缓控释肥用量和种植密度对兴化龙香芋生长发育和产量形成的影响

王安， 陈春生， 仲小权， 袁克祥， 常庆涛， 杨美华， 吴薇*

(1.江苏省农业科学院泰州农科所，江苏 泰州 225300； 2.兴化市现代农业发展服务中心，江苏 泰州 225700；3.兴化市美华蔬菜种植合作社，江苏 泰州 225700)

芋(ColocasiaesculentaL.Schott)，又称芋艿、芋头、毛芋等，属天南星科芋属多年生单子叶草本作物，常作一年生栽培，具有重要的食用价值和药用价值[1]。我国芋栽培历史悠久，种植范围分布华南、华中、华东等地区，其中，以珠江流域最多，长江流域次之[2]。按母芋、子芋发达程度可分为多子芋型芋和魁芋型芋[3]。芋是江苏省沿江地区重要的经济作物之一，常年种植面积在1.33 hm2左右，品种主要以多子芋型居多[4]。兴化龙香芋是江苏省独有的魁芋型芋，与靖江香沙芋、泰兴香荷芋、姜堰紫荷芋一起被誉为泰州芋的“四朵金花”[5]，主要种植在垛田地区，该地区“垛田传统农业系统”是江苏省唯一的全球重要农业文化遗产，历来以盛产兴化龙香芋而闻名[6]。近年来，兴化龙香芋生产中普遍存在施肥方式不科学、肥水管理成本高和种植效益低等问题，成为制约当地芋产业可持续发展的技术瓶颈。

兴化龙香芋的生育期一般从4月持续至11月，较长生育期对肥料的需求也较多。种植过程中一般播前基施1次底肥，以农家肥和复合肥为主，在发棵期追施复合肥，以常规速效肥为主，肥效快，但持续周期较短[7]。而缓控释肥一般于作物播前一次性施入土壤中，养分释放速度较常规速效、持久，能显著提高作物肥料利用率，提高作物产量，减少肥料流失对生态造成的污染[8]。缓控释肥在水稻[9]、小麦[10]、玉米[11]等作物上的研究与应用较多，但在芋上的研究报道则较少。另外，提高作物种植密度也是获得高产稳产的重要技术措施之一[1]。因此，研究兴化龙香芋缓控释肥用量和种植密度，对提高肥料利用率、兴化龙香芋产量有着重要的指导意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2021年在兴化市千垛镇柴沟村兴化龙香芋示范基地(119°45′17″N、32°59′29″E)进行，该地处江苏中部江淮流域垛田地区，属北亚热带湿润性季风气候区。平均海拔1.84 m，年均气温15.0 ℃，年降水量1 032.3 mm，年雨日109 d。为一年一熟制种植区，土壤质地为黏性，前茬作物为兴化香葱。试验前0～20 cm耕作层有机质16.73 g·kg-1，碱解氮32.48 mg·kg-1，有效磷20.28 mg·kg-1，速效钾62.41 mg·kg-1。

1.2 处理设计

供试品种为兴化龙香芋，由兴化市美华蔬菜种植合作社提供。播种前对其大小进行筛选，选择大小一致、无病斑的子芋为种芋。供试肥料为金正大缓控释肥，含N 20%、P2O510%、K2O 11%。

设施肥量(F)和种植密度(M)二因素三水平试验，共9个处理组合。F因素水平：F1，缓控释肥用量600 kg·hm-2；F2，缓控释肥用量900 kg·hm-2；F3，缓控释肥用量1 200 kg·hm-2。M因素水平：M1，种植密度3.3万株·hm-2；M2，种植密度3.9万株·hm-2；M3，种植密度4.5万株·hm-2。小区面积20 m2，随机区组排列，重复3次。播种前(4月12日)一次性施用缓控释肥。采取等行距单行种植，每小区种4行，行距均为0.75 m，株距按照种植密度确定，其中，M1株距为40 cm，M2株距为34 cm，M3株距为28 cm。播后喷洒除草剂(金都尔，用量1 500 mL·hm-2)，其他栽培管理措施同当地一般大田。2021年4月14日播种，10月12日收获。

1.3 调查与记载

1.3.1 生育期

生育期主要包括播种期、出苗期、发棵期、收获期等。以区域内50%植株进入该生育期为标志。

1.3.2 农艺性状

6月30日随机选取各小区3株长势较为均匀的植株，测量其株高、茎粗、叶鲜重、茎鲜重。

1.3.3 产量

在成熟期将各小区芋挖出，并剔除芋上的泥土、根系等，晾干后分别测定母芋和子芋产量，并随机选择10颗母芋，测量其横径和纵径。

1.4 数据统计

数据采用Excel录入，使用Windows版本的GraphPad Prism(版本8.0.0，GraphPad Software，San Diego，California USA，www.graphpad.com)进行单因素方差分析，然后进行Dunnett多重比较。

2 结果与分析

2.1 生育进程

田间调查结果(表1)表明，各处理组合的播种期均为4月14日，收获期均为10月12日，整个生育期共182 d。各处理组合的出苗期较为一致，主要集中于5月12—14日。各处理的发棵期差异性较大，为7月13—17日。相同种植密度下，发棵期随着缓控释肥用量的增加而提前；相同缓控释肥用量下，发棵期与种植密度无明显的相关性。

