不同栽培模式对木薯生理特性、产量和经济效益的影响

谢向誉++严华兵++曾文丹++赖大欣++周慧文++陆柳英

摘要：选取木薯（Manihot esculenta Crantz）品种华南205与新选048为试验材料，比较分析了超高产高效栽培、高产高效栽培与常规栽培（CK）3种栽培模式对木薯生理特性、产量及经济效益的影响。结果表明，木薯不同栽培模式苗期光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶面积之间差异较为明显，由大到小依次为超高产高效栽培模式、高产高效栽培模式、常规栽培模式，且超高产高效栽培模式苗期光合特性显著高于对照；不同生育期木薯茎粗、株高由大到小依次均为超高产高效栽培、高产高效栽培、对照常规栽培；2个品种3种栽培模式间产量差异均达显著水平，与对照常规栽培模式相比，华南205和新选048两年（2013年与2014年）的平均产量在超高产高效栽培模式和高产高效栽培模式下分别增产18.6%、10.5%和15.8%、7.7%，分别增收6 378、2 810元/hm2和7 366、3 018元/hm2。由此可知，通过栽培技术的集成优化可以大幅度提高木薯产量和经济效益。

关键词：木薯（Manihot esculenta Crantz）；栽培模式；生理特性；产量；经济效益

中图分类号：S504.8；S533 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）05-0822-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.05.006

Effects of Different Cultivation Patterns on Cassava Physiological Characteristics，

Yield and Economic Benefits

XIE Xiang-yu， YAN Hua-bing， ZENG Wen-dan， LAI Da-xin， ZHOU Hui-wen， LU Liu-ying

（Guangxi Crop Genetic Improvement and Biotechnology Lab， Nanning 530007， China）

Abstract： Taking cassava varieties， Huanan 205 and Xinxuan 048，as materials，three cultivation patterns that conventional cultivation （control），cultivation for high yielding and high efficiency （B），cultivation for super high yielding and high efficiency of cassava varieties （A） were set，and the effects of physiological characteristics，economic benefit and yield caused by different cultivation patterns were compared and analyzed. The results showed that the difference of photosynthetic rate，stomatal conductance，intercellular CO2 concentration， transpiration rate， leaf area under different cultivation patterns were obvious in the seedling stage，the order of these indexes from large to small were A，B，control，and the photosynthetic characters for A was significantly higher than control. In the different growth periods，the order of stem diameter and plant height from high to low were A，B，control. The yield in three cultivation patterns were significant differences，compared to control，the average yield of cassava cultivars Huanan 205 and Xinxuan 048 in past two years（2013 and 2014） under A and B increased by 18.6%，10.5% and 15.8%，7.7%， the income per hectare increased by 6 378 yuan，2 810 yuan and 7 366 yuan，3 018 yuan，respectively. In clued， the yield and economic benefit of cassava could be increased significantly by optimizing cultivation technology.

Key words： cassava （Manihot esculenta Crantz）； cultivation pattern； physiological characteristics； yield； economic benefits

木薯（Manihot esculenta Crantz）是大戟科木薯屬植物，耐旱抗贫瘠，是世界三大薯类作物之一，全球第六大粮食作物，是热带、亚热带地区近5亿人口的主要粮食来源，被誉为“淀粉之王”、“地下粮仓”。木薯用途广泛，除了食用外还可饲用和加工成各种工业产品，如淀粉、酒精等[1]，也是重要的热带能源作物[2]。在中国木薯被定义为非粮食能源作物，然而中国人多地少、农业资源短缺、人口增加土地减少的状况将在今后持续相当长的时间[3，4]。据预测，至2030年中国人口将达到16亿，要保证2030年粮食的安全，就必须在现有的基础上使总产量提高40%以上[4]。由此可见，我国粮食供求处于紧平衡状态，那么利用非粮食物资源木薯分化对粮食的消费需求，可在一定程度上改变我国粮食供求形势，保障国家粮食安全[5]。

目前，中国木薯主要分布在华南9省区，以广西、广东和海南栽培最多[1]，并在广西被列入十大农业特色优势产业之一。然而目前中国木薯产业存在单产与种植经济效益低等问题，农户种植积极性下降。木薯的理论单产一般为30～45 t/hm2，集约种植可达到75 t/hm2，而实际生产中平均单产较低，2011年FAO统计显示中国木薯平均单产仅16.37 t/hm2[6]。因此，如何提高木薯产量、增加木薯种植效益是木薯产业发展亟须解决的突出问题，也是目前木薯育种学家和栽培学家关注的重大问题。木薯是一种富含淀粉的块根作物，起源于热带美洲亚马逊盆地南沿、巴西与玻利维亚边境干湿交替的河谷地带[7，8]，主要在坡岗地上生长[9，10]，具有适应性广，喜温光，抗逆性强[11-15]等特点，在非常贫瘠的土壤上，也能获得一定的产量[10]，然而有研究表明，木薯施肥水平、施肥时期[16]、栽培方式[17]、种茎芽眼方向[18]等对木薯产量均有显著影响。调查发现，不合理的栽培模式是目前木薯生产中存在的主要问题之一。因此，采用合理的栽培模式是提高木薯产量及种植经济效益的重要途径。本试验以木薯品种华南205和新选048为试验材料，设置不同栽培模式，比较其对木薯产量及经济效益的影响，探索木薯最佳栽培模式，为木薯高产、高效栽培模式提供科学依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试验地基本情况

