中国木薯研究及产业发展趋势

付海天，郑 华，文 峰，梁立娟，王 帝，李 军

（广西壮族自治区亚热带作物研究，广西南宁 530001）

木薯（Manihot esculentaCrantz）起源于热带美洲，是大戟科木薯属植物，耐旱且抗贫瘠，是三大薯类作物之一，全球第六大粮食作物，有“地下粮仓”“淀粉之王”和“能源作物”的美称[1]。木薯用途广泛，可食用、饲用和加工成各种工业产品，主要加工是淀粉、酒精等[2]，是我国南方重要的经济作物。

1 中国木薯发展研究历程

中国木薯的研究起步较晚，大致经历了三个阶段。第一阶段为起步发展阶段（1940—1978 年）：广西农事试验场、广东曲江马坎农场试验站、华南热带作物研究院等研究单位都开始了起步研究，主要开展品种收集工作、地方品种比较试验、栽培增产试验等。第二阶段为稳定发展阶段（1979—2007年）：在此期间主要开展木薯多样性育种研究与栽培方面研究，探寻木薯对水肥的需求规律，并初步建立了一些稳定的试验点，进行品比试验、区试试验、生产试验、推广等。第三阶段为快速发展阶段（2008 年至今）：2008 年，国家木薯产业技术体系成立，为木薯提供了经费有保障且稳定的研发队伍，10 多名岗位专家涉及木薯遗传改良、栽培与土肥、病虫草害防控、机械化、加工、产业经济等研究方向，基本覆盖木薯整个产业链，全面提升了木薯研究水平。经过80 多年几代人的努力，木薯在种质资源收集、育种、栽培及综合开发利用方面取得了较多突破性的进展。

2 木薯品种资源收集与运用

2.1 引种丰富了木薯品种资源

中国是木薯种质资源贫乏国家，与世界悠久的4000 多年木薯栽培历史相比，中国木薯栽培的历史不长，只有200 多年历史，国内可收集到的地方品种少[3]。木薯引种主要来自哥伦比亚、尼日利亚、巴西、泰国、越南等国家，引进的木薯种质资源主要集中在国际热带农业中心（CIAT）、国际热带农业研究所（IITA）、巴西农牧研究院（Embrapa）、泰国罗勇大田作物中心（RFCRC）、越南南方农业科学院（IAS）等研究机构，少部分来自其它热带亚热带国家地区。引进的资源主要包括高产、高淀粉含量、抗病、抗虫、抗旱、抗寒、鲜食、特异及野生木薯种质资源[4]，极大丰富了我国木薯种质资源的遗传多样性，有利于加快我国木薯新品种的选育和改良工作。

2.2 建设木薯种质资源圃（库）

国际热带农业中心拥有世界上最大的木薯种质资源圃（库），自1973 年以来收集和保存了来自141 个国家传统的、新培育的和野生的木薯种质资源6000 多份，其中核心种质600 份[5]。中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所拥有国家木薯资源圃，共收集保存木薯种质资源902 份，建成目前国内收集保存木薯种质资源数量最多的木薯资源圃，并制定了《木薯种质资源鉴定评价与研究》（NY/T 1943-2010）和《热带块根茎作物品种资源抗逆性鉴定技术规范 木薯》（NY/T 2036-2011）两个行业标准。广西壮族自治区亚热带作物研究所建成省属的南宁木薯资源圃，保存木薯种质资源625 份。这些资源圃的建立并广泛收集保存木薯种质资源，可为木薯育种提供多样化的亲本，从而加速木薯品种选育及改良进程。

