謝向譽(yù)++嚴(yán)華兵++曾文丹++賴大欣++周慧文++陸柳英

摘要：選取木薯（Manihot esculenta Crantz）品種華南205與新選048為試驗(yàn)材料，比較分析了超高產(chǎn)高效栽培、高產(chǎn)高效栽培與常規(guī)栽培（CK）3種栽培模式對(duì)木薯生理特性、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響。結(jié)果表明，木薯不同栽培模式苗期光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率、葉面積之間差異較為明顯，由大到小依次為超高產(chǎn)高效栽培模式、高產(chǎn)高效栽培模式、常規(guī)栽培模式，且超高產(chǎn)高效栽培模式苗期光合特性顯著高于對(duì)照；不同生育期木薯莖粗、株高由大到小依次均為超高產(chǎn)高效栽培、高產(chǎn)高效栽培、對(duì)照常規(guī)栽培；2個(gè)品種3種栽培模式間產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平，與對(duì)照常規(guī)栽培模式相比，華南205和新選048兩年（2013年與2014年）的平均產(chǎn)量在超高產(chǎn)高效栽培模式和高產(chǎn)高效栽培模式下分別增產(chǎn)18.6%、10.5%和15.8%、7.7%，分別增收6 378、2 810元/hm2和7 366、3 018元/hm2。由此可知，通過栽培技術(shù)的集成優(yōu)化可以大幅度提高木薯產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：木薯（Manihot esculenta Crantz）；栽培模式；生理特性；產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)效益

中圖分類號(hào)：S504.8；S533 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2017）05-0822-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.05.006

Effects of Different Cultivation Patterns on Cassava Physiological Characteristics，

Yield and Economic Benefits

XIE Xiang-yu， YAN Hua-bing， ZENG Wen-dan， LAI Da-xin， ZHOU Hui-wen， LU Liu-ying

（Guangxi Crop Genetic Improvement and Biotechnology Lab， Nanning 530007， China）

Abstract： Taking cassava varieties， Huanan 205 and Xinxuan 048，as materials，three cultivation patterns that conventional cultivation （control），cultivation for high yielding and high efficiency （B），cultivation for super high yielding and high efficiency of cassava varieties （A） were set，and the effects of physiological characteristics，economic benefit and yield caused by different cultivation patterns were compared and analyzed. The results showed that the difference of photosynthetic rate，stomatal conductance，intercellular CO2 concentration， transpiration rate， leaf area under different cultivation patterns were obvious in the seedling stage，the order of these indexes from large to small were A，B，control，and the photosynthetic characters for A was significantly higher than control. In the different growth periods，the order of stem diameter and plant height from high to low were A，B，control. The yield in three cultivation patterns were significant differences，compared to control，the average yield of cassava cultivars Huanan 205 and Xinxuan 048 in past two years（2013 and 2014） under A and B increased by 18.6%，10.5% and 15.8%，7.7%， the income per hectare increased by 6 378 yuan，2 810 yuan and 7 366 yuan，3 018 yuan，respectively. In clued， the yield and economic benefit of cassava could be increased significantly by optimizing cultivation technology.

Key words： cassava （Manihot esculenta Crantz）； cultivation pattern； physiological characteristics； yield； economic benefits

木薯（Manihot esculenta Crantz）是大戟科木薯屬植物，耐旱抗貧瘠，是世界三大薯類作物之一，全球第六大糧食作物，是熱帶、亞熱帶地區(qū)近5億人口的主要糧食來源，被譽(yù)為“淀粉之王”、“地下糧倉(cāng)”。木薯用途廣泛，除了食用外還可飼用和加工成各種工業(yè)產(chǎn)品，如淀粉、酒精等[1]，也是重要的熱帶能源作物[2]。在中國(guó)木薯被定義為非糧食能源作物，然而中國(guó)人多地少、農(nóng)業(yè)資源短缺、人口增加土地減少的狀況將在今后持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間[3，4]。據(jù)預(yù)測(cè)，至2030年中國(guó)人口將達(dá)到16億，要保證2030年糧食的安全，就必須在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上使總產(chǎn)量提高40%以上[4]。由此可見，我國(guó)糧食供求處于緊平衡狀態(tài)，那么利用非糧食物資源木薯分化對(duì)糧食的消費(fèi)需求，可在一定程度上改變我國(guó)糧食供求形勢(shì)，保障國(guó)家糧食安全[5]。

