不同種植方式對(duì)木薯塊根分布和產(chǎn)量的影響

王 帝，韋云東，周時(shí)藝，陳蕊蕊，徐 釧，馬崇熙，鄭 華

（廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001）

木薯（Manihot escuentaCrantz）的抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，是熱帶及亞熱帶地區(qū)重要的糧食及能源作物[1]。目前在我國(guó)廣西、廣東、海南等地廣泛種植[2]。木薯塊根富含非常高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值，被廣泛地應(yīng)用于制糖、醫(yī)藥、化工、可降解塑料等行業(yè)，在農(nóng)作物中有舉足輕重的地位[3]。在食品加工方面，木薯的蛋白質(zhì)量與脂肪含量較低，含有鈣、鐵、鋅、鉀、鎂等豐富的礦物質(zhì)元素[4]，鮮薯中碳水化合物的80%為淀粉，去皮后根塊中的淀粉含量為甘薯的1.0～2.3 倍、馬鈴薯的1.0～1.5 倍[5]，由其加工而成的食品深受消費(fèi)者喜愛(ài)。但近年來(lái)受耕作環(huán)境[6]、氣候條件以及傳統(tǒng)種植方式[7]等因素的影響，使得我國(guó)木薯種植過(guò)程中品種退化嚴(yán)重，單產(chǎn)較低，效益較差，難以推廣。因此，探索木薯種植處理方式與方法是木薯種植技術(shù)水平提升的重要措施。多元種植方式是作物高產(chǎn)栽培技術(shù)的新趨勢(shì)，單雙行、寬窄行、雙行平行和雙行交錯(cuò)等種植模式的合理運(yùn)用可提高水肥利用率和產(chǎn)量。黃潔等[8]研究發(fā)現(xiàn)木薯種莖平放種植過(guò)程中芽眼朝南的處理鮮薯、薯干和淀粉產(chǎn)量最高。盤(pán)歡等[9]研究發(fā)現(xiàn)，種莖出苗后留雙桿的木薯前期節(jié)間距比留單桿的長(zhǎng)，收獲期雙桿株高大于單桿，并且環(huán)剝雙桿+前期打頂可以增加木薯淀粉含量和產(chǎn)量。陳蕊蕊等[10]通過(guò)疏植，保證了具有高支鏈淀粉、低氫氰酸、糯性強(qiáng)的桂熱10 號(hào)的鮮薯重量與直徑不過(guò)小。

插植法是木薯種植的常規(guī)方法，其中與包括平種、直種和斜種[11]等，該方法可有效應(yīng)對(duì)土壤疏松、貧瘠、旱澇和強(qiáng)風(fēng)等不良環(huán)境因素，有利于木薯生長(zhǎng)發(fā)育和薯塊膨大。在此基礎(chǔ)上覆蓋地膜[12]或地布[13]，可改善土壤耕作條件，起到保溫、保水、保肥和抑制雜草等功效，有利于提高鮮薯產(chǎn)量和淀粉含量。本試驗(yàn)通過(guò)研究不同種莖種植方式結(jié)合地膜/ 地布對(duì)食用木薯桂熱10 號(hào)性狀與產(chǎn)量的影響，探索科學(xué)的種植模式，為提高木薯生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益及支撐木薯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試木薯品種為桂熱10 號(hào)，由廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所從廣西防城港市防城區(qū)平旺鄉(xiāng)橫過(guò)村采集的地方糯米木薯種質(zhì)，原名糯米糍，經(jīng)多年田間觀測(cè)及評(píng)價(jià)，培育繁育而成。試驗(yàn)所用化肥均為市購(gòu)，尿素（N≥46.4%，重慶建峰化工股份有限公司），硝酸鉀（N≥13.8%，K2O≥46.6%，南寧漢和生物科技股份有限公司）、磷酸二氫鉀（P2O5≥52.0%，K2O≥34%，甕福達(dá)州化工有限責(zé)任公司）、生物有機(jī)肥（有機(jī)質(zhì)≥60%，氮磷鉀≥5%，有效活菌數(shù)≥2×108CFU/g，廣西威麥斯農(nóng)業(yè)科技有限公司），地膜（黑色，聚乙烯材質(zhì)，寬度1 m，南寧市博泓塑料制品有限公司），地布（黑色，抗紫外線的PP 扁絲材質(zhì)，寬度0.9 m，臺(tái)州市綠地遮陽(yáng)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與采樣分析

