《Horticulturae》：Transplanting Management for Improving Marketable Root Ratio in Sweetpotato Cultivars with Contrasting Sink-Forming Characteristics
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提高商品薯（≥50 g）比例在甘薯（*Ipomoea batatas* (L.) Lam.）中日益重要；然而，将品种形态与移栽管理相结合以解释商品薯率变异的研究尚少。研究人员于2023—2024年，在‘Sodammi’和‘Hopungmi’两个贮藏根形成特性不
提高商品薯（≥50 g）比例在甘薯（*Ipomoea batatas* (L.) Lam.）中日益重要；然而，将品种形态与移栽管理相结合以解释商品薯率变异的研究尚少。研究人员于2023—2024年，在‘Sodammi’和‘Hopungmi’两个贮藏根形成特性不同的品种中，组合了栽培期（移栽后120 d与140 d）、移栽方式（水平与垂直）和插苗节数（6节与8节插苗）。延长栽培期使‘Sodammi’商品薯重量比由65.1%提高至75.9%，使‘Hopungmi’由86.9%提高至92.6%，商品薯产量分别提高40%和39%。垂直栽植降低了两个品种的贮藏根数，尽管其对‘Sodammi’的影响相对有限；6节插苗降低了‘Sodammi’的贮藏根数。‘Sodammi’的商品薯率范围为57.7%（120 d、水平、8节）至80.5%（140 d、垂直、6节）。‘Sodammi’中贮藏根数与商品薯重量比呈负相关（r = ?0.68），而‘Hopungmi’中无此关系（r = ?0.06）。限制埋入节数似乎在形成大量小贮藏根的品种中最为有用，移栽措施应与各品种的贮藏根形成特性相匹配。
研究背景方面，甘薯是全球主要根茎类作物，2024年全球产量约9090万吨，除作为碳水化合物来源外还富含膳食纤维、维生素、类胡萝卜素、花青素和酚类化合物等生物活性成分，加工与功能食品需求日增。甘薯总产量由贮藏根数和单根鲜重共同决定，但贮藏根大小均匀性低，总产量高并不必然带来高经济效益，商品薯比例低时尤为如此。各国商品薯标准不同，韩国以≥50 g为商品薯，美国则以USDA U.S. No. 1级规格（直径1?–3?英寸、长3–9英寸）为准。贮藏根由茎节处的不定根发育而来，部分经维管形成层活化发育为贮藏根，部分木质化为笔状根；多数贮藏根源于移栽后第一周已存在的不定根，约5周时多数不定根已开始贮藏根发育或已木质化，不定根数量及其发育模式随节位而异。贮藏根生长依赖叶片光合产物向发育中根系的转运以及各根吸引同化物的能力，单株贮藏根过多会减少每个根可获得的同化物，导致平均根重下降、非商品薯比例升高。已有研究表明，适宜种植密度可促进形成层活性、改善源到库的碳分配；埋入更多节数会增加单株贮藏根数但显著降低平均根重；增加种植密度降低单根贮藏根重，而单位面积贮藏根数在中等密度下最大；增加小贮藏根数量的氮处理会减少大根数量，提示贮藏根数与根大小分布间可能存在权衡。新育成的韩国品种‘Sodammi’口感略湿、黄肉，食味品质与外观优良，但单株贮藏根数异常多，商品薯率相对较低；品种间贮藏根起始的时间与程度本身存在差异，单株形成的根数部分属基因型属性。与湿肉、橙肉的‘Hopungmi’相比，‘Sodammi’节间更短，单位插条长度节数更多，即使移栽相同长度插条也拥有更多潜在不定根位点，易形成更多相互竞争的贮藏根，从而提高小规格非商品薯比例。通过栽培管理缓解库容过载，既需减少潜在地下库数量，又需保证发育中贮藏根有足够膨大时间。移栽方式并非定论而是区域惯例：美国标准田间定植采用未生根茎插条垂直插入土壤，其他国家常斜插或水平插，韩国以水平栽植为常规；移栽方式可改变埋入节数及深度，同一品种在不同方式下可能形成不同贮藏根数。