2.3 木薯种质资源研究

通过木薯种质资源的鉴定、评价，筛选出了一批性状优良的木薯种质资源。叶剑秋等[6]对54 份哥伦比亚木薯种质的育种特性评价，确定了54 份资源的生产特性。叶剑秋等[7]对19 份瑞士木薯资源的育种特性评价，筛选出适合中国不同用途的木薯资源。罗春芳等[8]对23 份木薯种质资源在贵州的形态多样性分析与评价，筛选获得优良种质为木薯育种选配亲本提供参考。魏云霞等[9]对干旱胁迫下33 份木薯种质表型性状分析，筛选出了C322 等抗旱性能优良的种质资源。王晓庆等[10]对14 份木薯种质的苗期耐旱性评价，采用盆栽试验，比较水分胁迫下14 份木薯种质苗期的耐旱性强弱。张振文等[11]对9 个木薯品种块根的淀粉和酒精加工特性进行了因子分析，结果平均酒精产率最高的一类品种为SC6 和SC9。谢向誉等[12]对31 份国内外木薯种质资源的农艺性状进行鉴定，筛选获得5 个优良新品系。付海天等[13]对7 个食用木薯种质的综合特性评价。吴勇等[14]对35 份木薯种质资源镉积累差异评价。吴海宁等[15]探讨了低温胁迫对不同木薯品种幼苗生理特性的影响。羊兴爱等[16]对30 份木薯种质资源农艺性状和品质特性的表型综合评价。曹升等[17]对广西地方面包木薯种质资源调查及表型性状分析和品质评价。段春芳等[18]对32 份木薯种质进行了棕榈疫霉根腐病抗病性评价。黎萍等[19]对84 份木薯种质对朱砂叶螨的抗性评价。徐春华等[20]对不同种质食用木薯的田间病害及对细菌性萎蔫病的抗性研究，从国内外收集了42份具有代表性的食用木薯种质（品种），连续两年调查其田间发病情况，发现参试种质均受细菌性萎蔫病和褐斑病危害，发病率均高于40.4%，部分种质还受白点病和花叶病危害。综合两年的田间调查和人工接种试验结果，TCGRI005 等4 份种质对细菌性萎蔫病表现中抗，TCGRI006 等11 份种质为感病，TCGRI002 等27 份种质和非食用木薯品种桂热4 号为高感。

3 木薯育种研究

中国木薯育种研究则始于20 世纪60 年代，由华南热带作物科学研究院的温健教授最先开展品种选育研究。但是受当时国内木薯种质资源短缺、从国外引种渠道不多、试验条件所限等多种因素影响，从20 世纪60 年代至70 年代，木薯的引种选育研究工作未能得到很好地开展，之后通过与国际热带农业中心的交流合作，我国的木薯种质收集引进和利用研究进入了一个新的发展时期，开始大量引进国外的种质资源，并利用收集引进的种质资源选育了一批木薯良种。

国内早期从事木薯研究的单位有中国热带农业科学院、广西壮族自治区亚热带作物研究所、华南植物研究所等，后来研究单位逐渐增多，如广西大学、广西农业科学院经济作物研究所、中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所等。木薯育种方法也从传统的常规育种向诱变育种、转基因育种、分子标记辅助育种、体细胞杂交育种等多元化发展。

3.1 传统常规育种

3.1.1 引种选育

由于我国木薯种质资源匮乏，早期主要从国外引进包括种子在内的木薯种质资源，进行选育种。按照系统选育法：单株评选→单排品比试验→初级品比试验→中级品比试验→高级品比试验→区试试验→生产性试验，很多品种通过该方法选育而来。如中国热带农业科学院选育的华南201、华南205、华南102 等品种，广西壮族自治区亚热带作物研究所选育的GR891、GR911、桂热引1 号、桂热3 号等系列品种，中国科学院华南植物研究所选育的南植188、南植199。还有从地方收集的木薯优良单株，经无性系多代评选而育成的品种，如华南9 号、桂热10 号。

3.1.2 杂交育种

木薯遗传背景复杂、基因高度杂合，授粉杂交创造了丰富多彩的遗传变异[21]。因此，杂交育种是木薯育种的重要方式之一。中国热带农业科学院通过杂交育种选育成的主要品种有华南5 号、华南6号、华南7 号、华南8 号、华南10 号、华南11 号、华南12 号、华南6068、华南124、华南8013、华南8002 等华南一系列品种。

广西是我国木薯种植和加工的重要基地，种植面积和产量均占全国的60%以上。广西自然气候条件下，木薯无法正常开花结果，一直限制了广西的木薯杂交育种。自2008 年，广西壮族自治区亚热带作物研究所开始研发木薯开花花期调控技术，采用“营养调节+抹叶芽”相结合的方法，首创发明了“一种木薯开花调控技术”，成功诱导广西等亚热带地区木薯在5—9 月开花，花期提前3～4 个月，开花率100%且能授粉结籽。在木薯花期调控技术的基础上，采用“宽窄行种植+营养+外源激素+抹叶芽”相结合的方法，创建发明了“木薯两性花诱导及育种利用技术”，使单穗可授粉母花从0～8朵增加至上百朵，结籽数量增加2～100 粒，育种效率提高90%～150%，为木薯杂交育种提供了新的方法。依托此技术，开创性育成了广西首个通过国家审定、广适性、高产、高淀粉的鲜食加工兼用型双高木薯杂交新品种“桂热11 号”，实现了广西等亚热带地区木薯杂交育种零的突破。

