不同种植方式对木薯块根分布和产量的影响

王 帝，韦云东，周时艺，陈蕊蕊，徐 钏，马崇熙，郑 华

（广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西南宁 530001）

木薯（Manihot escuentaCrantz）的抗逆性强、适应性广，是热带及亚热带地区重要的粮食及能源作物[1]。目前在我国广西、广东、海南等地广泛种植[2]。木薯块根富含非常高的营养价值和实用价值，被广泛地应用于制糖、医药、化工、可降解塑料等行业，在农作物中有举足轻重的地位[3]。在食品加工方面，木薯的蛋白质量与脂肪含量较低，含有钙、铁、锌、钾、镁等丰富的矿物质元素[4]，鲜薯中碳水化合物的80%为淀粉，去皮后根块中的淀粉含量为甘薯的1.0～2.3 倍、马铃薯的1.0～1.5 倍[5]，由其加工而成的食品深受消费者喜爱。但近年来受耕作环境[6]、气候条件以及传统种植方式[7]等因素的影响，使得我国木薯种植过程中品种退化严重，单产较低，效益较差，难以推广。因此，探索木薯种植处理方式与方法是木薯种植技术水平提升的重要措施。多元种植方式是作物高产栽培技术的新趋势，单双行、宽窄行、双行平行和双行交错等种植模式的合理运用可提高水肥利用率和产量。黄洁等[8]研究发现木薯种茎平放种植过程中芽眼朝南的处理鲜薯、薯干和淀粉产量最高。盘欢等[9]研究发现，种茎出苗后留双杆的木薯前期节间距比留单杆的长，收获期双杆株高大于单杆，并且环剥双杆+前期打顶可以增加木薯淀粉含量和产量。陈蕊蕊等[10]通过疏植，保证了具有高支链淀粉、低氢氰酸、糯性强的桂热10 号的鲜薯重量与直径不过小。

插植法是木薯种植的常规方法，其中与包括平种、直种和斜种[11]等，该方法可有效应对土壤疏松、贫瘠、旱涝和强风等不良环境因素，有利于木薯生长发育和薯块膨大。在此基础上覆盖地膜[12]或地布[13]，可改善土壤耕作条件，起到保温、保水、保肥和抑制杂草等功效，有利于提高鲜薯产量和淀粉含量。本试验通过研究不同种茎种植方式结合地膜/ 地布对食用木薯桂热10 号性状与产量的影响，探索科学的种植模式，为提高木薯生产的经济效益及支撑木薯产业高质量可持续发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试木薯品种为桂热10 号，由广西壮族自治区亚热带作物研究所从广西防城港市防城区平旺乡横过村采集的地方糯米木薯种质，原名糯米糍，经多年田间观测及评价，培育繁育而成。试验所用化肥均为市购，尿素（N≥46.4%，重庆建峰化工股份有限公司），硝酸钾（N≥13.8%，K2O≥46.6%，南宁汉和生物科技股份有限公司）、磷酸二氢钾（P2O5≥52.0%，K2O≥34%，瓮福达州化工有限责任公司）、生物有机肥（有机质≥60%，氮磷钾≥5%，有效活菌数≥2×108CFU/g，广西威麦斯农业科技有限公司），地膜（黑色，聚乙烯材质，宽度1 m，南宁市博泓塑料制品有限公司），地布（黑色，抗紫外线的PP 扁丝材质，宽度0.9 m，台州市绿地遮阳有限公司）。

1.2 试验设计与采样分析

试验地块设置于广西壮族自治区亚热带作物研究所木薯试验基地（N22°54′02.58″，E108°20′05.43″）。试验地土壤为砖红壤，土层深厚，质地粘重，肥力偏低，地块耕层（0～20 cm）土壤理化性状为：有机质1.4%、碱解氮91.0 mg/kg、速效磷18.9 mg/kg、速效钾40.77 mg/kg。试验设计见表1，共7 个处理，包括4 种种植方式加地膜/ 地布的组合。斜种处理（处理3）垄面1.2 m，垄沟0.8 m，其它处理均不起垄。木薯种茎长度约20 cm，种茎顶部涂抹凡士林以防种茎失水。平种处理种茎摆放种植方向为平行于等高线平放，种茎埋深10 cm，种茎顶部朝南；直种的种茎位置与平种相同，但其垂直于地面插入约10 cm，品字型直种的相邻两行之间交叉50 cm 错位种植；斜种为种茎从垄侧面以水平角度插入垄内侧，种茎露出约7 cm。各处理整体种植株行距均为1.0 m×1.0 m。每个小区种植6株×6 株，小区面积36 m2。

