不同種植方式對木薯塊根分布和產量的影響

王 帝，韋云東，周時藝，陳蕊蕊，徐 釧，馬崇熙，鄭 華

（廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所，廣西南寧 530001）

木薯（Manihot escuentaCrantz）的抗逆性強、適應性廣，是熱帶及亞熱帶地區重要的糧食及能源作物[1]。目前在我國廣西、廣東、海南等地廣泛種植[2]。木薯塊根富含非常高的營養價值和實用價值，被廣泛地應用于制糖、醫藥、化工、可降解塑料等行業，在農作物中有舉足輕重的地位[3]。在食品加工方面，木薯的蛋白質量與脂肪含量較低，含有鈣、鐵、鋅、鉀、鎂等豐富的礦物質元素[4]，鮮薯中碳水化合物的80%為淀粉，去皮后根塊中的淀粉含量為甘薯的1.0～2.3 倍、馬鈴薯的1.0～1.5 倍[5]，由其加工而成的食品深受消費者喜愛。但近年來受耕作環境[6]、氣候條件以及傳統種植方式[7]等因素的影響，使得我國木薯種植過程中品種退化嚴重，單產較低，效益較差，難以推廣。因此，探索木薯種植處理方式與方法是木薯種植技術水平提升的重要措施。多元種植方式是作物高產栽培技術的新趨勢，單雙行、寬窄行、雙行平行和雙行交錯等種植模式的合理運用可提高水肥利用率和產量。黃潔等[8]研究發現木薯種莖平放種植過程中芽眼朝南的處理鮮薯、薯干和淀粉產量最高。盤歡等[9]研究發現，種莖出苗后留雙桿的木薯前期節間距比留單桿的長，收獲期雙桿株高大于單桿，并且環剝雙桿+前期打頂可以增加木薯淀粉含量和產量。陳蕊蕊等[10]通過疏植，保證了具有高支鏈淀粉、低氫氰酸、糯性強的桂熱10 號的鮮薯重量與直徑不過小。

插植法是木薯種植的常規方法，其中與包括平種、直種和斜種[11]等，該方法可有效應對土壤疏松、貧瘠、旱澇和強風等不良環境因素，有利于木薯生長發育和薯塊膨大。在此基礎上覆蓋地膜[12]或地布[13]，可改善土壤耕作條件，起到保溫、保水、保肥和抑制雜草等功效，有利于提高鮮薯產量和淀粉含量。本試驗通過研究不同種莖種植方式結合地膜/ 地布對食用木薯桂熱10 號性狀與產量的影響，探索科學的種植模式，為提高木薯生產的經濟效益及支撐木薯產業高質量可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試木薯品種為桂熱10 號，由廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所從廣西防城港市防城區平旺鄉橫過村采集的地方糯米木薯種質，原名糯米糍，經多年田間觀測及評價，培育繁育而成。試驗所用化肥均為市購，尿素（N≥46.4%，重慶建峰化工股份有限公司），硝酸鉀（N≥13.8%，K2O≥46.6%，南寧漢和生物科技股份有限公司）、磷酸二氫鉀（P2O5≥52.0%，K2O≥34%，甕福達州化工有限責任公司）、生物有機肥（有機質≥60%，氮磷鉀≥5%，有效活菌數≥2×108CFU/g，廣西威麥斯農業科技有限公司），地膜（黑色，聚乙烯材質，寬度1 m，南寧市博泓塑料制品有限公司），地布（黑色，抗紫外線的PP 扁絲材質，寬度0.9 m，臺州市綠地遮陽有限公司）。

1.2 試驗設計與采樣分析

試驗地塊設置于廣西壯族自治區亞熱帶作物研究所木薯試驗基地（N22°54′02.58″，E108°20′05.43″）。試驗地土壤為磚紅壤，土層深厚，質地粘重，肥力偏低，地塊耕層（0～20 cm）土壤理化性狀為：有機質1.4%、堿解氮91.0 mg/kg、速效磷18.9 mg/kg、速效鉀40.77 mg/kg。試驗設計見表1，共7 個處理，包括4 種種植方式加地膜/ 地布的組合。斜種處理（處理3）壟面1.2 m，壟溝0.8 m，其它處理均不起壟。木薯種莖長度約20 cm，種莖頂部涂抹凡士林以防種莖失水。平種處理種莖擺放種植方向為平行于等高線平放，種莖埋深10 cm，種莖頂部朝南；直種的種莖位置與平種相同，但其垂直于地面插入約10 cm，品字型直種的相鄰兩行之間交叉50 cm 錯位種植；斜種為種莖從壟側面以水平角度插入壟內側，種莖露出約7 cm。各處理整體種植株行距均為1.0 m×1.0 m。每個小區種植6株×6 株，小區面積36 m2。

