栽插方式和密度对鲜食型甘薯品种干物质积累分配、块根产量及品质的影响

段文学，汪进丽，张海燕，解备涛，汪宝卿，张立明

(1.山东省农业科学院 作物研究所，农业农村部黄淮海薯类科学观测实验站，山东 济南 250100；2.长江大学 农学院，湖北 荆州 434025；3.山东省农业科学院，山东 济南 250100)

甘薯是世界上重要的粮食、饲料作物，也是重要的工业原料及新型能源材料[1]。甘薯高产、稳产、适应性强。我国是世界上最大的甘薯生产国，根据世界粮农组织统计数据，2016年我国甘薯种植面积为328.15万hm2，总产量为7 057.71万t[2]。甘薯为蔓生块根作物，由插入地下茎节发生块根，形成薯块，不同移栽方式由于薯蔓种植的角度和深浅不同导致结薯点不同，直接影响甘薯的结薯数、大中薯率及产量[3-5]。生产中甘薯移栽方式有直栽、斜栽、水平栽等。李仁崑等[6]研究认为，斜插与水平栽插方式有利于遗字138产量性状指标的提高。武小平等[3]以北京553为供试品种研究指出，不带根“┏┛”型栽插法(5节入土3节)操作简捷，入土深度适宜，能合理利用垄层空间，提高产量。合理的栽插密度可建立合理的群体结构，协调甘薯地上部和地下部的生长，品种间最适栽插密度存在差异。前人针对某一特性品种的适宜种植密度做了较多研究，如王晖等[7]认为，在广西南宁地区种植京薯6号的适宜密度为60 000株/hm2，吕树立等[8]分析了不同栽植密度对商薯19农艺性状及产量的影响，黄天宝等[9]在江西红壤旱地进行了赣薯2号适宜种植密度研究等。前人研究多集中在栽插方式、密度等单因素对甘薯品种鲜薯产量和品质影响方面，而将二者相结合探讨鲜食型甘薯干物质积累分配特性、产量和品质方面的研究少见报道。

为阐明鲜食型甘薯品种适宜的栽插方式和密度组合，本研究以北方薯区鲜食型主栽品种龙薯9号和济薯26为供试品种，研究不同栽插方式和密度对其干物质积累分配、产量及品质的影响，旨在为鲜食型甘薯提质增效、集成标准化高产栽培技术提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

试验于2016年在山东省滨州市邹平县刘家村大田进行，试验地为丘陵沙壤土，0～20 cm耕层土壤含有机质10.6 g/kg，碱解氮36.8 mg/kg，速效磷16.8 mg/kg，速效钾65.9 mg/kg。试验选取鲜食型品种济薯26(J26)和龙薯9号(L9)为供试品种，每个品种设置直栽(S)和水平栽(H)2种栽插方式，各栽插方式下设置不同栽插密度37 500(D1)，52 500(D2)，67 500株/hm2(D3)。直栽法为将大小一致的薯苗垂直插入土中3节，地上部留3叶，水平栽法为将大小一致的薯苗水平放置于垄面上，入土中3节，地上部留3叶。各处理垄距相同为80 cm，不同密度处理株距分别为33.3，23.8，18.5 cm。采用随机区组设计，小区面积为4.8 m× 6 m=28.8 m2，重复3次。每公顷施用纯N 75 kg、P2O575 kg和K2O 120 kg，氮、磷、钾肥分别为尿素(含N 46%)、重过磷酸钙(含P2O546%)和硫酸钾(含K2O 50%)，所有肥料均一次性基施。试验于2016年5月31日栽植，10月25日收获，田间管理措施同一般大田。

1.2 测定项目及方法

1.2.1 取样方法 分别于栽植后60，90，120 d取样，选取生长较为一致的植株5株，取植株地上部茎叶，将所有块根挖出，将地上部茎叶分为主茎下部茎(主茎第5片功能叶叶柄连接处以下茎)、主茎下部叶(主茎第5片功能叶及其叶柄连接处以下叶)、主茎生长点(主茎第5片功能叶叶柄连接处以上部分)、侧枝叶(侧枝第5片功能叶及其叶柄连接处以下叶)、侧枝茎(侧枝第5片功能叶叶柄连接处以下茎)、侧枝生长点(侧枝第5片功能叶叶柄连接处以上部分)和块根，105 ℃杀青后，70 ℃烘干至恒重，称量各器官干物质并计算其分配比例[10]。

收获时将测产区内的块根全部挖出，数出每个小区的块根总数，然后以小区为单位称块根鲜质量，记录并计算平均单株薯数、单株薯重和鲜薯产量，并留取干样用于测定块根糖含量、淀粉含量和干率。

