閆 會，李 強(qiáng)，張允剛，后 猛，唐 維，王 欣，劉亞菊，馬代夫

基因型和栽插密度對甘薯農(nóng)藝性狀及結(jié)薯習(xí)性的影響

閆 會，李 強(qiáng)*，張允剛，后 猛，唐 維，王 欣，劉亞菊，馬代夫

(江蘇徐淮地區(qū)徐州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所/農(nóng)業(yè)部甘薯生物學(xué)與遺傳育種重點實驗室/江蘇徐州甘薯研究中心，江蘇徐州 221131)

【目的】探討不同基因型和栽插密度對甘薯主要農(nóng)藝性狀、結(jié)薯性及產(chǎn)量的影響?！痉椒ā恳?個優(yōu)質(zhì)食用甘薯品種為研究對象，采用兩因素完全隨機(jī)設(shè)計方法?！窘Y(jié)果】莖粗、最長蔓長和蔓薯比(T/R)在不同基因型間差異顯著，T/R在不同栽插密度下差異顯著，基部分枝隨栽插密度增高而降低。單株鮮薯重、薯塊烘干率和單位面積鮮薯產(chǎn)量等產(chǎn)量性狀，在基因型、基因型×密度間均表現(xiàn)出顯著或極顯著差異，單位鮮薯重隨栽插密度增加逐漸降低，單位面積鮮薯產(chǎn)量則隨栽插密度升高而增加。本試驗6個甘薯品種的結(jié)薯性均表現(xiàn)出大薯數(shù)＜中薯數(shù)＜小薯數(shù)，且不同基因型大薯率呈極顯著差異;大薯和商品薯數(shù)、大薯率隨栽插密度的升高而降低，中、小薯數(shù)，中、小薯率在不同栽插密度間無顯著差異。相關(guān)性分析表明，基部分枝和單株鮮薯重呈顯著正相關(guān);薯塊烘干率與莖粗呈顯著正相關(guān)，與最長蔓長呈顯著負(fù)相關(guān);單位面積鮮薯產(chǎn)量與單株鮮薯重呈顯著正相關(guān)，與烘干率成顯著負(fù)相關(guān);大薯率與大薯數(shù)、單株鮮薯重呈極顯著正相關(guān)，與中、小薯率呈極顯著負(fù)相關(guān)?！窘Y(jié)論】栽插密度為7.5×104株/hm2，6個甘薯品種的商品薯數(shù)和單位面積鮮薯產(chǎn)量均達(dá)最高。

甘薯;基因型;栽插密度;農(nóng)藝性狀;結(jié)薯習(xí)性;商品薯;相關(guān)性

【研究意義】甘薯為無性繁殖的塊根作物，塊根的形成和膨大不僅受基因型影響，還極易受環(huán)境條件的影響，合理的栽培措施可協(xié)調(diào)甘薯蔓薯比，調(diào)節(jié)同化產(chǎn)物分配，促進(jìn)塊根形成和干物質(zhì)積累[1]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】長久以來，人們對影響甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)的高產(chǎn)栽培措施如肥料配比[2-4]、激素[5-8]和栽插密度[9-10]等進(jìn)行了大量研究。但研究對象僅限于單一品種，研究內(nèi)容也多集中于對品質(zhì)和總產(chǎn)量的影響，研究獲得的高產(chǎn)栽培措施僅對單一品種適用。有關(guān)栽插密度對甘薯農(nóng)藝性狀及結(jié)薯性的影響尚缺乏深入研究，尤其是對大中小薯率及商品薯數(shù)量[10]的影響鮮見報道?！颈狙芯壳腥朦c】通過調(diào)查統(tǒng)計不同基因型甘薯在不同栽插密度下地上部農(nóng)藝性狀和結(jié)薯性的變化，研究甘薯結(jié)薯特性及其與地上部農(nóng)藝性狀相關(guān)性?！緮M解決的關(guān)鍵問題】為甘薯品種選育和高效栽培提供理論依據(jù)。

表1 試驗材料親本來源及薯塊性狀Table 1 Parents and tuber traits ofmaterials

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2014年在江蘇徐州甘薯研究中心試驗田進(jìn)行。試點土質(zhì)為壤土，土壤肥力中等。選用徐薯31(A1)、徐薯33(A2)、徐渝薯34(A3)、徐渝薯35(A4)、徐紫薯5號(A5)、徐紫6號(A6)等6個優(yōu)質(zhì)食用型甘薯品種用于栽插密度試驗。各品種親本來源及薯塊主要性狀見表1。