表1 不同木薯种茎种植方式研究试验处理

于2020 年4 月20 日种植，生物有机肥基施15 t/hm2。化肥采用水肥一体化滴灌，每株木薯设置一个滴头，均设置在垄内距离木薯种茎基部约20 cm处（上下两株错开方向）。滴头为压力补偿式，流速为2 L/h。4 月22 日覆盖地膜或地布。水肥一体化滴灌施肥详情见表2，共进行5 次，施肥总用量为N∶P2O5∶K2O=130∶65∶140 kg/hm2。施肥用比例注肥泵按4%的肥（液）水比施入，其它按田间常规管理进行管理。

表2 不同木薯种茎种植方式试验水肥用量

分别于9 月17 日、12 月18 日用塔尺测量株高，游标卡尺“十字法”测量茎粗。12 月17—18日收获木薯并调查块根分布状况，以种茎基部到顶部的矢量为0°，逆时针旋转，每45°为一个象限共分为8 个象限，分别命名为象限1～8，见图1。以块根尾部落点为准，判断该块根所处的象限，统计不同象限的块根数量。因斜种起垄种植，每垄的上坡行以图1 中的位置进行统计，下坡行以图1 水平翻转180°进行各象限块根数量的统计。每个小区选择14～16 株统计块根分布状况，同时测定鲜薯重量，并用雷蒙称法测定淀粉含量。

图1 木薯块根分布的位置示意图

1.3 数据统计分析

方差分析采用R Studio version 1.1.463（R-4.2.1）（R Core Team，2021）中的AOV 函数进行分析，多重比较采用SSR 法，在R 语言中的Boxplert.R程序中计算并自动标记小写字母，该程序引用了Agricolae 包。同一处理的不同象限之间的比较采用配对t检验，用R 语言自带函数t.test 进行，并使用Apply 函数进行批量检验，获取两两之间的差异后，结合数值大小进行显著性标记，以保证标记的字母符合所有的显著和非显著差异。

2 结果与分析

2.1 不同种植方式对桂热10 号株高和茎粗的影响

见表1，株高在9 月17 日的调查中，最高的处理是直种品字形+地布（T4），为240.4 cm；最低的处理是平种+地布（T7），为201.1 cm。直种+地布（T2）、斜种+地布（T3）、直种品字形+地布（T4）和直种+地膜（T6）的株高显著高于平种+地布（T1）、平种+地膜（T5）和平种（T7）。在12 月18 日的收获期调查中，株高最高的处理是直种+地布（T2），为270.3 cm；最低的处理是平种+地膜（T5），为251.1 cm。直种+地布（T2）与直种+地膜（T6）的株高显著高于平种+地布（T1）、平种+地膜（T5）和平种（T7）。

茎粗在9 月17 日的调查中，最大的处理是斜种+地布（T3），为28.97 cm；最小的处理是平种（T7），为23.49 cm。斜种+地布（T3）的茎粗显著高于平种+地布（T1）、直种+地布（T2）、平种+地膜（T5）、直种+地膜（T6）和平种（T7）。在12 月18 日的收获期调查中，茎粗最大的处理是斜种+地布（T3），为31.21cm；最小的处理是平种+地膜（T5），为27.15 cm。斜种+地布（T3）的茎粗显著高于其他处理。

