不同密度、氮磷钾配比对甘薯产量和商品率的影响

李平芳，王红梅，张艳丽，王海涛，王建峰，郭晓云，丁伟利，杨育峰

（1郸城县农业机械管理局，河南郸城 477150；2郸城县农业科学研究所，河南郸城 477150；3*河南省农业科学院粮食作物研究所甘薯研究室，郑州 450002）

0 引言

甘薯种植密度、氮磷钾肥料配比是影响甘薯产量和商品率的关键因素[1-3]。氮肥可以促进甘薯的干物质积累和块根产量提高，而过量的氮肥会延迟结薯，导致地上部旺长，降低块根产量[4]。喜钾是甘薯的特征之一，对钾的需求量大，增施钾肥可以增加甘薯干物质向块根中的分配比例，使干物质在地上部的分配率降低，抑制地上部茎叶徒长，改善薯块鲜产，提高块根产量[3,5-8]。与氮和钾相比，甘薯对磷的需要量要少，磷的供给状况对甘薯的正常生长和品质特性有重要影响，适量磷肥有利于甘薯块根内干物质积累，促进产量提高[9-10]。因此，只有氮磷钾合理配比施用，才能达到提高甘薯产量和商品率的目的[11-12]。种植密度是甘薯群体发育的基础，适宜的密度可以在一定程度上协调作物个体与群体之间的关系，进而构建更加合理的有助于作物产量和品质提升的群体结构，较低的种植密度会降低光能的利用率，而较高的密度则会加剧群体植株间对光、水、肥的竞争[13-14]。

前人就密度或氮磷钾配比对甘薯产量的影响进行了大量研究，认为种植密度、氮磷钾配比对甘薯产量有显著作用[14-16]，而对多密度水平和氮磷钾多配比水平下的两者组合效应研究较少，并且大多集中在对产量影响的研究上，对于商品率的影响则少有涉及。为探索获得较高甘薯产量和商品率所适宜的密度和肥料配比，增加甘薯种植生产效益，2019、2020两个年度选用河南省农业科学院粮食作物研究所培育的兼用型甘薯新品种‘郑红23’为材料，设置7个密度水平、7个氮磷钾肥料配比水平和49个组合进行试验，旨在为甘薯优质高效种植提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 参试材料

供试甘薯品种为兼用型‘郑红23’（豫鉴薯2013002），由河南省农业科学院甘薯研究室提供脱毒薯苗，供试氮肥为尿素含N 46.4%，磷肥为过磷酸钙含P2O512%，钾肥为硫酸钾含K2O 52%。

1.2 试验地土壤和气候条件

本试验分别于2019、2020年进行，2019年薯苗移栽时间6月8日，收获时间10月27日，2020年薯苗移栽时间6月11日，收获时间11月1日。地点都在郸城县胡集乡大于村(N33.698°、E115.141°)。土质属粘壤土，地力均匀平坦，排灌设施齐全。气候属温带季风气候，海拔41.5 m。2019年6—10月平均气温26.5℃，比常年增加1.1℃，降雨量73.6 mm，比常年减少51.3 mm，日照时数232.6 h，比常年增加52.2 h。2020年6—10月平均气温26.8℃，比常年增加1.4℃，降雨量144.0 mm，比常年增加19.0 mm，日照时数173.2 h，比常年减少7.2 h。前茬作物均为小麦，产量8250 kg/hm2。

1.3 试验设计

采取两因素完全随机设计法，因素A为密度，设7个水平，因素B为肥料，设7个N、P、K不同配比水平（表1）。两因素组合设49个处理，每处理3次重复，共147个小区，每个小区6垄，单垄单行，垄距0.8 m，垄长8 m，每个小区约为38.4 m2，小区之间留宽1.5 m的过道，采取水平扦插法移栽薯苗。取各处理的所有重复，每重复取3穴进行考种，考种项目为：地上部分茎叶鲜重、地下部分鲜重（根鲜重）、商品薯鲜重（单个薯块100 g以上的薯块）、商品薯个数、单商品薯鲜重、单株结薯数、商品率（商品薯重/总薯重），常规田间管理。

表1 试验设置因素和水平情况

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2003和spss 22软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 分年度甘薯产量和商品率差异