目前，中國(guó)木薯主要分布在華南9省區(qū)，以廣西、廣東和海南栽培最多[1]，并在廣西被列入十大農(nóng)業(yè)特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一。然而目前中國(guó)木薯產(chǎn)業(yè)存在單產(chǎn)與種植經(jīng)濟(jì)效益低等問題，農(nóng)戶種植積極性下降。木薯的理論單產(chǎn)一般為30～45 t/hm2，集約種植可達(dá)到75 t/hm2，而實(shí)際生產(chǎn)中平均單產(chǎn)較低，2011年FAO統(tǒng)計(jì)顯示中國(guó)木薯平均單產(chǎn)僅16.37 t/hm2[6]。因此，如何提高木薯產(chǎn)量、增加木薯種植效益是木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟須解決的突出問題，也是目前木薯育種學(xué)家和栽培學(xué)家關(guān)注的重大問題。木薯是一種富含淀粉的塊根作物，起源于熱帶美洲亞馬遜盆地南沿、巴西與玻利維亞邊境干濕交替的河谷地帶[7，8]，主要在坡崗地上生長(zhǎng)[9，10]，具有適應(yīng)性廣，喜溫光，抗逆性強(qiáng)[11-15]等特點(diǎn)，在非常貧瘠的土壤上，也能獲得一定的產(chǎn)量[10]，然而有研究表明，木薯施肥水平、施肥時(shí)期[16]、栽培方式[17]、種莖芽眼方向[18]等對(duì)木薯產(chǎn)量均有顯著影響。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不合理的栽培模式是目前木薯生產(chǎn)中存在的主要問題之一。因此，采用合理的栽培模式是提高木薯產(chǎn)量及種植經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。本試驗(yàn)以木薯品種華南205和新選048為試驗(yàn)材料，設(shè)置不同栽培模式，比較其對(duì)木薯產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響，探索木薯最佳栽培模式，為木薯高產(chǎn)、高效栽培模式提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗(yàn)地基本情況

試驗(yàn)于2013-2014年在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地前茬作物為玉米。耕作層土壤pH 6.11，有機(jī)質(zhì)含量為3.8 g/kg，全氮含量為0.12 g/kg，堿解氮含量為81.2 mg/kg，速效磷含量為28.0 mg/kg， 速效鉀含量為125.0 mg/kg。

供試木薯品種為廣西推廣面積較大的華南205和新選048。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2013-2014年3月下旬對(duì)木薯種莖播種種植，試驗(yàn)采用平插種植方式，株行距為80 cm×80 cm。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)栽培模式處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)為1個(gè)重復(fù)，每小區(qū)種植3行，每行18株。3種栽培模式：①處理A，超高產(chǎn)高效栽培模式（覆膜一次性施肥集成種植模式）。起畦蓋膜種植，整個(gè)生育期采用苗期一次性施肥，施肥水平N為358.8 kg/hm2、P2O5為89.1 kg/hm2、K2O為187.5 kg/hm2[19]。種植方式采取平插，芽眼統(tǒng)一1個(gè)方向進(jìn)行種植。 ②處理B，高產(chǎn)高效栽培模式（不覆膜一次性施肥集成種植模式）。起畦種植，整個(gè)生育期采用苗期一次性施肥，施肥水平N為358.8 kg/hm2、P2O5為89.1 kg/hm2、K2O為187.5 kg/hm2。種植方式采取平插，芽眼統(tǒng)一1個(gè)方向進(jìn)行種植。③CK，常規(guī)栽培模式（不覆膜3次施肥種植模式）。起畦種植，整個(gè)生育期分苗期、塊根形成期、塊根膨大期3次施肥，施肥總水平N為358.8 kg/hm2、P2O5為89.1 kg/hm2、K2O為187.5 kg/hm2，3個(gè)時(shí)期施肥量為1∶1∶1。采用平插，但芽眼方向不一致的方式進(jìn)行種植。

各處理除試驗(yàn)設(shè)計(jì)的栽培模式外，其他田間管理一致，均按常規(guī)管理要求進(jìn)行。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

于苗期測(cè)定木薯中上部葉片的光合特性；分別在苗期、塊根形成期、塊根膨大期、塊根成熟期測(cè)定木薯株高和莖粗；12月上旬收獲鮮薯，測(cè)定鮮薯產(chǎn)量及特性，同時(shí)記錄各栽培模式種植成本。

基本土樣的分析采用魯如坤[20]的方法；光合特性測(cè)定采用澤泉科技有限公司的CI-340型光合儀；葉面積測(cè)定采用LiCor 6400型葉面積測(cè)定儀。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)采用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析，用Excel 2010進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同栽培模式下木薯苗期光合特性

