豆-薯-麦三熟模式下种植密度对甘薯品种农艺性状及产量的影响

邓军波，刘 歆，陈 艳，杨 芳，汪嫒嫒，何 念，吴吉平

（荆门（中国农谷）农业科学研究院，湖北 荆门 448000）

江汉平原是中国粮食作物的主产区之一，农业生产上存在许多不同的栽培种植制度。湖北省荆门市地处江汉平原腹部，大豆-冬小麦是当地一种主要的种植模式，早熟大豆8月中旬收获，冬小麦10月底播种，农田有2个多月的空闲期。为了提高土地利用效率和增加农民经济收入，探索豆-薯-麦一年三熟的轮作种植模式，该模式在保证传统大豆-冬小麦正常播种收获的前提下，同时新增一季甘薯生产，可以有效提高土地复种指数和生产效率，同时提高粮食生产的经济效益［1］。

甘薯作为中国重要的粮食作物［2］，发展甘薯产业对农业结构调整、增加粮食产量和农民收入、促进农村经济发展均具有重要意义。合理的栽培种植密度可以有效提高甘薯产量［3，4］。刘亚军等［5］通过研究栽培方式和种植密度对甘薯结薯习性和产量的影响，结果表明，生产上采用水平栽密度60 000株/hm2，甘薯产量较高；闫会等［6］通过研究种植密度对甘薯农艺性状和结薯习性的影响，结果表明，甘薯单株薯重随种植密度的增高而降低，而鲜薯产量随着种植密度的增加而升高；林子龙［7］通过研究种植密度和钾肥对甘薯产量的影响，结果表明，在低钾肥水平下，甘薯产量随种植密度的增加而增加；刘中华等［8］通过研究种植密度对甘薯农艺性状及产量的影响，结果表明，不同甘薯品种需要搭配适宜的栽培种植密度进行种植才能获得高产；贾赵东等［9］通过研究种植密度对甘薯干物质积累和产量的影响，结果表明，苏薯15在种植密度49 500株/hm2的条件下更有利于发挥其生产潜力并提高产量。可见，合理的种植密度可以有效提高甘薯产量。此外，品种特性也是影响甘薯产量的主要因素之一［10-12］，且不同品种的经济价值也存在较大差异。因此，在选用合理的种植密度来确保甘薯高产的前提下，还需要搭配合适的品种才能实现经济效益的最大化。为选择适宜豆-薯-麦三熟模式的甘薯品种及配套栽培密度，本研究以结薯早的龙薯9号、心香和普薯32号3个甘薯品种为试验材料进行大田试验，探究江汉平原豆-薯-麦三熟制下适宜的甘薯品种及种植密度，以期为提高甘薯产量和经济效益提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在荆门（中国农谷）农业科学研究院团林试验基地进行，试验地块平整，土壤肥力中上等且较一致，前茬作物为大豆。

1.2 试验材料

供试甘薯品种为龙薯9号、心香、普薯32号。

1.3 试验方法

采用随机区组设计，各品种均设置3种种植密度，分别为60 000（D1）、67 500（D2）、75 000（D3）株/hm2。试验设3次重复，小区面积为18 m2（3.6 m×5.0 m），行间距0.6 m，6行区种植，中间2行为计产小区，单株栽苗，试验地周围设置保护行。试验品种于8月15日种植，10月29日收获。田间管理同常规大田生产。

1.4 测定方法

在甘薯收获期选取除边行外长势相近的10株甘薯，用于分枝数、茎粗、蔓长等指标的测定。收获中间2行，计算小区鲜薯产量，然后折算单位面积产量。同时按照以下标准调查甘薯结薯习性：小薯为20～100 g；大中薯为100 g及100 g以上；商品薯率=大中薯产量/鲜薯产量×100%。

1.5 数据处理及分析

利用Microsoft Excel 2007软件进行数据处理，利用SPSS 26.0软件进行方差分析（LSD法）和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植密度下3个甘薯品种地上部农艺性状表现

不同种植密度下3个甘薯品种地上部农艺性状的表现如表1所示，不同种植密度下各甘薯品种地上部农艺性状无显著差异，但同一种植密度下不同甘薯品种间大部分存在显著差异。在同一种植密度下，龙薯9号、心香的茎粗均显著高于普薯32号；龙薯9号、心香、普薯32号的分枝数、蔓长均存在显著差异，其中龙薯9号分枝数最多，普薯32号蔓长最长。结果表明，种植密度对甘薯品种的地上部农艺性状无显著影响，品种特性是影响其性状表现的关键因素。

表1 不同种植密度下3个甘薯品种的地上部农艺性状表现

2.2 不同种植密度下3个甘薯品种产量相关性状表现

由表2可知，不同种植密度对各甘薯品种产量相关性状的影响不同。在小薯产量方面，D1、D2处理下的龙薯9号、普薯32号的小薯产量均显著高于D3处理；心香的小薯产量在D1、D2、D3处理间均存在显著差异，D1处理小薯产量最高，D3处理最低。在大中薯产量和鲜薯产量上，D2处理下的龙薯9号显著高于D1、D3处理，D1、D2处理下的心香均显著高于D3处理，而普薯32号在D1、D2、D3处理间均无显著差异。此外，同一密度下不同品种间的小薯产量、大中薯产量、鲜薯产量大部分存在显著差异。D1、D2、D3处理下，龙薯9号的小薯产量、大中薯产量、鲜薯产量均显著高于心香、普薯32号。结果表明，种植密度对甘薯产量相关性状有显著影响，合理的种植密度可以提高甘薯的商品薯率，品种特性是决定甘薯产量的关键因素。

