豆-薯-麥三熟模式下種植密度對甘薯品種農藝性狀及產量的影響

鄧軍波，劉 歆，陳 艷，楊 芳，汪嬡嬡，何 念，吳吉平

（荊門（中國農谷）農業科學研究院，湖北 荊門 448000）

江漢平原是中國糧食作物的主產區之一，農業生產上存在許多不同的栽培種植制度。湖北省荊門市地處江漢平原腹部，大豆-冬小麥是當地一種主要的種植模式，早熟大豆8月中旬收獲，冬小麥10月底播種，農田有2個多月的空閑期。為了提高土地利用效率和增加農民經濟收入，探索豆-薯-麥一年三熟的輪作種植模式，該模式在保證傳統大豆-冬小麥正常播種收獲的前提下，同時新增一季甘薯生產，可以有效提高土地復種指數和生產效率，同時提高糧食生產的經濟效益［1］。

甘薯作為中國重要的糧食作物［2］，發展甘薯產業對農業結構調整、增加糧食產量和農民收入、促進農村經濟發展均具有重要意義。合理的栽培種植密度可以有效提高甘薯產量［3，4］。劉亞軍等［5］通過研究栽培方式和種植密度對甘薯結薯習性和產量的影響，結果表明，生產上采用水平栽密度60 000株/hm2，甘薯產量較高；閆會等［6］通過研究種植密度對甘薯農藝性狀和結薯習性的影響，結果表明，甘薯單株薯重隨種植密度的增高而降低，而鮮薯產量隨著種植密度的增加而升高；林子龍［7］通過研究種植密度和鉀肥對甘薯產量的影響，結果表明，在低鉀肥水平下，甘薯產量隨種植密度的增加而增加；劉中華等［8］通過研究種植密度對甘薯農藝性狀及產量的影響，結果表明，不同甘薯品種需要搭配適宜的栽培種植密度進行種植才能獲得高產；賈趙東等［9］通過研究種植密度對甘薯干物質積累和產量的影響，結果表明，蘇薯15在種植密度49 500株/hm2的條件下更有利于發揮其生產潛力并提高產量。可見，合理的種植密度可以有效提高甘薯產量。此外，品種特性也是影響甘薯產量的主要因素之一［10-12］，且不同品種的經濟價值也存在較大差異。因此，在選用合理的種植密度來確保甘薯高產的前提下，還需要搭配合適的品種才能實現經濟效益的最大化。為選擇適宜豆-薯-麥三熟模式的甘薯品種及配套栽培密度，本研究以結薯早的龍薯9號、心香和普薯32號3個甘薯品種為試驗材料進行大田試驗，探究江漢平原豆-薯-麥三熟制下適宜的甘薯品種及種植密度，以期為提高甘薯產量和經濟效益提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2020年在荊門（中國農谷）農業科學研究院團林試驗基地進行，試驗地塊平整，土壤肥力中上等且較一致，前茬作物為大豆。

1.2 試驗材料

供試甘薯品種為龍薯9號、心香、普薯32號。

1.3 試驗方法

采用隨機區組設計，各品種均設置3種種植密度，分別為60 000（D1）、67 500（D2）、75 000（D3）株/hm2。試驗設3次重復，小區面積為18 m2（3.6 m×5.0 m），行間距0.6 m，6行區種植，中間2行為計產小區，單株栽苗，試驗地周圍設置保護行。試驗品種于8月15日種植，10月29日收獲。田間管理同常規大田生產。

1.4 測定方法

在甘薯收獲期選取除邊行外長勢相近的10株甘薯，用于分枝數、莖粗、蔓長等指標的測定。收獲中間2行，計算小區鮮薯產量，然后折算單位面積產量。同時按照以下標準調查甘薯結薯習性：小薯為20～100 g；大中薯為100 g及100 g以上；商品薯率=大中薯產量/鮮薯產量×100%。

1.5 數據處理及分析

利用Microsoft Excel 2007軟件進行數據處理，利用SPSS 26.0軟件進行方差分析（LSD法）和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同種植密度下3個甘薯品種地上部農藝性狀表現

不同種植密度下3個甘薯品種地上部農藝性狀的表現如表1所示，不同種植密度下各甘薯品種地上部農藝性狀無顯著差異，但同一種植密度下不同甘薯品種間大部分存在顯著差異。在同一種植密度下，龍薯9號、心香的莖粗均顯著高于普薯32號；龍薯9號、心香、普薯32號的分枝數、蔓長均存在顯著差異，其中龍薯9號分枝數最多，普薯32號蔓長最長。結果表明，種植密度對甘薯品種的地上部農藝性狀無顯著影響，品種特性是影響其性狀表現的關鍵因素。

表1 不同種植密度下3個甘薯品種的地上部農藝性狀表現

2.2 不同種植密度下3個甘薯品種產量相關性狀表現

由表2可知，不同種植密度對各甘薯品種產量相關性狀的影響不同。在小薯產量方面，D1、D2處理下的龍薯9號、普薯32號的小薯產量均顯著高于D3處理；心香的小薯產量在D1、D2、D3處理間均存在顯著差異，D1處理小薯產量最高，D3處理最低。在大中薯產量和鮮薯產量上，D2處理下的龍薯9號顯著高于D1、D3處理，D1、D2處理下的心香均顯著高于D3處理，而普薯32號在D1、D2、D3處理間均無顯著差異。此外，同一密度下不同品種間的小薯產量、大中薯產量、鮮薯產量大部分存在顯著差異。D1、D2、D3處理下，龍薯9號的小薯產量、大中薯產量、鮮薯產量均顯著高于心香、普薯32號。結果表明，種植密度對甘薯產量相關性狀有顯著影響，合理的種植密度可以提高甘薯的商品薯率，品種特性是決定甘薯產量的關鍵因素。