表1 不同木薯種莖種植方式研究試驗處理

于2020 年4 月20 日種植，生物有機肥基施15 t/hm2?；什捎盟室惑w化滴灌，每株木薯設置一個滴頭，均設置在壟內距離木薯種莖基部約20 cm處（上下兩株錯開方向）。滴頭為壓力補償式，流速為2 L/h。4 月22 日覆蓋地膜或地布。水肥一體化滴灌施肥詳情見表2，共進行5 次，施肥總用量為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，其它按田間常規管理進行管理。

表2 不同木薯種莖種植方式試驗水肥用量

分別于9 月17 日、12 月18 日用塔尺測量株高，游標卡尺“十字法”測量莖粗。12 月17—18日收獲木薯并調查塊根分布狀況，以種莖基部到頂部的矢量為0°，逆時針旋轉，每45°為一個象限共分為8 個象限，分別命名為象限1～8，見圖1。以塊根尾部落點為準，判斷該塊根所處的象限，統計不同象限的塊根數量。因斜種起壟種植，每壟的上坡行以圖1 中的位置進行統計，下坡行以圖1 水平翻轉180°進行各象限塊根數量的統計。每個小區選擇14～16 株統計塊根分布狀況，同時測定鮮薯重量，并用雷蒙稱法測定淀粉含量。

圖1 木薯塊根分布的位置示意圖

1.3 數據統計分析

方差分析采用R Studio version 1.1.463（R-4.2.1）（R Core Team，2021）中的AOV 函數進行分析，多重比較采用SSR 法，在R 語言中的Boxplert.R程序中計算并自動標記小寫字母，該程序引用了Agricolae 包。同一處理的不同象限之間的比較采用配對t檢驗，用R 語言自帶函數t.test 進行，并使用Apply 函數進行批量檢驗，獲取兩兩之間的差異后，結合數值大小進行顯著性標記，以保證標記的字母符合所有的顯著和非顯著差異。

2 結果與分析

2.1 不同種植方式對桂熱10 號株高和莖粗的影響

見表1，株高在9 月17 日的調查中，最高的處理是直種品字形+地布（T4），為240.4 cm；最低的處理是平種+地布（T7），為201.1 cm。直種+地布（T2）、斜種+地布（T3）、直種品字形+地布（T4）和直種+地膜（T6）的株高顯著高于平種+地布（T1）、平種+地膜（T5）和平種（T7）。在12 月18 日的收獲期調查中，株高最高的處理是直種+地布（T2），為270.3 cm；最低的處理是平種+地膜（T5），為251.1 cm。直種+地布（T2）與直種+地膜（T6）的株高顯著高于平種+地布（T1）、平種+地膜（T5）和平種（T7）。

莖粗在9 月17 日的調查中，最大的處理是斜種+地布（T3），為28.97 cm；最小的處理是平種（T7），為23.49 cm。斜種+地布（T3）的莖粗顯著高于平種+地布（T1）、直種+地布（T2）、平種+地膜（T5）、直種+地膜（T6）和平種（T7）。在12 月18 日的收獲期調查中，莖粗最大的處理是斜種+地布（T3），為31.21cm；最小的處理是平種+地膜（T5），為27.15 cm。斜種+地布（T3）的莖粗顯著高于其他處理。