試驗(yàn)地塊設(shè)置于廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所木薯試驗(yàn)基地（N22°54′02.58″，E108°20′05.43″）。試驗(yàn)地土壤為磚紅壤，土層深厚，質(zhì)地粘重，肥力偏低，地塊耕層（0～20 cm）土壤理化性狀為：有機(jī)質(zhì)1.4%、堿解氮91.0 mg/kg、速效磷18.9 mg/kg、速效鉀40.77 mg/kg。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表1，共7 個(gè)處理，包括4 種種植方式加地膜/ 地布的組合。斜種處理（處理3）壟面1.2 m，壟溝0.8 m，其它處理均不起壟。木薯種莖長(zhǎng)度約20 cm，種莖頂部涂抹凡士林以防種莖失水。平種處理種莖擺放種植方向?yàn)槠叫杏诘雀呔€平放，種莖埋深10 cm，種莖頂部朝南；直種的種莖位置與平種相同，但其垂直于地面插入約10 cm，品字型直種的相鄰兩行之間交叉50 cm 錯(cuò)位種植；斜種為種莖從壟側(cè)面以水平角度插入壟內(nèi)側(cè)，種莖露出約7 cm。各處理整體種植株行距均為1.0 m×1.0 m。每個(gè)小區(qū)種植6株×6 株，小區(qū)面積36 m2。

表1 不同木薯種莖種植方式研究試驗(yàn)處理

于2020 年4 月20 日種植，生物有機(jī)肥基施15 t/hm2?；什捎盟室惑w化滴灌，每株木薯設(shè)置一個(gè)滴頭，均設(shè)置在壟內(nèi)距離木薯種莖基部約20 cm處（上下兩株錯(cuò)開(kāi)方向）。滴頭為壓力補(bǔ)償式，流速為2 L/h。4 月22 日覆蓋地膜或地布。水肥一體化滴灌施肥詳情見(jiàn)表2，共進(jìn)行5 次，施肥總用量為N∶P2O5∶K2O=130∶65∶140 kg/hm2。施肥用比例注肥泵按4%的肥（液）水比施入，其它按田間常規(guī)管理進(jìn)行管理。

表2 不同木薯種莖種植方式試驗(yàn)水肥用量

分別于9 月17 日、12 月18 日用塔尺測(cè)量株高，游標(biāo)卡尺“十字法”測(cè)量莖粗。12 月17—18日收獲木薯并調(diào)查塊根分布狀況，以種莖基部到頂部的矢量為0°，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，每45°為一個(gè)象限共分為8 個(gè)象限，分別命名為象限1～8，見(jiàn)圖1。以塊根尾部落點(diǎn)為準(zhǔn)，判斷該塊根所處的象限，統(tǒng)計(jì)不同象限的塊根數(shù)量。因斜種起壟種植，每壟的上坡行以圖1 中的位置進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，下坡行以圖1 水平翻轉(zhuǎn)180°進(jìn)行各象限塊根數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。每個(gè)小區(qū)選擇14～16 株統(tǒng)計(jì)塊根分布狀況，同時(shí)測(cè)定鮮薯重量，并用雷蒙稱法測(cè)定淀粉含量。

圖1 木薯塊根分布的位置示意圖

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

方差分析采用R Studio version 1.1.463（R-4.2.1）（R Core Team，2021）中的AOV 函數(shù)進(jìn)行分析，多重比較采用SSR 法，在R 語(yǔ)言中的Boxplert.R程序中計(jì)算并自動(dòng)標(biāo)記小寫(xiě)字母，該程序引用了Agricolae 包。同一處理的不同象限之間的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，用R 語(yǔ)言自帶函數(shù)t.test 進(jìn)行，并使用Apply 函數(shù)進(jìn)行批量檢驗(yàn)，獲取兩兩之間的差異后，結(jié)合數(shù)值大小進(jìn)行顯著性標(biāo)記，以保證標(biāo)記的字母符合所有的顯著和非顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式對(duì)桂熱10 號(hào)株高和莖粗的影響