然而以往移栽方式研究结果不一致：有研究报道水平栽植较垂直栽植提高总产量或商品薯产量，也有研究报道水平优于其他藤蔓朝向，还有研究发现水平与垂直栽植无显著差异或以斜插产量最高，提示产量对移栽方式的响应可能强烈受品种与环境影响。相比之下，延长栽培期的效应较为一致，可提高商品薯产量和大根产量。但以往研究多聚焦单一管理因子或总产量，将品种形态（尤其节间长度）纳入库容调控框架以解释商品薯率变异的研究仍有限。因此，本研究选用在贮藏根形成与插条特性上存在差异的‘Sodammi’和‘Hopungmi’，组合移栽方式、插苗节数（进而埋入节数）和栽培期，评价其对单株贮藏根数（作为库容形成能力的可测指标）和商品薯率的影响，并通过比较两品种在这些调控贮藏根数的措施下的产量特性，旨在确定适合各品种的管理方案。
研究人员开展的研究为：在韩国全罗南道务安郡国立作物食品科学研究所价值作物研究所（34.969751° N，126.456321° E，海拔5 m）于2023和2024年进行田间试验，选用‘Sodammi’（略湿、黄肉）和‘Hopungmi’（湿、橙肉）两品种；3月中旬将种薯排于育苗温室，约两个月后从健康植株取插条（多数苗长超过30 cm），取后次日移栽。基于韩国标准插条为6–8节，制备两类插条：6节插条埋入基部3节，8节插条埋入基部5节。每个品种设置栽培期（移栽后120或140 d，DAT）×移栽方式（水平或垂直）×插苗节数（6或8节）的2×2×2因子处理，3个区组（重复），连续两年重复。两品种种于同一田块的不同区域；每区组内两个栽培期固定于左右两侧以便分别收获，移栽方式与节数四组合在各侧内随机排列。每小区4条垄，垄长4 m、垄距0.7 m，小区面积11.2 m2，含80株（每垄20株）；收获中央两垄（40株，5.6 m2）用于测定，产量以该收获面积计。行距20 cm、垄距70 cm，种植密度约71,400株 ha?1。垄面覆盖聚乙烯地膜（中央透明条带、两侧黑色）。基肥（N–P?O?–K?O = 55–63–156 kg ha?1）与堆肥（10 t ha?1）于整地前施入，不追肥。2023年5月11日、2024年5月10日移栽；计划于120和140 DAT收获，因天气实际于2023年124和147 DAT（9月12日和10月5日）、2024年123和143 DAT（9月10日和30日）收获，全文以目标时期称之。水平栽植时，6节插条基部3节、8节插条基部5节平放于土表下约5 cm，顶端露出土面；垂直栽植时同样数量的基部节埋入，埋入部分近垂直，最上部埋入节位于土表；各节埋深由移栽前插条测量估算，未在田间实测。用自动气象站记录月均温、降水、太阳辐射和日照时数，并与韩国气象厅2014—2023年10年均值比较；生长度日（GDD）以15.5 °C为基点温度用标准平均法由日最高、最低气温逐日计算并从移栽累积至收获，日值为负时置零，不设上限温度。收获前于每小区中央两垄随机选10株测藤长和单株节数；地上部鲜重（AFW）由每小区收获面积全部藤蔓生物量称重并折算单位面积。收获时收集收获面积全部贮藏根，按<30、30–<50、50–<100、100–<150、150–<200、200–<250、250–<300和≥300 g八个重量级分类，记录各级根数与总重；≥50 g定义为商品薯。总产量（TY）和商品薯产量（MY）以单位面积（t ha?1）表示；商品薯重量比（MSRWR，%）=（商品薯重/总根重）×100，商品薯数比（MSRNR，%）=（商品薯数/总根数）×100；其他产量相关性状包括单株商品薯数（MSRN）、商品薯平均重（MSRAW）、贮藏根平均重（SRAW，总根重/总根数）、贮藏根长宽（每小区随机20个商品薯）及长宽比（LWR）、干物质含量（80 °C烘干48 h）。为考察各埋入节位的贮藏根数，2024年收获时每处理随机取样25株（两次收获合并），记录各埋入节发生的贮藏根数（直径≥2 cm）。统计分析用R ver. 4.3.1，对两年合并数据（年×品种×栽培期×移栽方式×插苗节数，96小区）作五因子方差分析（ANOVA）评价主效应及全部互作；用Shapiro–Wilk检验和中心化Levene检验评估残差正态性与方差齐性，非正态性状对p < 0.10的ANOVA项用Freedman–Lane置换检验（9999次置换）复检；品种内各管理因子两水平用独立t检验比较各年及合并数据，8个处理组合用Duncan多重极差检验（p < 0.05）比较两年合并数据（模型含年和年内区组，每组合n = 6小区）；品种内以小区为基础（n = 48）计算生长、产量与商品薯性状的Pearson相关系数，并在年×处理组合内及组合均值间计算贮藏根数与商品薯性状的相关；显著性水平为p < 0.05（*）、p < 0.01（**）、p < 0.001（***）。
