壟膜栽培下不同株行距定植晉甘薯9號的研究

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

(山西省農科院 棉花研究所,山西 運城 044000)

甘薯是我國重要的低投入、高產出、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評選甘薯為“十大最佳蔬菜之冠”[2]。

作物栽培技術是作物獲得高產的核心技術。在同一種植密度下，合理配置作物株行距可使每個植株都能有效利用土壤的養(yǎng)分、水分、空間和光熱能，發(fā)揮作物的最大生產潛力，提高作物群體產量[3]。近年來不同作物領域的學者對不同株行距栽植方式對作物生長和產量性狀的影響進行了諸多的研究[4-10]。周勛波[5]等研究認為，同一密度下，夏大豆不同株行距配置方式，植株，分布均勻，可改善群體結構，增強光截獲量，提高群體光能利用率和產量。蘇明[11]等研究認為，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、薯干和淀粉產量；縮小株距有利于提高鮮薯和薯干產量；加寬株距有利于提高分枝數(shù)、單株結薯數(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甘薯生長和產量性狀的影響研究鮮有文獻報道。

晉甘薯9號是山西省農科院棉花所系統(tǒng)雜交選育成的優(yōu)良食用兼加工型品種，具有高產和品質優(yōu)良等特性[12]，深受種植戶、加工企業(yè)和消費者青睞。目前，晉甘薯9號是運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，導致商品率低下，經濟效益差。以往的研究表明，運城黃土旱塬壟膜蓄水栽培件下晉甘薯9號種植的適宜密度為48 000株·hm-2[13]，為了在此基礎上進一步提高晉甘薯9號的產量和質量,筆者試驗以晉甘薯9號為試驗材料，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其生長及產量的影響，以期為甘薯種植及提質增效提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

晉甘薯9號，由山西省農科院棉花所甘薯室提供和保存。

1.2 試驗地概況

試驗于2014-2015年在山西省農科院棉花所牛家凹試驗農場進行2a重復試驗。土壤質地為壤土，有機質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 試驗設計

為便于機械化種植、收獲，試驗設2個行距處理：a:0.8m、 A:1.0m；按種植密度48 000株·hm-2計算株距。a:0.8 m×0.26 m,小區(qū)面積24 m2，種植5壟，壟長6 m；A: 1.0 m×0.208 m，小區(qū)面積25 m2，種植5壟，壟長5 m。3次重復，采用隨機區(qū)組設計。

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，對地上部莖葉、地下部薯塊取樣，進行相關的生育性狀田間觀察記載。每處理調查5株。試驗結果計算為兩年的平均值。

1.5 測定項目與方法

葉綠素含量測定: 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。

薯塊干物率測定：對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%

產量的測定：收獲時統(tǒng)計每小區(qū)單株結薯數(shù)、單株薯產量、商品薯產量、商品薯率等。

1.6 數(shù)據分析

實驗數(shù)據統(tǒng)計分析用Microsoft Excel2007，DPS V7.05進行方差分析。

2 結果與分析

2.1不同株行距栽植對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和薯塊生長趨勢基本一致，a處理好于A處理。晉甘薯9號是一個短蔓型甘薯品種，在種植密度相同的情況下，a處理使每個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，單株生產力強；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，導致單株生產力降低(圖1和圖2)。

圖1 不同處理對不同時期單株鮮薯重的影響

圖2 不同處理對不同時期單株莖葉生長的影響

2.2 不同株行距栽植對葉面積指數(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)和產量正相關，在一定范圍內保持較大的葉面積指數(shù)是取得高產的基礎。筆者試驗中，整個生育期內不同株行距處理葉面積指數(shù)變化趨勢均呈低-高-低單峰曲線(圖3)。a處理單株個體發(fā)育好，莖葉生長較旺盛，生長70 d葉面積指數(shù)LAI值就達到3以上，90 d峰值時較A處理高11.84%。在甘薯整個生育期a處理葉面積指數(shù)LAI值始終高于A處理，為后期的甘薯高產奠定了基礎。

