、B6、B1、B4、B5減產(chǎn)極為顯著。不同肥料配比下商品率有極顯著差異，B7商品率最高，為92.82%，B6最低，為88.93%，依次為B7>B2>B3>B1>B4>B5>B6，除B2與對(duì)照B7基本持平，其他處理均低于對(duì)比。說明甘薯不同氮磷鉀配比施肥能極顯著影響甘薯的產(chǎn)量和商品率，以N:P:K=1:1:2較為適宜，B1、B3、B4、B5、B6都是高氮水平，產(chǎn)量和商品率都顯著低于對(duì)比B7，B6是高鉀水平，B5是低鉀水平，產(chǎn)量和商品率都顯著低于對(duì)照B7，氮磷鉀配比不合理都會(huì)顯著影響甘薯產(chǎn)量和商品率的提高。

表3 不同肥料配比甘薯產(chǎn)量和商品率的的差異

2.4 各個(gè)密度與肥料配比處理間甘薯產(chǎn)量及商品率的差異

從表4可以看出，各處理間產(chǎn)量不存在顯著差異(F=0.975，P=0.524>0.05)，高于全部處理平均值5%以上的有10個(gè)處理，分別為A3B7、A4B7、A2B7、A5B7、A3B2、A4B2、A6B7、A2B2、A7B7、A5B2，這些處理中，密度多有A3、A4、A5，肥料配比多有B2、B7，低于全部處理平均值5%以下的有10個(gè)處理，分別為A7B1、A7B4、A1B5、A6B6、A1B4、A6B3、A7B6、A7B3、A1B3、A1B6，這些處理中，密度多有A1、A6、A7，肥料配比多有B2、B7。各處理間商品率存在極顯著差異(F=2.150，P=0.00<0.01)，高于全部處理平均值2%以上的有 11 個(gè)處理，分別為 A1B2、A1B7、A3B2、A3B7、A1B3、A1B1、A2B2、A2B7、A1B4、A5B2、A1B5，這些處理中，密度多有A1、A2、A3，肥料配比多有B2、B7，低于全部處理平均值2%以下的有8個(gè)處理，分別為A5B6、A7B3、A7B1、A4B6、A6B6、A7B4、A7B5、A7B6，這些處理中，密度多有A6、A7，肥料配多有B6。

表4 各個(gè)密度與肥料配比處理甘薯農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及商品率情況

續(xù)表4

2.5 不同密度、肥料配比下甘薯性狀與產(chǎn)量、商品率的相關(guān)性

從表5可以看出，產(chǎn)量與商品率呈極顯著正相關(guān)，與單株結(jié)薯數(shù)呈顯著正相關(guān)，與莖葉鮮重、冠根比呈極顯著負(fù)相關(guān)；商品率分別與莖葉鮮重、根鮮重、商品薯塊鮮重、商品薯塊個(gè)數(shù)、單商品薯塊鮮重、單株結(jié)薯數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與冠根比呈極顯著負(fù)相關(guān)；莖葉鮮重與根鮮重、商品薯塊鮮重、單商品薯塊鮮均呈極顯著正相關(guān)；根鮮重與商品薯塊鮮重、商品薯塊個(gè)數(shù)、單商品薯塊鮮重、單株結(jié)薯數(shù)均呈極顯著正相關(guān)，與冠根比呈極顯著負(fù)相關(guān)；冠根比與商品薯塊個(gè)數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)均呈極顯著負(fù)相關(guān)；商品薯塊鮮重與商品薯塊個(gè)數(shù)、單商品薯塊鮮重、單株結(jié)薯數(shù)均呈極顯著正相關(guān)；商品薯塊個(gè)數(shù)與單株結(jié)薯數(shù)呈極顯著正相關(guān)。說明要提高甘薯產(chǎn)量和商品率，合理的氮磷鉀配比施肥十分關(guān)鍵，給植株以充足的養(yǎng)分，促進(jìn)甘薯地上部與地下部對(duì)營(yíng)養(yǎng)的協(xié)調(diào)生長(zhǎng)，盡量控制地上莖葉部分徒長(zhǎng)，降低冠根比，增加單株結(jié)薯數(shù)。