1.2.2 测定方法 采用蒽酮比色法测定蔗糖、可溶性总糖和淀粉含量[11-12]。

1.3 数据分析

用 Microsoft Excel 2003 处理数据并绘制表格，用SPSS 13.0软件进行统计分析和差异显著性检验(新复极差法)。

2 结果与分析

2.1 不同处理各时期植株干物质积累量

由图1可见，栽后60 d，济薯26直栽下植株干物质积累量为D3与D2处理无显著差异，D3处理显著高于D1处理，水平栽下则为D2和D3处理均显著高于D1处理；D2处理下为水平栽显著高于直栽。栽后90 d，济薯26相同栽插方式下植株干物质积累量均为D2和D3处理无显著差异，均显著高于D1处理；D1处理下为水平栽显著高于直栽。栽后120 d，济薯26直栽下植株干物质积累量为D3处理显著高于D1和D2处理，水平栽下则为D2和D3处理均显著高于D1处理；D2和D3处理下为水平栽显著高于直栽。表明D2处理有利于提高济薯26各时期植株干物质积累量，密度过大并未进一步提高其植株干物质积累量；与直栽相比，水平栽有利于提高济薯26生长前期和后期在较高密度下的植株干物质积累量。

栽后60 d，龙薯9号直栽下植株干物质积累量各密度处理均无显著差异，水平栽下则为D3处理均显著高于D1和D2处理；D1和D2处理下为直栽显著高于水平栽。栽后90 d，龙薯9号相同栽插方式下植株干物质积累量均为D2和D3处理无显著差异，均显著高于D1处理；各相同密度下均为水平栽显著高于直栽。栽后120 d，龙薯9号相同栽插方式下植株干物质积累量均为D2和D3处理显著高于D1处理；D1处理下为水平栽显著高于直栽。表明D2处理有利于提高龙薯9号生长中后期植株干物质积累量，密度过大则未能进一步提高其各时期植株干物质积累量；与直栽相比，水平栽有利于提高龙薯9号生长中期各密度下的植株干物质积累量。

不同小写字母表示不同施肥处理间差异显著(P<0.05).Different lowercase letters indicated significant difference among treatments at 0.05 level.图1 不同处理各时期植株干物质积累量Fig.1 Dry matter accumulation at different growth stages under different

2.2 不同处理生长前期各器官干物质分配比例

栽后60 d，植株干物质主要分配于侧枝生长点、侧枝叶、侧枝茎和块根中(表1)。济薯26直栽下，侧枝生长点干物质分配比例为D2和D3处理显著低于D1处理，水平栽下，随密度增加，其分配比例显著提高，龙薯9号直栽下为D1处理显著高于D2和D3处理，在水平栽下为D1处理显著高于D2和D3处理；济薯26在D1和D2处理下侧枝生长点干物质分配比例为直栽显著高于水平栽。相同栽插方式下，济薯26侧枝叶干物质分配比例为D3处理显著低于D1和D2处理，龙薯9号直栽下为D2和D3处理显著低于D1处理，水平栽下为D1处理显著高于D2和D3处理，以D2处理最低；济薯26相同密度下侧枝叶干物质分配比例直栽和水平栽无显著差异，龙薯9号为直栽显著高于水平栽。济薯26直栽下，侧枝茎干物质分配比例为D2处理显著低于D1和D3处理，水平栽下为D2与D1处理无显著差异，D2处理显著低于D3处理，龙薯9号相同栽插方式下均为D1处理显著高于D2和D3处理；济薯26 D1处理下侧枝茎干物质分配比例为直栽显著高于水平栽，龙薯9号各相同密度下均为直栽显著高于水平栽。表明D2处理有利于降低两品种生长前期直栽下干物质在侧枝生长点的分配比例，降低龙薯9号直栽和水平栽下干物质在侧枝叶和侧枝茎的分配比例；与直栽相比，水平栽有利于降低龙薯9号各密度下生长前期侧枝叶和侧枝茎干物质分配比例。

栽后60 d，济薯26直栽下，块根干物质分配比例为D3处理显著高于D1和D2处理，水平栽下则为各密度处理无显著差异，龙薯9号直栽下为D2和D3处理显著高于D1处理，水平栽下为D2处理显著高于D1和D3处理。济薯26 D1处理下块根干物质分配比例为水平栽显著高于直栽，D2处理下则无显著差异，D3处理下为直栽显著高于水平栽；龙薯9号各相同密度下均为水平栽显著高于直栽。表明增加密度至D3处理有利于提高济薯26直栽下生长前期块根干物质分配比例，适量密度的D2处理可提高龙薯9号直栽和水平栽下生长前期块根干物质分配比例；与直栽相比，水平栽有利于提高济薯26较低密度下和龙薯9号各密度下生长前期块根干物质分配比例。

表1 不同处理生长前期各器官干物质分配比例Tab.1 Dry matter distribution in different organs at early growth stage under different treatments %

注：同列同一品种数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)。表2-5同。
Note：Different small letters in the same column of the same cultivar mean significant difference at 0. 05 level among treatments. The same as Tab.2-5.