主要关键技术方法（不超过250字）：田间裂区式2×2×2因子试验，连续两年（2023—2024）于韩国全罗南道务安郡单一试验点开展，供试‘Sodammi’与‘Hopungmi’两品种；以栽培期（120与140 DAT）、移栽方式（水平与垂直）和插苗节数（6与8节）为处理因子，3次重复；按重量级分类测定产量与商品薯性状，2024年按埋入节位统计贮藏根数；以GDD表征热量积累；采用五因子ANOVA、置换检验、Duncan多重极差检验及Pearson相关分析。
研究结果：3.1 环境条件——2023年7月降水达674 mm，约为长期均值（314 mm）的2.1倍；2024年7—9月均温较常年高1.5—3.8 °C，6月和7月降水较常年低8%和33%，8月和9月日照时数长于2023年（262和214 h对229和188 h）；120 DAT累积GDD在2023和2024年分别为1167和1206，延长至140 DAT分别升至1315和1430（+12.7%和+18.6%）。3.2 各埋入节位贮藏根数——收获时每埋入节贮藏根数因品种而异并随移栽方式和插苗节数变化；总体上‘Sodammi’每节形成贮藏根多于‘Hopungmi’（3.0对2.2 ea node?1），两品种6节插条每节形成根数均多于8节插条。节位模式因品种和移栽方式不同：水平栽植下各埋入节深度相近，‘Sodammi’贮藏根数从最上部埋入节（节点1）向基部节增加（6节和8节插条分别由1.2和0.4增至5.4和3.7 ea plant?1）；垂直栽植下‘Sodammi’在节点3达峰值、节点4和5中度下降（8节插条为3.4、2.2和2.0 ea plant?1），而‘Hopungmi’在基部两节急剧下降（0.6和0.4 ea plant?1）。3.3 生长与产量响应——栽培期由120延长至140 DAT提高两品种AFW（‘Sodammi’26.7至34.2 t ha?1，p < 0.01；‘Hopungmi’45.7至50.9 t ha?1，p < 0.05），并使‘Sodammi’TY和MY分别提高20.0%和40.2%（27.8至33.4和18.0至25.3 t ha?1）、‘Hopungmi’分别提高30.2%和38.6%（41.8至54.5和36.4至50.5 t ha?1；p < 0.001）；MSRN、MSRAW和SRAW亦增加（SRAW：‘Sodammi’42.3至55.9 g，‘Hopungmi’84.3至110.5 g；p < 0.001），而总贮藏根数无显著差异（‘Sodammi’10.7对10.1；‘Hopungmi’7.2对7.2 ea plant?1）；因此MSRWR由65.1%升至75.9%（‘Sodammi’）、由86.9%升至92.6%（‘Hopungmi’），MSRNR由29.2%升至38.1%、由54.0%升至62.8%（p < 0.001）。垂直栽植降低两品种贮藏根数（‘Sodammi’9.4对11.3 ea plant?1，p < 0.01；‘Hopungmi’6.5对7.8 ea plant?1，p < 0.001）及‘Hopungmi’商品薯数（3.9对4.4 ea plant?1，p < 0.001），而两品种TY和MY在方式间无显著差异；垂直栽植还降低‘Hopungmi’LWR（3.11对3.45，p < 0.001），‘Sodammi’不显著（3.90对4.11）。