表5 不同密度、肥料配比下甘薯性狀與產(chǎn)量、商品率的相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

通過研究發(fā)現(xiàn)，種植密度能極顯著影響甘薯產(chǎn)量和商品率，隨著密度增加產(chǎn)量先升后降，商品率逐漸降低。原因是種植密度小容易形成商品薯，密度過大單株結(jié)薯數(shù)會(huì)降低，從而產(chǎn)量降低；而如果密度太小，雖然單株結(jié)薯數(shù)顯著增大，但由于種植株數(shù)少，群體產(chǎn)量也會(huì)降低，這和孫哲等[17]、楊育峰等[18]、呂樹立等等[19]研究的結(jié)果一致。本試驗(yàn)分析表明，產(chǎn)量與商品率呈極顯著的正相關(guān)，與單株結(jié)薯數(shù)呈顯著正相關(guān)，與地上部莖葉鮮重、冠根比呈極顯著負(fù)相關(guān)。商品率分別與莖葉鮮重、根鮮重、商品薯塊鮮重、商品薯塊個(gè)數(shù)、單商品薯塊鮮重、單株結(jié)薯數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與冠根比呈極顯著負(fù)相關(guān)，因此，合適的種植密度能夠優(yōu)化甘薯個(gè)體與群體的關(guān)系，在充分發(fā)揮甘薯單株產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，保證群體產(chǎn)量最大化。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，密度3萬株/hm2產(chǎn)量最低，4.5萬株/hm2產(chǎn)量最高，5.25萬株/hm2產(chǎn)量次之，因此適宜密度為4.5萬株/hm2～5.25萬株/hm2，商品率雖然隨密度增加有逐漸下降趨勢(shì)，但也能達(dá)到90%以上。

合理的氮磷鉀配比施肥能協(xié)調(diào)甘薯地上部與地下部對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，給植株以充足的養(yǎng)分，促進(jìn)植株地上部、地下部光合物質(zhì)積累，改善甘薯的經(jīng)濟(jì)性狀，增加結(jié)薯數(shù)、提高商品率，進(jìn)而提高甘薯的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[16,20]。在本試驗(yàn)條件下結(jié)果分析，不同氮磷鉀配比均極顯著影響產(chǎn)量和商品率，N:P:K=1:1:2配比產(chǎn)量和商品率均最高，N:P:K=0.8:0.8:2配比次之。

不同密度和氮磷鉀配比兩因素相互作用下，產(chǎn)量不存在顯著差異，商品率存在極顯著差異，有10個(gè)處理的產(chǎn)量高于全部處理平均值的5%以上，有11個(gè)處理的商品率高于全部處理平均值的2%以上。這些處理中，密度大多在4.5萬株/hm2～5.25萬株/hm2之間，氮磷鉀配比大多在N(0.8-1):P(0.8-1):K(2)范圍。

甘薯生長(zhǎng)期內(nèi)氣候條件也是影響甘薯生產(chǎn)不可忽視的因素，本試驗(yàn)2個(gè)年度氣候條件差異很大。2019年度降雨比往年平均少51.3 mm，日照時(shí)數(shù)比常年多52.2 h，2020年度降雨比往年平均多19.0 mm，日照時(shí)數(shù)比常年減少7.2 h。土壤水分和日照時(shí)長(zhǎng)對(duì)甘薯產(chǎn)量和商品率的影響，以及土壤水分、日照時(shí)數(shù)、密度、肥料配比等因素相互作用對(duì)甘薯生長(zhǎng)的影響，還需進(jìn)一步安排試驗(yàn)研究。

通過2年的試驗(yàn)研究表明，甘薯種植密度為4.5萬株/hm2～5.25萬株/hm2、氮磷鉀配比為N(0.8-1):P(0.8-1):K(2)時(shí)，產(chǎn)量最高，達(dá)到22611.41kg/hm2～22933.57kg/hm2，商品率達(dá)到90.40%～92.30%，因此在此密度和氮磷鉀肥料配比下，甘薯不但能獲得較高的產(chǎn)量，而且具有較好的商品率。