種莖種植方式及芽向?qū)δ臼磙r(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響

宋記明，段春芳，張林輝，劉 倩，姜太玲，李月仙，嚴(yán) 煒，劉光華*，黃 潔

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所/農(nóng)業(yè)部保山熱帶作物科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站/保山全心農(nóng)業(yè)科技有限公司，云南 保山 678000;2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶作物品種資源研究所/農(nóng)業(yè)部木薯種質(zhì)資源保護(hù)與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 儋州 571737)

木薯(ManihotesculentaCrantz)是大戟科木薯屬植物，其地下塊根含有豐富的淀粉，素有“地下糧倉、淀粉之王和特用作物”的美稱，與甘薯、馬鈴薯并稱為世界三大薯類作物，年產(chǎn)量超億噸[1]。目前，全球木薯廣泛栽培于南北緯30°之間、海拔2000 m以下、年均氣溫18 ℃以上的熱帶和部分亞熱帶地區(qū)，主要分布在非洲、南美洲和東南亞等國(guó)家[2]。中國(guó)木薯主要集中在廣西、廣東、海南和云南等亞熱帶地區(qū)。采用種莖種植木薯，種植方式有平放、斜插、直插3種，不同于使用種子播種的其他作物，除具有行向特征外，在平放、斜插種植時(shí)還具有芽眼朝向的區(qū)別，但在種植時(shí)，人們常隨意在種植穴或溝中丟放種莖，不關(guān)心其種莖芽眼的朝向[3-5]。近年來，黃潔[6]、鄭剛輝[4]等先后在東經(jīng)109°30′、北緯19°30′的海南儋州，東經(jīng)109°10′、北緯21°36′的廣西合浦，開展種莖芽眼朝向?qū)δ臼懋a(chǎn)量性狀的影響試驗(yàn)，平放種植的鮮薯、薯干和淀粉的產(chǎn)量排序依次為向南>向西>向北>向東，斜插種植的鮮薯、薯干和淀粉的產(chǎn)量排序依次為向東>向南>向西>向北。由于上述試驗(yàn)結(jié)果是在北回歸線以南的沿海平地獲得，該結(jié)果是否適用于北回歸線以北地區(qū)以及其他不同生態(tài)類型地區(qū)，值得進(jìn)一步研究。為此，筆者在北回歸線以北且是干熱河谷的云南省保山地區(qū)，開展木薯種植方式和種莖芽眼朝向的兩因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，進(jìn)一步完善種莖的種植方式與芽向?qū)δ臼懋a(chǎn)量影響的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)地設(shè)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗(yàn)基地內(nèi)，位于保山市隆陽區(qū)潞江鎮(zhèn)怒江西岸，地處東經(jīng)98°53′03″，北緯24°57′55″，海拔695 m。屬低緯度熱帶季風(fēng)雨林偏干熱河谷過渡類型氣候，氣候干熱少雨，地表蒸發(fā)量大，干濕季分明，光照充足，年溫差小，晝夜溫差大。年平均氣溫21.5 ℃，絕對(duì)最高溫40.4 ℃，絕對(duì)最低溫0.2 ℃，全年基本無霜，≥10 ℃年活動(dòng)積溫7800.0 ℃·d，年日照時(shí)數(shù)2333.7 h，年平均降雨量755.3 mm，年蒸發(fā)量2111.5 mm，年均空氣濕度70%。試驗(yàn)地為沖積母質(zhì)發(fā)育的砂壤土，pH值6.5～7.0，有機(jī)質(zhì)含量1.3%，速效磷17.2 mg/kg，速效鉀 136.4 mg/kg，硝態(tài)氮9.37 mg/kg、銨態(tài)氮6.3 mg/kg。種植試驗(yàn)期間是該區(qū)域雨水較多的年份，在木薯生長(zhǎng)過程中，4～5月較少雨水，6～10月較多雨水。

1.2 供試品種

華南205(SC205)又名細(xì)葉木薯，最早自菲律賓引入廣東，再傳入海南和廣西等地，后經(jīng)中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育而成，是目前中國(guó)栽培面積最大的高產(chǎn)品種，頂端分枝部位高，分枝少，適應(yīng)性強(qiáng)，長(zhǎng)勢(shì)旺盛，結(jié)薯淺生集中。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)為兩因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，將種植方式(A)設(shè)置2個(gè)水平，分為平放(A平)和斜插(A斜)；芽眼朝向(B)設(shè)置4個(gè)水平，分為向東(B東)、向南(B南)、向西(B西)和向北(B北)；2個(gè)因素組合成8個(gè)處理，每個(gè)處理4次重復(fù)。小區(qū)面積為25.6 m2，共4行，每行8株，行距為1.0 m，株距為0.8 m。

