甘薯生产的重要意义

第五章甘薯第一节概述一、甘薯生产的重要意义甘薯又名“地瓜”、“红苕”、“山芋”“红薯”、“白芋”、“白薯”等。甘薯是我国主要粮食作物之一。我国甘薯栽培面积和总产仅次于水稻、小麦和玉米，居第四位。甘薯产量高，增产潜力大，在较好的栽培条件下，能够大面积获得折粮（5：1）亩产500公斤以上的高产。此外，甘薯适应性强，抗旱、耐瘠、抗风、抗雹，在土质差、施肥水平低的情况下，也能获得亩产500公斤以上的鲜薯。因此，甘薯是一种高产、稳产作物。甘薯具有较高的营养价值。甘薯块根中淀粉含量占鲜重的15～26%，高的可达30%，可溶性糖占鲜薯重的3%左右，蛋白质约占2%，脂肪占0.2%，还含有多种维生素，尤其是丙种维生素和胡萝卜素(红色薯肉)含量丰富。以5公斤鲜薯折1公斤粮食计算，其营养成分除脂肪外，比大米和白面都高。甘薯属“生理碱性”食物，食用甘薯可中和体内因常吃肉、蛋、米、面等酸性食品而产生的过多的酸，保持人体的酸碱平衡。甘薯是发展畜牧业的好饲料。甘薯茎叶含蛋白质1.62%，脂肪0.46%，碳水化合物7.33%，灰分1.65%，纤维2.04%，其营养价值与一般豆科牧草相当，是良好的鲜饲料和青贮饲料。甘薯块根加工后的粉渣等也有很高的饲用价值。因此，种植甘薯对促进畜牧业发展有很大作用。甘薯是重要的轻轻工业原料。甘薯能加工成多种副食品，如粉条、粉丝等。在工业上，甘薯是制造酒精和淀粉的主要原料，100公斤鲜薯可制造淀粉15～20公斤或酒精6～7公斤。利用甘薯还可制造葡萄糖、柠檬酸、人造丝、味精、饴糖、塑料等。甘薯是较好的救灾作物。甘薯为无形繁殖作物，块根和茎叶均可作为繁殖器官，而块根又无明显的成熟期，只要条件适宜就可持续生长。因此，甘薯的栽种期和收获期不象其它作物那样严格，能够充分利用生长季节和土地。在因旱、涝灾害其它作物不能播种时，改换甘薯仍可获得一定收成。二、生产概况甘薯起源于美洲的秘鲁、厄瓜多尔、墨西哥一带。18世纪初引人欧洲，16世纪传入亚洲和非洲，1594年引进我国，最初在福建、广东一带栽培，以后传播到长江、黄河流域。世界上甘薯主要分布在北纬400C以南，以亚洲种植最多，占世界种植总面积的90%。我国除青藏高原和新疆、内蒙外，全国其它省(市)均有甘薯种植，以黄淮平原，长江中、下游地区较为集中。主要产区为山东、河南、河北、四川、广东等。据联合国粮农组织统计，l985年，世界甘薯栽培面积为l.36亿亩。我国为0.914亿亩，居第一位，其次是印度尼西亚、越南、印度、古巴、巴西、日本、巴基斯坦、美国等国家，栽培面积都在600万亩以下。世界上甘薯单产最高的国家是日本，平均亩产287.2公斤。我国甘薯平均亩产为226.3公斤，高于世界平均水平。我省1754年才引种甘薯，仅有200多年种植历史，但发展很快。1949年甘薯面积已达900万亩，但产量很低，亩产只有59公斤(折粮，下同)，总产5亿多公斤。到1989年，甘薯种植面积发展到1140万亩，亩产215公斤，总产23亿公斤，面积较1949年提高27%，单产提高2.64倍，总产提高3.33倍。我省甘薯生产虽然发展很快，但与其它省份相比，仍有较大差距。与我省相邻的山东省和安徽省相比，单产分别低50%和30%。因此，我省甘薯仍有很大增产潜力。我省甘薯主要分布在南阳、洛阳、三门峡、周口、商丘、安阳等地(市)。以京广线为界。可将我省甘薯划分为两个不同的生产区域。京广线以西，包括洛阳、三门峡、南阳、平顶山、安阳西部等丘陵山区，以栽种春甘薯为主，多采用一年一熟制。京广线以东的黄淮海平原，包括周口、商丘、许昌、驻马店等地(市)，以种植夏甘薯为主，实行两年三熟或一年两熟。目前夏甘薯已成为我省主要栽培方式，种植面积占甘薯总面积的70～80%。第二节甘薯栽培的生物学基础一、甘薯的形态特征甘薯属旋花科，甘薯属，甘薯种。为蔓生草本植物，在热带为多年生，在温带，由于霜后低温使茎叶枯死，成为一年生植物。