基因型和栽插密度對甘薯農藝性狀及結薯習性的影響

閆 會，李 強，張允剛，后 猛，唐 維，王 欣，劉亞菊，馬代夫

基因型和栽插密度對甘薯農藝性狀及結薯習性的影響

閆 會，李 強*，張允剛，后 猛，唐 維，王 欣，劉亞菊，馬代夫

(江蘇徐淮地區徐州農業科學研究所/農業部甘薯生物學與遺傳育種重點實驗室/江蘇徐州甘薯研究中心，江蘇徐州 221131)

【目的】探討不同基因型和栽插密度對甘薯主要農藝性狀、結薯性及產量的影響。【方法】以6個優質食用甘薯品種為研究對象，采用兩因素完全隨機設計方法。【結果】莖粗、最長蔓長和蔓薯比(T/R)在不同基因型間差異顯著，T/R在不同栽插密度下差異顯著，基部分枝隨栽插密度增高而降低。單株鮮薯重、薯塊烘干率和單位面積鮮薯產量等產量性狀，在基因型、基因型×密度間均表現出顯著或極顯著差異，單位鮮薯重隨栽插密度增加逐漸降低，單位面積鮮薯產量則隨栽插密度升高而增加。本試驗6個甘薯品種的結薯性均表現出大薯數＜中薯數＜小薯數，且不同基因型大薯率呈極顯著差異;大薯和商品薯數、大薯率隨栽插密度的升高而降低，中、小薯數，中、小薯率在不同栽插密度間無顯著差異。相關性分析表明，基部分枝和單株鮮薯重呈顯著正相關;薯塊烘干率與莖粗呈顯著正相關，與最長蔓長呈顯著負相關;單位面積鮮薯產量與單株鮮薯重呈顯著正相關，與烘干率成顯著負相關;大薯率與大薯數、單株鮮薯重呈極顯著正相關，與中、小薯率呈極顯著負相關。【結論】栽插密度為7.5×104株/hm2，6個甘薯品種的商品薯數和單位面積鮮薯產量均達最高。

甘薯;基因型;栽插密度;農藝性狀;結薯習性;商品薯;相關性

【研究意義】甘薯為無性繁殖的塊根作物，塊根的形成和膨大不僅受基因型影響，還極易受環境條件的影響，合理的栽培措施可協調甘薯蔓薯比，調節同化產物分配，促進塊根形成和干物質積累[1]。【前人研究進展】長久以來，人們對影響甘薯產量和品質的高產栽培措施如肥料配比[2-4]、激素[5-8]和栽插密度[9-10]等進行了大量研究。但研究對象僅限于單一品種，研究內容也多集中于對品質和總產量的影響，研究獲得的高產栽培措施僅對單一品種適用。有關栽插密度對甘薯農藝性狀及結薯性的影響尚缺乏深入研究，尤其是對大中小薯率及商品薯數量[10]的影響鮮見報道。【本研究切入點】通過調查統計不同基因型甘薯在不同栽插密度下地上部農藝性狀和結薯性的變化，研究甘薯結薯特性及其與地上部農藝性狀相關性。【擬解決的關鍵問題】為甘薯品種選育和高效栽培提供理論依據。

表1 試驗材料親本來源及薯塊性狀Table 1 Parents and tuber traits ofmaterials

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2014年在江蘇徐州甘薯研究中心試驗田進行。試點土質為壤土，土壤肥力中等。選用徐薯31(A1)、徐薯33(A2)、徐渝薯34(A3)、徐渝薯35(A4)、徐紫薯5號(A5)、徐紫6號(A6)等6個優質食用型甘薯品種用于栽插密度試驗。各品種親本來源及薯塊主要性狀見表1。

試驗采用隨機排列，5行區種植，3次重復，小區面積20 m2，壟距0.85 m，行長4.5 m，過道0.9 m。栽插密度共設置4個水平，株距分別為22，15，11和9 cm，相應種植株數分別為5×104(B1)，7.5×104(B2)，1×105(B3)和1.25×105(B4)株/hm2。試驗管理措施統一按照常規田間要求。各試驗材料于2014年6月28日栽插，10月28日收獲，生長期122 d。

1.2 測定指標與方法

于栽插后60 d測定薯蔓并長期甘薯地上部性狀，在每個處理小區隨機選取生長一致的植株10株，分別測定莖粗、基部分枝、最長蔓長、葉片百孔重等指標。收獲期將測產小區內塊根全部挖出，記錄單株鮮薯重，調查大薯數(收獲期重量≥250 g塊根)、中薯數(收獲期重量為100～250 g塊根)、小薯數(收獲期重量≤100 g塊根)、商品薯數(收獲期重量≥100 g塊根)和單株商品薯數(收獲期10株甘薯所結≥100 g的塊根數量的平均值)，稱重后計算大薯率(收獲期10株大薯重量占10株總薯重量的比率，以%表示)、中薯率(收獲期10株中薯重量占10株總薯重量的比率，以%表示)及小薯率(收獲期10株小薯重量占10株總薯重量的比率，以%表示)[11]。薯塊切絲后于70℃烘干至恒重，測定薯塊烘干率。

