優(yōu)化種植密度下的甘薯產(chǎn)量形成特性研究

孫哲+劉桂玲+鄭建利

摘要：以紫心甘薯品種泰中11號(hào)為材料，研究了不同種植密度下甘薯莖葉生長(zhǎng)、塊根產(chǎn)量形成以及干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)等的規(guī)律和特征。結(jié)果表明：合理種植密度可以優(yōu)化甘薯地上部和地下部的協(xié)調(diào)生長(zhǎng)，增加單株結(jié)薯數(shù)、單薯重及商品薯比率，塊根膨大速率加快，干物質(zhì)積累增加；就群體而言，在優(yōu)化種植密度52 200株/hm2左右時(shí)，本試驗(yàn)選用的甘薯品種泰中11號(hào)個(gè)體生長(zhǎng)與群體產(chǎn)量形成的關(guān)系能夠更好地協(xié)調(diào)，群體產(chǎn)量最高。

關(guān)鍵詞：甘薯；種植密度；優(yōu)化；產(chǎn)量形成

中圖分類號(hào)：S531.047 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2016）11-0061-04

Abstract Taking the purple sweetpotato variety Taizhong 11 as material，the rules and characteristics of stem and leaf growth， root tuber yield formation and dry matter accumulation were studied under different planting densities. The results showed that the reasonable plant density could optimize the harmonious growth of aboveground and underground，increase the root number per plant， single root weight， commodity rate and dry matter accumulation， and accelerate the root expanding velocity. For population， under the plant density of about 52 200 plants per hectare， the relation between individual growth and population yield formation of Taizhong 11 could be better coordinated，and the yield was the highest.

Keywords Sweetpotato； Plant density； Optimization； Yield formation

甘薯是我國(guó)主要的糧食作物之一，對(duì)我國(guó)糧食安全有著重要的戰(zhàn)略意義。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，甘薯作為休閑和保健食品越來(lái)越受到人們的青睞。由于甘薯中的蛋白質(zhì)組成合理，含有人體必需的多種氨基酸，還有修復(fù)肝損傷、減肥、減緩人體機(jī)能衰老、抗高血壓、抑制膽固醇等作用，發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、日本、韓國(guó)等將甘薯作為輔食及保健食品，我國(guó)甘薯以糧食為主的消費(fèi)方式也發(fā)生了重大變化。

甘薯的產(chǎn)量和品質(zhì)不同程度地受栽培管理措施的影響，其中種植密度是影響甘薯生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的重要因素之一。本試驗(yàn)以紫心甘薯泰中11號(hào)為材料，研究不同種植密度下甘薯莖葉生長(zhǎng)、鮮薯產(chǎn)量形成和干物質(zhì)積累的規(guī)律和特征，旨在為確定優(yōu)化種植密度提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與管理

試驗(yàn)于2015年5-10月在泰安市徂徠鎮(zhèn)泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院甘薯試驗(yàn)示范基地進(jìn)行。砂壤土，前茬作物為花生。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)種植密度處理：分別為D1（104 250株/hm2）、D2（78 150株/hm2）、D3（62 550株/hm2）、D4（優(yōu)化種植密度：52 200株/hm2）、D5（44 700株/hm2）。小區(qū)為5行區(qū)，面積5.0 m×4.0 m=20.0 m2。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。5月17日栽秧，其它管理方式同一般大田。

1.2 試驗(yàn)方法

栽秧后60 d開(kāi)始取樣調(diào)查，以后每隔20 d左右調(diào)查一次。選取代表性植株5株，測(cè)定莖葉鮮重、莖蔓長(zhǎng)度、薯塊重、薯塊數(shù)。隨機(jī)取葉片100 片，用直徑1.3 cm 的打孔器打孔，稱取鮮重，計(jì)算葉面積系數(shù)。將薯塊分級(jí)稱重，大于500 g的薯塊為大薯，200～500 g的薯塊為中薯，小于200 g的薯塊為小薯，分別稱鮮重，計(jì)算塊根膨大速率、T/R值。塊根分別在 60℃下烘干測(cè)塊根干重。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003 繪圖，用DPS 7.5進(jìn)行方差及差異性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度對(duì)甘薯生長(zhǎng)發(fā)育的影響