表3 不同種植方式對桂熱10 號兩個時期株高和莖粗的影響

2.2 不同種植方式對桂熱10 號塊根分布的影響

各處理下木薯塊根分布情況見表4?？偸項l數T2 處理最多，且顯著大于T1 和T6，其他處理間無顯著差異；象限1 分布最多的處理為T1，顯著大于T3，其他處理間無差異；象限2 塊根分布最多為T4，顯著大于T1、T3、T6 和T7，且T5 顯著大于T7；象限3 分布最多為T2 和T4，顯著大于T6；象限4 分布最多為T3，顯著大于T2、T4 和T6，且T1、T5、T7 也顯著高于T6；象限5 分布最多為T7，顯著大于T1、T2 和T4，且T1 顯著小于T5和T6；象限6 分布最多為T2，各處理無顯著差異；象限7 分布最多為T2，顯著大于T7，其他無顯著差異；象限8 分布最多為T4 和T6，顯著大于T5。

表4 不同種植方式對桂熱10 號薯條分布的影響（單位：條）

不同處理的塊根分布為，T1 分布最多為象限1，顯著大于象限7 與象限8；T2 各個象限薯條數分布均勻且無顯著性差異；T3 分布最多為象限4，顯著大于象限1、象限2 與象限3；T4 分布最多為象限2，顯著大于象限7；T5 分布最多為象限4 與象限5，顯著大于象限3、象限6 與象限8，且象限2 也顯著大于象限6 與象限8；T6 分布最多為象限5，顯著大于象限2、3、4、6 和7，象限1 與象限8顯著大于象限3、4 和6；T7 分布最多為象限5，顯著大于其他象限，象限4 顯著大于象限1、2、3、7和8，象限6 大于象限2 和象限7，象限1、3 和8還顯著大于象限2。

2.3 不同種植方式對桂熱10 號產量的影響

不同處理木薯鮮薯產量和淀粉產量見表5，T2鮮薯產量最高，達到35.81 t/hm2，最低為T5 處理的30.10 t/hm2；淀粉含量最高為T7 處理的27.9%，最低為T3 處理的25.9%；淀粉產量最高的為T2 處理的9.362 t/hm2，最低為T3 處理的8.114 t/hm2。各處理間木薯鮮薯產量、淀粉含量及淀粉產量各均無顯著差異。

表5 不同種植方式對桂熱10 號鮮薯產量及淀粉產量的影響

3 討論與結論

本實驗通過對桂熱10 號進行不同種植方式與地膜、地布的搭配，發現9 月份株高最高的處理是直種品字形+地布（T4），顯著高于平種+地布（T7），可能是由于直種品字形是交錯種植，植株的交叉擴大了葉片的舒展空間，提高了透光指數與通風指數，但并未顯著高于其它處理，其鮮薯產量也未表現出優勢。可能是由于本研究的種植密度為1 m×1 m，種植比較疏散，未能體現出品字形種植的優勢，在后續的研究中應繼續加大種植密度，研究品字形種植的效果。

在地膜或地布覆蓋下，平種9 月份的株高均比直種或斜種要低，說明直種或斜種相比平種促進了木薯株高。斜種+地布（T3）在9 月份的莖粗大于直種+地布和平種+地布，斜種促進了9 月份的莖粗。平種+地布（T1）顯著大于平種（T7），說明在相同種植方式下覆蓋地布對莖粗的提升有明顯效果。

直種+地布（T2）與直種+地膜（T6）的12月株高分別顯著高于平種+地布（T1）、平種+地膜（T5），說明在地膜或地布覆蓋下，直種株高大于平種。平種+地膜（T5）與平種（T7）相比株高降低了0.3cm，沒有顯著差異，可能是本研究采用了水肥一體化灌溉，水分沒有成為限制因素，但他人的研究結果不一致，吳慶華[14]很可能是未進行人工灌溉，水分差異導致了地膜效果的差異。斜種+地布在12 月莖粗最大，說明斜種比直種和平種有利于木薯莖稈增粗。

綜合9 月與12 月的數據，株高的表現為直種與斜種效果最好，平種最差；莖粗的表現為斜種最好。平種+地膜（T5）、直種+地膜（T6）與平種+地布（T1）、直種+地布（T2）相比莖粗的增加量更多，效果更加顯著，說明在相同種植方式下，地膜覆蓋比地布覆蓋更加有益于木薯生長后期地上部分的增粗。

本試驗的木薯桂熱10 號各個處理間的鮮薯產量與淀粉產量無顯著差異變化，這與王戰等[15]和周時藝等[16]的研究不相一致，可能是因為其相關處理施肥方式為穴施固體肥料，與本試驗所使用的水肥一體化滴灌方式存在差異。

