栽培密度与钾肥施用量对普薯32农艺性状和产量的影响

肖庆泉

(福建省大田县石牌镇乡村振兴综合服务中心, 福建 三明 366100)

甘薯是旋花科甘薯属无性繁殖作物，原产于中南美洲，因其高产广适，块根和茎叶均可食用，在中国被快速广泛种植[1]。20世纪50～60年代粮食紧缺时期，甘薯是当时的主粮，曾有“一季甘薯半年粮”的说法[2-3]。甘薯中除了富含淀粉和可溶性糖外，还含有蛋白质、脂肪酸、多种维生素、氨基酸，以及钙、磷、铁等多种营养元素。作为一种生理碱性食品，低脂肪、低蛋白、高纤维的甘薯与高脂肪、高蛋白、低纤维的生理酸性食品(如大米等)形成营养互补，有利于改善人体膳食营养结构[4]。鲜食型甘薯块根多为黄肉或橘黄肉，比淀粉型品种熟食适口性更好，也更具保健价值[5]。近年来，鲜食甘薯的保健功能越来越被人们重视，其市场潜力也越来越大[6-7]。

合理密植是甘薯增产的重要因素之一，追求大薯而降低栽插密度或者不合理地增加栽插密度，均不利于提高块根产量[8]，合理的栽插密度可建立甘薯合理的群体结构，协调地上部和地下部的生长[9]。前人从甘薯的栽植措施与施肥配比等方面进行了许多研究，认为合理密植是提升甘薯产量的重要途径[10-11]。黄景煌等[12]研究表明普薯32的最适宜种植密度为45000～52500株·hm-2。甘薯属于典型的喜钾作物，钾素作为调控甘薯生长的关键元素，在植物体生长代谢过程中发挥着不可替代的作用，对甘薯产量和品质具有重要影响[9]。钾可促进甘薯对养分的吸收利用，促进碳水化合物向块根输送，促使块根膨大[13]，显著增加甘薯的产量和质量[14-15]。甘薯缺钾时会导致茎蔓变短并生长缓慢、产量降低[16]。因此，合理施用钾肥对提高甘薯产量和养分利用率具有重要意义。刘洋洋等[17]指出普薯32最优施肥量组合为N 157.48 kg·hm-2、P2O592.42 kg·hm-2、K2O 296.30 kg·hm-2。

甘薯是大田县主要的粮食作物之一，常年种植面积在2900 hm2，普薯32作为鲜食品种，种植面积占比较大。该品种生长旺盛，株形匍匐，长蔓，分枝多；结薯分散，单株结薯较多，薯块大小均匀，鲜薯胡萝卜素含量为17.30 mg·kg-1；较耐贮藏，薯块贮藏后易“回糖”，“回糖”后食味清甜、可口[18]，富含醛类物质，烤熟后香味独特，口感较好，深受消费者青睐[19]，是目前大田县鲜食甘薯的主栽品种之一。但是，甘薯生长和产量受生态区域、种植和管理水平的影响很大，因此探索合理的栽培密度和钾肥水平对甘薯生产具有重要的现实意义。本研究探讨栽培密度和钾肥施用量对普薯32农艺性状和产量的影响，确定普薯32在大田县的最佳种植方案，为该品种的高产、高效和优质栽培提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022年在福建省三明市大田县石牌镇桃山村洋面水田实施。试验地土质为砂壤土，土壤肥力中等以上，排灌方便，前作为花椰菜。试验田土壤pH值6.05，有机质19.60 g·kg-1、碱解氮107.00 mg·kg-1、有效磷15.50 mg·kg-1、速效钾172.00 mg·kg-1。

1.2 试验材料

供试甘薯品种为普薯32，广东省普宁市农业科学研究所选育，2012年通过了广东省品种审定(粤审薯2012002)。选取尿素(N≥46%)、过磷酸钙(P2O5≥12%)、硫酸钾(K2O≥50%)作为供试肥料。

1.3 试验设计

本研究设置栽培密度(D)和钾肥施用量(K)两因素的交互试验。考虑到大田县土壤和水肥条件，栽培密度设3个水平，D1、D2、D3分别为40500、45000、49500株·hm-2，钾肥施用量设4个水平，K1、K2、K3、K4分别为0、90、180、270 kg·hm-2，共12个试验处理(表1)。每个处理3次重复，总计36个小区，随机区组排列。采用单行双垄种植，垄长6 m、垄宽1.1 m，小区面积13.2 m2，小区四周设置保护行。甘薯于6月28日种植，11月24日收获。各处理钾肥按基肥︰追肥(4︰6)比例施用；同时施P2O560 kg·hm-2，磷肥全部一次性基施；纯N 120 kg·hm-2，氮肥按基肥∶追肥(4∶6)比例施用，其他管理按常规栽培管理。

表1 试验设计

1.4 测定项目及方法

收获时每处理随机选取10株甘薯调查分枝数、最长蔓长、单株结薯数、单株薯重，分别统计大薯、中薯、小薯数量(单个甘薯250 g以上为大薯，100～250 g为中薯，100 g以下为小薯)，以及鲜薯产量、茎蔓产量，据此计算冠根比(T/R值=茎蔓产量÷鲜薯产量)。收获次日每处理取重500 g左右的薯块2个作为检测样品送检。所取样品的干物质率由福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所检测，依据食品安全国家标准GB5009.3-2016《食品中水分的测定》中直接干燥法检测，并据此计算出薯干产量(薯干产量=鲜薯产量×干物质率)。