1.3 數據處理與分析

用Microsoft Excel 2007進行數據處理及繪制圖表，用DPSV15.10處理軟件進行相關性分析[12]，處理間用Duncan's新復極差法進行多重比較，方差分析采用隨機模型。

2 結果與分析

2.1 基因型和栽插密度對甘薯地上部主要農藝性狀的影響

莖粗、基部分枝、最長蔓長和T/R在不同基因型間差異較大(表2)。徐薯31(A1)和徐紫薯6號(A6)莖蔓較粗，徐渝薯34(A3)和徐渝薯35(A4)莖蔓較細;徐薯33(A2)基部分枝較多，徐紫薯5號(A5)基部分枝較少;徐渝薯35(A4)屬長蔓型，而徐薯33則屬于短蔓型;徐紫薯5號(A5)和徐紫薯6號(A6)蔓薯比高，而徐渝薯34(A3)蔓薯比最低。

表2 不同基因型甘薯地上部性狀表現Table 2 Upper traits of different sweetpotato cultivars

不同栽插密度下，莖粗和最長蔓長在各試驗組間無顯著差異，但基部分枝和T/R差異顯著。在一定的密度范圍內，基部分枝數隨栽插密度增高而降低，T/R值隨密度升高先下降，然后明顯升高，在B2密度時顯著低于其他處理組(表3)。

為研究影響地上部主要農藝性狀的影響因素，對不同基因型和栽插密度下農藝性狀進行方差分析。由表4可知，莖粗、最長蔓長和T/R值在不同基因型間呈極顯著差異，T/R值在不同栽插密度間差異達5%顯著水平;而基部分枝在不同基因型和栽插密度間均無顯著差異。由F值可知，基因型是影響莖粗和最長蔓長的主要因素，說明二者表現主要由甘薯品種決定;T/R的基因型×密度互作F值為34.17，達極顯著水平，基因型和密度的F值也均達到極顯著或顯著水平，說明T/R值由甘薯品種特點和栽插密度共同決定。

2.2 基因型和栽插密度對甘薯產量的影響

由圖1可知，不同基因型甘薯的單株鮮薯重、烘干率和單位面積鮮薯產量表現明顯差異。不同基因型的甘薯單株薯鮮重和單位面積鮮薯產量表現出相同變化趨勢(圖1A，圖1C)，單株鮮薯重和單位面積鮮薯產量徐薯33(A2)最高，顯著高于其他品種;徐紫薯5號(A5)最低，其他品種差異不顯著;烘干率則是徐紫薯5號(A5)最高(圖1B)，達30.62%，其他品種烘干率則顯著低于徐紫薯5號。

單位鮮薯重隨栽插密度提高逐漸降低，密度B1和B2處理組單位鮮薯重顯著高于B3和B4處理組(圖2A);單位面積鮮薯產量隨栽插密度的變化則表現出相反趨勢(圖2C)，B1處理組鮮產顯著低于其他3個處理組;栽插密度對干率影響較小，不同栽插密度試驗組干率在23%～25%，其中B2處理干率顯著高于其他處理組，其他3個栽插密度下干率無顯著差異(圖2B)。

表3 不同栽插密度對甘薯地上部性狀影響Table 3 Effect of planting density on main traits of sweet potato

表4 甘薯不同基因型及栽插密度下農藝性狀方差分析(F值)Table 4 Analysis of variance of sweetpotato agronomic traits under different genotypes and densities(F value)

圖1 不同基因型對甘薯產量性狀的影響Fig.1 Effect of different genotypes on yield traits of sweet potato

圖2 不同栽插密度對甘薯產量性狀的影響Fig.2 Effects of different planting densities on yield traits of sweet potato

從表5可以看出，在基因型和基因型×密度效應作用下，單株鮮薯重、干率和單位面積鮮薯產量均差異顯著;栽插密度對單株薯鮮重和單位面積鮮薯產量影響顯著，對烘干率無顯著影響。由F值可知，單株鮮薯重和單位面積鮮薯產量受基因型和栽插密度共同影響;烘干率主要受甘薯基因型影響，栽插密度對烘干率影響不明顯。