由表1可以看出，不同栽培模式下華南205和新選048兩個(gè)品種在2013年和2014年的光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率、葉面積大小均表現(xiàn)為超高產(chǎn)高效栽培模式>高產(chǎn)高效栽培模式>常規(guī)栽培模式，且超高產(chǎn)高效栽培模式顯著高于對(duì)照常規(guī)栽培模式。說明處理A和處理B可以改善木薯苗期的光合性能，為木薯獲得高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2.2 不同栽培模式下木薯株高與莖粗

3種栽培模式下新選048和華南205在不同年份的株高和莖粗生長(zhǎng)趨勢(shì)均表現(xiàn)為先快后慢。在苗期、塊根形成期、塊根膨大期、塊根成熟期，木薯株高、莖粗均表現(xiàn)為超高產(chǎn)高效栽培模式>高產(chǎn)高效栽培模式>常規(guī)栽培模式（圖1-圖4），且在塊根形成期，超高產(chǎn)高效栽培模式下木薯的株高和莖粗與高產(chǎn)高效栽培模式和對(duì)照常規(guī)栽培模式相比差異較明顯，在一定程度上說明塊根形成期也是木薯地上部生長(zhǎng)的一個(gè)非常關(guān)鍵的時(shí)期。

2.3 不同栽培模式下木薯塊根生理特性

對(duì)2013-2014年12月下旬木薯的塊根長(zhǎng)、塊根粗、單株塊根數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表2。不同年份的華南205和新選048的塊根粗均表現(xiàn)為超高產(chǎn)高效栽培模式>高產(chǎn)高效栽培模式>對(duì)照常規(guī)栽培模式，且超高產(chǎn)高效栽培模式顯著高于對(duì)照常規(guī)栽培。不同年份2個(gè)品種的塊根長(zhǎng)也均表現(xiàn)為超高產(chǎn)高效栽培模式>高產(chǎn)高效栽培模式>對(duì)照常規(guī)栽培模式，除2013年的華南205外，其他處理均是超高產(chǎn)高效栽培模式顯著高于對(duì)照常規(guī)栽培模式。除2013年華南205外，單株塊根數(shù)表現(xiàn)為超高產(chǎn)高效栽培模式>高產(chǎn)高效栽培模式>對(duì)照常規(guī)栽培模式；2014年2個(gè)品種的單株塊根數(shù)處理A與CK間差異均達(dá)顯著水平，表明木薯塊根數(shù)較易受到氣候環(huán)境的影響。以上結(jié)果表明，塊根粗是3種栽培模式下木薯產(chǎn)量的第一限制因素。

2.4 不同栽培模式下木薯產(chǎn)量

由表3可知，3種不同栽培模式在不同年份中產(chǎn)量均表現(xiàn)為超高產(chǎn)高效栽培模式>高產(chǎn)高效栽培模式>對(duì)照常規(guī)栽培模式，且差異均達(dá)顯著水平。華南205在3種栽培模式下2年的平均產(chǎn)量分別為48.5、45.2、40.9 t/hm2，與對(duì)照常規(guī)栽培模式相比，超高產(chǎn)高效栽培模式和高產(chǎn)高效栽培模式平均產(chǎn)量分別增加18.6%和10.5%。新選048在3種栽培模式下2年的平均產(chǎn)量分別為69.5、64.6、60.0 t/hm2，與對(duì)照常規(guī)栽培模式相比，超高產(chǎn)高效栽培模式和高產(chǎn)高效栽培模式平均產(chǎn)量分別增加15.8%和7.7%。

2.5 不同栽培模式下木薯經(jīng)濟(jì)效益

由表4可以看出，不同栽培模式不同年份的產(chǎn)值和投入比表現(xiàn)為超高產(chǎn)高效栽培模式>高產(chǎn)高效栽培模式>對(duì)照常規(guī)栽培模式。2013-2014年，華南205在超高產(chǎn)高效栽培、高產(chǎn)高效栽培模式下的平均凈收益分別為14 345、10 777元/hm2，比對(duì)照常規(guī)栽培模式分別增收6 378、2 810元/hm2；新選048的超高產(chǎn)高效栽培、高產(chǎn)高效栽培模式的平均凈收益分別為25 265、20 917元/hm2，比對(duì)照常規(guī)栽培模式分別增收7 366、3 018元/hm2。以上結(jié)果表明，采用超高產(chǎn)高效栽培與高產(chǎn)高效栽培可以為木薯種植戶獲得較高的種植效益。