2019年度，A5密度处理产量最高，为23009.31kg/hm2，A1最低，为20306.31 kg/hm2，B7肥料配比处理产量最高，为 23438.41 kg/hm2，B2最低，为20062.76 kg/hm2；A1密度处理商品率最高，为93.71%，A6最低，为89.41%，B2肥料配比处理商品率最高，为93.18%，B6最低，为89.28%。2020年度，A3密度处理产量最高，为 24930.21 kg/hm2，A6 最低，为 20662.41 kg/hm2；B7肥料配比处理处理最高，为24530.01 kg/hm2，B3最低，为21075.78 kg/hm2；A1密度处理商品率最高，为93.44%，A7最低，为86.65%，B7肥料配比处理商品率最高，为95.18%，B6最低，为88.59%（图1、2）。

图1 2个年度不同密度甘薯产量差异

图2 2个年度不同氮磷钾配比甘薯产量差异

2019、2020两个年度相比，不同密度、肥料配比下甘薯的产量存在显著差异(F=6.679，P=0.01<0.05)，商品率不存在显著差异(F=0.055，P=0.814>0.05)。两个年度在试验条件基本一致的情况下，产量产生差异的主要原因可能是受气候的影响，2020年6—10月降雨量比2019年同期增加70.4 mm，多95.7%，日照时数减少59.4 h，少25.5%，多雨寡照气候情况下是否有利于甘薯产量的提高，还需进一步安排试验研究得出结论（图3、图4）。

图3 2个年度不同密度甘薯商品率差异

图4 2个年度不同氮磷钾配比甘薯商品率差异

2.2 不同密度对甘薯产量和商品率的影响

从表2看出，2019、2020年度，不同密度甘薯产量存在极显著差异，A3最高，为22933.57 kg/hm2，A1最低，为20684.69 kg/hm2产量依次为A3>A4>A2>A5>A6>A7>A1，比平均值21881.65 kg/hm2高的有A3、A4、A2、A5，低的有A1、A7、A6，说明密度极显著影响甘薯产量，随着密度增加，甘薯产量有先升后降的趋势，适宜密度在4.5万株/hm2～6万株/hm2之间。商品率也存在极显著差异，A1最高，为93.58%，A7最低，为88.61%，商品率依次为A1>A3>A2>A5>A4>A6>A7，平均值为91.13%，比平均值大的有A1、A3、A2、A5，比平均值小的有A4、A6、A7，可以看出，密度能显著甘薯商品率，随着密度增加，甘薯商品率有逐渐下降趋势。

表2 不同密度甘薯产量和商品率的差异

2.3 不同肥料配比对甘薯产量和商品率的影响

从表3看出，2019、2020年度，不同肥料配下甘薯产量有极限值差异，B7产量最高，为23984.21 kg/hm2，B3产量最低，为20569.27 kg/hm2，产量依次为B7>B2>B5>B1>B4>B6>B3，产量均比对照B7减产，减产幅度在4.83%～13.43%，其中B3、B6、B1、B4、B5减产极为显著。不同肥料配比下商品率有极显著差异，B7商品率最高，为92.82%，B6最低，为88.93%，依次为B7>B2>B3>B1>B4>B5>B6，除B2与对照B7基本持平，其他处理均低于对比。说明甘薯不同氮磷钾配比施肥能极显著影响甘薯的产量和商品率，以N:P:K=1:1:2较为适宜，B1、B3、B4、B5、B6都是高氮水平，产量和商品率都显著低于对比B7，B6是高钾水平，B5是低钾水平，产量和商品率都显著低于对照B7，氮磷钾配比不合理都会显著影响甘薯产量和商品率的提高。

表3 不同肥料配比甘薯产量和商品率的的差异

2.4 各个密度与肥料配比处理间甘薯产量及商品率的差异

从表4可以看出，各处理间产量不存在显著差异(F=0.975，P=0.524>0.05)，高于全部处理平均值5%以上的有10个处理，分别为A3B7、A4B7、A2B7、A5B7、A3B2、A4B2、A6B7、A2B2、A7B7、A5B2，这些处理中，密度多有A3、A4、A5，肥料配比多有B2、B7，低于全部处理平均值5%以下的有10个处理，分别为A7B1、A7B4、A1B5、A6B6、A1B4、A6B3、A7B6、A7B3、A1B3、A1B6，这些处理中，密度多有A1、A6、A7，肥料配比多有B2、B7。各处理间商品率存在极显著差异(F=2.150，P=0.00<0.01)，高于全部处理平均值2%以上的有 11 个处理，分别为 A1B2、A1B7、A3B2、A3B7、A1B3、A1B1、A2B2、A2B7、A1B4、A5B2、A1B5，这些处理中，密度多有A1、A2、A3，肥料配比多有B2、B7，低于全部处理平均值2%以下的有8个处理，分别为A5B6、A7B3、A7B1、A4B6、A6B6、A7B4、A7B5、A7B6，这些处理中，密度多有A6、A7，肥料配多有B6。