(一)根甘薯用种子繁殖时，实生苗先形成一条主根(胚根发育而形成的种子根)，以后再于其上生出侧根，然后由主根和一部分侧根发育成块根。用营养器官繁殖时，生出的均属不定根。由不定根进一步分化发育为须根、梗根和块根三种不同的根(如图5-1)。1.须根(纤维根)形状细长，生有较多的分枝和根毛，其主要功能是吸收土壤中的养料和水分。须根入土深度可达1米以上，但80%左右分布在0～30厘米的土层内。在土壤潮湿，通气不良和氮肥过多时，着地的茎蔓也会生长较多的须根。2.梗根(牛蒡根)粗如手指，长约30厘米左右。甘薯根是先伸长，后加粗，在开始加粗过程中，遇到不良环境条件(如土壤水分过少，通气不良，钾肥不足，氮肥过多等)，阻碍了块根膨大，便形成梗根。这种根消耗养料而无经济价值，生产上应防止发生。3.块根(贮藏根)是甘薯贮藏养料的主要器官，多分布在5～25厘米深的土层内，很少达30厘米以下。块根的形状因品种而异，一般可分为纺锤形、球形、圆筒形和块状形等。块根的形状除与品种有关外，还受栽培条件影响。土质疏松、氮肥多、土温高或缺钾时，块根会变长；干旱，土质硬或钾肥丰富时，块根变短或成球形。有的品种块根表面光滑，有的表面有4～6条纵沟或表面粗糙。薯皮光滑的品种比粗糙或有裂缝的品种好。块根的皮色与肉色是鉴别品种的主要特征之一。皮色一般有紫红、黄、淡黄、淡红、白等颜色。肉色一般可分为白、黄、淡黄、桔红、杏黄等。黄肉和红肉品种胡萝卜素含量较多，营养价值较高。甘薯单株结薯数目一般为2～5个，但受品种和栽培条件影响。春薯结薯大而少，夏薯结薯小而多；密植、直插时结薯少，稀植、水平插时结薯多。甘薯结薯集中程度与品种有关，结薯集中的品种容易收刨，结薯分散的品种不易收刨。(二)茎又称为秧或蔓，茎节处可发生分枝和不定根。因此，可利用茎蔓栽插进行繁殖。甘薯茎蔓的长短和分枝的多少因品种和栽培条件的不同有较大的变化。在我省一般认为，春薯茎长3米以上，夏薯茎长2米以上的为长蔓型品种；春薯茎长在1.5米以下，夏薯茎长在1.0米以下的为短蔓型品种；介于两者之间的为中蔓型品种。长蔓型品种，一般茎蔓较细，分枝较少，叶层较薄，叶片排列密集，为重叠形，多不耐肥，结薯较晚，生长后期块根膨大较快，宜作春薯，适宜旱薄地种植。短蔓型品种，一般茎蔓粗壮，植株半直立型，分枝多，叶层厚，叶片配置稀疏，为疏散型，较耐肥高产，结薯较早，宜作夏薯，适于水肥地种植。(三)叶甘薯属双子叶植物，实生苗最先长出一对子叶，茎上每节着生一片叶，以2／5叶序呈螺旋状排列。甘薯叶为不完全叶，只有叶片、叶柄，没有托叶，叶形有心脏形、肾形、掌状等。叶缘可分为全缘和深浅不同的缺刻。叶片大小和叶柄长短受品种和水肥条件影响。叶柄长，叶片过大是徒长的标志。一般情况下，甘薯单株叶片数150个左右，最大叶面积指数以4～5为宜。二、甘薯块根的形成与膨大过程无论是甘薯的种子根还是不定根，初期均具有一般双子叶植物根的解剖结构，由表皮、皮层和中柱等组成。只是各条根后来所处的内外条件不同，才分化形成了三种不同的根。甘薯幼根发育成块根分为两个时期，前期为初生形成层活动期，决定幼根的发展方向，为块根形成期；后期为次生形成层活动期，决定已形成的块根的膨大程度，为块根膨大期。(一)初生形成层活动期甘薯栽后10～25天为初生形成层活动期。约在栽后10天左右，在幼根原生木质部和初生韧皮部之间出现初生形成层，并进行细胞分裂，向外分化次生韧皮部，向内分化次生木质部。由于次生木质部增加较快，使初生形成层发展成一个形成层圈。栽后20天左右，初生形成层分裂出薄壁细胞的数量增多，并在薄壁细胞内开始积累淀粉，同时出现次生形成层。随着块根逐渐变粗，中柱直径加大，原来的皮层组织脱落，为木栓层即薯皮所代替。薯皮内含有花青素，呈红色或紫色。初生根的解剖结构如图5—2。初生形成层活动力的强弱和中柱薄壁细胞木质化程度的大小，决定着甘薯幼根的发展方向。幼根初生形成层活动力强，中柱细胞木质化程度小，才能形成块根；初生形成层活动力弱，中柱细胞木质化程度大，只能形成须根；初生形成层活动力虽强，但中柱细胞木质化程度大，不能产生大量的薄壁细胞，便形成梗根。