3.2 诱变育种

3.2.1 化学诱变

目前化学诱变主要是利用化学试剂秋水仙素诱导木薯染色体加倍。采用4～6 g/L 的秋水仙素分别处理田间木薯顶芽、腋芽生长点，经不断分离鉴定，可获得木薯同源四倍体[22]。采用0.1～0.5 g/L 秋水仙素处理木薯组培苗茎段，经不断再生鉴定，可获得木薯同源四倍体[23]。化学诱变研究大多集中在通过秋水仙素诱导染色体加倍，获得木薯同源四倍体，而其他研究甚少。目前国内只有海南一例秋水仙素诱导2n 配子有性杂交四倍体的报道，并且该四倍体表现出了杂种优势[24-26]。

3.2.2 辐射诱变

辐射诱变是利用γ 射线、同位素钴60 等辐射木薯发生变异，从其变异株中筛育优良株系。木薯辐选01 是以木薯品种华南124 作为材料，经辐射诱变，从其变异株选育而成。木薯西选05、西选06是以木薯品种新选048 为材料，经辐射诱变，在突变体中选出优良变异单株。辐选01、西选05、西选06 均是由广西大学选育而成。

3.3 转基因育种

国内木薯转基因研究主要是中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所和中国热带农业科学院热带生物技术研究所两个研究单位。其利用木薯模式品种如TMS6044 和MCol22 等已建立了相对成熟的遗传转化和再生体系，在延缓木薯叶片脱落、提高淀粉合成和积累等方面做了不少工作，获得了一批木薯新种质[27]。但由于人们对于转基因作物的不确定性，使得转基因技术的应用仍处于一种比较保守的状态，转基因木薯的安全性问题制约了转基因育种的发展。

3.4 分子标记辅助育种

木薯基因组的研究相对滞后于其他作物。随着分子标记技术的发展，2007 年Ceballos 等[28]利用RAPD 标记、RFLP 标记构建了第1 张木薯分子遗传图谱，成为了木薯重要性状的遗传研究的重要参照工具。此后，国内外学者先后对木薯分子遗传图谱构建进行了探索与研究，并不断完善。目前中国已经完成野生木薯和栽培木薯的全基因组测序工作，为木薯分子育种和品种遗传改良提供了强大的技术支撑平台，这些全基因组数据为木薯基础生物学、基因发掘和全基因组辅助育种提供了一个重要平台[29]。

3.5 体细胞杂交育种

木薯原生质体再生存在较大困难，国外只有一例木薯原生质体再生成功的报道，而且再生效率低下，主要是由于原生质体起源的愈伤组织发育成胚胎的效率低和胚胎萌发的效率也低造成的，是木薯原生质体再生的瓶颈[30]。针对此问题，在胚状体发生过程中，由原生质体起源的致密愈伤组织，先经悬浮培养2～3 周，再在MSN 培养基培养，解决了前人研究中所说的瓶颈问题，建立了一套木薯脆性胚性愈伤组织原生质体再生技术体系[31]。

在建立木薯脆性胚性愈伤组织原生质体再生技术体系的基础上，开展了木薯体细胞杂交研究。将木薯脆性胚性愈伤组织原生质体（木薯品种TMS60444）和叶肉原生质体（木薯品种SC8）进行电融合、培养，再生了4 个株系的四倍体植株，创新了木薯种质，建立了一套木薯体细胞杂交的技术体系，也为木薯育种提供了新的技术方法[32]。

4 木薯栽培研究

在木薯研究领域，涉及栽培的单位和人员最多、最广泛。这些研究包括探索木薯的生长发育与需肥规律、影响农艺性状的关键因素及病虫害防治等。木薯栽培技术研究相对成熟，研究趋势从早期的选地整地、选种砍种、栽种、田间管理、科学施肥、病虫草害防治、适时收获、种茎贮藏等应用研究方向往作用机理等基础性研究拓展，一些新型肥料如缓释肥、生物菌肥等也得到了应用，应用研究更多关注以多种技术集成、水肥一体的新型种植模式。将机械化、系统化、自动化的理念融入木薯产业发展的各个环节成为趋势。

4.1 栽培技术研究

4.1.1 种茎处理及种植方式

在木薯种植中，种茎的选择，不同的砍种方式、种植方式、浸种等处理会对木薯生长产生影响。学者们经过研究比较，总结出木薯选择1 年生种茎最好，在成活率、鲜薯和薯干产量上均有优势，种茎长度15～25 cm 为宜，干旱区种植长度应长一些[33]。为提高干旱地区木薯种植的成活率，促进木薯生长，提高鲜薯淀粉含量，建议种植前对种茎进行浸种蜡封等处理[34]。种植时，一般根据地势和种植管理模式来选择最优方式。机械种植建议起垄，根据单行、双行或宽窄行选择不同的最优种茎种植方式[35]，一般采用种茎斜插、直（竖）插和平放等方式[36-37]，在沿海地区考虑到抗风，还需要依据地形选择合适的芽向，尽量与风力方向相同或垂直[38]。