试验于2013-2014年在广西农业科学院里建试验基地进行。试验地前茬作物为玉米。耕作层土壤pH 6.11，有机质含量为3.8 g/kg，全氮含量为0.12 g/kg，碱解氮含量为81.2 mg/kg，速效磷含量为28.0 mg/kg， 速效钾含量为125.0 mg/kg。

供试木薯品种为广西推广面积较大的华南205和新选048。

1.2 试验设计

2013-2014年3月下旬对木薯种茎播种种植，试验采用平插种植方式，株行距为80 cm×80 cm。试验设置3个栽培模式处理，每个处理3个重复，每个小区为1个重复，每小区种植3行，每行18株。3种栽培模式：①处理A，超高产高效栽培模式（覆膜一次性施肥集成种植模式）。起畦盖膜种植，整个生育期采用苗期一次性施肥，施肥水平N为358.8 kg/hm2、P2O5为89.1 kg/hm2、K2O为187.5 kg/hm2[19]。种植方式采取平插，芽眼统一1个方向进行种植。 ②处理B，高产高效栽培模式（不覆膜一次性施肥集成种植模式）。起畦种植，整个生育期采用苗期一次性施肥，施肥水平N为358.8 kg/hm2、P2O5为89.1 kg/hm2、K2O为187.5 kg/hm2。种植方式采取平插，芽眼统一1个方向进行种植。③CK，常规栽培模式（不覆膜3次施肥种植模式）。起畦种植，整个生育期分苗期、块根形成期、块根膨大期3次施肥，施肥总水平N为358.8 kg/hm2、P2O5为89.1 kg/hm2、K2O为187.5 kg/hm2，3个时期施肥量为1∶1∶1。采用平插，但芽眼方向不一致的方式进行种植。

各处理除试验设计的栽培模式外，其他田间管理一致，均按常规管理要求进行。

1.3 测定指标与方法

于苗期测定木薯中上部叶片的光合特性；分别在苗期、块根形成期、块根膨大期、块根成熟期测定木薯株高和茎粗；12月上旬收获鲜薯，测定鲜薯产量及特性，同时记录各栽培模式种植成本。

基本土样的分析采用鲁如坤[20]的方法；光合特性测定采用泽泉科技有限公司的CI-340型光合仪；叶面积测定采用LiCor 6400型叶面积测定仪。

1.4 数据处理与统计方法

试验采用SPSS 17.0进行方差分析，用Excel 2010进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同栽培模式下木薯苗期光合特性

由表1可以看出，不同栽培模式下华南205和新选048两个品种在2013年和2014年的光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、叶面积大小均表现为超高产高效栽培模式>高产高效栽培模式>常规栽培模式，且超高产高效栽培模式显著高于对照常规栽培模式。说明处理A和处理B可以改善木薯苗期的光合性能，为木薯获得高产奠定了基础。

2.2 不同栽培模式下木薯株高与茎粗

3种栽培模式下新选048和华南205在不同年份的株高和茎粗生长趋势均表现为先快后慢。在苗期、块根形成期、块根膨大期、块根成熟期，木薯株高、茎粗均表现为超高产高效栽培模式>高产高效栽培模式>常规栽培模式（图1-图4），且在块根形成期，超高产高效栽培模式下木薯的株高和茎粗与高产高效栽培模式和对照常规栽培模式相比差异较明显，在一定程度上说明块根形成期也是木薯地上部生长的一个非常关键的时期。

2.3 不同栽培模式下木薯块根生理特性

对2013-2014年12月下旬木薯的块根长、块根粗、单株块根数进行统计分析，结果见表2。不同年份的华南205和新选048的块根粗均表现为超高产高效栽培模式>高产高效栽培模式>对照常规栽培模式，且超高产高效栽培模式显著高于对照常规栽培。不同年份2个品种的块根长也均表现为超高产高效栽培模式>高产高效栽培模式>对照常规栽培模式，除2013年的华南205外，其他处理均是超高产高效栽培模式显著高于对照常规栽培模式。除2013年华南205外，单株块根数表现为超高产高效栽培模式>高产高效栽培模式>对照常规栽培模式；2014年2个品种的单株块根数处理A与CK间差异均达显著水平，表明木薯块根数较易受到气候环境的影响。以上结果表明，块根粗是3种栽培模式下木薯产量的第一限制因素。