總薯條數最多的處理是直種+地布（T2），顯著大于平種+地布（T1）和直種+地膜（T6），說明在地布覆蓋下，直種薯條數大于平種，且在直種下，地布覆蓋的薯條數要大于地膜。直種的總薯條數多于平種，與劉翠娟等[17]和陳霆等[18]的研究結果一致。在相同直種處理下，地布覆蓋收獲的薯條數要多于地膜覆蓋。

平種+地布（T1）、平種+地膜（T5）和平種（T7）進行比較，平種+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種+地膜（T5）更均勻，導致其不定根分布位置比較均勻，這也可能與降雨有一定的關系。平種+地膜（T5）模式下根塊在一定程度上集中到基部，但象限2 可能受到水分吸引。正常平種（T7）塊根集中分布在種莖基部，但是平種加蓋膜/地布后在一定程度上改變了這種塊根分布模式。

直種+地布（T2）、直種品字形+地布（T4）和直種+地膜（T6）進行比較，地布覆蓋傾向于均勻分布，但地膜覆蓋改變了這種分布模式。由于地膜不透水，下雨后地膜上收集到的水分流動到下坡的種植行，造成不同區域的根系對水分吸收的差異。

本試驗中平種+地布（T1）與平種+地膜（T5）相比，直種+地布（T2）與直種+地膜（T6）相比，地布均表現為象限之間存在顯著差異較少或沒有差異，而地膜表現為象限之間存在的顯著差異較多，說明地布相比于地膜，薯條分布更傾向于均勻分布。

平種+地膜（T5）和直種+地膜（T6）的塊根均在象限5 集中最多，說明地膜可改變該兩種模式的不定根生長與擴散的方向。

塊根是由細根膨脹而來，細根的分布可能受到土壤微環境的影響，可能主要是水分、養分等。直種+地膜（T6）有3 個被地膜覆蓋的象限表現出了塊根數量的優勢，可能說明直種+地膜對誘導塊根在地膜下膨脹有一定的影響。滴灌的滴頭位置以及水分可能影響早期的不定根分布，進而影響塊根的膨大位置。

對收獲期桂熱10 號鮮薯產量和淀粉產量進行測量，發現不同試驗處理對木薯鮮薯產量及淀粉產量均無顯著影響，這說明種植方式不是決定該品種鮮薯產量和淀粉產量的關鍵因素。各處理間鮮薯產量與淀粉產量基本一致，根據鮮薯產量和薯條數計算得到平種+地布（T1）和直種+地膜（T6）平均單薯重分別為372.4 g/條和369.6 g/ 條，斜種+地布（T3）和平種+地膜（T5）最小，為322.4 g/ 條和320.2 g/ 條，在鮮薯產量和淀粉含量差異不顯著的情況下，以薯條數較少為優勢處理。

地布與地膜相比各有優缺點，地布比地膜物料成本貴，且冬天需要回收耗費人工成本，但其更環保，而地膜價格相對便宜，為一次性用品，回收成本低，但處理不妥善可能對環境造成不良影響。由于木薯的種植方式存在費時、費工、定植難等缺點，造成人工難、成本高等一系列問題，加之當地磚紅壤的黏土比例高，較深的結薯處于板結、貧瘠、低溫和不透氣的深層土壤中，結薯大小不均勻，不利于薯塊的膨大和增產[19]，因此需要在特定情況下對地膜與地布進行合理運用。

品字形種植方式密度較小，植株分散的優點沒有在本實驗中體現出來，下一步需要提高種植密度，驗證木薯品字形種植的效果。

本試驗結果表明，直種促進了9 月和12 月木薯株高，斜種促進了莖粗。不同處理對鮮薯產量及淀粉產量均無顯著影響。薯條數最多的處理為直種+地布，最少的處理為平種+地布和直種+地膜。通過象限塊根數量統計，發現地布比地膜覆蓋或不覆蓋的塊根更傾向于均勻分布；在鮮薯產量無明顯差異的條件下，平種+地布與直種+地膜的薯條數最少，薯塊個體相對較大，為該研究的優勢處理。