表2 不同种植密度下3个甘薯品种产量相关性状的表现

2.3 甘薯主要性状的双因素方差分析结果

为了进一步明确品种和种植密度对甘薯相关性状的影响，对其进行双因素方差分析，结果（表3）表明，种植密度对甘薯地上部性状和商品薯率无显著影响，品种对甘薯地上部农艺和商品薯率有显著或极显著影响，且在地上部性状方面，品种和种植密度间不存在交互作用；但品种和种植密度对甘薯产量性状均有极显著和显著影响，且在产量方面，品种和种植密度间存在显著的交互作用。进一步表明，种植密度和品种特性对甘薯产量性状均有明显影响，而品种特性也是决定甘薯地上部性状的关键因素。

表3 甘薯主要农艺性状的双因素方差分析

2.4 甘薯主要性状的相关性分析结果

由表4可知，甘薯鲜薯产量与分枝数、大中薯产量、小薯产量以及商品薯率均呈极显著的正相关，分枝数与大中薯产量、商品薯率也呈极显著正相关，说明不同种植密度下提高甘薯分枝数有利于提高甘薯大中薯产量，从而有利于提高甘薯的商品薯率。同时分枝数与甘薯茎粗呈极显著正相关，与蔓长呈极显著负相关，说明减少蔓茎比有利于提高分枝数，从而有利于提高甘薯的商品薯率。商品薯率与茎粗呈显著正相关，与蔓长呈显著负相关，说明蔓茎越粗、蔓粗越短，越有利于提高甘薯的商品薯率。表明，品种特性和种植措施对甘薯产量和商品薯率有较大的影响。

表4 甘薯主要性状的相关性分析

2.5 不同种植密度下3个甘薯品种经济效益的分析

不同的种植密度条件下，各品种甘薯的商品薯产量存在差异，随着种植密度的增加，种植成本也增加，同时品种自身的商业价格也存在差异，从而导致经济效应存在差异。以近年来甘薯大致收购价格来计算，不同处理下3个甘薯品种经济效益存在较大差异，甘薯品种心香在D1处理下经济效益最高，达16 901元/hm2；3种处理下龙薯9号的商品薯产量均高于其他品种，但由于龙薯9号单价较低，导致其经济效益不高，最高仅为9 568元/hm2；而普薯32号由于商品薯产量和收购单价均较低，因此3种处理下其经济效益均为负值。表明在保证商品薯产量较高的前提下，同时搭配单价相对较高的甘薯品种，才能实现经济效益的最大化（表5）。

表5 不同种植密度下3个甘薯品种经济效益的分析

3 讨论

3.1 品种和种植密度对甘薯地上部农艺性状的影响

种植密度影响作物地上部植株的生长发育，而地上部植株的生长发育状况直接影响作物的光合作用，进而影响作物养分的吸收、累积和运输，对作物的生长发育有重要意义［13，14］。本研究中，龙薯9号、心香、普薯32号在不同种植密度条件下，单株分枝数、茎粗及蔓长等地上部农艺性状无明显差异；但同一种植密度下，不同品种间地上部农艺性状大部分存在显著差异。表明种植密度对甘薯地上部农艺性状无显著影响，不同甘薯品种间的地上部性状存在显著差异，且品种和种植密度对甘薯地上部农艺性状不存在交互作用，说明品种特性是决定甘薯地上部农艺性状的关键因素。

3.2 品种和种植密度对甘薯产量及经济效益的影响

合理的种植密度对于提高甘薯产量是重要的。孙哲等［15］的研究表明，合理的种植密度可以加快甘薯块根膨大速率，从而增加甘薯干物质的累积，提高甘薯产量；Zhang等［16］的研究结果发现，密度过大会导致甘薯的生长中根系发育受到抑制，从而造成甘薯薯块变小，失去商业价值。本研究中，龙薯9号随着种植密度的增加甘薯产量呈先上升后降低的趋势，密度适中时产量最高；心香和普薯32号随着种植密度的增加产量逐渐下降，密度较低时产量最高。同一种植密度下，龙薯9号的产量显著高于心香和普薯32号，但是由于单价较低，导致经济效益显著低于心香。在对甘薯产量的影响效应中，品种和种植密度对甘薯产量均有显著影响，且品种与种植密度有极显著的交互作用。由此可知，品种和种植密度是决定甘薯产量的关键因素，不同品种需要搭配合理的种植密度才能实现高产，并且由于不同甘薯品种的收购价格存在较大差异，在保证甘薯产量较高的前提下，还需要选择单价相对较高的品种才能实现甘薯生产经济效益的最大化。

4 小结

种植密度对甘薯地上部农艺性状无显著影响，品种特性是决定甘薯地上部农艺性状的关键因素。品种和种植密度对甘薯产量均有显著影响，适宜的种植密度可以提高甘薯产量，在保证甘薯产量较高的前提下，同时还需要选择单价相对较高的品种才能实现甘薯生产经济效益的最大化。在江汉平原豆-薯-麦三熟制下，选用甘薯品种心香在60 000株/hm2密度条件下种植，经济效益最高。