垄膜栽培下不同株行距定植晋甘薯9号的研究

解晓红, 王凌云,吴慎杰，李江辉，王萌，吴宇浩，贾峥嵘，解红娥，武宗信

(山西省农科院 棉花研究所,山西 运城 044000)

甘薯是我国重要的低投入、高产出、耐干旱、耐瘠薄、多用途的粮食、饲料、工业原料和新型生物能源作物[1]。其营养丰富，保健功能奇特，不仅是传统食品，而且是现代人追求的功能食品，WTO评选甘薯为“十大最佳蔬菜之冠”[2]。

作物栽培技术是作物获得高产的核心技术。在同一种植密度下，合理配置作物株行距可使每个植株都能有效利用土壤的养分、水分、空间和光热能，发挥作物的最大生产潜力，提高作物群体产量[3]。近年来不同作物领域的学者对不同株行距栽植方式对作物生长和产量性状的影响进行了诸多的研究[4-10]。周勋波[5]等研究认为，同一密度下，夏大豆不同株行距配置方式，植株，分布均匀，可改善群体结构，增强光截获量，提高群体光能利用率和产量。苏明[11]等研究认为，甘薯在不同种植密度条件下，加宽行距有利于分枝数、单株鲜薯重、干物率、薯干和淀粉产量；缩小株距有利于提高鲜薯和薯干产量；加宽株距有利于提高分枝数、单株结薯数、单株鲜薯重和大中薯比例。但在最适种植密度下，不同株行距栽植模式对甘薯生长和产量性状的影响研究鲜有文献报道。

晋甘薯9号是山西省农科院棉花所系统杂交选育成的优良食用兼加工型品种，具有高产和品质优良等特性[12]，深受种植户、加工企业和消费者青睐。目前，晋甘薯9号是运城盆地及黄河金三角区主栽品种，种植面积连年稳中有升。然而受传统种植意识的影响，其栽培模式较为随意，收获的甘薯形状、大小参差不齐，导致商品率低下，经济效益差。以往的研究表明，运城黄土旱塬垄膜蓄水栽培件下晋甘薯9号种植的适宜密度为48 000株·hm-2[13]，为了在此基础上进一步提高晋甘薯9号的产量和质量,笔者试验以晋甘薯9号为试验材料，在黄土旱塬垄膜蓄水和适宜的种植密度下，研究不同株行距栽植对其生长及产量的影响，以期为甘薯种植及提质增效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

晋甘薯9号，由山西省农科院棉花所甘薯室提供和保存。

1.2 试验地概况

试验于2014-2015年在山西省农科院棉花所牛家凹试验农场进行2a重复试验。土壤质地为壤土，有机质12.36 g·kg-1，全氮0.74 g·kg-1，有效磷9.5 mg·kg-1、速效钾321.38 mg·kg-1，pH 7.53，年降雨量470～480 mm，前茬作物为棉花。

1.3 试验设计

为便于机械化种植、收获，试验设2个行距处理：a:0.8m、 A:1.0m；按种植密度48 000株·hm-2计算株距。a:0.8 m×0.26 m,小区面积24 m2，种植5垄，垄长6 m；A: 1.0 m×0.208 m，小区面积25 m2，种植5垄，垄长5 m。3次重复，采用随机区组设计。

2014年4月20日将渗混肥料(缓控释型)750 kg·hm-2作为基肥一次性施入，起垄覆膜，5月2日种植，10月19日收获；2015年4月26日将渗混肥料(缓控释型)750 kg·hm-2作为基肥一次性施入，起垄覆膜，5月4日种植，10月17日收获。全部采用高剪苗覆膜打孔栽植。各小区除株行距种植不同外，其余管理措施一致。

1.4 调查取样

分别于栽后50，70，90，110，140及收获期，在田间选取有代表性的植株，对地上部茎叶、地下部薯块取样，进行相关的生育性状田间观察记载。每处理调查5株。试验结果计算为两年的平均值。

1.5 测定项目与方法

叶绿素含量测定: SPAD502叶绿素仪。

叶面积指数(LAD)：参照“甘薯叶面积指数的测定法”[14]T/R比值：地上部茎叶鲜重与地下部块根之比。

薯块干物率测定：对所取植株薯块中部切丝混匀称重和烘干(先用60℃烘干，再用105℃高温烘干至恒重)薯块干物率=干重/鲜重×100%

产量的测定：收获时统计每小区单株结薯数、单株薯产量、商品薯产量、商品薯率等。

1.6 数据分析

实验数据统计分析用Microsoft Excel2007，DPS V7.05进行方差分析。

2 结果与分析

2.1不同株行距栽植对茎叶量和鲜薯重的影响

在甘薯各生育期不同株行距栽植甘薯茎叶生长和薯块生长趋势基本一致，a处理好于A处理。晋甘薯9号是一个短蔓型甘薯品种，在种植密度相同的情况下，a处理使每个植株都能充分利用有效的土壤空间和养分，也能很好的利用光热资源，单株生产力强；A处理垄宽使得植株不能完全利用土壤空间、养分，而株距密使得植株间茎叶相互遮叠，光合效率差，导致单株生产力降低(图1和图2)。

