5种肥料对甘薯生长性状及产量的影响

张晓申，张利鹏，王伟，黄松波，曹辉，左红娟

（1郑州市农林科学研究所，郑州 450005；2河南亿丰年生物科技有限公司，郑州 450001）

0 引言

甘薯作为粮食和能源作物备受人民的关注，其产量和品质不断受到人们的重视[1]。随着人们生活水平的提升和甘薯市场竞争的加剧，人们对甘薯品质的要求越来越高。在种植过程中大量元素的合适配比对鲜食甘薯的产量和品质影响较大。国内已有专家研究甘薯保水专用肥[2]、不同专用肥[3-5]、氮磷钾配比[6-8]、有机肥[9]、不同种类肥料[10-11]、水溶肥[12-13]、配方施肥[14-15]对甘薯产量和品质的影响。关于甘薯农艺性状相关性及主成分分析已有研究[16-17]，主成分分析在甘薯农艺性状[18]、营养成分[19]、薯苗耐钾评价[20]、光合特性评价[21]、熟化品质[22]研究上已应用。‘商薯19’抗逆性强，适应性广，高产且淀粉率含量较高，是市场上种植面积较大的淀粉甘薯品种[23]；‘普薯32’是目前市场最畅销的鲜食甘薯，该品种早熟、丰产稳产性好、胡萝卜素含量高、薯形美观[24]。不同的肥料对甘薯的生长性状和产量及品质影响较大，为了筛选出适合甘薯种植的专用肥料，本研究选用5种甘薯肥料对2种种植面积较大的甘薯品种‘商薯19’和‘普薯32’进行研究，筛选出适合2种甘薯的最佳甘薯肥料，以期为广大甘薯种植者提供技术参考，提高甘薯种植的产量和品质。

1 材料与方法

1.1 试验材料和地点

试验地点在郑州市惠济区郑新黄河大桥东黄河滩区，甘薯品种为‘商薯19’和‘普薯32’，肥料见表1。

表1 复合肥配方用量

1.2 试验方法

2021年5—10月进行试验，5月10日甘薯苗定植，肥料在犁地时按底肥施入，10 月25 日收获，试验采取随机区组排列，3次重复，5行区，行长5 m，行距80 cm，株距25 cm，鲜薯收获中间3行，取平均值，折合成每公顷的产量；用游标卡尺对甘薯分枝直径进行测定，每个处理选5株，每株3个分枝并齐测定茎粗，取平均值；用卷尺对每个处理选5 株，测定最长蔓长，取平均值；单株分枝数，对每个处理选10 株，进行计算，取平均值；商品率在收获时，对每个处理选10 株进行统计，取平均值；干物质率对每个处理取3块均匀薯块，室内烘干称量计算干物质率，取平均值；食味参照李爱贤等[25]的方法；胡萝卜素含量测定参考汤丽琴等[26]的方法。

1.3 数据分析

使用SPSS 19.0软件对数据进行方差分析、相关性分析和主成分分析[16-17]。

2 结果与分析

2.1 5种肥料对甘薯‘商薯19’农艺性状、产量和品质的影响

从表2可看出，5种肥料对甘薯‘商薯19’的农艺性状、产量和品质均有影响，茎直径肥料2最粗，肥料3最细；单株分枝数肥料4最多，肥料3最少；最长蔓长肥料2 最长，肥料3 最短；单株结薯数肥料4 最多，肥料1 与肥料5一样多，肥料3最少；商品率、干物质率、食味、产量均以肥料4 最高，肥料3 最低。总的来说，肥料4 比较适合甘薯‘商薯19’的栽培，可以作为‘商薯19’的基肥使用。

表2 5种肥料对甘薯‘商薯19’薯农艺性状、产量和品质的影响

2.2 ‘商薯19’农艺性状、产量和品质相关性分析

对5种肥料对‘商薯19’的农艺性状、产量和品质的数据进行相关性分析，从表3可看出，茎直径与干物质率呈极显著正相关，与单株分枝数和商品率呈显著正相关；单株分枝数与商品率、干物质率、食味和产量呈极显著正相关，与最长蔓长呈显著正相关；最长蔓长与干物质率和产量呈显著正相关；单株结薯数与产量呈显著正相关；商品率与干物质率呈极显著正相关，与食味和产量呈显著正相关；干物质率与食味和产量呈显著正相关；食味与产量呈显著正相关；产量与单株分枝数呈极显著正相关，与最长蔓长、单株结薯数、商品率、干物质率和食味均呈显著正相关。

表3 ‘商薯19’农艺性状、产量和品质的相关性分析

2.3 ‘商薯19’农艺性状、产量和品质的主成分分析

从‘商薯19’的8个农艺性状、产量和品质性状进行主成分分析，根据特征值大于1的原则，提取主成分1 个（表4），对‘商薯19’的各性状进行数据标准化处理，并进性主成分综合评价，从表5可看出综合得分最高的是肥料4，第二名为肥料2，最差的是肥料3，说明N:P:K比例为10:10:23的硫酸钾复合肥600 kg/hm2+生物菌肥750 kg/hm2作为底肥基施对‘商薯19’的生长最佳。