4.1.2 土壤耕作制度

土壤耕作制度（浅耕、常规耕作和免耕）会影响根直径、鲜重和干重[39]。木薯为旱地种植，且很多为坡地，起垄种植木薯应当选择垄方向与坡度垂直，即顺着等高线起垄，可减少径流量，减少土壤侵蚀和养分流失[40]。粉垄是新兴的耕作方式，较常规种植，可提高土壤速效养分，改善土壤微生物多样性，提高木薯产量[41]。木薯粉垄耕作中，木薯根际土壤与非根际土壤细菌群落多样性的差异主要体现在根际土壤中芽孢杆菌属、芽单胞菌属、Ellin6067 属和马赛菌属的丰度显著高于非根际土壤[42]。深翻也可以增加块根的干重[43]，生产上一般在种植前用机械对土地进行深耕，以增加土壤孔隙度、增加土壤通气性，有利于木薯的生长及块根形成。

4.2 土壤水肥研究

4.2.1 木薯需肥规律和施肥推荐

缺素诊断、干物质积累、养分分布和积累规律等国内外早期研究成果为木薯研究奠定了基础。木薯干物质的积累符合Logistic 曲线[44]，前期生长缓慢，且以地上部为主，到8 月中下旬块根快速生长，物质累积速率迅速提高，累积重心从地上部逐渐转移到地下部[45]。因此，供肥要能满足木薯不同生长阶段的需求。

国内外在研究氮磷钾三种元素对木薯的产量限制顺序时，国外的报道倾向于认为钾是第一限制因子[46-47]，而国内的研究大都认为氮是木薯产量最重要的限制因子。梁海波等[48]总结44 组木薯肥料试验数据得到木薯施用氮肥、磷肥和钾肥的增产量8.5 t/hm2、5.5 t/hm2、5.5 t/hm2，肥料产量贡献率分别为24.4%、13.6%、16.8%，从数据上验证了该观点。研究结果的不同可能与土壤供肥能力和施肥量的差异有关。

除氮磷钾肥外，试验配施一定的中微量元素肥料可以取得良好效果，潘剑萍等[49]在广西平果县的研究结果表明，当地木薯生产以施纯氮肥270 kg／hm2、磷肥60 kg/hm2、钾肥120 kg/hm2的施肥配方比较理想，同时，加施硼肥15 kg/hm2，锌肥22.5 kg/hm2，能达到更好的高产、节本、增效的目的。广西和海南的部分木薯土壤的钙、锌、锰、铜和硼含量处于极低或低营养水平，应注意施用相应中微元素肥。

此外，有机无机配施对作物产量、品质、土壤肥力培育都有良好的促进作用[50]。绿肥秸秆还田及间作绿肥可改良土壤肥力，影响木薯产量[51]。郑华等[52]通过分析多年定位试验的结果，推荐的施肥量为50 kg/hm2∶25 kg/hm2∶50 kg/hm2（N∶P2O5∶K2O）+5 t/hm2的有机肥（猪粪），比单施化肥的化肥推荐量要减少60%以上。

总结国内众多木薯肥料试验结果可得到：木薯的氮磷钾施肥比例在2∶1∶2 到4∶1∶4 之间，各地区需遵循“大配方，小调整”的施肥原则，并构建木薯推荐施肥网络体系，以促进木薯高产高效施肥[48]。由于缺乏木薯专用的肥料，农户经常直接施用15∶15∶15 的复合肥，木薯无法吸收过多的磷肥，可能造成土壤中的磷随水土流失，大大增加农业面源污染风险。魏云霞等[53]通过对华南主产区木薯地土壤肥力现状分析，认为中国木薯地应注重增施有机肥，控磷肥，合理施钾，实现平衡施肥。木薯在不同栽培条件下不同品种对肥料的吸收与需求存在较大差异，随着新品种的培育、推广及种植区域的北移，需要开展相应的研究，需要进一步探讨相应的需肥规律，并据此提出合理的施肥策略。