1.5 数据处理

采用DPS19.05软件进行LSD法多重比较(F值)及差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 栽培密度与钾肥水平对普薯32农艺性状的影响

由表2可知，栽培密度对普薯32的分枝数影响显著(F值>F0.05，下同)，D1处理下(与K1～K4交互，下同)分枝数显著大于D3处理(P<0.05，下同)，但D1和D2、D2和D3处理间无显著差异(P>0.05，下同)；钾肥施用量对普薯32的分枝数无显著影响(F值F0.01，下同)，D3处理下单株结薯数显著大于D1和D2处理，但D1和D2处理间无显著差异；钾肥施用量对普薯32的单株结薯数无显著影响。栽培密度对普薯32的大中薯率有极显著影响，且其均值D1>D2>D3；钾肥施用量对大中薯率无显著影响。钾肥施用量对普薯32的单株薯重有极显著影响，且其均值K4>K3>K2>K1(与D1～D3交互)，而栽培密度对单株薯重无显著影响。密度和钾肥互作对普薯32上述5个农艺性状均无显著影响。

进一步分析表明，在D1、D2、D3这3个密度梯度下，分枝数、最长蔓长、单株结薯数、大中薯率、单株薯重均随着钾肥施用量的增加而增加，其中分枝数、最长蔓长均以D3K1最低、D1K4最高，单株结薯数以D1K1最低、D3K4最高，大中薯率、单株薯重以D3K1最低、D1K4最高；在同等钾肥施用量条件下，随着栽培密度的增加，分枝数和最长蔓长减少、单株结薯数增加、大中薯率和单株薯重降低。

2.2 栽培密度与钾肥水平对普薯32产量的影响

由表3可知，总体来说，栽培密度对普薯32的鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量均有极显著影响，而对干物质率、T/R值无显著影响；钾肥施用量对普薯32的鲜薯产量、薯干产量、T/R值均有极显著影响，对干物质率有显著影响，而对茎蔓产量无显著影响。密度和钾肥互作对T/R值有极显著影响，而对鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量、干物质率均无显著影响。

表3 栽培密度与钾肥水平对普薯32产量的影响

在D1、D2、D3这3个密度梯度下，鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量均随着钾肥的增施而升高，鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量均以D1K1最低，D3K4最高(但D3K3和D3K4间无显著差异)；干物质率则是先增加后降低，最高值分别出现在D1K2、D2K2、D3K2处理；T/R值随着钾肥的增施而降低。在同等钾肥施用量条件下，随着栽培密度的增加，鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量呈升高的趋势，而干物质率和T/R值则无明显的变化规律。

3 讨论与结论

本研究表明，在D1、D2、D3这3个密度梯度下，甘薯分枝数、最长蔓长、单株结薯数、大中薯率、单株薯重、鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量均随着钾肥施用量的增加而增加，而T/R值则下降，说明在一定范围内增施钾肥可以促进甘薯茎叶生长，进一步提高薯块产量，这与潘明树等[20]的研究结果一致。在同等钾肥施用量条件下，随着栽培密度的增加，甘薯分枝数和最长蔓长减少、大中薯率和单株薯重降低，单株结薯数、鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量增加，密度对单株结薯数、大中薯率、鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量有极显著影响，适宜密栽结薯数增多、大中薯增多、产量增加，这与黄艳霞等[9]的研究结论一致。

甘薯源库关系协调是甘薯高产的前提，钾素对甘薯“建源”和“扩库”有直接影响[21]。本研究表明，增施钾肥可提高鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量，降低T/R值，促进光合产物向地下部运输，提高地下部分配比率，从而提高甘薯产量。相关研究表明[9，22-23]，可以通过增施钾肥提高甘薯茎叶碳水化合物的累积，增加甘薯生物产量和薯干产量，这有力支持了本研究结论。本研究表明，合理密植增施钾肥，可协调普薯32生长，提升其农艺性状水平，但D3K3和D3K4处理间分枝数、最长蔓长、单株结薯数、大中薯率、单株薯重均无显著差异。本研究显示，鲜薯产量、薯干产量、茎蔓产量均以D1K1最低、D3K4最高，但D3K3和D3K4处理间无显著差异。进一步分析得知，和D3K3处理相比，D3K4处理栽培密度保持在49500株·hm-2，钾肥施用量增加50%，即K2O由180 kg·hm-2提高到270 kg·hm-2，而鲜薯产量、薯干产量和茎蔓产量仅分别提高4.09%、3.89%和1.30%，干物质率和T/R值则分别下降0.26%和3.09%，说明在高密度条件下，增加钾肥用量并不能显著增加鲜薯产量和薯干产量，不能提高甘薯生产效益，反而会增加肥料成本。

在化肥农药“双减”和碳达峰碳中和背景下，农业绿色低碳发展成为必然趋势。因此，本研究推荐大田县普薯32合理的栽培密度和钾肥施用组合为D3K3处理，即栽培密度为49500株·hm-2、钾肥(K2O)施用量为180 kg·hm-2。本研究结果可为大田县等地普薯32高产、高效和优质栽培提供技术参考。