2.3 不同处理生长中期各器官干物质分配比例

栽后90 d，植株干物质主要分配于侧枝叶、侧枝茎和块根中(表2)。济薯26相同栽插方式下，随密度增加，侧枝叶干物质分配比例显著降低，龙薯9号则呈相反趋势；济薯26各密度下侧枝叶干物质分配比例均为直栽显著高于水平栽，龙薯9号D2和D3处理下为直栽显著高于水平栽。济薯26在相同栽插方式下，随密度增加，侧枝茎干物质分配比例增加，龙薯9号则呈相反趋势；济薯26 D2处理下侧枝茎干物质分配比例为直栽显著高于水平栽，龙薯9号各相同密度下则均为直栽显著高于水平栽。表明增加密度至D3处理有利于降低生长中期济薯26侧枝叶和龙薯9号侧枝茎干物质分配比例；水平栽有利于降低两品种生长中期侧枝叶干物质分配比例，降低龙薯9号生长中期侧枝茎干物质分配比例。

济薯26直栽下块根干物质分配比例为D2和D3处理显著高于D1处理，龙薯9号为D2处理显著高于D1和D3处理；水平栽下，两品种块根干物质分配比例均为D2处理显著高于D1和D3处理。济薯26 D1和D2处理下块根干物质分配比例均为水平栽显著高于直栽，D3处理下直栽与水平栽无显著差异；龙薯9号各相同密度下均为水平栽显著高于直栽。表明适当增加密度有利于提高两品种生长中期块根干物质分配比例，密度过大并未进一步提高其比例，并可造成其分配比例显著降低；与直栽相比，水平栽有利于提高济薯26较低密度下和龙薯9号各密度下生长中期块根干物质分配比例。

2.4 不同处理生长后期各器官干物质分配比例

栽后120 d，植株干物质主要分配于侧枝叶、侧枝茎和块根中，其中块根中比例可达57.10%～67.60%(表3)。济薯26相同栽插方式下，随密度增加，侧枝叶干物质分配比例呈降低趋势，龙薯9号直栽方式下呈降低趋势；济薯26 D1处理下，龙薯9号D1和D2处理下侧枝叶干物质分配比例均为直栽显著高于水平栽。济薯26相同栽插方式下，侧枝茎干物质分配比例为D3处理显著高于D1和D2处理，龙薯9号直栽下为D2处理显著低于D1和D3处理，水平栽下为D1处理显著高于D2和D3处理；济薯26 D1和D3处理下侧枝茎干物质分配比例均为直栽显著高于水平栽，龙薯9号各相同密度下均为直栽显著高于水平栽。表明增加密度至D3处理有利于降低济薯26生长后期侧枝叶干物质分配比例，D2处理有利于降低龙薯9号生长后期侧枝茎干物质分配比例；与直栽相比，水平栽有利于降低龙薯9号生长后期侧枝叶和侧枝茎干物质分配比例。

济薯26直栽下块根干物质分配比例为D2和D3处理显著高于D1处理，水平栽下为D1和D2处理显著高于D3处理，龙薯9号直栽下为各密度处理间无显著差异；水平栽下为D2处理与D3处理无显著差异，D2处理显著高于D1处理。济薯26 D1处理下块根干物质分配比例为水平栽显著高于直栽，D2和D3处理下直栽与水平栽无显著差异；龙薯9号各相同密度下均为水平栽显著高于直栽。表明适当增加密度有利于提高济薯26生长后期块根干物质分配比例，提高龙薯9号水平栽下生长后期块根干物质分配比例；与直栽相比，水平栽有利于提高济薯26低密度下和龙薯9号各密度下生长后期块根干物质分配比例。

表2 不同处理生长中期各器官干物质分配比例Tab.2 Dry matter distribution in different organs at middle growth stage under different treatments %

表3 不同处理生长后期各器官干物质分配比例Tab.3 Dry matter distribution in different organs at late growth stage under different treatments %