2016年4月12日種植，植前有降雨，土壤濕潤(rùn)。平地鋪0.5 m寬黑膜，取膜兩側(cè)泥土蓋住膜邊，將黑膜覆蓋處整成0.10～0.12 m高、0.6 m寬的低平壟面。在平放種植的處理區(qū)，根據(jù)株行距及預(yù)定的種莖芽向，在壟中線上破膜平放木薯種莖，然后取壟溝泥土覆蓋種莖；在斜插種植的處理區(qū)，根據(jù)株行距及預(yù)定的種莖芽向，將木薯種莖呈45°角左右斜插于壟中線上，留2～3個(gè)芽眼朝上露土。植后芽前，噴施乙草胺進(jìn)行萌前除草；全生長(zhǎng)期不施肥也不灌溉，常規(guī)管理。2017年2月23日，排除小區(qū)的邊行效應(yīng)，從各小區(qū)中間的12株木薯中，隨機(jī)選擇10株進(jìn)行測(cè)產(chǎn)，生育期為317 d。

1.3.2 觀測(cè)項(xiàng)目及方法 植后2個(gè)月調(diào)查各小區(qū)的成活株數(shù)。收獲時(shí)，調(diào)查各小區(qū)的木薯產(chǎn)量性狀，單株結(jié)薯數(shù)是直徑3.0 cm以上的單株薯塊數(shù)量；單株薯塊鮮重是每株薯塊的鮮重；單株莖葉鮮重是除薯塊外的莖葉(含纖維根)鮮重；收獲指數(shù)=單株薯塊鮮重/(單株莖葉鮮重+單株薯塊鮮重)。根據(jù)國(guó)際熱帶農(nóng)業(yè)中心制定的公式，稱5.0 kg左右的鮮薯測(cè)量空中重和水中重，計(jì)算鮮薯干物率和鮮薯粗淀粉含量。

鮮薯干物率/%=158.3×[空中重/(空中重-水中重)]-142.0

鮮薯粗淀粉含量/%=210.8×[空中重/(空中重-水中重)]-213.4

成活率/%=成活株數(shù)/種植株數(shù)

鮮薯產(chǎn)量是調(diào)查各小區(qū)的鮮薯重量后折算為國(guó)際單位。

薯干產(chǎn)量/(t/hm2)=鮮薯產(chǎn)量×鮮薯干物率

淀粉產(chǎn)量/(t/hm2)=鮮薯產(chǎn)量×鮮薯粗淀粉含量[6]。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 用Excel 2003軟件計(jì)算出各小區(qū)的單株農(nóng)藝性狀平均數(shù)，并將各小區(qū)鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量折算成公頃產(chǎn)量。用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)(4次重復(fù))進(jìn)行方差分析和多重比較，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 方差分析及F測(cè)驗(yàn)

SC205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的結(jié)果方差分析及F測(cè)驗(yàn)見表1。區(qū)組間的各個(gè)性狀均達(dá)極顯著差異，這主要是由于不同區(qū)組的土壤肥力影響所致。從表1可知，不同種植方式間，成活率、薯干產(chǎn)量均達(dá)顯著差異水平，單株鮮薯重、收獲指數(shù)達(dá)極顯著差異水平；不同芽眼朝向間，單株薯數(shù)、單株鮮薯重、薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量均達(dá)顯著差異水平；但在種植方式與芽眼朝向的互作間，木薯的農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀均未達(dá)到顯著差異水平。比較F值，種植方式對(duì)木薯農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量性狀的影響大于種莖芽眼朝向。

表1 SC205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的結(jié)果方差分析及F測(cè)驗(yàn)

2.2 種植方式對(duì)木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響

種植方式對(duì)SC205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響見表2。成活率、鮮薯干物率、鮮薯粗淀粉含量以斜插種植的最高，相較平放種植,其成活率達(dá)到顯著差異水平。單株薯數(shù)、單株鮮薯重、收獲指數(shù)、鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量以平放種植最高，其中，相較斜插種植，單株鮮薯重和收獲指數(shù)差異達(dá)到極顯著水平，平放比斜插增產(chǎn)鮮薯22.5%、薯干19.9%、淀粉17.6%，鮮薯、薯干產(chǎn)量達(dá)到顯著水平。