圖3 不同處理對不同時期葉面積指數(shù)LAI值的影響

2.3 不同株行距栽植對蔓薯比(T/R)的影響

蔓薯比(T/R值)表示甘薯地上部和地下部生長的動態(tài)變化，是光合產物分配狀況及其源庫協(xié)調與否的標志[16]。2個處理處理的蔓薯比均隨生育期延長而降低，50～90 d T/R下降速率較快，90～140 d下降平緩(圖4)。a處理庫源關系合理，110 d T/R值1.03(圖4)，較A處理提前20 d左右使莖葉生長和薯塊生長達到均衡點，較早的把光合同化產物分配到塊根中，增加了晉甘薯9號單株產量及商品薯重，提高產量；A處理植株可能受空間或養(yǎng)分均衡能力的影響，整個生育期T/R值高于a處理(圖4)。

圖4 不同處理對不同時期蔓薯比(T/R)的影響

2.4 不同株行距栽植對葉綠素SPAD的影響

甘薯塊根產量的90%～95%由葉片制造的光合同化產物轉移而來，而葉綠素是植物葉片首要合成色素，是進行光合作用的物質基礎，其含量高低與作物光合效能密切相關[17]。2處理在全生育期內葉綠素含量變化均呈倒“S”型動態(tài)變化(圖5)。甘薯生長中前期，a處理葉綠素SPAD值高于A處理，甘薯莖葉生長旺盛健壯，光合同化產物積累多，促進了后期產量的形成。90 d兩處理葉綠素SPAD值相近；隨生育進程推進，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 不同處理對不同時期葉綠素SPAD的影響

2.5 不同株行距栽植對薯塊干率變化動態(tài)的影響

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

圖6 不同處理對不同時期薯塊干物率變化動態(tài)的影響

2.6 不同株行距栽植對甘薯產量及構成因子的影響

從收獲期產量構成看，A處理的單株結薯數(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5.94%，二者間差異不顯著；商品薯增產11.69%，二者間差異顯著(表1)。a處理通過提高單株薯重、商品薯重彌補了結薯數(shù)的降低，并最終獲得高產及較高的經濟效益。

表1 不同株行距處理對甘薯產量及構成因子分析

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5%、 1%顯著水平。商品薯指單個薯塊重>150 g。

3 結論與討論

研究結果表明, 在最適種植密度(48 000株·hm-2)下， a處理的生理指標和經濟性狀均好于A處理。a處理庫源關系合理，110 d T/R值為1.03，較A處理提前20 d左右使莖葉生長和薯塊生長達到均衡點；生長70 d葉面積指數(shù)LAI值就達到3以上，90 d峰值時較A處理高11.84%；生長后期，a處理由于分枝多、光合面積適宜，干物質生產和積累多，薯塊干物率高于A處理。雖然收獲期A處理單株結薯數(shù)較a處理平均多0.2個，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5.94%，差異不顯著；商品薯增產11.69%，差異達顯著水平。a處理通過提高單株薯重、商品薯重彌補了結薯數(shù)的降低，并最終獲得高產及較高的經濟效益。

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)揮作物的最大生產潛力，提高作物群體產量。晉甘薯9號是一個短蔓型甘薯品種，寬壟距窄株距種植，植株個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大,營養(yǎng)物質分配失調，導致單株生產力降低，從而使群體各項生理指標和經濟指標降低。窄壟寬株距種植可改善植株個體的生育狀況, 增加群體葉面積指數(shù), 達到擴源的目的, 提高光合效率，使植株個體發(fā)揮最大生產潛力，從而提高甘薯產量。這說明在一定的密度下調整株行距結構對甘薯的產量有影響，每一個品種在適宜的栽培密度下還可以調整株行距結構進一步尋求高產和優(yōu)質。