图1 不同处理对不同时期单株鲜薯重的影响

图2 不同处理对不同时期单株茎叶生长的影响

2.2 不同株行距栽植对叶面积指数LAI的影响

甘薯适宜的叶面积指数为以3～4左右为好，以3.5左右净同化率最高[15]。叶面积指数和产量正相关，在一定范围内保持较大的叶面积指数是取得高产的基础。笔者试验中，整个生育期内不同株行距处理叶面积指数变化趋势均呈低-高-低单峰曲线(图3)。a处理单株个体发育好，茎叶生长较旺盛，生长70 d叶面积指数LAI值就达到3以上，90 d峰值时较A处理高11.84%。在甘薯整个生育期a处理叶面积指数LAI值始终高于A处理，为后期的甘薯高产奠定了基础。

图3 不同处理对不同时期叶面积指数LAI值的影响

2.3 不同株行距栽植对蔓薯比(T/R)的影响

蔓薯比(T/R值)表示甘薯地上部和地下部生长的动态变化，是光合产物分配状况及其源库协调与否的标志[16]。2个处理处理的蔓薯比均随生育期延长而降低，50～90 d T/R下降速率较快，90～140 d下降平缓(图4)。a处理库源关系合理，110 d T/R值1.03(图4)，较A处理提前20 d左右使茎叶生长和薯块生长达到均衡点，较早的把光合同化产物分配到块根中，增加了晋甘薯9号单株产量及商品薯重，提高产量；A处理植株可能受空间或养分均衡能力的影响，整个生育期T/R值高于a处理(图4)。

图4 不同处理对不同时期蔓薯比(T/R)的影响

2.4 不同株行距栽植对叶绿素SPAD的影响

甘薯块根产量的90%～95%由叶片制造的光合同化产物转移而来，而叶绿素是植物叶片首要合成色素，是进行光合作用的物质基础，其含量高低与作物光合效能密切相关[17]。2处理在全生育期内叶绿素含量变化均呈倒“S”型动态变化(图5)。甘薯生长中前期，a处理叶绿素SPAD值高于A处理，甘薯茎叶生长旺盛健壮，光合同化产物积累多，促进了后期产量的形成。90 d两处理叶绿素SPAD值相近；随生育进程推进，A处理叶绿素SPAD值高于a处理，为后期甘薯的快速膨大提供较多的同化产物，但二者之间叶绿素SPAD值差异不显著(图5)。

图5 不同处理对不同时期叶绿素SPAD的影响

2.5 不同株行距栽植对薯块干率变化动态的影响

甘薯薯块干物率高即意味着甘薯品质好、淀粉含量高和贮藏性好。甘薯生长前期(栽后0～70 d)，2个处理间薯块干物质含量差异不显著，A处理在栽后90 d时薯块干物率达到最大31.14%，a处理在栽后110 d时薯块干物率达到最大34.76%(图6)。后期随着光合同化产物快速向薯块转运，薯块膨大速率快，光合产物没有完全转化为淀粉，因此薯块干物率下降。在甘薯生长后期，a处理由于分枝多、光合面积适宜，干物质生产和积累多，薯块干物率高于A处理(图6)。

图6 不同处理对不同时期薯块干物率变化动态的影响

2.6 不同株行距栽植对甘薯产量及构成因子的影响

从收获期产量构成看，A处理的单株结薯数较a处理多，而单株薯重、商品薯重则小于a处理。a处理较A处理鲜薯增产5.94%，二者间差异不显著；商品薯增产11.69%，二者间差异显著(表1)。a处理通过提高单株薯重、商品薯重弥补了结薯数的降低，并最终获得高产及较高的经济效益。

表1 不同株行距处理对甘薯产量及构成因子分析

注：同一列中字母相同者表示无显著差异，小写字母和大写不同者分别表示达5%、 1%显著水平。商品薯指单个薯块重>150 g。

3 结论与讨论

研究结果表明, 在最适种植密度(48 000株·hm-2)下， a处理的生理指标和经济性状均好于A处理。a处理库源关系合理，110 d T/R值为1.03，较A处理提前20 d左右使茎叶生长和薯块生长达到均衡点；生长70 d叶面积指数LAI值就达到3以上，90 d峰值时较A处理高11.84%；生长后期，a处理由于分枝多、光合面积适宜，干物质生产和积累多，薯块干物率高于A处理。虽然收获期A处理单株结薯数较a处理平均多0.2个，但单株薯重、商品薯重小于a处理。a处理较A处理鲜薯增产5.94%，差异不显著；商品薯增产11.69%，差异达显著水平。a处理通过提高单株薯重、商品薯重弥补了结薯数的降低，并最终获得高产及较高的经济效益。

相同种植密度下，合理利用作物有效土壤面积配置株行距，可使植株分布合理，有效利用土壤养分、水分、空间、光能，发挥作物的最大生产潜力，提高作物群体产量。晋甘薯9号是一个短蔓型甘薯品种，宽垄距窄株距种植，植株个体间不能完全利用土壤空间、养分，无效土壤面积和光损失扩大,营养物质分配失调，导致单株生产力降低，从而使群体各项生理指标和经济指标降低。窄垄宽株距种植可改善植株个体的生育状况, 增加群体叶面积指数, 达到扩源的目的, 提高光合效率，使植株个体发挥最大生产潜力，从而提高甘薯产量。这说明在一定的密度下调整株行距结构对甘薯的产量有影响，每一个品种在适宜的栽培密度下还可以调整株行距结构进一步寻求高产和优质。