表2 種植方式對(duì)SC205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響

2.3 芽向?qū)δ臼磙r(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響

芽向?qū)C205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響見表3。不同芽向處理的成活率均較高且差異較小；收獲指數(shù)的排序?yàn)锽東>B南>B西>B北，芽眼向東比向北提高12.8%，達(dá)顯著差異水平；鮮薯干物率、鮮薯粗淀粉含量均為B東>B西>B南>B北，其最高的芽眼向東比最低的芽眼向北分別提高5.6%、11.6%；單株薯數(shù)、單株鮮薯重、鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量均為B南>B東>B西>B北，芽眼向南比向北提高單株薯數(shù)21.5%、單株鮮薯重33.1%，增產(chǎn)鮮薯34.1%、薯干38.0%、淀粉42.0%，均達(dá)顯著差異水平。

表3 芽向?qū)C205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響

2.4 種植方式與芽向互作對(duì)木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響

種植方式與芽向互作對(duì)SC205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響見表4。不同處理間的鮮薯干物率和鮮薯粗淀粉含量差異不顯著。平放種植的不同芽向處理的單株薯數(shù)、單株鮮薯重、鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量基本表現(xiàn)為種莖芽眼B南>B東>B北>B西，上述的向南處理的指標(biāo)分別比向西處理的顯著提高20.96%、35.25%、40.82%、42.68%、44.29%。斜插種植不同芽向處理的單株薯數(shù)、單株鮮薯重、鮮薯產(chǎn)量、薯干產(chǎn)量、淀粉產(chǎn)量基本表現(xiàn)為種莖芽眼B東>B南>B西>B北，上述的向東處理指標(biāo)分別比向北顯著或極顯著提高38.05%、50.72%、50.02%、60.94%、71.80%。

表4 種植方式與芽向互作對(duì)SC205木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的影響

3 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，種植方式和種莖芽眼朝向均對(duì)木薯農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀產(chǎn)生較大影響，種植方式帶來的影響大于芽向；在種植方式中，平放優(yōu)于斜插；在芽向中，木薯產(chǎn)量呈現(xiàn)芽眼向南>向東>向西>向北。本試驗(yàn)的斜插種植方式木薯產(chǎn)量呈現(xiàn)種莖芽眼向東>向南>向西>向北，這與鄭剛輝等[4]在北回歸線以南北緯21°36′廣西區(qū)合浦縣的起壟斜插SC205木薯種莖芽向試驗(yàn)，以及宋記明等[7]在北回歸線以北北緯24°57′云南省保山市的平地鋪膜斜插SC205、GR4木薯芽向試驗(yàn)的研究結(jié)果一致，其木薯產(chǎn)量高低排序均為順時(shí)針趨勢(shì)。

此外，黃潔等[6]在北回歸線以南北緯19°30′海南省儋州市平地平放種植SC8木薯種莖芽向試驗(yàn)，以及鄭剛輝等[4]在北回歸線以南北緯21°36′廣西區(qū)合浦縣起壟平放種植SC205木薯芽向試驗(yàn)，其平放種植方式木薯產(chǎn)量均呈現(xiàn)種莖芽眼向南>向西>向北>向東(順時(shí)針趨勢(shì))，這與本試驗(yàn)中的平放種植方式木薯產(chǎn)量呈現(xiàn)種莖芽眼向南>向東>向北>向西(逆時(shí)針趨勢(shì))的排序不同，而相同的是均以種植種莖芽眼向南為最高產(chǎn)。

綜合木薯產(chǎn)量高低排序的結(jié)論，在北回歸線以南或以北地區(qū)，斜插法均為順時(shí)針趨勢(shì)，但在北回歸線以南地區(qū)的平放法為順時(shí)針趨勢(shì)，而北回歸線以北地區(qū)的平放法為逆時(shí)針趨勢(shì)。由于不同的輻射和光照條件會(huì)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生不同的影響[8]，那么，地處北回歸線以南或以北地區(qū)的四季光照變化，以及不同種植方式、芽向、生態(tài)區(qū)域、木薯品種等因素是否都對(duì)木薯產(chǎn)量高低排序產(chǎn)生較大影響，值得進(jìn)一步研究。

云南木薯種植區(qū)為雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，具有氣候多樣、地形復(fù)雜、坡耕地小而分散等特點(diǎn)，為保證木薯出苗率，傳統(tǒng)上多采用斜插的種植方式。鑒此，在云南干熱河谷區(qū)斜插種植木薯時(shí)，建議以種莖芽眼向東為優(yōu)，但在云南的濕熱區(qū)或降雨較多年份，建議考慮采用種莖芽眼向南的平放種植方式。

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