由圖1可以看出，甘薯莖蔓長(zhǎng)度整個(gè)生育期不斷增大，60～80 d甘薯莖長(zhǎng)增長(zhǎng)較快。隨著種植密度增加，莖長(zhǎng)縮短，其中，D4和D5處理差異不明顯，均高于其它處理，種植密度過(guò)大不利于甘薯莖蔓的伸長(zhǎng)。

各處理的葉面積指數(shù)變化趨勢(shì)均呈單峰曲線（圖2），在60～80 d葉面積指數(shù)增長(zhǎng)較快，80～120 d葉面積指數(shù)變化較平穩(wěn)，120 d以后迅速減小。葉面積指數(shù)在60 d左右能達(dá)到2.66～3.14，各處理均處于封壟期，100 d左右葉面積指數(shù)都達(dá)到峰值，最大為4.91。隨著密度的增大葉面積指數(shù)逐漸增大，但就個(gè)體而言，D4和D5處理單株葉面積均高于其它處理，說(shuō)明種植密度的增加不利于甘薯個(gè)體葉片的生長(zhǎng)，從而減少了光合同化物的合成，不利于單株產(chǎn)量的形成。

2.2 不同栽培密度對(duì)甘薯產(chǎn)量及其構(gòu)成要素的影響

由表2看出，單株結(jié)薯數(shù)D1低于其它處理，顯著低于D3-D5處理；單薯重D1和D2處理均顯著低于其它處理，D3處理顯著低于D4、D5；甘薯產(chǎn)量，優(yōu)化密植D4處理均高于其它處理，除D3外差異均達(dá)到顯著水平。說(shuō)明種植密度過(guò)大降低結(jié)薯數(shù)、單薯重，從而降低產(chǎn)量；而如果密度太小，雖然單株結(jié)薯數(shù)和單薯重都顯著增大，但由于種植株數(shù)少，群體產(chǎn)量也會(huì)降低。

2.3 不同種植密度下塊根干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)

由圖3可以看出，不同種植密度處理單株塊根干物質(zhì)積累量差異顯著，D4 和D5處理單株塊根干重顯著高于其它處理，密度過(guò)大則不利于產(chǎn)量的形成，D1處理單株塊根的干重均顯著低于其它處理，D5處理雖然單株塊根干物質(zhì)積累量較大，但群體密度過(guò)小，不利于總產(chǎn)的增加。

2.4 不同種植密度下塊根膨大速率的變化

塊根膨大速率在一定程度上能夠反映碳水化合物在塊根中的積累情況，較高的積累速率是獲得較高的塊根產(chǎn)量的重要條件。如圖 4 所示，各處理塊根膨大速率均呈現(xiàn)“升高-降低-升高”的趨勢(shì)，第一個(gè)峰值出現(xiàn)在栽后80～100 d。D1處理密度過(guò)大，其膨大速率顯著低于其它處理，D5處理塊根膨大速率最大，優(yōu)化密植D4處理略低于D5。

2.5 不同種植密度下甘薯T/R值變化動(dòng)態(tài)

T/R值反映了地上部和地下部產(chǎn)量的協(xié)調(diào)關(guān)系，T/R比值越小，則同化產(chǎn)物分配于塊根越多。從表2可以看出，甘薯前期生長(zhǎng)重心是莖葉，T/R值大；隨生育進(jìn)程，甘薯生長(zhǎng)重心轉(zhuǎn)向地下，T/R值逐漸減小。密度較大的D1和D2處理其T/R值始終高于其它處理，D4和D5處理的T/R值一直處于較低水平，合理的密度能夠較好地協(xié)調(diào)地上部和地下部生長(zhǎng)的關(guān)系。120～140 d生長(zhǎng)期內(nèi)D3處理的T/R值也較小，但結(jié)合其薯塊干物質(zhì)積累量可以判斷，該處理的植株總生物量也較小。

2.6 不同種植密度對(duì)收獲期商品薯比率的影響

由表3可以看出，甘薯商品率隨密度的增大而減小，其中，優(yōu)化種植密度的D4處理比D1、D2和D3處理分別高出14.2、10.8和3.9個(gè)百分點(diǎn)，D5處理比D4處理高出1.0個(gè)百分點(diǎn)。說(shuō)明種植密度在52 200株/hm2以下時(shí)有利于商品薯的形成，而D5處理雖然商品薯比率較大，但不利于群體產(chǎn)量的形成，D4處理是更適合形成群體產(chǎn)量、增加商品薯比率進(jìn)而增加效益的最佳種植密度。