見(jiàn)表1，株高在9 月17 日的調(diào)查中，最高的處理是直種品字形+地布（T4），為240.4 cm；最低的處理是平種+地布（T7），為201.1 cm。直種+地布（T2）、斜種+地布（T3）、直種品字形+地布（T4）和直種+地膜（T6）的株高顯著高于平種+地布（T1）、平種+地膜（T5）和平種（T7）。在12 月18 日的收獲期調(diào)查中，株高最高的處理是直種+地布（T2），為270.3 cm；最低的處理是平種+地膜（T5），為251.1 cm。直種+地布（T2）與直種+地膜（T6）的株高顯著高于平種+地布（T1）、平種+地膜（T5）和平種（T7）。

莖粗在9 月17 日的調(diào)查中，最大的處理是斜種+地布（T3），為28.97 cm；最小的處理是平種（T7），為23.49 cm。斜種+地布（T3）的莖粗顯著高于平種+地布（T1）、直種+地布（T2）、平種+地膜（T5）、直種+地膜（T6）和平種（T7）。在12 月18 日的收獲期調(diào)查中，莖粗最大的處理是斜種+地布（T3），為31.21cm；最小的處理是平種+地膜（T5），為27.15 cm。斜種+地布（T3）的莖粗顯著高于其他處理。

表3 不同種植方式對(duì)桂熱10 號(hào)兩個(gè)時(shí)期株高和莖粗的影響

2.2 不同種植方式對(duì)桂熱10 號(hào)塊根分布的影響

各處理下木薯塊根分布情況見(jiàn)表4?？偸?xiàng)l數(shù)T2 處理最多，且顯著大于T1 和T6，其他處理間無(wú)顯著差異；象限1 分布最多的處理為T(mén)1，顯著大于T3，其他處理間無(wú)差異；象限2 塊根分布最多為T(mén)4，顯著大于T1、T3、T6 和T7，且T5 顯著大于T7；象限3 分布最多為T(mén)2 和T4，顯著大于T6；象限4 分布最多為T(mén)3，顯著大于T2、T4 和T6，且T1、T5、T7 也顯著高于T6；象限5 分布最多為T(mén)7，顯著大于T1、T2 和T4，且T1 顯著小于T5和T6；象限6 分布最多為T(mén)2，各處理無(wú)顯著差異；象限7 分布最多為T(mén)2，顯著大于T7，其他無(wú)顯著差異；象限8 分布最多為T(mén)4 和T6，顯著大于T5。

表4 不同種植方式對(duì)桂熱10 號(hào)薯?xiàng)l分布的影響（單位：條）

不同處理的塊根分布為，T1 分布最多為象限1，顯著大于象限7 與象限8；T2 各個(gè)象限薯?xiàng)l數(shù)分布均勻且無(wú)顯著性差異；T3 分布最多為象限4，顯著大于象限1、象限2 與象限3；T4 分布最多為象限2，顯著大于象限7；T5 分布最多為象限4 與象限5，顯著大于象限3、象限6 與象限8，且象限2 也顯著大于象限6 與象限8；T6 分布最多為象限5，顯著大于象限2、3、4、6 和7，象限1 與象限8顯著大于象限3、4 和6；T7 分布最多為象限5，顯著大于其他象限，象限4 顯著大于象限1、2、3、7和8，象限6 大于象限2 和象限7，象限1、3 和8還顯著大于象限2。

2.3 不同種植方式對(duì)桂熱10 號(hào)產(chǎn)量的影響

不同處理木薯鮮薯產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量見(jiàn)表5，T2鮮薯產(chǎn)量最高，達(dá)到35.81 t/hm2，最低為T(mén)5 處理的30.10 t/hm2；淀粉含量最高為T(mén)7 處理的27.9%，最低為T(mén)3 處理的25.9%；淀粉產(chǎn)量最高的為T(mén)2 處理的9.362 t/hm2，最低為T(mén)3 處理的8.114 t/hm2。各處理間木薯鮮薯產(chǎn)量、淀粉含量及淀粉產(chǎn)量各均無(wú)顯著差異。

