不同密度、氮磷鉀配比對甘薯產量和商品率的影響

李平芳，王紅梅，張艷麗，王海濤，王建峰，郭曉云，丁偉利，楊育峰

（1鄲城縣農業機械管理局，河南鄲城 477150；2鄲城縣農業科學研究所，河南鄲城 477150；3*河南省農業科學院糧食作物研究所甘薯研究室，鄭州 450002）

0 引言

甘薯種植密度、氮磷鉀肥料配比是影響甘薯產量和商品率的關鍵因素[1-3]。氮肥可以促進甘薯的干物質積累和塊根產量提高，而過量的氮肥會延遲結薯，導致地上部旺長，降低塊根產量[4]。喜鉀是甘薯的特征之一，對鉀的需求量大，增施鉀肥可以增加甘薯干物質向塊根中的分配比例，使干物質在地上部的分配率降低，抑制地上部莖葉徒長，改善薯塊鮮產，提高塊根產量[3,5-8]。與氮和鉀相比，甘薯對磷的需要量要少，磷的供給狀況對甘薯的正常生長和品質特性有重要影響，適量磷肥有利于甘薯塊根內干物質積累，促進產量提高[9-10]。因此，只有氮磷鉀合理配比施用，才能達到提高甘薯產量和商品率的目的[11-12]。種植密度是甘薯群體發育的基礎，適宜的密度可以在一定程度上協調作物個體與群體之間的關系，進而構建更加合理的有助于作物產量和品質提升的群體結構，較低的種植密度會降低光能的利用率，而較高的密度則會加劇群體植株間對光、水、肥的競爭[13-14]。

前人就密度或氮磷鉀配比對甘薯產量的影響進行了大量研究，認為種植密度、氮磷鉀配比對甘薯產量有顯著作用[14-16]，而對多密度水平和氮磷鉀多配比水平下的兩者組合效應研究較少，并且大多集中在對產量影響的研究上，對于商品率的影響則少有涉及。為探索獲得較高甘薯產量和商品率所適宜的密度和肥料配比，增加甘薯種植生產效益，2019、2020兩個年度選用河南省農業科學院糧食作物研究所培育的兼用型甘薯新品種‘鄭紅23’為材料，設置7個密度水平、7個氮磷鉀肥料配比水平和49個組合進行試驗，旨在為甘薯優質高效種植提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 參試材料

供試甘薯品種為兼用型‘鄭紅23’（豫鑒薯2013002），由河南省農業科學院甘薯研究室提供脫毒薯苗，供試氮肥為尿素含N 46.4%，磷肥為過磷酸鈣含P2O512%，鉀肥為硫酸鉀含K2O 52%。

1.2 試驗地土壤和氣候條件

本試驗分別于2019、2020年進行，2019年薯苗移栽時間6月8日，收獲時間10月27日，2020年薯苗移栽時間6月11日，收獲時間11月1日。地點都在鄲城縣胡集鄉大于村(N33.698°、E115.141°)。土質屬粘壤土，地力均勻平坦，排灌設施齊全。氣候屬溫帶季風氣候，海拔41.5 m。2019年6—10月平均氣溫26.5℃，比常年增加1.1℃，降雨量73.6 mm，比常年減少51.3 mm，日照時數232.6 h，比常年增加52.2 h。2020年6—10月平均氣溫26.8℃，比常年增加1.4℃，降雨量144.0 mm，比常年增加19.0 mm，日照時數173.2 h，比常年減少7.2 h。前茬作物均為小麥，產量8250 kg/hm2。

1.3 試驗設計

采取兩因素完全隨機設計法，因素A為密度，設7個水平，因素B為肥料，設7個N、P、K不同配比水平（表1）。兩因素組合設49個處理，每處理3次重復，共147個小區，每個小區6壟，單壟單行，壟距0.8 m，壟長8 m，每個小區約為38.4 m2，小區之間留寬1.5 m的過道，采取水平扦插法移栽薯苗。取各處理的所有重復，每重復取3穴進行考種，考種項目為：地上部分莖葉鮮重、地下部分鮮重（根鮮重）、商品薯鮮重（單個薯塊100 g以上的薯塊）、商品薯個數、單商品薯鮮重、單株結薯數、商品率（商品薯重/總薯重），常規田間管理。

表1 試驗設置因素和水平情況

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 2003和spss 22軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 分年度甘薯產量和商品率差異