3 討論

3.1 不同栽培模式對(duì)木薯產(chǎn)量的影響

木薯產(chǎn)量形成主要是通過光合作用來完成。由于木薯苗期生長(zhǎng)比較緩慢，光合作用較弱，在苗期能否改善木薯光合性能對(duì)木薯塊根產(chǎn)量具有非常大的影響。本試驗(yàn)通過對(duì)兩年的結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照常規(guī)栽培模式相比，超高產(chǎn)高效栽培、高產(chǎn)高效栽培模式的苗期光合性能有較大提高，特別是超高產(chǎn)高效栽培模式與對(duì)照常規(guī)栽培模式下的木薯苗期光合性能表現(xiàn)出顯著的差異。說明通過栽培技術(shù)的優(yōu)化可以改善光合性能，從而為后期的高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

與對(duì)照常規(guī)栽培模式相比，超高產(chǎn)高效栽培與高產(chǎn)高效栽培模式的木薯株高和莖粗有不同程度的增加，尤其是在塊根形成期，增加幅度較明顯。因此，塊根形成期可以作為優(yōu)化栽培模式的重要時(shí)期。

本研究結(jié)果顯示，通過栽培技術(shù)的集成與優(yōu)化可以使木薯產(chǎn)量比當(dāng)前常規(guī)栽培模式的產(chǎn)量提高7.7%～18.6%，同時(shí)由于超高產(chǎn)高效栽培技術(shù)、高產(chǎn)高效栽培技術(shù)在木薯生育過程中節(jié)約了人工成本，因此可以提高種植木薯的經(jīng)濟(jì)效益。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析，產(chǎn)量的高低主要決定于單株塊根粗、塊根數(shù)、塊根長(zhǎng)等指標(biāo)的大小。羅興錄[21]研究表明，木薯產(chǎn)量決定因素首先是塊根數(shù)、其次為塊根粗和塊根長(zhǎng)。謝向譽(yù)[22]研究表明，木薯各農(nóng)藝性狀對(duì)單株產(chǎn)量的直接通徑系數(shù)和決定系數(shù)的大小順序依次為塊根數(shù)、最長(zhǎng)薯長(zhǎng)、生物產(chǎn)量、主莖高度等。從本試驗(yàn)結(jié)果來看，與對(duì)照常規(guī)栽培模式相比，超高產(chǎn)高效栽培、高產(chǎn)高效栽培模式均是在塊根粗顯著增加的同時(shí)塊根數(shù)和塊根長(zhǎng)也不同程度的增加，由此使木薯產(chǎn)量得以增加。因此，塊根粗可作為木薯高產(chǎn)栽培模式判斷的主要參考指標(biāo)之一。

持續(xù)提高作物產(chǎn)量是否依賴水肥資源的大量投入，作物高產(chǎn)與資源高效能否協(xié)同，一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的焦點(diǎn)，也是學(xué)術(shù)界仍然在爭(zhēng)論的科學(xué)命題[23-25]，發(fā)達(dá)國(guó)家在這個(gè)問題上往往采用環(huán)境優(yōu)先的原則，而我國(guó)人多地少，高效利用有限資源是農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的必由之路。本研究表明，通過栽培技術(shù)的優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量與資源利用的協(xié)同提高，同時(shí)提高種植的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2 不同栽培模式對(duì)木薯經(jīng)濟(jì)效益的影響

通過栽培模式的優(yōu)化可以大幅度提高作物種植效益。黎青等[26]研究表明，木薯覆蓋地膜比不覆蓋地膜的經(jīng)濟(jì)效益增加5 070元/hm2，而本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照常規(guī)栽培模式相比，木薯在超高產(chǎn)高效栽培與高產(chǎn)高效栽培模式下可以增收2 810～7 366元，由此表明，栽培模式的不斷優(yōu)化是木薯增收的一項(xiàng)重要措施。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，通過栽培技術(shù)的集成與優(yōu)化，可以改善木薯苗期光合性能，加快株高和莖粗的生長(zhǎng)，增加塊根粗、塊根數(shù)、塊根長(zhǎng)，最終使木薯產(chǎn)量與種植效益得到較大幅度的提高，與對(duì)照常規(guī)栽培相比，超高產(chǎn)高效栽培與高產(chǎn)高效栽培在產(chǎn)量方面平均提高了7.7%～18.6%，經(jīng)濟(jì)效益平均提高了2 810～7 366元/hm2。

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