表5 不同種植方式對(duì)桂熱10 號(hào)鮮薯產(chǎn)量及淀粉產(chǎn)量的影響

3 討論與結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)桂熱10 號(hào)進(jìn)行不同種植方式與地膜、地布的搭配，發(fā)現(xiàn)9 月份株高最高的處理是直種品字形+地布（T4），顯著高于平種+地布（T7），可能是由于直種品字形是交錯(cuò)種植，植株的交叉擴(kuò)大了葉片的舒展空間，提高了透光指數(shù)與通風(fēng)指數(shù)，但并未顯著高于其它處理，其鮮薯產(chǎn)量也未表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)?？赡苁怯捎诒狙芯康姆N植密度為1 m×1 m，種植比較疏散，未能體現(xiàn)出品字形種植的優(yōu)勢(shì)，在后續(xù)的研究中應(yīng)繼續(xù)加大種植密度，研究品字形種植的效果。

在地膜或地布覆蓋下，平種9 月份的株高均比直種或斜種要低，說(shuō)明直種或斜種相比平種促進(jìn)了木薯株高。斜種+地布（T3）在9 月份的莖粗大于直種+地布和平種+地布，斜種促進(jìn)了9 月份的莖粗。平種+地布（T1）顯著大于平種（T7），說(shuō)明在相同種植方式下覆蓋地布對(duì)莖粗的提升有明顯效果。

直種+地布（T2）與直種+地膜（T6）的12月株高分別顯著高于平種+地布（T1）、平種+地膜（T5），說(shuō)明在地膜或地布覆蓋下，直種株高大于平種。平種+地膜（T5）與平種（T7）相比株高降低了0.3cm，沒(méi)有顯著差異，可能是本研究采用了水肥一體化灌溉，水分沒(méi)有成為限制因素，但他人的研究結(jié)果不一致，吳慶華[14]很可能是未進(jìn)行人工灌溉，水分差異導(dǎo)致了地膜效果的差異。斜種+地布在12 月莖粗最大，說(shuō)明斜種比直種和平種有利于木薯莖稈增粗。

綜合9 月與12 月的數(shù)據(jù)，株高的表現(xiàn)為直種與斜種效果最好，平種最差；莖粗的表現(xiàn)為斜種最好。平種+地膜（T5）、直種+地膜（T6）與平種+地布（T1）、直種+地布（T2）相比莖粗的增加量更多，效果更加顯著，說(shuō)明在相同種植方式下，地膜覆蓋比地布覆蓋更加有益于木薯生長(zhǎng)后期地上部分的增粗。

本試驗(yàn)的木薯桂熱10 號(hào)各個(gè)處理間的鮮薯產(chǎn)量與淀粉產(chǎn)量無(wú)顯著差異變化，這與王戰(zhàn)等[15]和周時(shí)藝等[16]的研究不相一致，可能是因?yàn)槠湎嚓P(guān)處理施肥方式為穴施固體肥料，與本試驗(yàn)所使用的水肥一體化滴灌方式存在差異。

總薯?xiàng)l數(shù)最多的處理是直種+地布（T2），顯著大于平種+地布（T1）和直種+地膜（T6），說(shuō)明在地布覆蓋下，直種薯?xiàng)l數(shù)大于平種，且在直種下，地布覆蓋的薯?xiàng)l數(shù)要大于地膜。直種的總薯?xiàng)l數(shù)多于平種，與劉翠娟等[17]和陳霆等[18]的研究結(jié)果一致。在相同直種處理下，地布覆蓋收獲的薯?xiàng)l數(shù)要多于地膜覆蓋。

平種+地布（T1）、平種+地膜（T5）和平種（T7）進(jìn)行比較，平種+地布（T1）模式中因地布有一定的透水性，其水分分布可能比平種+地膜（T5）更均勻，導(dǎo)致其不定根分布位置比較均勻，這也可能與降雨有一定的關(guān)系。平種+地膜（T5）模式下根塊在一定程度上集中到基部，但象限2 可能受到水分吸引。正常平種（T7）塊根集中分布在種莖基部，但是平種加蓋膜/地布后在一定程度上改變了這種塊根分布模式。