(二)次生形成层活动时期甘薯在栽插后20～25天，除初生形成层继续分裂细胞外，又在原生木质部导管内侧产生次生形成层细胞，继而又在次生木质部导管内侧和后生木质部导管周围出现次生形成层。这种形成层分裂细胞的能力很强，约在发根后30～40天，分裂出大量薄壁细胞，薯块明显膨大。其后因温、光、水、气等生态条件的促进，薯块更迅速地增长膨大。并积累以淀粉为主的光合产物。次生形成层最活跃时期，也是块根膨大最快的时期。甘薯块根的大小由形成层活动范围、强度及时期的长短所决定。块根横切面的结构见图5—3。甘薯块根初生形成层活动力的强弱决定块根能否形成，次生形成层活动力的强弱和分布范围的大小决定着块根的膨大速度，两者缺一都不能达到丰产的目的。甘薯块根膨大过程受品种、气候、栽培条件等影响。品种不同，块根形成的早晚不同。一般薯块形成的早，前期膨大快的属早熟品种；结薯迟，前期膨大慢，后期膨大快的为晚熟品种。三、茎叶生长与块根膨大的关系甘薯茎叶与块根膨大的关系可用茎叶重量与块根重量的比值(T／R)表示。T／R比值越大，表明甘薯同化产物分配到茎叶越多；反之，T／R比值越小，则表明同化产物分配给块根越多。甘薯茎叶生长与块根膨大的关系可分为以下三种情况：(一)茎叶生长不良，块根产量低主要原因是土壤瘠薄，肥水不足，管理不及时等。表现为前期返苗慢，结薯晚；中期茎叶生长慢，后期茎叶早衰，块根膨大慢。T／R比值较小，春薯T／R比值在0.4以下，夏薯多在0.6以下。栽培措施应以促为主，促使茎叶早发，早结薯。(二)茎叶徒长，块根产量低土壤肥水充足，特别是施氮肥过多，土壤通气差时，前期茎叶猛发，结薯晚；中期茎叶徒长，叶片肥大，叶柄很长，最大叶面积指数在5以上；后期叶片不落黄，块根产量低，收获时T／R比值多在1.0以上。栽培措施应以控为主，特别要控制中期茎叶徒长。(三)茎叶生长健壮，块根产量高土壤肥水适中，通气性好，前期茎叶早发，结薯早；中期茎叶生长旺盛健壮，块根膨大较快；后期叶片不早衰，块根迅速、持续膨大。收获时，春薯T／R比值为0.5左右，夏薯为0.8左右。栽培措施应掌握促控相结合，即前期促茎叶早发、早结薯，中期控茎叶徒长，促块根膨大，后期防茎叶早衰，促块根迅速膨大。四、甘薯的生长时期甘薯在生产上一般用无性器官繁殖，它的生长过程不经过生殖生长阶段。因此，在整个生长期中，不像稻、麦等其它作物那样具有明显的发育阶段。不同栽插期的甘薯，其生长快慢、盛衰都随气候条件而变化。尽管如此，甘薯在大田生长过程中，在不同时期，不同器官的生长仍然有差别，各器官的生长仍有主次之分。根据甘薯在大田各个生长时期的特点，大体可划分以下三个生长时期。(一)发根分枝结薯期从栽插到封垄始期，为生长的前期。春薯约历时60～70天，夏薯约历时40天左右。此期以生长根系为中心。甘薯栽后2～5天开始发根，其后迅速发生，一般春薯栽后30天左右，夏薯栽后20天左右，根系生长基本完成，根数可达最大根数的70～90%。栽后10～20天吸收根开始分化为块根，到本期末薯块数已基本确定，薯块重约占最终重量的10～15%。甘薯栽后20～30天内，地上部茎叶生长缓慢，其后生长较快，腋芽伸长，分枝陆续长出，到本期末，分枝可达全生长期分枝数的80～90%。一般品种此时分枝与主蔓一起构成植株的主体，覆盖地面，即所谓团棵而“封垄”。（二）薯蔓并长期从封垄始期到茎叶生长高峰，为生长的中期。春薯约在栽后60～100天，夏薯约在栽后40～70天。这一阶段以生长茎叶为中心。由于处在高温多雨季节，茎叶生长旺盛，生长速度达一生最高峰，地上部干重达最大值。在茎叶迅速生长的同时，黄叶、落叶也陆续出现，形成新、老叶相互交替的现象。在此阶段，同化产物向地下部输送增多，薯块膨大逐渐加快。本期末，薯块重量可达最终重量的30～40%。(三)薯块盛长期从茎叶生长高峰到收获，为生长的后期。此期甘薯生长中心已由茎叶转移到薯块。春薯的薯块盛长期约在栽后的90～160天，夏薯约在栽后70～130天。