不同种茎长度对木薯产量和品质的影响

2021-05-25李艳英劳承英韦本辉周灵芝申章佑黄渝岚

西南农业学报 2021年3期

李艳英，劳承英，周佳，韦本辉，周灵芝，胡泊，申章佑，黄渝岚

(广西农业科学院经济作物研究所，广西南宁 530007)

【研究意义】木薯(ManihotesculentaCrantz)是大戟科木薯属一年生或多年生灌木(热带作物)，是世界三大薯类作物之一，也是全球第六大粮食作物[1-3]，广泛分布于我国南方地区，其中广西的种植面积占全国的60 %以上[4]。木薯是无性繁殖作物，生产上一般是利用其种茎(营养体)进行种植，而种茎的长短在一定程度上关系到种苗养分、水分、发芽率、产量和经济用种等问题[5]。使用种茎繁殖的作物，如果种茎太短则养分供应不足，易造成缺苗或弱苗，生长较缓慢，导致减产；种茎太长则用种量大，且容易导致单株出苗数多，地上部生长旺盛，影响群体效应。此外，近年来木薯已逐渐开始北移种植，需进行种茎越冬保存，适宜的种茎长度也有利于降低种茎保存成本[6-9]。因此，筛选适宜种植的木薯种茎长度，对我国木薯生产具有重要意义。【前人研究进展】有关木薯种茎对其农艺性状和块根产量影响的研究已有较多报道。宋记明等[10]研究认为，种植方式和种茎芽眼朝向均对木薯农艺和产量性状产生较大影响，种植方式的影响大于芽向；在种植方式中，平放优于斜插；在芽向中，木薯产量表现为芽眼向南>向东>向西>向北。黄洁等[11]优先采用种茎芽眼朝南的水平摆种方式种植木薯和郑刚辉等[12]采用平放、种茎芽眼向南的木薯种植技术获得的木薯产量均高于其他种茎芽眼朝向方式。范伟锋等[13]研究指出，在种植木薯时要统一将种茎的芽眼朝向一个方向，切忌种茎芽眼反向种植。陈霆等[14]在不同种茎种植角度对木薯产量性状的影响研究中指出，在平地种植木薯时，建议以60°斜插种茎为优。在木薯种茎长度研究方面，易怀锋等[15]研究表明，种茎长度45.0 cm处理的木薯株高、叶鲜重和鲜薯重均明显大于对照；严炜等[16]开展20.0、30.0、40.0和50.0 cm 4个木薯种茎长度直插栽培试验，结果显示，种茎长度为30.0 cm处理木薯的综合出苗率、株高、茎粗、地上部重、鲜薯条数和鲜薯产量等指标具有明显的比较优势。【本研究切入点】从节省种茎用量等方面考虑，国内木薯种植采用的种茎长度多数为10.0～25.0 cm[14，17-19]，但目前鲜见关于种茎长度对木薯最佳产量和品质影响的系统研究报道。【拟解决的关键问题】调查5.0、10.0、15.0、20.0和25.0 cm 5个种茎长度处理华南205木薯的出苗率，分析各种茎长度与主要产量和品质指标的相关性，筛选出较佳的种茎长度，为我国木薯的高产高效栽培及制定木薯标准化种植技术提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年3-12月在广西隆安县那桐镇大滕村(东经107.8°，北纬22.9°)进行，该地年均降水量1301 mm，年内分配很不均匀，季节性较强，降雨多集中在夏季；年均气温21.8 ℃，最热月平均气温28.4 ℃，最冷月平均气温13.2 ℃。试验地土壤为黄壤土，全氮含量0.85 g/kg，全磷含量0.93 g/kg，全钾含量7.45 g/kg，碱解氮含量101.47 mg/kg，速效磷含量25.09 mg/kg，速效钾含量102.17 mg/kg，有机质含量22.73 g/kg，pH 5.18。

1.2 试验材料

试验材料华南205木薯为中国热带农业科学院选育、本课题组保存的自留种。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计设5个种茎长度处理，分别为5.0、10.0、15.0、20.0和25.0 cm，3次重复，随机区组排列，小区长6.0 m、宽5.0 m，面积30.0 m2。

1.3.2 种植管理 2019年3月19日，以拖拉机旋耕耙地2次，2019年3月26日种植，种植密度为1.0 m×1.0 m，种植时施用15∶15∶15复合肥(挪威雅苒国际有限公司)750.0 kg/hm2；3月27日进行芽前封土，5月9日进行间苗，每穴仅留1株健壮苗，去除其余病弱苗。2019年7月8日进行红蜘蛛防治，随后自然生长，2019年12月8日收获。