2.5 不同处理块根蔗糖、可溶性糖、淀粉含量和干率

由表4可见，济薯26直栽下各密度处理块根蔗糖含量无显著差异，水平栽下为D3处理显著高于D1和D2处理，龙薯9号直栽下为D2处理显著高于D1和D3处理，水平栽下为D2和D3处理显著高于D1处理；两品种在D1和D2处理下直栽和水平栽块根蔗糖含量无显著差异，D3处理下则为水平栽显著高于直栽。两品种在相同栽插方式下块根可溶性糖含量均为D2和D3处理无显著差异，均显著高于D1处理。济薯26 D1处理下水平栽块根可溶性糖含量显著高于直栽，D2和D3处理下则无显著差异；龙薯9号在各相同密度下块根可溶性糖含量均为水平栽显著高于直栽。两品种在相同栽插方式下块根淀粉含量均为D2和D3处理无显著差异，均显著高于D1处理；栽插方式对两品种块根淀粉含量无显著影响。济薯26在相同栽插方式下块根干率均以D2处理显著高于D1和D3处理，龙薯9号则为D2和D3处理显著高于D1处理；济薯26在各相同密度下水平栽块根干率显著高于直栽，栽插方式对龙薯9号块根干率无显著影响。

以上表明，栽插方式和密度对品种块根品质的调控存在品种间差异。适量密度可提高两品种块根可溶性糖含量、淀粉含量和干率，密度过大并未进一步提高块根可溶性糖和淀粉含量，并显著降低济薯26块根干率。与直栽相比，水平栽有利于提高济薯26在低密度下的块根可溶性糖含量，提高龙薯9号各密度下的块根可溶性糖含量和各密度下济薯26的块根干率，但对龙薯9号各密度下的淀粉含量和干率无显著影响。

表4 不同处理块根蔗糖含量、可溶性糖含量、淀粉含量和干率Tab.4 Sucrose content，soluble sugar content，starch content and dry mater content under different treatments %

2.6 不同处理单株薯重、单株薯数和块根产量

由表5可见，相同栽插方式下，随密度增加，两品种单株薯重均显著降低；济薯26在D1和D2处理下单株薯重均为水平栽显著高于直栽，龙薯9号各密度下均为水平栽显著高于直栽。济薯26在直栽和水平栽下D1处理单株薯数均显著高于D2和D3处理，D2和D3处理间无显著差异；龙薯9号直栽下D1处理单株薯数与D2处理无显著差异，D1处理显著高于D3处理，水平栽下则以D1处理显著高于D2和D3处理，D3处理最低。D1处理下，两品种单株薯数均以水平栽显著高于直栽，D2和D3处理下则无显著差异。表明增加密度至D3处理显著降低两品种单株薯重，降低单株薯数。与直栽相比，水平栽有利于提高两品种单株薯重，提高较低密度下单株薯数。

表5 不同处理收获期单株薯重、薯数和块根产量Tab.5 Number of tuber roots per plant，tuber root weight per plant and root yield under different treatments

济薯26直栽下D3处理块根产量显著高于D1和D2处理，水平栽下为D2与D3处理无显著差异，D2处理显著高于D1处理；龙薯9号直栽下为D2处理显著高于D1和D3处理，水平栽下为D2和D3处理无显著差异，均显著高于D1处理。济薯26在D1和D2处理下块根产量为水平栽显著高于直栽，D3处理下则无显著差异；龙薯9号在各相同密度下块根产量均为水平栽显著高于直栽。表明增加密度至D3处理有利于提高直栽下济薯26块根产量，适量密度可显著提高两品种块根产量，密度过大并未进一步提高水平栽下两品种块根产量，并造成直栽下龙薯9号显著减产。与直栽相比，水平栽有利于提高两品种块根产量。综合考虑产量和品质，水平栽+D2处理是本试验条件下的最优处理组合。