2.3 栽插密度和基因型對甘薯結薯性的影響

本試驗6個甘薯品種結薯性均表現出大薯數＜中薯數＜小薯數(圖3A)。徐薯33大薯數和大薯率均最高，達43.4%，小薯數和小薯率最低(圖3A，3B)大薯率顯著高于其他品種，其他5個品種大薯數無顯著差異;徐紫薯5號(A5)中薯數顯著低于其他品種，其他5個品種中薯數無顯著差異;各品種間小薯數差異較大。

表5 甘薯不同基因型及栽插密度下產量性狀方差分析(F值)Table 5 Analysis of variance of sweetpotato yield traits under different genotypes and densities(F value)

圖3 不同甘薯基因型對結薯性的影響Fig.3 Effects of different genotypes on tuber traits of sweetpotato

由圖4可知，不同栽插密度下，結薯數均表現出大薯數＜中薯數＜小薯數，除密度為B4處理時中薯率最高，其他密度下均表現為大薯率＞中薯率＞小薯率。大薯數和大薯率隨栽插密度增高逐漸降低，中薯數、小薯數和中薯率、小薯率在不同密度間則無顯著變化。

圖4 不同栽插密度對甘薯結薯性的影響Fig.4 Effects of different densities on tuber traits of sweet potato

表6 甘薯不同基因型及栽插密度下結薯性方差分析(F值)Table 6 Analysis of variance of traits of storage root under different genotypes and densities(F value)

圖5 基因型和栽插密度對商品薯數量的影響Fig.5 Number of commodity root under different genotype and densities

對不同基因型和栽插密度下結薯性進行方差分析(表6)，結果表明不同基因型甘薯大薯率呈極顯著差異，F值為4.79，說明基因型是影響大薯率高低的主要因素。中小薯數也主要受基因型的影響，大薯數則受基因型和栽插密度的共同影響。

對不同基因型和栽插密度下商品薯數量進行統計發現，徐薯33商品薯最高，徐紫薯5號最低，與其他4個品種均達5%顯著性差異(圖5A);商品薯隨栽插密度的增高而降低，B1密度下商品薯數量最高(圖5B)。

2.4 甘薯結薯性與地上部主要農藝性狀的相關性分析

由表7可知，基部分枝與與單株鮮薯重呈顯著正相關，說明分枝數越多，越有利于甘薯塊根的形成與產量提高。烘干率與莖粗顯著正相關，與最長蔓長和基部分枝呈顯著負相關，說明莖越粗，蔓長越短、基部分枝越少越有利于甘薯干物質積累。單位面積鮮薯產量與單株鮮薯重、中薯數呈極顯著正相關，與烘干率呈顯著負相關，說明干率越低，中薯數越高，單位面積鮮薯產量越高;大薯率與大薯數、中薯率與中薯數、小薯數與小薯率均呈極顯著正相關，且大薯率與中薯率、小薯率呈極顯著負相關，與單株鮮薯重呈極顯著正相關，說明大薯率是影響單株鮮薯重的決定因素。

3 討 論

本試驗中不同基因型甘薯的地上部農藝性狀莖粗、最長蔓長和T/R達極顯著差異，在不同栽插密度則差異不顯著，說明以上性狀主要由基因型決定。烘干率與莖直徑呈顯著正相關，與最長蔓長呈顯著負相關，說明莖越粗，蔓長越短，越有利于甘薯干物質積累，該結果與后猛等[13]研究相符。因此在甘薯育種中，若以培育高干率品種為育種目標，親本可選擇粗莖、短蔓材料組合，在薯蔓并長期對雜交后代材料莖粗、蔓長調查，著重選擇莖粗較粗，蔓長較短的后代，不僅可定向選種，還可縮短育種周期。

表7 甘薯結薯性狀與主要農藝性狀相關性分析Table 7 Correlation analysis between storage root and main agromonic traits of sweet potato

本試驗表明基部分枝隨栽插密度增高而降低，相關性分析表明基部分枝與單株鮮薯重呈顯著正相關，說明分枝數越多，越有利于甘薯塊根的形成和產量提高，因此在生產上要選擇適宜的栽插密度，將基部分枝數量作為甘薯品種選育的一個重要參考指標。

產量性狀和部分結薯性狀在基因型和基因型×密度間，均表現出顯著甚至極顯著差異。不同基因型甘薯的單位鮮薯重、烘干率和單位面積鮮薯產量表現不同差異水平，徐薯33單株鮮薯重和單位面積鮮薯產量顯著高于其他5個品種，徐紫薯5號烘干率則顯著高于其他品種。不同基因型結薯性均表現出大薯數＜中薯數＜小薯數，徐薯33大薯數顯著高于其他品種，徐紫薯5號中薯數顯著低于其他品種，其他5個品種中薯數無顯著差異，各品種間小薯數差異較大。對商品薯數量進行統計發現，徐薯33商品薯最高，徐紫薯5號最低，與其他4個品種均達5 %顯著性差異。