化肥的大量应用给环境带来压力，为减少环境污染，降低土壤盐指数，以最少的肥料施用量达到高产的目的也是木薯施肥研究的追求。减量施肥在木薯上应用取得了一些新进展，化肥减量配施生物有机肥+地膜覆盖模式能有效保持土壤肥力，提高木薯产量及种植效益[54]。化肥减量施用能提高木薯块根的收获指数，提高肥料利用率[55]。未来可以借鉴一些国外不同模型和方法[56-57]尝试不同尺度的施肥推荐。

4.2.2 缓释肥在木薯上的应用

缓释肥是为提高肥料利用率，控制有效态养分的释放速率，使养分释放按照设定的释放模式与作物吸收养分的规律相一致而研发的新型肥料，具有肥料利用率高、用量少的优势，能降低土壤盐指数、改善土壤条件，可一次性施肥，省时省力。缓释肥在木薯上也有应用，郑华等[44]报道了对木薯施用含有脲酶抑制剂的脲甲醛缓释氮肥施用到木薯试验地后，抑制了植后30 d 的土壤硝态氮含量，缓释肥与常规肥相比无显著增产效果，但可以减少施肥次数。周时艺等[58]研究了一系列的Osmocote 1 号缓释肥施用量在木薯上的施用效果，木薯鲜薯产量和淀粉产量均随着施肥量的增加而增加，综合考虑以75 kg/hm2N 为宜。曹升等[59]发现配施控缓释肥的木薯的经济性状及产量都优于对照，且控缓释肥占总施氮量的比例为1/3～1/2 时，木薯增产效果较优。缓释肥在木薯上的施用效果还需要更多研究，以争取达到缓释肥的释放与木薯需肥时间良好匹配，从而达到木薯高产的目的。

4.2.3 生物有机肥、微生物肥菌剂等施用

随着PGPR 的不断发现和应用，生物有机肥的应用越来越广泛，他们应用到木薯上的研究也越来越多。研究发现施生物有机肥可促进食用木薯生长，提高光合作用和块根产量，改善块根品质，基肥和幼苗期分别施用3000 kg/hm2、1500 kg/hm2最佳[60]，还可改善土壤理化性状，提高土壤中硒有效性，促进块根吸收土壤中的硒[61]。

Monica 等[62]研究表明木薯接种蛾微杆菌和解淀粉芽孢杆菌能促进木薯生长，并且降低了菌丝体生长和真菌克隆数，从而提高了抗病能力。大田接种A02 菌株和A08 菌株可显著促进木薯生长，增加生物量和产量[63]。

罗兴录等[64]研究发现，施用药肥能明显改善土壤养分状况，提高碱解氮、速效钾及速效磷含量，促进木薯生长和对养分的吸收，改善块根性状，提高块根可溶性糖含量。适量的药肥利于木薯增产，药肥过量反而使产量下降，综合多项因素，300 kg/hm2药肥处理的效果最好。

木薯是典型的丛枝菌根真菌（AMF）依赖型作物[65]，对AMF 在木薯上的应用有一些进展，现有研究发现木薯接种菌根菌效果不一致，有的产量增加明显，有的效果并不显著[66-69]。可能是由于不同的AMF 菌种对木薯的侵染率和与木薯共生的交互作用不同，也可能是不同木薯品种对AMF 有一定的选择性，还需要更深入的研究来筛选适宜不同木薯品种的AMF 菌种。

4.2.4 生长调节剂和土壤调节剂的应用

生长调节剂在木薯上的应用主要有多效唑、矮壮素及吲哚丁酸等，用于调控木薯地上部分和块根的生长，提高淀粉含量[70-72]。

土壤调理剂（BGA）在木薯上的施用起到了较好的效果。林萱等[73]施用280 kg/667 m2的BGA 和BGA120kg/667m2与复合肥（15-15-15）27 kg/667 m2混施2 种方式，均能有效促进木薯植株生长，显著提高鲜薯产量，后者还能显著提高淀粉含量。Panitnok（2016）对早膨大木薯品种施用土壤调理剂也显著提高鲜薯重、淀粉含量和块根数[74]。施用土壤调理剂还能增加土壤的孔隙度，降低土壤固相比例，增加气相比例，还能增加土壤中碱解氮、速效磷、速效钾和有机质含量[75]。

4.2.5 施肥对木薯根际的影响

韦云东等[76]发现木薯品种间根域微生物存在差异，施肥降低了根域土壤真菌物种丰度。施肥方式不仅改变木薯根际土壤细菌的多样性与相对丰度，也在一定程度上改变了木薯根际土壤群落结构，尤其增加了木薯根际土壤有益细菌的数量，提高了木薯产量[77]，施肥改变木薯根际土壤真菌群落结构，潜在有益真菌数量增加，致病真菌数量减少，显著促进了木薯生长和产量[78]。