2019年度，A5密度處理產量最高，為23009.31kg/hm2，A1最低，為20306.31 kg/hm2，B7肥料配比處理產量最高，為 23438.41 kg/hm2，B2最低，為20062.76 kg/hm2；A1密度處理商品率最高，為93.71%，A6最低，為89.41%，B2肥料配比處理商品率最高，為93.18%，B6最低，為89.28%。2020年度，A3密度處理產量最高，為 24930.21 kg/hm2，A6 最低，為 20662.41 kg/hm2；B7肥料配比處理處理最高，為24530.01 kg/hm2，B3最低，為21075.78 kg/hm2；A1密度處理商品率最高，為93.44%，A7最低，為86.65%，B7肥料配比處理商品率最高，為95.18%，B6最低，為88.59%（圖1、2）。

圖1 2個年度不同密度甘薯產量差異

圖2 2個年度不同氮磷鉀配比甘薯產量差異

2019、2020兩個年度相比，不同密度、肥料配比下甘薯的產量存在顯著差異(F=6.679，P=0.01<0.05)，商品率不存在顯著差異(F=0.055，P=0.814>0.05)。兩個年度在試驗條件基本一致的情況下，產量產生差異的主要原因可能是受氣候的影響，2020年6—10月降雨量比2019年同期增加70.4 mm，多95.7%，日照時數減少59.4 h，少25.5%，多雨寡照氣候情況下是否有利于甘薯產量的提高，還需進一步安排試驗研究得出結論（圖3、圖4）。

圖3 2個年度不同密度甘薯商品率差異

圖4 2個年度不同氮磷鉀配比甘薯商品率差異

2.2 不同密度對甘薯產量和商品率的影響

從表2看出，2019、2020年度，不同密度甘薯產量存在極顯著差異，A3最高，為22933.57 kg/hm2，A1最低，為20684.69 kg/hm2產量依次為A3>A4>A2>A5>A6>A7>A1，比平均值21881.65 kg/hm2高的有A3、A4、A2、A5，低的有A1、A7、A6，說明密度極顯著影響甘薯產量，隨著密度增加，甘薯產量有先升后降的趨勢，適宜密度在4.5萬株/hm2～6萬株/hm2之間。商品率也存在極顯著差異，A1最高，為93.58%，A7最低，為88.61%，商品率依次為A1>A3>A2>A5>A4>A6>A7，平均值為91.13%，比平均值大的有A1、A3、A2、A5，比平均值小的有A4、A6、A7，可以看出，密度能顯著甘薯商品率，隨著密度增加，甘薯商品率有逐漸下降趨勢。

表2 不同密度甘薯產量和商品率的差異

2.3 不同肥料配比對甘薯產量和商品率的影響

從表3看出，2019、2020年度，不同肥料配下甘薯產量有極限值差異，B7產量最高，為23984.21 kg/hm2，B3產量最低，為20569.27 kg/hm2，產量依次為B7>B2>B5>B1>B4>B6>B3，產量均比對照B7減產，減產幅度在4.83%～13.43%，其中B3、B6、B1、B4、B5減產極為顯著。不同肥料配比下商品率有極顯著差異，B7商品率最高，為92.82%，B6最低，為88.93%，依次為B7>B2>B3>B1>B4>B5>B6，除B2與對照B7基本持平，其他處理均低于對比。說明甘薯不同氮磷鉀配比施肥能極顯著影響甘薯的產量和商品率，以N:P:K=1:1:2較為適宜，B1、B3、B4、B5、B6都是高氮水平，產量和商品率都顯著低于對比B7，B6是高鉀水平，B5是低鉀水平，產量和商品率都顯著低于對照B7，氮磷鉀配比不合理都會顯著影響甘薯產量和商品率的提高。

表3 不同肥料配比甘薯產量和商品率的的差異

2.4 各個密度與肥料配比處理間甘薯產量及商品率的差異

從表4可以看出，各處理間產量不存在顯著差異(F=0.975，P=0.524>0.05)，高于全部處理平均值5%以上的有10個處理，分別為A3B7、A4B7、A2B7、A5B7、A3B2、A4B2、A6B7、A2B2、A7B7、A5B2，這些處理中，密度多有A3、A4、A5，肥料配比多有B2、B7，低于全部處理平均值5%以下的有10個處理，分別為A7B1、A7B4、A1B5、A6B6、A1B4、A6B3、A7B6、A7B3、A1B3、A1B6，這些處理中，密度多有A1、A6、A7，肥料配比多有B2、B7。各處理間商品率存在極顯著差異(F=2.150，P=0.00<0.01)，高于全部處理平均值2%以上的有 11 個處理，分別為 A1B2、A1B7、A3B2、A3B7、A1B3、A1B1、A2B2、A2B7、A1B4、A5B2、A1B5，這些處理中，密度多有A1、A2、A3，肥料配比多有B2、B7，低于全部處理平均值2%以下的有8個處理，分別為A5B6、A7B3、A7B1、A4B6、A6B6、A7B4、A7B5、A7B6，這些處理中，密度多有A6、A7，肥料配多有B6。