試驗采用隨機(jī)排列，5行區(qū)種植，3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2，壟距0.85 m，行長4.5 m，過道0.9 m。栽插密度共設(shè)置4個水平，株距分別為22，15，11和9 cm，相應(yīng)種植株數(shù)分別為5×104(B1)，7.5×104(B2)，1×105(B3)和1.25×105(B4)株/hm2。試驗管理措施統(tǒng)一按照常規(guī)田間要求。各試驗材料于2014年6月28日栽插，10月28日收獲，生長期122 d。

1.2 測定指標(biāo)與方法

于栽插后60 d測定薯蔓并長期甘薯地上部性狀，在每個處理小區(qū)隨機(jī)選取生長一致的植株10株，分別測定莖粗、基部分枝、最長蔓長、葉片百孔重等指標(biāo)。收獲期將測產(chǎn)小區(qū)內(nèi)塊根全部挖出，記錄單株鮮薯重，調(diào)查大薯數(shù)(收獲期重量≥250 g塊根)、中薯數(shù)(收獲期重量為100～250 g塊根)、小薯數(shù)(收獲期重量≤100 g塊根)、商品薯數(shù)(收獲期重量≥100 g塊根)和單株商品薯數(shù)(收獲期10株甘薯所結(jié)≥100 g的塊根數(shù)量的平均值)，稱重后計算大薯率(收獲期10株大薯重量占10株總薯重量的比率，以%表示)、中薯率(收獲期10株中薯重量占10株總薯重量的比率，以%表示)及小薯率(收獲期10株小薯重量占10株總薯重量的比率，以%表示)[11]。薯塊切絲后于70℃烘干至恒重，測定薯塊烘干率。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪制圖表，用DPSV15.10處理軟件進(jìn)行相關(guān)性分析[12]，處理間用Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，方差分析采用隨機(jī)模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 基因型和栽插密度對甘薯地上部主要農(nóng)藝性狀的影響

莖粗、基部分枝、最長蔓長和T/R在不同基因型間差異較大(表2)。徐薯31(A1)和徐紫薯6號(A6)莖蔓較粗，徐渝薯34(A3)和徐渝薯35(A4)莖蔓較細(xì);徐薯33(A2)基部分枝較多，徐紫薯5號(A5)基部分枝較少;徐渝薯35(A4)屬長蔓型，而徐薯33則屬于短蔓型;徐紫薯5號(A5)和徐紫薯6號(A6)蔓薯比高，而徐渝薯34(A3)蔓薯比最低。

表2 不同基因型甘薯地上部性狀表現(xiàn)Table 2 Upper traits of different sweetpotato cultivars

不同栽插密度下，莖粗和最長蔓長在各試驗組間無顯著差異，但基部分枝和T/R差異顯著。在一定的密度范圍內(nèi)，基部分枝數(shù)隨栽插密度增高而降低，T/R值隨密度升高先下降，然后明顯升高，在B2密度時顯著低于其他處理組(表3)。

為研究影響地上部主要農(nóng)藝性狀的影響因素，對不同基因型和栽插密度下農(nóng)藝性狀進(jìn)行方差分析。由表4可知，莖粗、最長蔓長和T/R值在不同基因型間呈極顯著差異，T/R值在不同栽插密度間差異達(dá)5%顯著水平;而基部分枝在不同基因型和栽插密度間均無顯著差異。由F值可知，基因型是影響莖粗和最長蔓長的主要因素，說明二者表現(xiàn)主要由甘薯品種決定;T/R的基因型×密度互作F值為34.17，達(dá)極顯著水平，基因型和密度的F值也均達(dá)到極顯著或顯著水平，說明T/R值由甘薯品種特點和栽插密度共同決定。