表1 各处理组合主要生育期的比较

2.2 农艺性状

方差分析结果表明，施肥量、种植密度及其互作对兴化龙香芋主要农艺性状均有极显著影响(P<0.01)。随着缓控释肥施用量的增加，兴化龙香芋的株高、茎粗、茎鲜重和叶鲜重均呈显著增加的趋势(P<0.05)。在低肥高密度(M3F1)条件下，株高、茎粗、茎鲜重和叶鲜重均为最低，分别为47.40 cm、4.13 mm、135.48 g·株-1和50.38 g·株-1；而在高肥低密度(M1F3)下，株高、茎粗、茎鲜重和叶鲜重均为最高，分别为60.13 cm、5.27 mm、202.18 g·株-1和96.34 g·株-1(表2)。

表2 各处理组合主要农艺性状的差异性

2.3 产量

图1结果表明，施肥量、种植密度对兴化龙香芋母芋和子芋产量均有显著的影响。处理组合的母芋、子芋产量分别为19 921.8(M1F1)～26 485.5 kg·hm-2(M2F3)和6 543.6(M1F1)～8 737.35 kg·hm-2(M2F3)。在相同的缓控释肥施用量下，M2、M3的母芋产量分别为24 138.9和24 531.1 kg·hm-2，子芋产量分别为7 961.2和8 095 kg·hm-2，较M1分别提高8.1%、9.8%和8.1%、10.0%，均达显著差异，但M2和M3间差异均不显著，表明较高的种植密度有利于兴化龙香芋母芋和子芋产量的增加，而过高的种植密度对产量的影响不显著；在相同的种植密度下，兴化龙香芋母芋和子芋产量与施肥量呈正比关系。另外，方差分析结果表明，施肥量、种植密度互作对兴化龙香芋母芋和子芋产量均有显著影响。

同一施肥量比较，柱上无相同小写字母表示种植密度水平间差异显著(P<0.05)。图2同。

2.4 母芋形态特征

对各处理组合兴化龙香芋母芋的形态特征进行分析，结果(图2)表明，施肥量、种植密度对兴化龙香芋母芋的横径和纵径均有显著影响。各处理组合兴化龙香芋的横径、纵径分别为9.82(M3F1)～13.18 cm(M1F3)和6.87(M3F1)～9.12 cm(M1F3)，兴化龙香芋的横径和纵径均随着种植密度的增加而显著下降。在种植密度为4.5万株·hm-2时，其横径和纵径达到最低，分别为10.36和7.26 cm。与M3相比，低中(M1、M2)种植密度条件下，兴化龙香芋的横径和纵径均随缓控释肥用量的增加表现出显著增加的趋势。M1和M2在中高(F2、F3)施肥量下均无显著差异。

图2 不同种植密度条件下施肥量对兴化龙香芋母芋横径、纵径的影响

3 小结与讨论

肥料种类与用量是影响兴化龙香芋生长发育的重要栽培措施之一，生产上肥料种类和用量的确定，主要依赖于当地肥料价格的高低，因常规复合肥的价格成本较低，因此，缓控释肥在当地龙香芋种植中的应用还较少。兴化龙香芋母芋和子芋产量表现不仅与植株养分吸收能力有关，而且还随土壤肥力不同而有所差异[12]。缓控释肥具有释放养分慢、养分利用率高等优势，在提倡肥料减量施用的大背景下，将来有逐渐取代速效肥的趋势[10]。本试验结果表明，缓控释肥用量对兴化龙香芋的主要农艺性状、产量构成均有显著影响。在一定的土壤养分条件下，较高的缓控释肥用量能满足兴化龙香芋整个生育期的生长需求，但肥料过量施用并不能显著增加龙香芋母芋和子芋产量，这一结果与靖江香沙芋试验结果一致[13]。随着当地农村劳动力的减少，降低兴化龙香芋的施肥次数成为兴化龙香芋产业发展的主要栽培措施。因此，选择适宜用量的缓控释肥是实现兴化龙香芋生产轻简化、增加经济效益的重要手段。由于兴化龙香芋主要种植在垛田地区，该地区地势较低，加之龙香芋生育期浇水次数较多，可能会影响植株对缓控释肥的高效吸收，对增产效果会产生不利影响。

合理的种植密度也是兴化龙香芋高产高效生产的重要措施之一，调控群体结构、提高群体质量一直以来都是作物高产栽培研究的重要目标[14]。株高、茎粗、茎叶鲜重作为反映兴化龙香芋生长发育的重要农艺指标，本研究结果表明，与M3相比，M1、M2种植密度能显著提高兴化龙香芋的株高、茎粗、茎叶鲜重，表明兴化龙香芋密植条件下会加剧个体间对空间、土壤养分的竞争，导致土壤养分消耗增多，影响整个生长群体的发育壮大，这与在玉米[15]、荞麦[16]、高粱[17]等作物上的研究结果较为相似。从产量结果来看，在同一缓控释肥用量水平下，各种植密度水平中以M1水平的母芋和子芋产量最低，也再次证明了一定的群体数量是兴化龙香芋获得较高产量的前提条件。M2种植密度水平下的母芋、子芋产量与M3均无显著差异，表明合适的种植密度能够为兴化龙香芋提供适宜的群体生物量，促进群体和个体协调竞争，从而实现芋高产，而过高的密度对增产不利，这与王天文等[18]在马铃薯作物上研究的高密度(18万株·hm-2)条件下植株的生长势弱于中等密度(12万株·hm-2)的结果较为一致。与M3相比，M2种植水平下的母芋横径和纵径还有不同程度的增加趋势。

综上所述，建议当地兴化龙香芋生产缓控释肥的施肥量为1 200 kg·hm-2，种植密度为3.9万株·hm-2，在该条件下有利于促进兴化龙香芋获得高产。