1.3.3 测定项目及方法种植后14 d(4月9日)开始调查出苗率，之后每隔7 d调查1次，连续调查4次；种植后77 d(6月11日)开始调查农艺性状(株高和茎径)，之后每隔30 d调查1次，直至收获(12月8日)。其中，株高为地面至生长点顶端的高度，用卷尺测量；茎径为距离地面10.0～15.0 cm位置茎杆的直径，用游标卡尺测量。收获时，每个小区连续取10株，计数结薯条数，用卷尺测量薯块长度，用游标卡尺测量薯块茎径，用普通电子秤称量薯块鲜重，计算平均值；通过单株薯重计算单位面积产量，单位面积产量=单株薯重×667×15×出苗率；品质指标中的干物率采用烘干法测定，鲜薯氢氰酸含量参照GB 5009.36-2016《食品安全国家标准食品中氰化物的测定》的分光光度法进行测定，淀粉含量参照GB 5009.9-2016《食品安全国家标准食品中淀粉的测定》的方法进行测定。

1.4 统计分析

试验数据采用Excel 2013进行整理，以SPSS 19.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同种茎长度对木薯出苗率的影响

由表1可知，在种植后不同时期(4月9-30日)，不同种茎长度处理木薯的出苗率均随着种茎长度的增加呈递增变化规律。其中，在种植后的第14～21天(4月9-16日)，20.0和25.0 cm种茎长度处理木薯的出苗率显著高于5.0和10.0 cm种茎长度处理(P<0.05，下同)，且5.0和10.0 cm种茎长度处理在4月16日的出苗率只有39.0 %和67.7 %，而15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理的出苗率在80.0 %以上；在种植后的第35天(4月30日)，各种茎长度处理的出苗率基本稳定，但5.0 cm种茎长度处理的出苗率仍显著低于其他4个处理。可见，种茎长度为15.0、20.0和25.0 cm均有利于木薯正常出苗，而种茎长度为5.0和10.0 cm的木薯出苗时间有所延迟，不利于木薯出苗。

表1 不同种茎长度木薯的出苗率比较Table 1 Emergence rates of cassava seed stems of different lengths

2.2 不同种茎长度对木薯农艺性状的影响

从图1-A可看出，在木薯生长过程中，株高随着种茎长度的增加呈递增变化规律。其中，5.0 cm种茎长度处理的株高在6和7月显著低于15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理，10.0 cm种茎长度处理的株高在6月显著低于20.0和25.0 cm种茎长度处理，在7月显著低于15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理；在木薯生长中期至成熟期(8月10日-12月8日)，虽然均以25.0 cm种茎长度处理的株高最高，但种茎长度对株高无显著影响(P>0.05，下同)。从图1-B可看出，各种茎长度处理木薯的茎径生长趋势与株高相似，均随着种茎长度的增加呈递增变化规律。其中，5.0 cm种茎长度处理的茎径在6和7月均显著小于15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理，10.0 cm种茎长度处理的茎径在7月显著小于15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理；在8-12月各处理间的茎径无显著差异。

可见，在木薯生长前期其株高和茎径受种茎长度影响较明显，种茎长度越长其株高和茎径就越大，但种茎超过一定长度其株高和茎径的优势表现不明显。

2.3 不同种茎长度对木薯产量和品质的影响

2.3.1 对木薯产量构成因子的影响薯长、薯径和单株结薯数决定木薯单株薯重，而单株薯重与出苗率直接决定单位面积内的鲜薯产量。由表2可知，5.0和10.0 cm种茎长度处理木薯的薯长和薯径分别显著和极显著(P<0.01，下同)大于15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理，但其单株结薯数显著小于15.0、20.0和25.0 cm处理；单株薯重在各处理间差异不显著，但以10.0 cm种茎长度处理最重，15.0 cm种茎长度处理次之，5.0 cm种茎长度处理最轻；15.0 cm种茎长度处理的单位面积产量最高，其次是10.0 cm种茎长度处理，5.0 cm种茎长度处理的单位面积产量最低，且明显低于20.0和25.0 cm种茎长度处理，显著低于10.0和15.0 cm种茎长度处理，表明木薯单株薯重较重则其单位面积产量较高。可见，种茎长度偏短不利于木薯产量形成。

表2 不同种茎长度对木薯产量构成因子的影响Table 2 Effects of different stem lengths on cassava yield components

2.3.2 对木薯块根品质的影响由表3可知，各种茎长度处理木薯块根的淀粉含量间无显著差异；10.0 cm种茎长度处理木薯的块根干物率最高，15.0 cm种茎长度处理次之，二者差异不显著，但均显著高于20.0和25.0 cm种茎长度处理；各种茎长度处理块根的氢氰酸含量以10.0 cm处理最低，但与其他处理差异不显著。说明木薯种茎长度为10.0～15.0 cm有利于木薯块根干物率积累。

表3 不同种茎长度对木薯块根品质的影响Table 3 Effects of different stem lengths on quality of cassava tuber