2.2 基因型和栽插密度對甘薯產(chǎn)量的影響

由圖1可知，不同基因型甘薯的單株鮮薯重、烘干率和單位面積鮮薯產(chǎn)量表現(xiàn)明顯差異。不同基因型的甘薯單株薯鮮重和單位面積鮮薯產(chǎn)量表現(xiàn)出相同變化趨勢(圖1A，圖1C)，單株鮮薯重和單位面積鮮薯產(chǎn)量徐薯33(A2)最高，顯著高于其他品種;徐紫薯5號(A5)最低，其他品種差異不顯著;烘干率則是徐紫薯5號(A5)最高(圖1B)，達(dá)30.62%，其他品種烘干率則顯著低于徐紫薯5號。

單位鮮薯重隨栽插密度提高逐漸降低，密度B1和B2處理組單位鮮薯重顯著高于B3和B4處理組(圖2A);單位面積鮮薯產(chǎn)量隨栽插密度的變化則表現(xiàn)出相反趨勢(圖2C)，B1處理組鮮產(chǎn)顯著低于其他3個處理組;栽插密度對干率影響較小，不同栽插密度試驗組干率在23%～25%，其中B2處理干率顯著高于其他處理組，其他3個栽插密度下干率無顯著差異(圖2B)。

表3 不同栽插密度對甘薯地上部性狀影響Table 3 Effect of planting density on main traits of sweet potato

表4 甘薯不同基因型及栽插密度下農(nóng)藝性狀方差分析(F值)Table 4 Analysis of variance of sweetpotato agronomic traits under different genotypes and densities(F value)

圖1 不同基因型對甘薯產(chǎn)量性狀的影響Fig.1 Effect of different genotypes on yield traits of sweet potato

圖2 不同栽插密度對甘薯產(chǎn)量性狀的影響Fig.2 Effects of different planting densities on yield traits of sweet potato

從表5可以看出，在基因型和基因型×密度效應(yīng)作用下，單株鮮薯重、干率和單位面積鮮薯產(chǎn)量均差異顯著;栽插密度對單株薯鮮重和單位面積鮮薯產(chǎn)量影響顯著，對烘干率無顯著影響。由F值可知，單株鮮薯重和單位面積鮮薯產(chǎn)量受基因型和栽插密度共同影響;烘干率主要受甘薯基因型影響，栽插密度對烘干率影響不明顯。

2.3 栽插密度和基因型對甘薯結(jié)薯性的影響

本試驗6個甘薯品種結(jié)薯性均表現(xiàn)出大薯數(shù)＜中薯數(shù)＜小薯數(shù)(圖3A)。徐薯33大薯數(shù)和大薯率均最高，達(dá)43.4%，小薯數(shù)和小薯率最低(圖3A，3B)大薯率顯著高于其他品種，其他5個品種大薯數(shù)無顯著差異;徐紫薯5號(A5)中薯數(shù)顯著低于其他品種，其他5個品種中薯數(shù)無顯著差異;各品種間小薯數(shù)差異較大。

表5 甘薯不同基因型及栽插密度下產(chǎn)量性狀方差分析(F值)Table 5 Analysis of variance of sweetpotato yield traits under different genotypes and densities(F value)

圖3 不同甘薯基因型對結(jié)薯性的影響Fig.3 Effects of different genotypes on tuber traits of sweetpotato

由圖4可知，不同栽插密度下，結(jié)薯數(shù)均表現(xiàn)出大薯數(shù)＜中薯數(shù)＜小薯數(shù)，除密度為B4處理時中薯率最高，其他密度下均表現(xiàn)為大薯率＞中薯率＞小薯率。大薯數(shù)和大薯率隨栽插密度增高逐漸降低，中薯數(shù)、小薯數(shù)和中薯率、小薯率在不同密度間則無顯著變化。

圖4 不同栽插密度對甘薯結(jié)薯性的影響Fig.4 Effects of different densities on tuber traits of sweet potato

表6 甘薯不同基因型及栽插密度下結(jié)薯性方差分析(F值)Table 6 Analysis of variance of traits of storage root under different genotypes and densities(F value)

圖5 基因型和栽插密度對商品薯數(shù)量的影響Fig.5 Number of commodity root under different genotype and densities

對不同基因型和栽插密度下結(jié)薯性進(jìn)行方差分析(表6)，結(jié)果表明不同基因型甘薯大薯率呈極顯著差異，F(xiàn)值為4.79，說明基因型是影響大薯率高低的主要因素。中小薯數(shù)也主要受基因型的影響，大薯數(shù)則受基因型和栽插密度的共同影響。