表4 各个密度与肥料配比处理甘薯农艺性状、产量及商品率情况

续表4

2.5 不同密度、肥料配比下甘薯性状与产量、商品率的相关性

从表5可以看出，产量与商品率呈极显著正相关，与单株结薯数呈显著正相关，与茎叶鲜重、冠根比呈极显著负相关；商品率分别与茎叶鲜重、根鲜重、商品薯块鲜重、商品薯块个数、单商品薯块鲜重、单株结薯数呈极显著正相关，与冠根比呈极显著负相关；茎叶鲜重与根鲜重、商品薯块鲜重、单商品薯块鲜均呈极显著正相关；根鲜重与商品薯块鲜重、商品薯块个数、单商品薯块鲜重、单株结薯数均呈极显著正相关，与冠根比呈极显著负相关；冠根比与商品薯块个数、单株结薯数均呈极显著负相关；商品薯块鲜重与商品薯块个数、单商品薯块鲜重、单株结薯数均呈极显著正相关；商品薯块个数与单株结薯数呈极显著正相关。说明要提高甘薯产量和商品率，合理的氮磷钾配比施肥十分关键，给植株以充足的养分，促进甘薯地上部与地下部对营养的协调生长，尽量控制地上茎叶部分徒长，降低冠根比，增加单株结薯数。

表5 不同密度、肥料配比下甘薯性状与产量、商品率的相关性

3 结论与讨论

通过研究发现，种植密度能极显著影响甘薯产量和商品率，随着密度增加产量先升后降，商品率逐渐降低。原因是种植密度小容易形成商品薯，密度过大单株结薯数会降低，从而产量降低；而如果密度太小，虽然单株结薯数显著增大，但由于种植株数少，群体产量也会降低，这和孙哲等[17]、杨育峰等[18]、吕树立等等[19]研究的结果一致。本试验分析表明，产量与商品率呈极显著的正相关，与单株结薯数呈显著正相关，与地上部茎叶鲜重、冠根比呈极显著负相关。商品率分别与茎叶鲜重、根鲜重、商品薯块鲜重、商品薯块个数、单商品薯块鲜重、单株结薯数呈极显著正相关，与冠根比呈极显著负相关，因此，合适的种植密度能够优化甘薯个体与群体的关系，在充分发挥甘薯单株产量的基础上，保证群体产量最大化。本实验结果，密度3万株/hm2产量最低，4.5万株/hm2产量最高，5.25万株/hm2产量次之，因此适宜密度为4.5万株/hm2～5.25万株/hm2，商品率虽然随密度增加有逐渐下降趋势，但也能达到90%以上。

合理的氮磷钾配比施肥能协调甘薯地上部与地下部对营养的需求，给植株以充足的养分，促进植株地上部、地下部光合物质积累，改善甘薯的经济性状，增加结薯数、提高商品率，进而提高甘薯的产量和经济效益[16,20]。在本试验条件下结果分析，不同氮磷钾配比均极显著影响产量和商品率，N:P:K=1:1:2配比产量和商品率均最高，N:P:K=0.8:0.8:2配比次之。

不同密度和氮磷钾配比两因素相互作用下，产量不存在显著差异，商品率存在极显著差异，有10个处理的产量高于全部处理平均值的5%以上，有11个处理的商品率高于全部处理平均值的2%以上。这些处理中，密度大多在4.5万株/hm2～5.25万株/hm2之间，氮磷钾配比大多在N(0.8-1):P(0.8-1):K(2)范围。

甘薯生长期内气候条件也是影响甘薯生产不可忽视的因素，本试验2个年度气候条件差异很大。2019年度降雨比往年平均少51.3 mm，日照时数比常年多52.2 h，2020年度降雨比往年平均多19.0 mm，日照时数比常年减少7.2 h。土壤水分和日照时长对甘薯产量和商品率的影响，以及土壤水分、日照时数、密度、肥料配比等因素相互作用对甘薯生长的影响，还需进一步安排试验研究。

通过2年的试验研究表明，甘薯种植密度为4.5万株/hm2～5.25万株/hm2、氮磷钾配比为N(0.8-1):P(0.8-1):K(2)时，产量最高，达到22611.41kg/hm2～22933.57kg/hm2，商品率达到90.40%～92.30%，因此在此密度和氮磷钾肥料配比下，甘薯不但能获得较高的产量，而且具有较好的商品率。