‘Sodammi’对移栽方式的响应依年份而异：2024年垂直栽植降低贮藏根数（7.4对11.2 ea plant?1）并提高MSRWR（79.7%对70.2%），2023年则无此差异（11.4对11.4 ea plant?1；65.5%对66.6%）。6节插苗降低‘Sodammi’贮藏根数并提高SRAW（9.6对11.1 ea plant?1和53.3对44.8 g；p < 0.05），使‘Hopungmi’贮藏根数呈下降趋势（6.9对7.5 ea plant?1，不显著），并提高两品种MSRNR（‘Sodammi’37.0%对30.3%；‘Hopungmi’60.8%对55.9%；p < 0.05）；两品种6节插苗MY均较高（22.4对20.9和44.4对42.5 t ha?1），但品种内差异不显著。3.4 商品薯率与重量级分布——栽培期是两比率的支配因子；‘Sodammi’MSRWR范围为57.7%（120 DAT、水平、8节）至80.5%（140 DAT、垂直、6节），四个140 DAT组合（72.2—80.5%）均显著高于最低组合，其中140 DAT+垂直+6节组合仅显著高于140 DAT+水平+8节组合；MSRNR以140 DAT+垂直+6节组合最高（46.0%）并显著高于其他所有组合，120 DAT+水平+8节组合最低（21.4%）；‘Hopungmi’四个140 DAT组合（91.7—93.5%）均超过120 DAT+水平+8节组合（82.0%）。延长栽培期改变重量级分布：‘Sodammi’<50 g根重占比由34.9%降至24.1%，而‘Hopungmi’≥300 g级增至23.2%并成为最大级别；处理组合中，‘Sodammi’水平栽植+8节插苗的<50 g根重占比最大（35.0%对其它组合27.0—28.2%）。3.5 五因子ANOVA主效应与互作——品种对几乎所有性状F值最大；管理因子中栽培期效应最强，尤其对MY（F = 165.2）、TY（F = 119.9）和MSRNR（F = 95.1）；移栽方式主要影响贮藏根数（F = 48.4）、LWR（F = 25.7）、MSRN（F = 24.4）和TY（F = 17.6）；插苗节数主要影响MSRNR（F = 40.6）、贮藏根数（F = 19.8）和MSRWR（F = 12.1）；年份对所有性状显著。显著互作中，品种×栽培期对TY、MY、MSRAW和MSRWR显著；栽培期×方式对贮藏根数（F = 8.1）、MSRN（F = 6.0）和TY（F = 8.7）显著，跨品种平均TY在120 DAT水平高于垂直（37.8对31.9 t ha?1）而140 DAT无差异（44.4对43.4 t ha?1）；方式×节数对MSRWR显著（F = 4.1），水平栽植下8节低于6节（76.0%对81.3%）而垂直栽植下无差异（80.9%对82.3%）；栽培期×方式×节数对两商品薯比率（MSRWR，F = 7.7；MSRNR，F = 6.7）和贮藏根数（F = 6.2）显著，120 DAT+水平+8节组合商品薯比率最低；年×品种×方式对贮藏根数（F = 25.5）和两商品薯比率显著，方式响应具季节依赖性；品种×方式仅对MSRN显著（F = 4.2，p = 0.045），垂直栽植降低‘Hopungmi’MSRN（3.9对4.4 ea plant?1，p < 0.001）而‘Sodammi’无差异（3.2对3.4 ea plant?1，不显著）；品种×节数对所有性状不显著。3.6 贮藏根数与商品薯性状的关系——‘Sodammi’贮藏根数与MSRWR（r = ?0.684）、MSRAW（r = ?0.594）和MSRNR（r = ?0.737）呈强负相关（均p < 0.001）；‘Hopungmi’这些相关微弱或缺失（分别为r = ?0.055、?0.160和?0.378，仅后者显著，p < 0.01）；两品种MY与贮藏根数均不相关（r = ?0.166和0.219，不显著），而‘Hopungmi’贮藏根数与MSRN正相关（r = 0.545，p < 0.001；‘Sodammi’r = 0.125，不显著）；在年×处理组合内，‘Sodammi’贮藏根数仍与MSRWR（r = ?0.454，p < 0.01）、MSRAW（r = ?0.436，p < 0.05）和MSRNR（r = ?0.468，p < 0.01）负相关，弱于全部48小区水平，组合均值间相关同号（r = ?0.656至?0.804）；‘Hopungmi’组合内与MSRWR相关仍不显著（r = 0.267），组合内贮藏根数与MSRN在两品种均正相关（r = 0.405和0.671）。
