緩控釋肥用量和種植密度對興化龍香芋生長發育和產量形成的影響

王安， 陳春生， 仲小權， 袁克祥， 常慶濤， 楊美華， 吳薇*

(1.江蘇省農業科學院泰州農科所，江蘇 泰州 225300； 2.興化市現代農業發展服務中心，江蘇 泰州 225700；3.興化市美華蔬菜種植合作社，江蘇 泰州 225700)

芋(ColocasiaesculentaL.Schott)，又稱芋艿、芋頭、毛芋等，屬天南星科芋屬多年生單子葉草本作物，常作一年生栽培，具有重要的食用價值和藥用價值[1]。我國芋栽培歷史悠久，種植范圍分布華南、華中、華東等地區，其中，以珠江流域最多，長江流域次之[2]。按母芋、子芋發達程度可分為多子芋型芋和魁芋型芋[3]。芋是江蘇省沿江地區重要的經濟作物之一，常年種植面積在1.33 hm2左右，品種主要以多子芋型居多[4]。興化龍香芋是江蘇省獨有的魁芋型芋，與靖江香沙芋、泰興香荷芋、姜堰紫荷芋一起被譽為泰州芋的“四朵金花”[5]，主要種植在垛田地區，該地區“垛田傳統農業系統”是江蘇省唯一的全球重要農業文化遺產，歷來以盛產興化龍香芋而聞名[6]。近年來，興化龍香芋生產中普遍存在施肥方式不科學、肥水管理成本高和種植效益低等問題，成為制約當地芋產業可持續發展的技術瓶頸。

興化龍香芋的生育期一般從4月持續至11月，較長生育期對肥料的需求也較多。種植過程中一般播前基施1次底肥，以農家肥和復合肥為主，在發棵期追施復合肥，以常規速效肥為主，肥效快，但持續周期較短[7]。而緩控釋肥一般于作物播前一次性施入土壤中，養分釋放速度較常規速效、持久，能顯著提高作物肥料利用率，提高作物產量，減少肥料流失對生態造成的污染[8]。緩控釋肥在水稻[9]、小麥[10]、玉米[11]等作物上的研究與應用較多，但在芋上的研究報道則較少。另外，提高作物種植密度也是獲得高產穩產的重要技術措施之一[1]。因此，研究興化龍香芋緩控釋肥用量和種植密度，對提高肥料利用率、興化龍香芋產量有著重要的指導意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2021年在興化市千垛鎮柴溝村興化龍香芋示范基地(119°45′17″N、32°59′29″E)進行，該地處江蘇中部江淮流域垛田地區，屬北亞熱帶濕潤性季風氣候區。平均海拔1.84 m，年均氣溫15.0 ℃，年降水量1 032.3 mm，年雨日109 d。為一年一熟制種植區，土壤質地為黏性，前茬作物為興化香蔥。試驗前0～20 cm耕作層有機質16.73 g·kg-1，堿解氮32.48 mg·kg-1，有效磷20.28 mg·kg-1，速效鉀62.41 mg·kg-1。

1.2 處理設計

供試品種為興化龍香芋，由興化市美華蔬菜種植合作社提供。播種前對其大小進行篩選，選擇大小一致、無病斑的子芋為種芋。供試肥料為金正大緩控釋肥，含N 20%、P2O510%、K2O 11%。

設施肥量(F)和種植密度(M)二因素三水平試驗，共9個處理組合。F因素水平：F1，緩控釋肥用量600 kg·hm-2；F2，緩控釋肥用量900 kg·hm-2；F3，緩控釋肥用量1 200 kg·hm-2。M因素水平：M1，種植密度3.3萬株·hm-2；M2，種植密度3.9萬株·hm-2；M3，種植密度4.5萬株·hm-2。小區面積20 m2，隨機區組排列，重復3次。播種前(4月12日)一次性施用緩控釋肥。采取等行距單行種植，每小區種4行，行距均為0.75 m，株距按照種植密度確定，其中，M1株距為40 cm，M2株距為34 cm，M3株距為28 cm。播后噴灑除草劑(金都爾，用量1 500 mL·hm-2)，其他栽培管理措施同當地一般大田。2021年4月14日播種，10月12日收獲。

1.3 調查與記載

1.3.1 生育期

生育期主要包括播種期、出苗期、發棵期、收獲期等。以區域內50%植株進入該生育期為標志。

1.3.2 農藝性狀

6月30日隨機選取各小區3株長勢較為均勻的植株，測量其株高、莖粗、葉鮮重、莖鮮重。

1.3.3 產量

在成熟期將各小區芋挖出，并剔除芋上的泥土、根系等，晾干后分別測定母芋和子芋產量，并隨機選擇10顆母芋，測量其橫徑和縱徑。

1.4 數據統計

數據采用Excel錄入，使用Windows版本的GraphPad Prism(版本8.0.0，GraphPad Software，San Diego，California USA，www.graphpad.com)進行單因素方差分析，然后進行Dunnett多重比較。

2 結果與分析

2.1 生育進程

田間調查結果(表1)表明，各處理組合的播種期均為4月14日，收獲期均為10月12日，整個生育期共182 d。各處理組合的出苗期較為一致，主要集中于5月12—14日。各處理的發棵期差異性較大，為7月13—17日。相同種植密度下，發棵期隨著緩控釋肥用量的增加而提前；相同緩控釋肥用量下，發棵期與種植密度無明顯的相關性。