表2 不同種植密度下3個甘薯品種產量相關性狀的表現

2.3 甘薯主要性狀的雙因素方差分析結果

為了進一步明確品種和種植密度對甘薯相關性狀的影響，對其進行雙因素方差分析，結果（表3）表明，種植密度對甘薯地上部性狀和商品薯率無顯著影響，品種對甘薯地上部農藝和商品薯率有顯著或極顯著影響，且在地上部性狀方面，品種和種植密度間不存在交互作用；但品種和種植密度對甘薯產量性狀均有極顯著和顯著影響，且在產量方面，品種和種植密度間存在顯著的交互作用。進一步表明，種植密度和品種特性對甘薯產量性狀均有明顯影響，而品種特性也是決定甘薯地上部性狀的關鍵因素。

表3 甘薯主要農藝性狀的雙因素方差分析

2.4 甘薯主要性狀的相關性分析結果

由表4可知，甘薯鮮薯產量與分枝數、大中薯產量、小薯產量以及商品薯率均呈極顯著的正相關，分枝數與大中薯產量、商品薯率也呈極顯著正相關，說明不同種植密度下提高甘薯分枝數有利于提高甘薯大中薯產量，從而有利于提高甘薯的商品薯率。同時分枝數與甘薯莖粗呈極顯著正相關，與蔓長呈極顯著負相關，說明減少蔓莖比有利于提高分枝數，從而有利于提高甘薯的商品薯率。商品薯率與莖粗呈顯著正相關，與蔓長呈顯著負相關，說明蔓莖越粗、蔓粗越短，越有利于提高甘薯的商品薯率。表明，品種特性和種植措施對甘薯產量和商品薯率有較大的影響。

表4 甘薯主要性狀的相關性分析

2.5 不同種植密度下3個甘薯品種經濟效益的分析

不同的種植密度條件下，各品種甘薯的商品薯產量存在差異，隨著種植密度的增加，種植成本也增加，同時品種自身的商業價格也存在差異，從而導致經濟效應存在差異。以近年來甘薯大致收購價格來計算，不同處理下3個甘薯品種經濟效益存在較大差異，甘薯品種心香在D1處理下經濟效益最高，達16 901元/hm2；3種處理下龍薯9號的商品薯產量均高于其他品種，但由于龍薯9號單價較低，導致其經濟效益不高，最高僅為9 568元/hm2；而普薯32號由于商品薯產量和收購單價均較低，因此3種處理下其經濟效益均為負值。表明在保證商品薯產量較高的前提下，同時搭配單價相對較高的甘薯品種，才能實現經濟效益的最大化（表5）。

表5 不同種植密度下3個甘薯品種經濟效益的分析

3 討論

3.1 品種和種植密度對甘薯地上部農藝性狀的影響

種植密度影響作物地上部植株的生長發育，而地上部植株的生長發育狀況直接影響作物的光合作用，進而影響作物養分的吸收、累積和運輸，對作物的生長發育有重要意義［13，14］。本研究中，龍薯9號、心香、普薯32號在不同種植密度條件下，單株分枝數、莖粗及蔓長等地上部農藝性狀無明顯差異；但同一種植密度下，不同品種間地上部農藝性狀大部分存在顯著差異。表明種植密度對甘薯地上部農藝性狀無顯著影響，不同甘薯品種間的地上部性狀存在顯著差異，且品種和種植密度對甘薯地上部農藝性狀不存在交互作用，說明品種特性是決定甘薯地上部農藝性狀的關鍵因素。

3.2 品種和種植密度對甘薯產量及經濟效益的影響

合理的種植密度對于提高甘薯產量是重要的。孫哲等［15］的研究表明，合理的種植密度可以加快甘薯塊根膨大速率，從而增加甘薯干物質的累積，提高甘薯產量；Zhang等［16］的研究結果發現，密度過大會導致甘薯的生長中根系發育受到抑制，從而造成甘薯薯塊變小，失去商業價值。本研究中，龍薯9號隨著種植密度的增加甘薯產量呈先上升后降低的趨勢，密度適中時產量最高；心香和普薯32號隨著種植密度的增加產量逐漸下降，密度較低時產量最高。同一種植密度下，龍薯9號的產量顯著高于心香和普薯32號，但是由于單價較低，導致經濟效益顯著低于心香。在對甘薯產量的影響效應中，品種和種植密度對甘薯產量均有顯著影響，且品種與種植密度有極顯著的交互作用。由此可知，品種和種植密度是決定甘薯產量的關鍵因素，不同品種需要搭配合理的種植密度才能實現高產，并且由于不同甘薯品種的收購價格存在較大差異，在保證甘薯產量較高的前提下，還需要選擇單價相對較高的品種才能實現甘薯生產經濟效益的最大化。

4 小結

種植密度對甘薯地上部農藝性狀無顯著影響，品種特性是決定甘薯地上部農藝性狀的關鍵因素。品種和種植密度對甘薯產量均有顯著影響，適宜的種植密度可以提高甘薯產量，在保證甘薯產量較高的前提下，同時還需要選擇單價相對較高的品種才能實現甘薯生產經濟效益的最大化。在江漢平原豆-薯-麥三熟制下，選用甘薯品種心香在60 000株/hm2密度條件下種植，經濟效益最高。