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(nóng)科院 棉花研究所,山西 運(yùn)城 044000)

甘薯是我國重要的低投入、高產(chǎn)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(shù)是作物獲得高產(chǎn)的核心技術(shù)。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(chǎn)潛力，提高作物群體產(chǎn)量[3]。近年來不同作物領(lǐng)域的學(xué)者對不同株行距栽植方式對作物生長和產(chǎn)量性狀的影響進(jìn)行了諸多的研究[4-10]。周勛波[5]等研究認(rèn)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(jié)構(gòu)，增強(qiáng)光截獲量，提高群體光能利用率和產(chǎn)量。蘇明[11]等研究認(rèn)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(chǎn)量；縮小株距有利于提高鮮薯和薯干產(chǎn)量；加寬株距有利于提高分枝數(shù)、單株結(jié)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(chǎn)量性狀的影響研究鮮有文獻(xiàn)報道。

晉甘薯9號是山西省農(nóng)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(chǎn)和品質(zhì)優(yōu)良等特性[12]，深受種植戶、加工企業(yè)和消費(fèi)者青睞。目前，晉甘薯9號是運(yùn)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(dǎo)致商品率低下，經(jīng)濟(jì)效益差。以往的研究表明，運(yùn)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(chǔ)上進(jìn)一步提高晉甘薯9號的產(chǎn)量和質(zhì)量,筆者試驗(yàn)以晉甘薯9號為試驗(yàn)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(chǎn)量的影響，以期為甘薯種植及提質(zhì)增效提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

晉甘薯9號，由山西省農(nóng)科院棉花所甘薯室提供和保存。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014-2015年在山西省農(nóng)科院棉花所牛家凹試驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行2a重復(fù)試驗(yàn)。土壤質(zhì)地為壤土，有機(jī)質(zhì)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(yàn)設(shè)計(jì)

為便于機(jī)械化種植、收獲，試驗(yàn)設(shè)2個行距處理：a:0.8m、 A:1.0m；按種植密度48 000株·hm-2計(jì)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(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。

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(diào)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(jìn)行相關(guān)的生育性狀田間觀察記載。每處理調(diào)查5株。試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算為兩年的平均值。

1.5 測定項(xiàng)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(chǎn)量的測定：收獲時統(tǒng)計(jì)每小區(qū)單株結(jié)薯數(shù)、單株薯產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量、商品薯率等。

1.6 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析用Microsoft Excel2007，DPS V7.05進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)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(chǎn)力強(qiáng)；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(dǎo)致單株生產(chǎn)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(chǎn)量正相關(guān)，在一定范圍內(nèi)保持較大的葉面積指數(shù)是取得高產(chǎn)的基礎(chǔ)。筆者試驗(yàn)中，整個生育期內(nèi)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(dá)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(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

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(chǎn)物分配狀況及其源庫協(xié)調(diào)與否的標(biāo)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(guān)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(dá)到均衡點(diǎn)，較早的把光合同化產(chǎn)物分配到塊根中，增加了晉甘薯9號單株產(chǎn)量及商品薯重，提高產(chǎn)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(chǎn)量的90%～95%由葉片制造的光合同化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移而來，而葉綠素是植物葉片首要合成色素，是進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量高低與作物光合效能密切相關(guān)[17]。2處理在全生育期內(nèi)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(chǎn)物積累多，促進(jìn)了后期產(chǎn)量的形成。90 d兩處理葉綠素SPAD值相近；隨生育進(jìn)程推進(jìn)，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(chǎn)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(zhì)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(zhì)含量差異不顯著，A處理在栽后90 d時薯塊干物率達(dá)到最大31.14%，a處理在栽后110 d時薯塊干物率達(dá)到最大34.76%(圖6)。后期隨著光合同化產(chǎn)物快速向薯塊轉(zhuǎn)運(yùn)，薯塊膨大速率快，光合產(chǎn)物沒有完全轉(zhuǎn)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(zhì)生產(chǎn)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(chǎn)量及構(gòu)成因子的影響

從收獲期產(chǎn)量構(gòu)成看，A處理的單株結(jié)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(chǎn)5.94%，二者間差異不顯著；商品薯增產(chǎn)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(bǔ)了結(jié)薯數(shù)的降低，并最終獲得高產(chǎn)及較高的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 不同株行距處理對甘薯產(chǎn)量及構(gòu)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(dá)5%、 1%顯著水平。商品薯指單個薯塊重>150 g。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明, 在最適種植密度(48 000株·hm-2)下， a處理的生理指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性狀均好于A處理。a處理庫源關(guān)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(dá)到均衡點(diǎn)；生長70 d葉面積指數(shù)LAI值就達(dá)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(zhì)生產(chǎn)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(jié)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(chǎn)5.94%，差異不顯著；商品薯增產(chǎn)11.69%，差異達(dá)顯著水平。a處理通過提高單株薯重、商品薯重彌補(bǔ)了結(jié)薯數(shù)的降低，并最終獲得高產(chǎn)及較高的經(jīng)濟(jì)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(chǎn)潛力，提高作物群體產(chǎn)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(kuò)大,營養(yǎng)物質(zhì)分配失調(diào)，導(dǎo)致單株生產(chǎn)力降低，從而使群體各項(xiàng)生理指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(dá)到擴(kuò)源的目的, 提高光合效率，使植株個體發(fā)揮最大生產(chǎn)潛力，從而提高甘薯產(chǎn)量。這說明在一定的密度下調(diào)整株行距結(jié)構(gòu)對甘薯的產(chǎn)量有影響，每一個品種在適宜的栽培密度下還可以調(diào)整株行距結(jié)構(gòu)進(jìn)一步尋求高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)。