表4 不同肥料下的主要性状主成分分析

表5 不同肥料的综合得分及排名

2.4 5种肥料对甘薯‘普薯32’农艺性状、产量和品质的影响

5 种肥料对鲜食甘薯‘普薯32’农艺性状、产量和品质的影响（表6）表明，从茎直径可看出，肥料4 的茎直径最粗，肥料3的茎直径最细；从单株分枝数可看出肥料4的分枝数最多，肥料3的分枝数最少；从最长蔓长可看出，肥料2的蔓长最长，肥料5的蔓长最短；从单株结薯数、商品率、食味、胡萝卜素含量、产量可看出，肥料4的表现最好，肥料3的表现最差。肥料4的胡萝卜素含量比肥料5增加11.04%，比肥料3 增加15.475；肥料4的鲜薯产量最高，比肥料5增加6.52%，比肥料1增加6.11%，比肥料2 增产4.93%，比肥料3 增产8.60%。综合考虑，肥料4适合作为‘普薯32’的基肥。

表6 5种肥料对甘薯‘普薯32’农艺性状、产量和品质的影响

2.5 ‘普薯32’农艺性状、产量和品质相关性分析

对5种肥料对‘普薯32’的农艺性状、产量和品质的数据进行相关性分析，从表7可看出，茎直径与单株结薯数、商品率呈极显著正相关，与单株分枝数、食味、胡萝卜素含量呈显著正相关；单株分枝数与食味和产量呈极显著正相关，与干物质率呈显著正相关；最长蔓长与各性状呈负相关；单株结薯数与商品率呈极显著正相关，与胡萝卜素含量呈显著正相关；商品率与胡萝卜素呈极显著正相关，与食味呈显著正相关；干物质率与食味呈极显著正相关，与产量呈显著正相关；食味与产量呈极显著正相关；产量与食味、单株分枝数呈极显著正相关，与干物质率呈显著正相关。

表7 ‘普薯32’农艺性状、产量和品质的相关性分析

2.6 ‘普薯32’农艺性状、产量和品质的主成分分析

从‘普薯32’的农艺性状、产量和品质性状进行主成分分析，根据特征值大于1的原则，提取主成分2个（表8），说明这2个主成分基本解释了9个主要性状的大部分信息，第1 个主成分包含原始信息的80.020%，第2个主成分包含原始信息的12.034%，2个主成分累计贡献率92.054%。2个主成分对肥料的载荷情况中，载荷值越大，说明对肥料的效果影响越大，主成分1中可看到，除了主要蔓长外，其余性状均影响较大；主成分2中可看到影响较大的最长蔓长。通过对2个主成分向量分析和各性状指数值得标准化处理，建立线性回归方程(1)、(2)。将2个主成分的方差贡献率作为权重系数建立综合评价模型(3)。根据主成分综合评价模型，计算出5种肥料各主因子得分和综合得分，并进行排序，从排序结果可看出（表9），得分越高说明该肥料越好，得分最高的肥料4，其次为肥料2。

表8 5种肥料的主要性状的主成分分析

表9 5种肥料的综合得分及排名

3 结论和讨论

本研究中‘商薯19’甘薯产量与单株结薯数呈正相关与陆娣等[16]研究的结果一致；‘商薯19’各性状的相关性分析与‘普薯32’各性状的相关性分析有一致的地方，也有变化的地方，说明淀粉甘薯与鲜食甘薯对肥料的反应不同而出现的结果，但是2 种甘薯的产量均与单株分枝数呈极显著差异性，与干物质率呈显著差异。

本研究通过5种肥料对甘薯‘商薯19’和‘普薯32’的主要农艺性状、产量和品质性状的影响，表明合适的氮磷钾配比和结合生物肥料更有利甘薯的生长，筛选出N:P:K配比为10:10:23符合甘薯的需肥要求。甘薯为喜钾作物，适宜的氮磷钾配比不但促进甘薯的地上部分生长，而且促进碳水化合物向块根运输，从而提高甘薯的产量[1]。郭清霞等[27]研究表明，甘薯在潮褐土中栽培的最佳氮磷钾配比是1:1:2.5，说明平衡施肥对甘薯生长有利。5种肥料对‘商薯19’和‘普薯32’各性状的指标进行主成分分析，‘商薯19’提取1 个主成分，‘普薯32’提取2个主成分，通过综合得分排序，5种肥料的排序一致，肥料4组合N：P：K比例为10：10：23的硫酸钾复合肥600 kg/hm2+生物菌肥750 kg/hm2作为底肥表现最好，说明合理的氮磷钾配比和生物肥料结合对甘薯生长有利。贾峥嵘等[28]研究表明生物菌肥能显著提高甘薯的产量和品质，本研究中氮磷钾配比与生物菌肥结合甘薯‘商薯19’和‘普薯32’的产量和品质最好，说明合适的氮磷钾配比与生物菌肥结合更有利于甘薯的生长。