3 討論與結(jié)論

甘薯地上部莖葉的生長(zhǎng)和光合功能的大小，直接關(guān)系到養(yǎng)分制造、分配和積累，對(duì)甘薯經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的形成具有決定性的意義。甘薯莖葉生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成相關(guān)性的研究已有較多報(bào)道，如余金龍[1]研究表明，莖葉重、分枝數(shù)和分枝總長(zhǎng)對(duì)鮮薯產(chǎn)量的形成起著決定性作用。劉桂玲等[2]對(duì)北方甘薯主產(chǎn)區(qū)不同基因型主栽品種鮮薯、薯干產(chǎn)量與地上部主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)度做過(guò)研究，確定了不同器官與產(chǎn)量形成的相關(guān)性大小順序。對(duì)于產(chǎn)量構(gòu)成因素，董立峰等[3]認(rèn)為，單株薯數(shù)和單薯重對(duì)單株產(chǎn)量的直接作用較大；崔翠等[4]也發(fā)現(xiàn)，大中薯數(shù)對(duì)鮮產(chǎn)的影響呈極顯著正相關(guān)。本研究結(jié)果表明，在一定密度范圍內(nèi)，甘薯莖長(zhǎng)隨密度的減小而增大，葉面積指數(shù)則隨密度的增大而增大，在一定范圍內(nèi)甘薯產(chǎn)量隨密度的減小而增大，但種植密度過(guò)小則不利于群體產(chǎn)量的形成，這與趙豐玲等[5]在微型薯上的研究結(jié)果不同。通過(guò)對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素的分析發(fā)現(xiàn)，種植密度過(guò)大單株結(jié)薯數(shù)和單薯重都會(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)和單薯重都顯著增大，但由于種植株數(shù)少，群體產(chǎn)量也會(huì)降低。因此，優(yōu)化種植密度能夠協(xié)調(diào)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。

甘薯地上部與地下部的協(xié)調(diào)生長(zhǎng)是產(chǎn)量形成的關(guān)鍵，地上部旺長(zhǎng)和衰弱均不利于地下部產(chǎn)量的形成，而栽培條件和措施是甘薯地上部與地下部協(xié)調(diào)生長(zhǎng)的重要影響因素。Hizukuri[6]研究表明，在土壤通氣不良條件下，T/R 值上升，光合產(chǎn)物向塊根的分配減少，導(dǎo)致甘薯地上部生長(zhǎng)過(guò)旺，產(chǎn)量下降。本研究發(fā)現(xiàn)種植密度大，不利于光合產(chǎn)物向地下部轉(zhuǎn)運(yùn)，T/R 值增大，塊根不能較好地形成產(chǎn)量。

光合產(chǎn)物是甘薯塊根中的主要物質(zhì)，甘薯產(chǎn)量的形成過(guò)程就是光合產(chǎn)物不斷積累并不斷向塊根分配的過(guò)程。甘薯生長(zhǎng)前期，光合產(chǎn)物主要用于地上部植株形態(tài)的構(gòu)建，在塊根形成與膨大后期，干物質(zhì)不斷向地下部分轉(zhuǎn)移，形成經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[7，8]。陳云池[9]、陳希凱[10]研究指出，干物質(zhì)量的增長(zhǎng)和葉面積系數(shù)呈正相關(guān)，但并不是葉面積系數(shù)越大越好。Enyi[11]指出，高產(chǎn)品種不但平均生長(zhǎng)率高，而且轉(zhuǎn)移到塊根的總干物質(zhì)百分率也較高，因此塊根膨大速率快、單薯重增加快。薯塊的商品性是衡量甘薯品種優(yōu)劣的重要指標(biāo)，其中薯塊大小是判斷其商品性的重要性狀。本研究表明，種植密度對(duì)薯塊干物質(zhì)積累和膨大速率有顯著影響，種植密度小則有利于薯塊干物質(zhì)積累，薯塊膨大速率大，容易形成商品薯，但只有在合理的密度下才能獲得產(chǎn)量與商品率的同步提高。

參 考 文 獻(xiàn)：

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