2.3.3 种茎长度与木薯产量和品质指标的相关分析由表4可知，木薯种茎长度与薯长和薯径呈极显著负相关，相关系数分别为-0.727和-0.854，与单株薯重和单位面积产量呈负相关，相关系数分别为-0.147和-0.144，而与单株结薯数呈极显著正相关，相关系数为0.835，说明种植的木薯种茎较短有利于单个薯条生长，种植的木薯种茎较长有利于促进单株结薯数增加；种茎长度与块根氢氰酸含量呈正相关，相关系数为0.628，与淀粉含量呈负相关，相关系数为-0.347，与干物率呈显著负相关，相关系数为-0.705，说明种植的木薯种茎长度过长不利于木薯干物质积累。

表4 不同种茎长度与木薯生长指标和产量指标的相关分析结果Table 4 Correlation between different stem lengths and different indexes of cassava

3 讨论

在木薯种植后根系长出前，其芽眼生长所需营养主要由种茎供应，种茎越长能提供的营养就越多，对外界不利气候的抗性也越强，反之，种茎越短能提供的营养就越少，对外界不利气候的抗性就越弱[16，20]。本研究发现，种茎长度对木薯出苗率具有明显影响，同一用种量条件下出苗率随着种茎长度的增加呈递增变化规律，其中，在种植后的第14～21 d，5.0和10.0 cm种茎长度处理木薯的出苗率均显著低于20.0和25.0 cm种茎长度处理，且5.0和10.0 cm种茎长度处理在4月16日的出苗率仅为39.0 %和67.7 %，而在植后1个月内5.0 cm种茎长度处理的出苗率显著低于15.0～25.0 cm种茎长度处理，说明15.0～25.0 cm种茎长度有利于木薯出苗，而5.0和10.0 cm种茎长度较短，无法向芽眼及时提供充足的营养，从而导致出苗时间延迟，出苗率低，与严炜等[16]研究认为木薯种茎越短其成活率越低的观点一致。因此，木薯生产上为保障全苗齐苗，其种茎长度不应低于15.0 cm。作物的农艺性状主要由品种特性决定，不同的栽培措施可能对作物农艺性状产生不同影响[21]。本研究中，5.0和10.0 cm种茎长度处理木薯生长前期的株高和茎径与15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理存在明显差异，而15.0 cm种茎长度处理的株高和茎径在整个生育期与20.0和25.0 cm种茎长度处理无显著差异；随着植株的生长，中后期各处理间的株高和茎径差异不明显，最终保持相对稳定，表明木薯种茎长度对其株高和茎径的促进作用仅在一定的时期发生，可能是不同长度种茎的出苗时间和出苗率不同及在生长前期不同长度种茎能提供给种苗的营养水平不同而引起。

作物的产量由产量构成因子决定[22]。木薯块根的产量主要由薯长、薯径、单株结薯数和出苗率构成，薯长、薯径和单株结薯数决定单株薯重，而单株薯重与出苗率密切相关，是决定单位面积鲜薯产量的主要因子[20]。本研究中，5.0和10.0 cm种茎长度处理木薯的薯长和薯径均显著或极显著大于15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理，但单株结薯数显著小于15.0、20.0和25.0 cm种茎长度处理；各处理间的单株薯重差异不显著，但单株薯重较重处理的单位面积产量较高，单株薯重最轻处理的单位面积产量最低，且明显低于20.0和25.0 cm种茎长度处理，显著低于10.0和15.0 cm种茎长度处理，与林洪鑫等[23]、谢向誉[24]等研究认为木薯的单株薯重与鲜薯产量呈极显著正相关的观点相似。本研究中相关分析结果也显示，木薯种茎长度与薯长和薯径呈极显著负相关，与单株结薯数呈极显著正相关，相关系数分别为-0.727、-0.854和0.835，而与单株薯重和单位面积产量的相关性较低。可见，在一定种茎长度范围内，木薯的单株结薯数随着种茎长度的增长而增多，块根的长度和粗度随着种茎长度的增长而减小，但木薯单株结薯数和块根粗度的正负关系作用相互抵消，因此，其单位面积产量差异不明显。

木薯块根的品质主要由品种特性决定，但也会随着栽培管理措施的不同而发生变化。本研究中，各种茎长度处理木薯的淀粉含量间和氢氰酸含量间差异不明显，而20.0和25.0 cm处理的干物率显著低于10.0和15.0 cm处理；相关分析结果表明，木薯种茎长度与干物率呈显著负相关，相关系数为-0.705，与氢氰酸含量呈正相关，相关系数为0.628。因此，基于木薯品质方面的考虑，20.0和25.0 cm不是木薯种植的最佳种茎长度。综合不同种茎长度处理对华南205木薯产量和品质的影响结果，初步确定15.0 cm为其较佳的种茎长度，而采用该种茎长度种植对其他品种的增产效果和提高品质作用，还需进一步试验验证。