表3 不同种植方式对桂热10 号两个时期株高和茎粗的影响

2.2 不同种植方式对桂热10 号块根分布的影响

各处理下木薯块根分布情况见表4。总薯条数T2 处理最多，且显著大于T1 和T6，其他处理间无显著差异；象限1 分布最多的处理为T1，显著大于T3，其他处理间无差异；象限2 块根分布最多为T4，显著大于T1、T3、T6 和T7，且T5 显著大于T7；象限3 分布最多为T2 和T4，显著大于T6；象限4 分布最多为T3，显著大于T2、T4 和T6，且T1、T5、T7 也显著高于T6；象限5 分布最多为T7，显著大于T1、T2 和T4，且T1 显著小于T5和T6；象限6 分布最多为T2，各处理无显著差异；象限7 分布最多为T2，显著大于T7，其他无显著差异；象限8 分布最多为T4 和T6，显著大于T5。

表4 不同种植方式对桂热10 号薯条分布的影响（单位：条）

不同处理的块根分布为，T1 分布最多为象限1，显著大于象限7 与象限8；T2 各个象限薯条数分布均匀且无显著性差异；T3 分布最多为象限4，显著大于象限1、象限2 与象限3；T4 分布最多为象限2，显著大于象限7；T5 分布最多为象限4 与象限5，显著大于象限3、象限6 与象限8，且象限2 也显著大于象限6 与象限8；T6 分布最多为象限5，显著大于象限2、3、4、6 和7，象限1 与象限8显著大于象限3、4 和6；T7 分布最多为象限5，显著大于其他象限，象限4 显著大于象限1、2、3、7和8，象限6 大于象限2 和象限7，象限1、3 和8还显著大于象限2。

2.3 不同种植方式对桂热10 号产量的影响

不同处理木薯鲜薯产量和淀粉产量见表5，T2鲜薯产量最高，达到35.81 t/hm2，最低为T5 处理的30.10 t/hm2；淀粉含量最高为T7 处理的27.9%，最低为T3 处理的25.9%；淀粉产量最高的为T2 处理的9.362 t/hm2，最低为T3 处理的8.114 t/hm2。各处理间木薯鲜薯产量、淀粉含量及淀粉产量各均无显著差异。

表5 不同种植方式对桂热10 号鲜薯产量及淀粉产量的影响

3 讨论与结论

本实验通过对桂热10 号进行不同种植方式与地膜、地布的搭配，发现9 月份株高最高的处理是直种品字形+地布（T4），显著高于平种+地布（T7），可能是由于直种品字形是交错种植，植株的交叉扩大了叶片的舒展空间，提高了透光指数与通风指数，但并未显著高于其它处理，其鲜薯产量也未表现出优势。可能是由于本研究的种植密度为1 m×1 m，种植比较疏散，未能体现出品字形种植的优势，在后续的研究中应继续加大种植密度，研究品字形种植的效果。

在地膜或地布覆盖下，平种9 月份的株高均比直种或斜种要低，说明直种或斜种相比平种促进了木薯株高。斜种+地布（T3）在9 月份的茎粗大于直种+地布和平种+地布，斜种促进了9 月份的茎粗。平种+地布（T1）显著大于平种（T7），说明在相同种植方式下覆盖地布对茎粗的提升有明显效果。

直种+地布（T2）与直种+地膜（T6）的12月株高分别显著高于平种+地布（T1）、平种+地膜（T5），说明在地膜或地布覆盖下，直种株高大于平种。平种+地膜（T5）与平种（T7）相比株高降低了0.3cm，没有显著差异，可能是本研究采用了水肥一体化灌溉，水分没有成为限制因素，但他人的研究结果不一致，吴庆华[14]很可能是未进行人工灌溉，水分差异导致了地膜效果的差异。斜种+地布在12 月茎粗最大，说明斜种比直种和平种有利于木薯茎秆增粗。

综合9 月与12 月的数据，株高的表现为直种与斜种效果最好，平种最差；茎粗的表现为斜种最好。平种+地膜（T5）、直种+地膜（T6）与平种+地布（T1）、直种+地布（T2）相比茎粗的增加量更多，效果更加显著，说明在相同种植方式下，地膜覆盖比地布覆盖更加有益于木薯生长后期地上部分的增粗。

本试验的木薯桂热10 号各个处理间的鲜薯产量与淀粉产量无显著差异变化，这与王战等[15]和周时艺等[16]的研究不相一致，可能是因为其相关处理施肥方式为穴施固体肥料，与本试验所使用的水肥一体化滴灌方式存在差异。