栽插密度是影響產量和結薯性的重要指標，本實驗中6個甘薯品種結薯數均表現出大薯數＜中薯數＜小薯數，大薯數、大薯率和商品薯數量隨栽插密度的升高而降低，中薯數、小薯數和中薯率、小薯率在不同密度間則無顯著變化。大薯率與大薯數、中薯率與中薯數、小薯數與小薯率以上二者均呈極顯著正相關，且大薯率與中薯率、小薯率呈極顯著負相關，與單株鮮薯重呈極顯著正相關，說明大薯率是影響單株鮮薯重的決定因素。單株鮮薯重隨栽插密度升高逐漸降低，單位面積鮮薯產量則隨栽插密度的升高而增加，因此栽插密度分別為5.0×104和1.25 ×105株/hm2時，單株鮮薯重和單位面積鮮薯產量均達最高。商品薯數和產量是衡量甘薯商品性的主要指標，加大栽插密度雖然可提高單位面積鮮薯產量，但同時降低了商品薯數量，因此在甘薯栽培中密度要合理設置。在本試驗中，B2，B3和B4栽插密度下單位面積鮮薯產量顯著高于B1處理組，B1和B2栽插密度下各處理組商品薯數無顯著差異，本試驗選擇的6個甘薯品種地上部性狀、結薯性及產量性狀差異顯著，具有廣泛代表性，因此栽插密度選擇7.5×104株/hm2作為廣泛適用的栽插密度。如果是以生產迷你薯為主要目的，可以通過增加栽插密度，提高中小薯數量和單位面積鮮薯產量。

4 結 論

栽插密度為7.5×104株/hm2，6個甘薯品種的商品薯數和單位面積鮮薯產量均達最高，該密度可廣泛適用于甘薯栽培。

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(責任編輯 陳 虹)

Effects of Genotype and Planting Density on Agronom ic Traits and Storage Root of Sweetpotato

YAN Hui，LIQiang*，ZHANG Yun-gang，KOU Meng，TANGWei，WANG Xin，LIU Ya-ju，MA Dai-fu
(Xuzhou Institute of Agricultural Sciences in Jiangsu Xuhuai District/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Sweetpotato，Ministry of Agriculture/Jiangsu Xuzhou Sweetpotato Research Center，Jiangsu Xuzhou 221131，China)

【Objective】Effects of different genotypes and planting densities on the agronomic traits and storage root of sweetpotato were studied.【Method】Taken 6 cultivars as tested materials，completely random design of 2 factors was applied.【Result】The stem diameter，the longest vine and Top/Root value(T/R)were significantly different between different genotypes，and T/R value also showed significant difference in different planting density，the branches decreased with the increase of planting density.The fresh root yield per plant，average dry matter content and fresh rootyield per hectarewere significantly or very significantly different in genotype and genotype×density.Fresh rootweight per plant decreased with the increase of planting density，while the fresh root yield per hectare increased with the increase of planting density.The results of 6 cultivars showed the number of big-sized storage roots＜number ofmedium-sized storage roots＜number of small-sized storage roots，and the ratio of big-sized storage roots showed extremely significant difference in different cultivars.The ratio of big-sized storage roots decreased with the increase of planting density，while there was no significant difference ofmedium-sized and smallsized storage roots ratio in different planting density.The number of branches had a significantly positive correlation with fresh root yield per plant，the drymatter contentwas significantly positively correlated with stem diameter，and negatively correlated with the longest vine.The fresh root yield per hectare was significantly positively correlated with fresh rootweight per plant，and negatively correlated with dry matter content.The ratio of big-sized storage roots was significantly positively correlated with fresh rootweight per plant，and negatively correlated with medium-sized and small-sized storage roots rate.【Conclusion】In this research，both the commercial root number and yield were the highestwhen the planting density was 7.5×104plants/hm2，which was applicable to all of the 6 cultivars.

Sweetpotato;Genotype;Planting density;Agronomic trait;Storage root;Commercial root;Correlation

S531

A

1001-4829(2017)8-1739-07

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.008

2016-07-10

現代農業產業技術體系建設專項資金(CARS-11，甘薯);江蘇省農業科技自主創新資金[CX(13)2032];江蘇省重點研發計劃(現代農業)項目(BE2015313)

閆 會(1988-)，女，山東聊城人，碩士研究生，主要研究方向:甘薯遺傳育種，E-mail:yanhuisweetpotato@163.com，Tel:0526-82189233，*為通訊作者:李 強，E-mail:instrong@ 163.com。