讨论部分总结：延长栽培期由120至140 DAT是最一致的效应，贮藏根数无显著差异而MSRAW和MY大幅增加，因贮藏根数主要在移栽后2—4周内决定，该效应应归因于膨大期延长而非额外根起始；相对增幅在高根数品种更大（‘Sodammi’MSRWR升10.8个百分点，‘Hopungmi’升5.6个百分点），绝对MY增量则‘Hopungmi’更大（+14.1对+7.3 t ha?1），延长膨大主要通过使‘Sodammi’的根越过商品薯阈值起作用；该延长（2023年23 d、2024年20 d）分别增加148和224 GDD，以热量累积表达便于跨地区年份比较，但两季数据无法将热量累积贡献与其他季节差异分离。移栽方式是对贮藏根数影响最大的管理因子，垂直栽植使两品种根数减少，但‘Sodammi’的该减少及伴随的商品薯率提升仅在两个季节之一出现，以往移栽方式比较亦不一致，方式×年份互作显著提示最适移栽方式非固定而可能取决于生长环境。贮藏根形成沿插条埋入部分并不均匀，节位数据仅来自2024年单季且合并两次收获，相关解释应视为初步；‘Hopungmi’在各处理中均于节点2形成最多根，而水平栽植下‘Sodammi’贮藏根数由最上部向基部节增加，此梯度更可能与节位或与其相关的属性有关而非深度；深度在最深节位可能起作用：8节插条节点4和5在垂直栽植下估算深度‘Sodammi’11—14 cm、‘Hopungmi’15—18 cm，形成贮藏根少于水平栽植，而6节插条基部节（8.0和10.5 cm）几乎无减少；‘Hopungmi’节间更长使同样埋入节数更深，可能促其更急剧下降；因未测定不同深度根区条件且埋深为估算，节位与深度的贡献无法分离。垂直栽植还降低LWR，‘Hopungmi’显著；延长至140 DAT使商品薯平均重增加16—21%而长度无显著变化，与主要径向膨大一致；一种需验证的解释是‘Hopungmi’节间较长，垂直栽植下成根节位更深，减少了可供根伸长的土壤深度（但本研究未测土壤深度与根区条件）。将节数由8减至6直接减少埋入节数，因不定根原基起源于节，可能限制贮藏根形成位点，尽管每节形成根数亦因处理而异；6节插苗在两品种和两季均数值上降低贮藏根数（合并差异仅‘Sodammi’显著）、提高‘Sodammi’SRAW并提高两品种MSRNR而不显著降低TY或MY，与埋入更多节时根数与平均根重间的权衡一致；‘Sodammi’中该根数减少在2023年（移栽方式无效应的年份）亦观察到；6节插苗对MSRWR的改善在水平栽植下（81.3%对76.0%）大于垂直栽植（82.3%对80.9%），因8节插条节点4和5在垂直下形成根更少，去除它们效应更小，提示两因子至少部分作用于形成贮藏根的埋入节数；与Song等报道的相反排序（8和10节插条较6节分别提高TY 23%和30%）相比，其研究中10节插条多形成27—52%贮藏根并伴随TY增29—31%，隐含平均根重约100 g（每株5—6根、约52,000株 ha?1），而本研究中‘Sodammi’在更高密度（约71,000株 ha?1）下每株约10根、平均根重约49 g，8节插条增加贮藏根数（11.1对9.6 ea plant?1）而未增加商品薯数（3.2对3.5 ea plant?1）；因此较长插条可能在单根较大时提高产量，而在根多且小时主要增加非商品薯，相反建议似反映品种类型与生产目标差异。