4.3 水肥一体化与栽培技术集成

林学佳[79]根据水量平衡法，通过测坑试验，揭示了木薯的需水量，提出木薯“70-75-75-70”的充分灌水下限，即在苗期、块根形成期、块根膨大期、块根成熟期的灌水下限分别为田间持水量的70%、75%、75%和70%，制定了广西木薯的Kc值，并在需水规律的基础上，采用乘法模型中的Jensen 模型建立木薯水分生产函数。提出了丰水年、平水年和枯水年广西木薯滴灌的灌溉制度以及量化了各水平年幼苗期、块根形成期、块根膨大期和块茎成熟期的灌水次数和灌水量。甘福等[80]结合广西木薯种植的地形、水源等条件，研发了丘陵坡地水锤泵提水调蓄灌溉木薯技术、丘陵坡地自动化灌溉木薯技术、丘陵坡地灌溉系统排气减震装置和丘陵坡地集中式灌溉施肥木薯的装置等4 项实用技术，可解决丘陵坡地的水源、灌溉、施肥和自动化等方面问题。

不同灌溉方式在木薯根区的水分空间分布和耗水动态变化有差异[81]：滴灌灌水集中，土壤水分在根区剖面以根际为中心对称分布；小管出流水分沿支管出口方向入渗，形成斜向下迁移的态势；微喷灌喷洒均匀，根区各层次土壤含水量差异不大。滴灌能有效抑制木薯棵间蒸发，降低水分消耗，提高块根产量，其水分利用效率显著高于其他处理；微喷灌湿润面大，棵间蒸发量较高，其产量和水分利用效率较低；小管出流土壤水分散失量最高，其产量和水分利用效率最低。因此，滴灌对木薯的节水增产效应最优。

覆盖地膜对木薯生长和土壤肥力有积极的影响。覆膜栽培可以导致木薯提前发芽，提高土壤速效养分和木薯产量和淀粉含量，且农艺性状更好[82-84]。以覆盖黑色薄膜方式最佳，还可以有效控制杂草生长[83]。结合滴灌和覆膜优势开展膜下滴灌试验，取得良好效果，优于滴灌与微喷灌。樊吴静等[85]发现膜下滴灌增加灌溉定额，可改善土壤理化性状，提高木薯产量和经济效益，灌溉定额1200 m3/hm2最佳。结合水肥一体化效果更佳，韦云东等[83]研究结果显示水肥一体化+地布覆盖可以在减少化肥施用量的前提下促进木薯植株生长并提高木薯鲜薯产量和淀粉产量，且化肥减量25%（N 75 kg/hm2、P2O537.5 kg/hm2、K2O 75 kg/hm2）效果最好，鲜薯产量最高提高30.0%，淀粉产量最高提高30.3%。在覆盖地布/地膜条件下，减量施肥+滴灌能明显提高氮、磷、钾肥料利用率[84]。

一些学者探讨了施肥与耕作技术的配合。韦彩会等[86-87]研究表明：生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕方式为木薯的最佳施肥及耕作栽培模式，该模式在同等养分施用量条件下，明显提高了木薯的干物质、养分的积累与利用，并可提高鲜薯淀粉含量和产量，并增加了经济效益。李婷婷等[88]研究表明：技术综合集成生物有机肥+测土配方肥+盖膜集雨水+深耕是最优模式，其提高了木薯地土壤养分含量和含水量，改善土壤理化性状和土壤微生物区系组成。韦云东等[54]报道了化肥减量（25%）配施生物有机肥（600 t/hm2）+地膜覆盖处理为示范种植模式，比常规施肥增产8%，并提高了氮肥和钾肥利用率。谢向誉等[89]推出一种超高产高效栽培模式（即覆膜+一次性施肥集成种植模式）能显著增加苗期光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶面积等指标，产量增加18.6%，也值得推广。

机械化耕作研究对提升木薯种植效益意义重大。罗兴录等[90]研究表明机械化种植土壤中速效氮、磷、钾、有机质的增长幅度分别为7.23%～14.28%，6.27%～32.58%，5.21%～21.80%，3.73%～5.21%，鲜薯增产5.86%～16.70%。与等行距和小行距大株距相比，木薯采用机械宽窄行种植，可降低土壤容重2.56%、增加土壤孔隙度2.87%、增加土壤通气性；增加土壤速效氮、磷、钾供应能力；同时木薯出苗率也增加，还可促进木薯生长及块根形成，提高木薯产量8.07%[91]。邓干然等[92]以66.2 kW 拖拉机的轮距尺寸为参考，设计了宽行距120 cm、窄行距60 cm、垄高25～30 cm 的宽窄双行起垄种植的栽培模式，大大提高了种植效率和收获效率，且设计了配套的系列生产管理机械，实现了从整地、种植、田间管理、木薯秆粉碎以及木薯块根收获的全程机械化，生产全程单位面积作业成本较人工降低了约2/3[93]。