直種+地布（T2）、直種品字形+地布（T4）和直種+地膜（T6）進(jìn)行比較，地布覆蓋傾向于均勻分布，但地膜覆蓋改變了這種分布模式。由于地膜不透水，下雨后地膜上收集到的水分流動(dòng)到下坡的種植行，造成不同區(qū)域的根系對(duì)水分吸收的差異。

本試驗(yàn)中平種+地布（T1）與平種+地膜（T5）相比，直種+地布（T2）與直種+地膜（T6）相比，地布均表現(xiàn)為象限之間存在顯著差異較少或沒(méi)有差異，而地膜表現(xiàn)為象限之間存在的顯著差異較多，說(shuō)明地布相比于地膜，薯?xiàng)l分布更傾向于均勻分布。

平種+地膜（T5）和直種+地膜（T6）的塊根均在象限5 集中最多，說(shuō)明地膜可改變?cè)搩煞N模式的不定根生長(zhǎng)與擴(kuò)散的方向。

塊根是由細(xì)根膨脹而來(lái)，細(xì)根的分布可能受到土壤微環(huán)境的影響，可能主要是水分、養(yǎng)分等。直種+地膜（T6）有3 個(gè)被地膜覆蓋的象限表現(xiàn)出了塊根數(shù)量的優(yōu)勢(shì)，可能說(shuō)明直種+地膜對(duì)誘導(dǎo)塊根在地膜下膨脹有一定的影響。滴灌的滴頭位置以及水分可能影響早期的不定根分布，進(jìn)而影響塊根的膨大位置。

對(duì)收獲期桂熱10 號(hào)鮮薯產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)不同試驗(yàn)處理對(duì)木薯鮮薯產(chǎn)量及淀粉產(chǎn)量均無(wú)顯著影響，這說(shuō)明種植方式不是決定該品種鮮薯產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。各處理間鮮薯產(chǎn)量與淀粉產(chǎn)量基本一致，根據(jù)鮮薯產(chǎn)量和薯?xiàng)l數(shù)計(jì)算得到平種+地布（T1）和直種+地膜（T6）平均單薯重分別為372.4 g/條和369.6 g/ 條，斜種+地布（T3）和平種+地膜（T5）最小，為322.4 g/ 條和320.2 g/ 條，在鮮薯產(chǎn)量和淀粉含量差異不顯著的情況下，以薯?xiàng)l數(shù)較少為優(yōu)勢(shì)處理。

地布與地膜相比各有優(yōu)缺點(diǎn)，地布比地膜物料成本貴，且冬天需要回收耗費(fèi)人工成本，但其更環(huán)保，而地膜價(jià)格相對(duì)便宜，為一次性用品，回收成本低，但處理不妥善可能對(duì)環(huán)境造成不良影響。由于木薯的種植方式存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、定植難等缺點(diǎn)，造成人工難、成本高等一系列問(wèn)題，加之當(dāng)?shù)卮u紅壤的黏土比例高，較深的結(jié)薯處于板結(jié)、貧瘠、低溫和不透氣的深層土壤中，結(jié)薯大小不均勻，不利于薯塊的膨大和增產(chǎn)[19]，因此需要在特定情況下對(duì)地膜與地布進(jìn)行合理運(yùn)用。

品字形種植方式密度較小，植株分散的優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有在本實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)出來(lái)，下一步需要提高種植密度，驗(yàn)證木薯品字形種植的效果。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，直種促進(jìn)了9 月和12 月木薯株高，斜種促進(jìn)了莖粗。不同處理對(duì)鮮薯產(chǎn)量及淀粉產(chǎn)量均無(wú)顯著影響。薯?xiàng)l數(shù)最多的處理為直種+地布，最少的處理為平種+地布和直種+地膜。通過(guò)象限塊根數(shù)量統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)地布比地膜覆蓋或不覆蓋的塊根更傾向于均勻分布；在鮮薯產(chǎn)量無(wú)明顯差異的條件下，平種+地布與直種+地膜的薯?xiàng)l數(shù)最少，薯塊個(gè)體相對(duì)較大，為該研究的優(yōu)勢(shì)處理。