對不同基因型和栽插密度下商品薯數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，徐薯33商品薯最高，徐紫薯5號最低，與其他4個品種均達(dá)5%顯著性差異(圖5A);商品薯隨栽插密度的增高而降低，B1密度下商品薯數(shù)量最高(圖5B)。

2.4 甘薯結(jié)薯性與地上部主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析

由表7可知，基部分枝與與單株鮮薯重呈顯著正相關(guān)，說明分枝數(shù)越多，越有利于甘薯塊根的形成與產(chǎn)量提高。烘干率與莖粗顯著正相關(guān)，與最長蔓長和基部分枝呈顯著負(fù)相關(guān)，說明莖越粗，蔓長越短、基部分枝越少越有利于甘薯干物質(zhì)積累。單位面積鮮薯產(chǎn)量與單株鮮薯重、中薯數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與烘干率呈顯著負(fù)相關(guān)，說明干率越低，中薯數(shù)越高，單位面積鮮薯產(chǎn)量越高;大薯率與大薯數(shù)、中薯率與中薯數(shù)、小薯數(shù)與小薯率均呈極顯著正相關(guān)，且大薯率與中薯率、小薯率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與單株鮮薯重呈極顯著正相關(guān)，說明大薯率是影響單株鮮薯重的決定因素。

3 討 論

本試驗中不同基因型甘薯的地上部農(nóng)藝性狀莖粗、最長蔓長和T/R達(dá)極顯著差異，在不同栽插密度則差異不顯著，說明以上性狀主要由基因型決定。烘干率與莖直徑呈顯著正相關(guān)，與最長蔓長呈顯著負(fù)相關(guān)，說明莖越粗，蔓長越短，越有利于甘薯干物質(zhì)積累，該結(jié)果與后猛等[13]研究相符。因此在甘薯育種中，若以培育高干率品種為育種目標(biāo)，親本可選擇粗莖、短蔓材料組合，在薯蔓并長期對雜交后代材料莖粗、蔓長調(diào)查，著重選擇莖粗較粗，蔓長較短的后代，不僅可定向選種，還可縮短育種周期。

表7 甘薯結(jié)薯性狀與主要農(nóng)藝性狀相關(guān)性分析Table 7 Correlation analysis between storage root and main agromonic traits of sweet potato

本試驗表明基部分枝隨栽插密度增高而降低，相關(guān)性分析表明基部分枝與單株鮮薯重呈顯著正相關(guān)，說明分枝數(shù)越多，越有利于甘薯塊根的形成和產(chǎn)量提高，因此在生產(chǎn)上要選擇適宜的栽插密度，將基部分枝數(shù)量作為甘薯品種選育的一個重要參考指標(biāo)。

產(chǎn)量性狀和部分結(jié)薯性狀在基因型和基因型×密度間，均表現(xiàn)出顯著甚至極顯著差異。不同基因型甘薯的單位鮮薯重、烘干率和單位面積鮮薯產(chǎn)量表現(xiàn)不同差異水平，徐薯33單株鮮薯重和單位面積鮮薯產(chǎn)量顯著高于其他5個品種，徐紫薯5號烘干率則顯著高于其他品種。不同基因型結(jié)薯性均表現(xiàn)出大薯數(shù)＜中薯數(shù)＜小薯數(shù)，徐薯33大薯數(shù)顯著高于其他品種，徐紫薯5號中薯數(shù)顯著低于其他品種，其他5個品種中薯數(shù)無顯著差異，各品種間小薯數(shù)差異較大。對商品薯數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，徐薯33商品薯最高，徐紫薯5號最低，與其他4個品種均達(dá)5 %顯著性差異。