4.4 木薯间套种

木薯由于生长期较长，前期生长较慢，可以与生长期较短（4～5 个月）的作物间种，也可以在林果成林初期间种到行间。木薯间套种可以提高土地利用率，复合体系具有产量优势，种植效益高。木薯可以与多种作物间种，报道最多、研究最深入的是与花生的间作。

4.4.1 木薯间作花生

木薯间作花生的土地当量比（LER）大于1，土地利用率提高49%～60%[94]，间作复合体系表现出明显的产量优势[95]。木薯与花生坡地套种，需要选择好优良木薯和花生品种，合理密植，提早播种[96]。选用单行、双行、三行还是宽窄行种植模式，与花生品种和耕作方式有关，应当根据当地实际选择最优的种植模式[97]。研究认为木薯宽窄行种植模式更适应木薯全程机械化发展的需要，也将为木薯间作其它作物的机械化收获提供重要的农艺保障[98]。

木薯间作花生对两种作物都有一定的影响。林洪鑫等[99]的研究表明木薯与花生间作虽然降低了单一作物的产量、氮磷钾肥偏生产力和氮磷钾素积累总量，但提高了系统氮磷钾素积累总量，表现出明显的间作优势。徐海强等[100]研究了木薯与花生间作，发现间作作物在生长过程中存在养分的“竞争—恢复”现象，并且对中微量元素具有“生物强化”作用。刘子凡等[101]木薯与花生的根系之间存在着促进型的互作效应。木薯花生间作可改善根际土壤微生态坏境[102]。研究发现，在花生—木薯间作系统中稻草覆盖能显著提高花生、木薯产量，明显促进土壤速效养分的积累，其中以速效钾提高最大，并显著提高土壤生物活性及0～20 cm 土层土壤含水量[103-106]。

4.4.2 木薯间套作其它作物

黄洁等[107]对橡胶园间作木薯作了较为详尽的描述，认为胶园间作木薯并没有地力、病虫害等障碍。解决所谓“地力障碍”的根本途径在于满足主间作物的营养需求、注意平衡施肥和回归复合间作系统内的枯枝落叶，从而达到胶园间作的养地、肥地作用，进而促进主间作物的良好生长。后来的学者研究证实了木薯对橡胶病害有一定的促进作用。如木薯叶浸液对橡胶树白根病菌有促进作用，但根、茎、叶的腐解物水浸液对白根病病菌有化感抑制作用[108]，木薯根系分泌物和土壤浸出液对橡胶树棒孢霉落叶病病菌和白根病病菌均有一定的促进作用[109]。刘子凡等[110]研究认为间作木薯增加了植物对土壤矿质营养元素的吸收，导致橡胶树根际土壤肥力下降，进一步降低了橡胶树根际土壤真菌的群落多样性，同时增加了病原真菌的丰度。因此橡胶园间作木薯需要合理配置木薯与橡胶的距离，避免二者进行接触。

木薯和其他作物套种的种类还有很多。豆科作物—木薯间套种可保持土壤水分，改善土壤质量[111]。木薯与毛豆间作时木薯株高、茎粗、薯块都受到影响[112]，生产上应选用矮秆早熟的毛豆品种，木薯行距应在0.8～1.0 m[113]。刘丽娟等[114]发现宽窄行木薯间作玉米利于提高两者的根系养分、土壤养分含量和玉米产量。揭锦隆[115]分析了木薯与玉米、豆类、花生、西瓜等几种作物套种的生态效益和经济效益，总结了3 种套种模式的栽培技术。木薯/蔬菜间作也是一种可行的作物选择，可以提高生产力，并为生长提供合适的微环境，早熟木薯品种的叶面积指数适中，更适合与蔬菜混合[116]。陈海生等[117]发现2行红籽瓜（西瓜）间种3 行木薯模式最合理，木薯间套种红籽瓜有利于土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性的提高。阴慧华[118]总结了竹荪套种木薯的季节、品种及栽培场所选择、栽培管理方法等。木薯还可以与中药材套种，陆柳英等[119]则总结了一套成熟的木薯间作套种穿心莲栽培技术。