表1 各處理組合主要生育期的比較

2.2 農藝性狀

方差分析結果表明，施肥量、種植密度及其互作對興化龍香芋主要農藝性狀均有極顯著影響(P<0.01)。隨著緩控釋肥施用量的增加，興化龍香芋的株高、莖粗、莖鮮重和葉鮮重均呈顯著增加的趨勢(P<0.05)。在低肥高密度(M3F1)條件下，株高、莖粗、莖鮮重和葉鮮重均為最低，分別為47.40 cm、4.13 mm、135.48 g·株-1和50.38 g·株-1；而在高肥低密度(M1F3)下，株高、莖粗、莖鮮重和葉鮮重均為最高，分別為60.13 cm、5.27 mm、202.18 g·株-1和96.34 g·株-1(表2)。

表2 各處理組合主要農藝性狀的差異性

2.3 產量

圖1結果表明，施肥量、種植密度對興化龍香芋母芋和子芋產量均有顯著的影響。處理組合的母芋、子芋產量分別為19 921.8(M1F1)～26 485.5 kg·hm-2(M2F3)和6 543.6(M1F1)～8 737.35 kg·hm-2(M2F3)。在相同的緩控釋肥施用量下，M2、M3的母芋產量分別為24 138.9和24 531.1 kg·hm-2，子芋產量分別為7 961.2和8 095 kg·hm-2，較M1分別提高8.1%、9.8%和8.1%、10.0%，均達顯著差異，但M2和M3間差異均不顯著，表明較高的種植密度有利于興化龍香芋母芋和子芋產量的增加，而過高的種植密度對產量的影響不顯著；在相同的種植密度下，興化龍香芋母芋和子芋產量與施肥量呈正比關系。另外，方差分析結果表明，施肥量、種植密度互作對興化龍香芋母芋和子芋產量均有顯著影響。

同一施肥量比較，柱上無相同小寫字母表示種植密度水平間差異顯著(P<0.05)。圖2同。

2.4 母芋形態特征

對各處理組合興化龍香芋母芋的形態特征進行分析，結果(圖2)表明，施肥量、種植密度對興化龍香芋母芋的橫徑和縱徑均有顯著影響。各處理組合興化龍香芋的橫徑、縱徑分別為9.82(M3F1)～13.18 cm(M1F3)和6.87(M3F1)～9.12 cm(M1F3)，興化龍香芋的橫徑和縱徑均隨著種植密度的增加而顯著下降。在種植密度為4.5萬株·hm-2時，其橫徑和縱徑達到最低，分別為10.36和7.26 cm。與M3相比，低中(M1、M2)種植密度條件下，興化龍香芋的橫徑和縱徑均隨緩控釋肥用量的增加表現出顯著增加的趨勢。M1和M2在中高(F2、F3)施肥量下均無顯著差異。

圖2 不同種植密度條件下施肥量對興化龍香芋母芋橫徑、縱徑的影響

3 小結與討論

肥料種類與用量是影響興化龍香芋生長發育的重要栽培措施之一，生產上肥料種類和用量的確定，主要依賴于當地肥料價格的高低，因常規復合肥的價格成本較低，因此，緩控釋肥在當地龍香芋種植中的應用還較少。興化龍香芋母芋和子芋產量表現不僅與植株養分吸收能力有關，而且還隨土壤肥力不同而有所差異[12]。緩控釋肥具有釋放養分慢、養分利用率高等優勢，在提倡肥料減量施用的大背景下，將來有逐漸取代速效肥的趨勢[10]。本試驗結果表明，緩控釋肥用量對興化龍香芋的主要農藝性狀、產量構成均有顯著影響。在一定的土壤養分條件下，較高的緩控釋肥用量能滿足興化龍香芋整個生育期的生長需求，但肥料過量施用并不能顯著增加龍香芋母芋和子芋產量，這一結果與靖江香沙芋試驗結果一致[13]。隨著當地農村勞動力的減少，降低興化龍香芋的施肥次數成為興化龍香芋產業發展的主要栽培措施。因此，選擇適宜用量的緩控釋肥是實現興化龍香芋生產輕簡化、增加經濟效益的重要手段。由于興化龍香芋主要種植在垛田地區，該地區地勢較低，加之龍香芋生育期澆水次數較多，可能會影響植株對緩控釋肥的高效吸收，對增產效果會產生不利影響。

合理的種植密度也是興化龍香芋高產高效生產的重要措施之一，調控群體結構、提高群體質量一直以來都是作物高產栽培研究的重要目標[14]。株高、莖粗、莖葉鮮重作為反映興化龍香芋生長發育的重要農藝指標，本研究結果表明，與M3相比，M1、M2種植密度能顯著提高興化龍香芋的株高、莖粗、莖葉鮮重，表明興化龍香芋密植條件下會加劇個體間對空間、土壤養分的競爭，導致土壤養分消耗增多，影響整個生長群體的發育壯大，這與在玉米[15]、蕎麥[16]、高粱[17]等作物上的研究結果較為相似。從產量結果來看，在同一緩控釋肥用量水平下，各種植密度水平中以M1水平的母芋和子芋產量最低，也再次證明了一定的群體數量是興化龍香芋獲得較高產量的前提條件。M2種植密度水平下的母芋、子芋產量與M3均無顯著差異，表明合適的種植密度能夠為興化龍香芋提供適宜的群體生物量，促進群體和個體協調競爭，從而實現芋高產，而過高的密度對增產不利，這與王天文等[18]在馬鈴薯作物上研究的高密度(18萬株·hm-2)條件下植株的生長勢弱于中等密度(12萬株·hm-2)的結果較為一致。與M3相比，M2種植水平下的母芋橫徑和縱徑還有不同程度的增加趨勢。

綜上所述，建議當地興化龍香芋生產緩控釋肥的施肥量為1 200 kg·hm-2，種植密度為3.9萬株·hm-2，在該條件下有利于促進興化龍香芋獲得高產。