2.4 不同栽培模式下木薯产量

由表3可知，3种不同栽培模式在不同年份中产量均表现为超高产高效栽培模式>高产高效栽培模式>对照常规栽培模式，且差异均达显著水平。华南205在3种栽培模式下2年的平均产量分别为48.5、45.2、40.9 t/hm2，与对照常规栽培模式相比，超高产高效栽培模式和高产高效栽培模式平均產量分别增加18.6%和10.5%。新选048在3种栽培模式下2年的平均产量分别为69.5、64.6、60.0 t/hm2，与对照常规栽培模式相比，超高产高效栽培模式和高产高效栽培模式平均产量分别增加15.8%和7.7%。

2.5 不同栽培模式下木薯經济效益

由表4可以看出，不同栽培模式不同年份的产值和投入比表现为超高产高效栽培模式>高产高效栽培模式>对照常规栽培模式。2013-2014年，华南205在超高产高效栽培、高产高效栽培模式下的平均净收益分别为14 345、10 777元/hm2，比对照常规栽培模式分别增收6 378、2 810元/hm2；新选048的超高产高效栽培、高产高效栽培模式的平均净收益分别为25 265、20 917元/hm2，比对照常规栽培模式分别增收7 366、3 018元/hm2。以上结果表明，采用超高产高效栽培与高产高效栽培可以为木薯种植户获得较高的种植效益。

3 讨论

3.1 不同栽培模式对木薯产量的影响

木薯产量形成主要是通过光合作用来完成。由于木薯苗期生长比较缓慢，光合作用较弱，在苗期能否改善木薯光合性能对木薯块根产量具有非常大的影响。本试验通过对两年的结果分析发现，与对照常规栽培模式相比，超高产高效栽培、高产高效栽培模式的苗期光合性能有较大提高，特别是超高产高效栽培模式与对照常规栽培模式下的木薯苗期光合性能表现出显著的差异。说明通过栽培技术的优化可以改善光合性能，从而为后期的高产奠定基础。

与对照常规栽培模式相比，超高产高效栽培与高产高效栽培模式的木薯株高和茎粗有不同程度的增加，尤其是在块根形成期，增加幅度较明显。因此，块根形成期可以作为优化栽培模式的重要时期。

本研究结果显示，通过栽培技术的集成与优化可以使木薯产量比当前常规栽培模式的产量提高7.7%～18.6%，同时由于超高产高效栽培技术、高产高效栽培技术在木薯生育过程中节约了人工成本，因此可以提高种植木薯的经济效益。从产量构成因素分析，产量的高低主要决定于单株块根粗、块根数、块根长等指标的大小。罗兴录[21]研究表明，木薯产量决定因素首先是块根数、其次为块根粗和块根长。谢向誉[22]研究表明，木薯各农艺性状对单株产量的直接通径系数和决定系数的大小顺序依次为块根数、最长薯长、生物产量、主茎高度等。从本试验结果来看，与对照常规栽培模式相比，超高产高效栽培、高产高效栽培模式均是在块根粗显著增加的同时块根数和块根长也不同程度的增加，由此使木薯产量得以增加。因此，块根粗可作为木薯高产栽培模式判断的主要参考指标之一。

持续提高作物产量是否依赖水肥资源的大量投入，作物高产与资源高效能否协同，一直是国内外关注的焦点，也是学术界仍然在争论的科学命题[23-25]，发达国家在这个问题上往往采用环境优先的原则，而我国人多地少，高效利用有限资源是农业持续发展的必由之路。本研究表明，通过栽培技术的优化可以实现产量与资源利用的协同提高，同时提高种植的经济效益。

3.2 不同栽培模式对木薯经济效益的影响

通过栽培模式的优化可以大幅度提高作物种植效益。黎青等[26]研究表明，木薯覆盖地膜比不覆盖地膜的经济效益增加5 070元/hm2，而本研究结果显示，与对照常规栽培模式相比，木薯在超高产高效栽培与高产高效栽培模式下可以增收2 810～7 366元，由此表明，栽培模式的不断优化是木薯增收的一项重要措施。

4 结论

本研究结果表明，通过栽培技术的集成与优化，可以改善木薯苗期光合性能，加快株高和茎粗的生长，增加块根粗、块根数、块根长，最终使木薯产量与种植效益得到较大幅度的提高，与对照常规栽培相比，超高产高效栽培与高产高效栽培在产量方面平均提高了7.7%～18.6%，经济效益平均提高了2 810～7 366元/hm2。

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