表4 各個密度與肥料配比處理甘薯農藝性狀、產量及商品率情況

續表4

2.5 不同密度、肥料配比下甘薯性狀與產量、商品率的相關性

從表5可以看出，產量與商品率呈極顯著正相關，與單株結薯數呈顯著正相關，與莖葉鮮重、冠根比呈極顯著負相關；商品率分別與莖葉鮮重、根鮮重、商品薯塊鮮重、商品薯塊個數、單商品薯塊鮮重、單株結薯數呈極顯著正相關，與冠根比呈極顯著負相關；莖葉鮮重與根鮮重、商品薯塊鮮重、單商品薯塊鮮均呈極顯著正相關；根鮮重與商品薯塊鮮重、商品薯塊個數、單商品薯塊鮮重、單株結薯數均呈極顯著正相關，與冠根比呈極顯著負相關；冠根比與商品薯塊個數、單株結薯數均呈極顯著負相關；商品薯塊鮮重與商品薯塊個數、單商品薯塊鮮重、單株結薯數均呈極顯著正相關；商品薯塊個數與單株結薯數呈極顯著正相關。說明要提高甘薯產量和商品率，合理的氮磷鉀配比施肥十分關鍵，給植株以充足的養分，促進甘薯地上部與地下部對營養的協調生長，盡量控制地上莖葉部分徒長，降低冠根比，增加單株結薯數。

表5 不同密度、肥料配比下甘薯性狀與產量、商品率的相關性

3 結論與討論

通過研究發現，種植密度能極顯著影響甘薯產量和商品率，隨著密度增加產量先升后降，商品率逐漸降低。原因是種植密度小容易形成商品薯，密度過大單株結薯數會降低，從而產量降低；而如果密度太小，雖然單株結薯數顯著增大，但由于種植株數少，群體產量也會降低，這和孫哲等[17]、楊育峰等[18]、呂樹立等等[19]研究的結果一致。本試驗分析表明，產量與商品率呈極顯著的正相關，與單株結薯數呈顯著正相關，與地上部莖葉鮮重、冠根比呈極顯著負相關。商品率分別與莖葉鮮重、根鮮重、商品薯塊鮮重、商品薯塊個數、單商品薯塊鮮重、單株結薯數呈極顯著正相關，與冠根比呈極顯著負相關，因此，合適的種植密度能夠優化甘薯個體與群體的關系，在充分發揮甘薯單株產量的基礎上，保證群體產量最大化。本實驗結果，密度3萬株/hm2產量最低，4.5萬株/hm2產量最高，5.25萬株/hm2產量次之，因此適宜密度為4.5萬株/hm2～5.25萬株/hm2，商品率雖然隨密度增加有逐漸下降趨勢，但也能達到90%以上。

合理的氮磷鉀配比施肥能協調甘薯地上部與地下部對營養的需求，給植株以充足的養分，促進植株地上部、地下部光合物質積累，改善甘薯的經濟性狀，增加結薯數、提高商品率，進而提高甘薯的產量和經濟效益[16,20]。在本試驗條件下結果分析，不同氮磷鉀配比均極顯著影響產量和商品率，N:P:K=1:1:2配比產量和商品率均最高，N:P:K=0.8:0.8:2配比次之。

不同密度和氮磷鉀配比兩因素相互作用下，產量不存在顯著差異，商品率存在極顯著差異，有10個處理的產量高于全部處理平均值的5%以上，有11個處理的商品率高于全部處理平均值的2%以上。這些處理中，密度大多在4.5萬株/hm2～5.25萬株/hm2之間，氮磷鉀配比大多在N(0.8-1):P(0.8-1):K(2)范圍。

甘薯生長期內氣候條件也是影響甘薯生產不可忽視的因素，本試驗2個年度氣候條件差異很大。2019年度降雨比往年平均少51.3 mm，日照時數比常年多52.2 h，2020年度降雨比往年平均多19.0 mm，日照時數比常年減少7.2 h。土壤水分和日照時長對甘薯產量和商品率的影響，以及土壤水分、日照時數、密度、肥料配比等因素相互作用對甘薯生長的影響，還需進一步安排試驗研究。

通過2年的試驗研究表明，甘薯種植密度為4.5萬株/hm2～5.25萬株/hm2、氮磷鉀配比為N(0.8-1):P(0.8-1):K(2)時，產量最高，達到22611.41kg/hm2～22933.57kg/hm2，商品率達到90.40%～92.30%，因此在此密度和氮磷鉀肥料配比下，甘薯不但能獲得較高的產量，而且具有較好的商品率。