3 讨论

地上部叶片制造的光合产物是甘薯干物质的形成与积累的物质基础，光合产物在各器官之间的分配有一定的优先性，在不同生长时期，光合产物在不同器官间的分配存在竞争关系。在生长前期，光合产物主要用于地上部茎叶的生长，在生长中后期，干物质逐渐向地下部块根转运，用于块根膨大，产量的形成取决于甘薯干物质积累量及其在块根中的分配比例[13-15]。前人关于不同栽插方式对甘薯干物质积累与分配特性的研究较少。有研究表明，随密度增加，甘薯群体通风透光性下降，单株分枝数、蔓长、茎叶干鲜质量呈下降趋势[16]，而密度对甘薯不同时期不同器官干物质分配差异的研究亦少见报道。本研究表明，甘薯地上部各时期干物质主要分配于侧枝茎、侧枝叶和侧枝生长点。增加密度至D3处理有利于降低两品种生长前期直栽下侧枝生长点干物质分配比例、生长中期各栽插方式下济薯26侧枝叶、龙薯9号侧枝茎的干物质分配比例，D2处理有利于降低龙薯9号生长后期各栽插方式下侧枝茎干物质分配比例；水平栽有利于降低各密度下两品种生长中期侧枝叶、龙薯9号各时期侧枝茎的干物质分配比例。对于植株干物质积累量和块根干物质分配比例的影响表明，适宜密度的D2处理可通过提高两品种生长中后期植株干物质积累量，保持较高或无显著变化的块根干物质分配比例，获得生长中后期较高的块根干物质积累量；水平栽可通过提高济薯26生长中期无显著变化的植株干物质积累量，生长后期较高密度下的植株干物质积累量，保持生长中期较高或生长后期无显著变化的块根干物质分配比例；通过提高龙薯9号生长中期各密度下和生长后期无显著变化的植株干物质积累量，保持生长中后期较高的块根干物质分配比例，获得两品种较高密度下的块根干物质积累量，从而有利于获得较高的块根产量。

苏明等[17]研究认为，甘薯茎叶生长和块根产量受种植密度和株行距影响明显，加宽行距有利于提高干物率、薯干产量和淀粉产量；缩小株距有利于提高鲜薯产量和薯干产量；加宽株距则有利于提高大中薯比率。有研究认为，钩型栽插法降低甘薯大中薯率，并将降低薯块大于100 g的成品率；船底型栽插法单株商品薯大于250 g薯块较多，斜插法和水平栽插法则有良好的商品性和结薯性[6]。淀粉和可溶性糖含量显著影响甘薯口感及加工品质[18]，前人关于栽插方式和密度对其影响的研究较少。本研究表明，栽插方式和密度对品种块根品质的调控存在品种间差异。适量密度可提高两品种块根可溶性糖含量、淀粉含量和干率，密度过大并未进一步提高块根可溶性糖和淀粉含量，并显著降低济薯26块根干率。与直栽相比，水平栽插有利于提高济薯26在较低密度下的块根可溶性糖含量，提高各密度下龙薯9号块根可溶性糖含量和济薯26块根干率，但对龙薯9号各密度下的淀粉含量和干率无显著影响。

合理密植是甘薯增产的重要因素之一，通过片面地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。Sulaiman等[19]研究认为，不同品种不同密度处理的单株结薯数和单位面积结薯并无显著差异，对于产量的影响则为高密度可增加Shiroyutaka品种的块根产量，而Norin16号则在低密度下获得高产。陈石品[20]研究指出，栽插密度与甘薯块根产量之间呈抛物线关系。左明玉等[21]对川康8号栽培研究认为，其适宜栽插密度为69 000株/hm2。Zhang等[16]研究认为，在丘陵薄地，济薯21最适栽植密度为45 000～60 000 株/hm2，济薯22号则为60 000～75 000 株/hm2。Yan等[22]以6个优质食用甘薯品种为研究对象，探讨不同基因型和栽插密度对甘薯主要农艺性状、结薯性及产量的影响，认为栽插密度为75 000株/hm2，6个品种的商品薯数和单位面积鲜薯产量均达最高。有研究认为，钩型、水平栽插方式下甘薯单株结薯数最多，斜插法居中，直插法与船底型栽插法较低，这与移栽时甘薯节间于浅土层分布均匀性和数量有关。对于单株鲜薯重的影响则为船底型栽插法最高，但斜插及水平栽插也有较理想的单株鲜薯重[5-6]。本研究表明，在鲁中丘陵地区，随密度增加，两品种单株薯重和单株薯数均呈降低趋势，与D1处理相比，D2处理显著提高两品种直栽下的块根产量，D3处理可进一步提高济薯26直栽下的块根产量，而显著降低龙薯9号直栽下的块根产量，水平栽下，两品种D2处理块根产量与D3处理无显著差异，D2处理显著高于D1处理。与直栽相比，水平栽有利于提高两品种各密度下的单株薯重和块根产量，提高低密度下的单株结薯数，对较高密度下的单株结薯数无显著影响。水平栽+D2处理可获得两品种较高的块根产量。

综上，在鲁中丘陵地区，采用水平栽插方式配合52 500 株/hm2栽插密度有利于提高济薯26和龙薯9号生长中后期植株干物质积累量，提高济薯26生长中期和龙薯9号各时期块根干物质分配比例，提高两品种块根可溶性糖含量、淀粉含量和干率，提高块根产量，是本试验条件下的最优处理，可供鲁中丘陵地区鲜食型甘薯生产中参考。