栽插密度是影響產(chǎn)量和結(jié)薯性的重要指標(biāo)，本實驗中6個甘薯品種結(jié)薯數(shù)均表現(xiàn)出大薯數(shù)＜中薯數(shù)＜小薯數(shù)，大薯數(shù)、大薯率和商品薯數(shù)量隨栽插密度的升高而降低，中薯數(shù)、小薯數(shù)和中薯率、小薯率在不同密度間則無顯著變化。大薯率與大薯數(shù)、中薯率與中薯數(shù)、小薯數(shù)與小薯率以上二者均呈極顯著正相關(guān)，且大薯率與中薯率、小薯率呈極顯著負(fù)相關(guān)，與單株鮮薯重呈極顯著正相關(guān)，說明大薯率是影響單株鮮薯重的決定因素。單株鮮薯重隨栽插密度升高逐漸降低，單位面積鮮薯產(chǎn)量則隨栽插密度的升高而增加，因此栽插密度分別為5.0×104和1.25 ×105株/hm2時，單株鮮薯重和單位面積鮮薯產(chǎn)量均達(dá)最高。商品薯數(shù)和產(chǎn)量是衡量甘薯商品性的主要指標(biāo)，加大栽插密度雖然可提高單位面積鮮薯產(chǎn)量，但同時降低了商品薯數(shù)量，因此在甘薯栽培中密度要合理設(shè)置。在本試驗中，B2，B3和B4栽插密度下單位面積鮮薯產(chǎn)量顯著高于B1處理組，B1和B2栽插密度下各處理組商品薯數(shù)無顯著差異，本試驗選擇的6個甘薯品種地上部性狀、結(jié)薯性及產(chǎn)量性狀差異顯著，具有廣泛代表性，因此栽插密度選擇7.5×104株/hm2作為廣泛適用的栽插密度。如果是以生產(chǎn)迷你薯為主要目的，可以通過增加栽插密度，提高中小薯數(shù)量和單位面積鮮薯產(chǎn)量。

4 結(jié) 論

栽插密度為7.5×104株/hm2，6個甘薯品種的商品薯數(shù)和單位面積鮮薯產(chǎn)量均達(dá)最高，該密度可廣泛適用于甘薯栽培。

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(責(zé)任編輯 陳 虹)

Effects of Genotype and Planting Density on Agronom ic Traits and Storage Root of Sweetpotato

YAN Hui，LIQiang*，ZHANG Yun-gang，KOU Meng，TANGWei，WANG Xin，LIU Ya-ju，MA Dai-fu
(Xuzhou Institute of Agricultural Sciences in Jiangsu Xuhuai District/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Sweetpotato，Ministry of Agriculture/Jiangsu Xuzhou Sweetpotato Research Center，Jiangsu Xuzhou 221131，China)

【Objective】Effects of different genotypes and planting densities on the agronomic traits and storage root of sweetpotato were studied.【Method】Taken 6 cultivars as tested materials，completely random design of 2 factors was applied.【Result】The stem diameter，the longest vine and Top/Root value(T/R)were significantly different between different genotypes，and T/R value also showed significant difference in different planting density，the branches decreased with the increase of planting density.The fresh root yield per plant，average dry matter content and fresh rootyield per hectarewere significantly or very significantly different in genotype and genotype×density.Fresh rootweight per plant decreased with the increase of planting density，while the fresh root yield per hectare increased with the increase of planting density.The results of 6 cultivars showed the number of big-sized storage roots＜number ofmedium-sized storage roots＜number of small-sized storage roots，and the ratio of big-sized storage roots showed extremely significant difference in different cultivars.The ratio of big-sized storage roots decreased with the increase of planting density，while there was no significant difference ofmedium-sized and smallsized storage roots ratio in different planting density.The number of branches had a significantly positive correlation with fresh root yield per plant，the drymatter contentwas significantly positively correlated with stem diameter，and negatively correlated with the longest vine.The fresh root yield per hectare was significantly positively correlated with fresh rootweight per plant，and negatively correlated with dry matter content.The ratio of big-sized storage roots was significantly positively correlated with fresh rootweight per plant，and negatively correlated with medium-sized and small-sized storage roots rate.【Conclusion】In this research，both the commercial root number and yield were the highestwhen the planting density was 7.5×104plants/hm2，which was applicable to all of the 6 cultivars.

Sweetpotato;Genotype;Planting density;Agronomic trait;Storage root;Commercial root;Correlation

S531

A

1001-4829(2017)8-1739-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.008

2016-07-10

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金(CARS-11，甘薯);江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[CX(13)2032];江蘇省重點研發(fā)計劃(現(xiàn)代農(nóng)業(yè))項目(BE2015313)

閆 會(1988-)，女，山東聊城人，碩士研究生，主要研究方向:甘薯遺傳育種，E-mail:yanhuisweetpotato@163.com，Tel:0526-82189233，*為通訊作者:李 強(qiáng)，E-mail:instrong@ 163.com。