木薯间作套种能增加种植收益。李恒锐等[120]发现，采取木薯间作套种生姜高效立体栽培模式，可比常规单种木薯或生姜产值提高200%左右。木薯套种凉粉草，比单纯种植木薯增收99.57%，比纯种凉粉草增收44.92%[121]。

4.4.3 木薯间套种对水土流失的影响研究

间套种大大减少了地表径流和水土流失，如Agostinho 等[122]的研究表明：坡地单作木薯处理易受水蚀影响，土壤总流失量为3912 kg/hm2，水分流失量为21.5%，分别是平地木薯与豇豆间作的8.1倍和9.3 倍。何铁光等[123]研究了木薯+玉米，木薯+花生，甘蔗三种种植模式下的坡耕地养分径流流失特征，木薯+玉米模式径流水中的总磷、总钾、硝态氮流失量最大，其次为总氮、铵态氮；木薯+花生模式径流水中的养分流失量除总磷（245.1 g/hm2）最多外，三种种植模式中施肥量最大的是木薯+玉米，其次是木薯+花生，甘蔗是最少的。养分氮、磷径流率最大的均为甘蔗单种模式，养分钾径流率最大的为木薯+玉米种植模式。韦丽君等[124]研究表明“犁耙—施肥—不起畦—间种花生”是木薯坡耕地土壤保持的首选种植模式。

4.5 木薯主要病虫害及防治

在木薯生产过程中各种病虫害频发，是木薯最产业发展受限的因素之一。国内木薯的主要病害有细菌性枯萎病、木薯炭疽病、褐斑病等;主要虫害是朱砂叶螨[125]。生产上要认真防控，严格实行植物检疫，种植健壮无病虫害的种苗；加强田间管理，选用抗病虫的品种。木薯的病虫害防治工作应该坚持“预防为主，综合防治”方针，通过开展病虫害综合防控技术并辐射周边地区，促进农民增产和增收。

5 木薯综合利用

木薯不仅作为人类粮食，而且作为饲料，工业领域主要加工成淀粉和酒精，以木薯为原料可以生产出三大系列2000 多个产品[126]，国计民生必不可少。木薯被世界公认是一种很有发展潜力的再生能源作物[127-128]，具有使用的广泛性和独特的优越性。木薯根、茎、叶均可利用，块根含有丰富的淀粉，叶片含有丰富的蛋白质和维生素，通常木薯叶养鱼、养鸡鸭、饲养木薯蚕，木薯杆用于粉碎还田、培肥地力、食用菌基质材料，也可气化发酵成沼气等，嫩茎叶做青贮饲料，木薯皮和木薯渣主要用于制作饲料、肥料等，木薯利用不断多元化，随着木薯产业的发展，因此木薯开发利用的产品也层出不穷。长期以来，木薯被我国政府定义为非粮能源作物，主要用作工业原料与饲料，近年木薯食用化开发成为潮流[129-130]，并选育出一批适合鲜食或食用加工的品种，如中国热带农业科学院选育的华南9 号、华南12 号，广西亚热带作物研究所选育的GR891、桂热10 号等，都可用于鲜食，也可直接做成木薯糕、木薯羹等各种食品，或者加工成全粉后用于后续食品的制作。木薯食用相关产业已形成并将逐渐发展壮大。

6 木薯产业展望

6.1 木薯在乡村振兴中发挥了重要作用

木薯具有广泛的适应性，木薯尤其在贫瘠土壤、山坡地、荒山等优势更加明显，且不需使用农药，木薯还可以间作、套种其它作物提高土地利用率和种植经济效益，经过多年发展，木薯产业得到了蓬勃发展，农民种木薯及打工两不误，木薯在乡村振兴中发挥了重要作用。

6.2 木薯正在向经济效益高的模式转变

随着种植成本和人工成本提高，农户为了提高经济效益，间套种模式、特色食用木薯种植等呈现不断扩大趋势。木薯及加工产品不断上涨，木薯加工迈向高附加值领域。

6.3 木薯在服务国家一带一路政策下优势明显

近些年，为响应国家一带一路政策实施，国内木薯研究单位和一些企业在东盟、非洲考察或合作交流，推广木薯品种和技术、培训技术人才、建设木薯加工厂等[131-134]。中国木薯的发展始于从国外引种和技术引进，通过不断发展创新，如今中国木薯“良种+良法”走出国门，成为行业领域的引领者之一，彰显了我国科技飞速发展的实力。不仅带动了当地的木薯发展，而且也为国内木薯原料或加工产品的供应提供了保障。