总薯条数最多的处理是直种+地布（T2），显著大于平种+地布（T1）和直种+地膜（T6），说明在地布覆盖下，直种薯条数大于平种，且在直种下，地布覆盖的薯条数要大于地膜。直种的总薯条数多于平种，与刘翠娟等[17]和陈霆等[18]的研究结果一致。在相同直种处理下，地布覆盖收获的薯条数要多于地膜覆盖。

平种+地布（T1）、平种+地膜（T5）和平种（T7）进行比较，平种+地布（T1）模式中因地布有一定的透水性，其水分分布可能比平种+地膜（T5）更均匀，导致其不定根分布位置比较均匀，这也可能与降雨有一定的关系。平种+地膜（T5）模式下根块在一定程度上集中到基部，但象限2 可能受到水分吸引。正常平种（T7）块根集中分布在种茎基部，但是平种加盖膜/地布后在一定程度上改变了这种块根分布模式。

直种+地布（T2）、直种品字形+地布（T4）和直种+地膜（T6）进行比较，地布覆盖倾向于均匀分布，但地膜覆盖改变了这种分布模式。由于地膜不透水，下雨后地膜上收集到的水分流动到下坡的种植行，造成不同区域的根系对水分吸收的差异。

本试验中平种+地布（T1）与平种+地膜（T5）相比，直种+地布（T2）与直种+地膜（T6）相比，地布均表现为象限之间存在显著差异较少或没有差异，而地膜表现为象限之间存在的显著差异较多，说明地布相比于地膜，薯条分布更倾向于均匀分布。

平种+地膜（T5）和直种+地膜（T6）的块根均在象限5 集中最多，说明地膜可改变该两种模式的不定根生长与扩散的方向。

块根是由细根膨胀而来，细根的分布可能受到土壤微环境的影响，可能主要是水分、养分等。直种+地膜（T6）有3 个被地膜覆盖的象限表现出了块根数量的优势，可能说明直种+地膜对诱导块根在地膜下膨胀有一定的影响。滴灌的滴头位置以及水分可能影响早期的不定根分布，进而影响块根的膨大位置。

对收获期桂热10 号鲜薯产量和淀粉产量进行测量，发现不同试验处理对木薯鲜薯产量及淀粉产量均无显著影响，这说明种植方式不是决定该品种鲜薯产量和淀粉产量的关键因素。各处理间鲜薯产量与淀粉产量基本一致，根据鲜薯产量和薯条数计算得到平种+地布（T1）和直种+地膜（T6）平均单薯重分别为372.4 g/条和369.6 g/ 条，斜种+地布（T3）和平种+地膜（T5）最小，为322.4 g/ 条和320.2 g/ 条，在鲜薯产量和淀粉含量差异不显著的情况下，以薯条数较少为优势处理。

地布与地膜相比各有优缺点，地布比地膜物料成本贵，且冬天需要回收耗费人工成本，但其更环保，而地膜价格相对便宜，为一次性用品，回收成本低，但处理不妥善可能对环境造成不良影响。由于木薯的种植方式存在费时、费工、定植难等缺点，造成人工难、成本高等一系列问题，加之当地砖红壤的黏土比例高，较深的结薯处于板结、贫瘠、低温和不透气的深层土壤中，结薯大小不均匀，不利于薯块的膨大和增产[19]，因此需要在特定情况下对地膜与地布进行合理运用。

品字形种植方式密度较小，植株分散的优点没有在本实验中体现出来，下一步需要提高种植密度，验证木薯品字形种植的效果。

本试验结果表明，直种促进了9 月和12 月木薯株高，斜种促进了茎粗。不同处理对鲜薯产量及淀粉产量均无显著影响。薯条数最多的处理为直种+地布，最少的处理为平种+地布和直种+地膜。通过象限块根数量统计，发现地布比地膜覆盖或不覆盖的块根更倾向于均匀分布；在鲜薯产量无明显差异的条件下，平种+地布与直种+地膜的薯条数最少，薯块个体相对较大，为该研究的优势处理。