综上，节数与移栽方式似影响多少埋入节形成贮藏根，而栽培期决定这些根可膨大多久，‘Sodammi’MSRWR由57.7%（120 DAT、水平、8节）至80.5%（140 DAT、垂直、6节）；限制根数对商品薯率的效应因品种而异：‘Sodammi’贮藏根数与MSRWR、MSRAW负相关且在年×处理组合内持续，减少根数的处理趋于提高商品薯率；‘Hopungmi’贮藏根数与MSRN正相关（r = 0.545），减少根数对商品薯率影响较小；两品种各插条类型埋入节数相同，‘Sodammi’根数更高与其2024年样本每埋入节贮藏根多约38%一致。一个与这些模式相符的假设是同化物竞争：各贮藏根生长取决于其相对竞争根吸引同化物的能力，‘Sodammi’众多根可能分享有限同化物供应，延迟单根膨大并降低商品薯率，这也与延长栽培期下其大部分根重越过50 g阈值一致；该未经检验的假设应通过测定冠层光合、标记碳（如13C）在个体贮藏根间的分配及序贯收获单根生长来评价。Lowe和Wilson报道六个品种中五个贮藏根数与平均根重负相关，指出根数少的品种通常商品薯产量比例更高，并提出区分产量由根数和根重共同决定与仅由根重决定的品种类型，本研究所比较两品种即 behave 如这些对比类型。地上部生长与产量关系看似矛盾：品种间‘Hopungmi’AFW较‘Sodammi’高约60%，TY和MY亦更高，与其较大冠层由约少30%的贮藏根分享、可能为每根提供更多同化物而利于膨大一致；而品种内AFW与任何商品薯性状均非正相关，提示充足地上部生长是品种的高产属性，而品种内额外藤蔓生长未转化为更大或更多商品薯。研究局限包括：单点两季使栽培期、日历日期、季节天气与土壤条件混杂，需多点多季验证；两品种种于同一田块不同区域且栽培期固定于各区组两侧而非随机位置，比较可能含田块位置效应；节位数据仅单季且埋深为估算；节数与插条长度和重量共变，其个体贡献无法分离；商品薯仅以≥50 g阈值定义，未评价其他品质或价格标准；未测光合与同化物分配，源库解释仍属推断；仅两品种，节间长度、每节成根能力与深度的贡献无法分解。实践上，对‘Sodammi’这类单株形成许多贮藏根的品种，可将较长栽培期与减少贮藏根数的插条和栽植措施结合，140 DAT+垂直+6节组合观察到最高MSRWR（80.5%），但在140 DAT组合中仅显著高于水平+8节组合，且‘Sodammi’对移栽方式的响应因季节而异；结果支持较长栽培期作为最明确的管理选项，而垂直栽植或6节插苗在140 DAT对MSRWR的额外益处有限。对已具高商品薯率的‘Hopungmi’，延长栽培期仍有益而限制根数增益较小，垂直栽植宜与较长栽培期结合，因其在120 DAT降低TY。以TY而非商品薯比例为靶标时，较长插条可能更优；市场偏好较短根时，可考虑垂直栽植（降低LWR），但该降低仅在节间较长的‘Hopungmi’显著，需确认。三因子中插苗节数最易调整（仅需改变插条制备），约20 d的延长在作物日历允许时可行，但须考虑后期低温。结论部分翻译：这项两季因子试验评价了栽培期、移栽方式和插苗节数如何影响节间长度和贮藏根形成能力不同的两个甘薯品种的商品薯率。栽培期由120延长至140 DAT是最一致的效应，提高两品种MY和MSRWR；MSRWR增幅在‘Sodammi’较大，而MY绝对增量在‘Hopungmi’较大。垂直栽植降低两品种贮藏根数，6节插苗降低‘Sodammi’贮藏根数，三因子存在互作；‘Sodammi’最高MSRWR（80.5%）见于140 DAT、垂直栽植和6节插苗，但在140 DAT组合中仅水平+8节组合显著较低。合并数据中，处理在两品种大致同向改变贮藏根数和商品薯率，但贮藏根数仅在高根数品种‘Sodammi’中与商品薯率密切负相关；6节插苗提高两品种MSRNR，因此限制埋入节数的措施可能在根多且单根小时最为有用。本研究条件下，插苗节数是最易调整的因子，6节插苗在两品种和两季均趋于降低贮藏根数；延长栽培期持续改善商品薯率；垂直栽植在节间较长的‘Hopungmi’两季均降低贮藏根数和LWR，而其对‘Sodammi’贮藏根数和MSRWR的效应仅在一季出现。由于结果来自单点、两季和两品种，建议应视为特定于这些条件；在更广泛应用前需跨地点、季节、基因型验证，并直接测定根区环境。
