《Agronomy Journal》：Cassava production systems optimized for double output: Seed-cuttings and root yields
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本研究针对木薯（Manihot esculenta Crantz）种植中普遍存在的块根产量低、优质种茎（seed-cuttings）缺乏等问题，通过评价不同种植密度、品种及基于农用化学品的种茎处理（MandiPlus [MP]技术）对木薯块根产量和繁殖材料相关农艺性状的影响，发现最密种植间距（0.9 m × 0.4 m）可显著提高单位面积块根产量和种茎数量，而经MP处理的8 cm迷你种茎与未处理的16 cm常规种茎农艺表现相当。该结果为在资源有限和土地受限条件下，实现木薯块根和种茎生产的双重强化提供了有价值的见解。
木薯是全球热带和亚热带地区数亿人的重要主食，尤其在巴西东北部，它是保障粮食安全的关键作物。然而，木薯生产长期面临两大核心挑战：一是块根产量低下，巴西平均产量仅为15.42 t ha-1，远低于28–31 t ha-1的区域潜力；二是优质种植材料（即种茎）的供应严重不足，传统的无性繁殖方式不仅繁殖系数低，还容易传播病虫害，导致田间寿命缩短、产量不稳。这些瓶颈制约了木薯产业的可持续发展和农民收入的提高。为此，寻找能够同时提升块根产出和种茎繁殖效率的综合农艺管理策略，成为业界和学界的迫切需求。发表在《Agronomy Journal》上的这项研究，正是为了应对这一挑战而生。
为了探究如何优化木薯生产系统，研究人员在巴西巴伊亚州南雷孔卡沃地区的四个田间试验点，开展了为期两年的系统研究。他们采用随机区组设计，设置了一个三因素（品种、行内间距、种茎处理）的析因试验。研究选用了两个在巴西东北部具有重要工业价值的品种：BRS Novo Horizonte和BRS Poti Branca。设置了四种行内间距（0.4、0.6、0.8、1.0 m，行距固定为0.9 m），对应从11,111到27,778 plants ha-1的种植密度。在种茎处理上，比较了常规的16厘米未处理种茎与经过MandiPlus（MP）技术处理的8厘米迷你种茎。MP处理液包含杀虫剂噻虫嗪、杀菌剂甲霜灵、咯菌腈、噻苯咪唑以及粘着剂。研究系统评估了包括早期活力、冠层覆盖度、鲜/干块根产量、单株块根数、株高、适合作种茎的茎段长度、单株茎数、单位面积标准种茎产量等在内的14个关键农艺性状，并进行了详细的经济效益建模分析。
研究结果
3.1 主效应及其互作对木薯繁殖材料发育和生产的重要性
方差分析表明，种植间距是影响绝大多数性状的最关键因素，对早期活力、鲜/干块根产量及种茎数量等均有显著影响。品种效应主要影响冠层覆盖、株高、茎数、种茎产量以及块根干物质含量（Dry Matter Content, DMC）和干块根产量（Dry Root Yield, DRY）。MP处理则显著影响早期活力、株高、茎数、鲜块根产量（Fresh Root Yield, FRY）、DRY和单株块根数（Average Number of Storage Roots per Plant, NRP）。
3.2 主效应（品种、间距和MP处理）的影响
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块根产量与质量：种植密度对产量影响最大。最密间距（0.9 m × 0.4 m）获得了最高的FRY（57.52 t ha-1）和DRY（19.98 t ha-1），而最宽间距（0.9 m × 1.0 m）的产量最低。BRS Novo Horizonte的DMC和DRY显著高于BRS Poti Branca。MP处理本身对FRY无显著影响，但降低了单株块根数。
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繁殖相关性状：BRS Poti Branca的冠层覆盖度和株高显著高于BRS Novo Horizonte。茎段长度随间距增大而增加。单株茎数和种茎产量受品种和间距共同影响，BRS Novo Horizonte在中等间距下表现更佳。尽管高密度降低了单株种茎产量，但单位面积种茎产量（NCutHa）在最高密度下达到峰值，超过280,000 cuttings ha-1。
3.3 品种、间距和MP处理互作对木薯性状、产量、质量和繁殖材料生产的影响
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品种×间距互作：对DRY、株高、茎长、单株茎数、单株种茎数和单位面积种茎数有显著影响。BRS Poti Branca在较宽间距下植株更高、茎更长，而BRS Novo Horizonte对高密度种植的适应性更好。
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间距×MP处理互作：对所有产量性状均有显著影响。0.9 m × 0.4 m间距结合8MP处理产生了最高的FRY（61.34 t ha-1）和DRY（26.41 t ha-1）。在较宽间距下，MP处理与未处理种茎的差异减小。
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三向互作：显著影响株高、茎长、单株种茎数和单位面积种茎数。BRS Poti Branca在宽间距下始终保持较高的植株，而BRS Novo Horizonte在最高密度结合MP处理时，实现了最高的单位面积种茎产量（>285,000 cuttings ha-1）。
3.4 经济表现
经济分析表明，所有处理均能盈利。盈利能力主要受种植密度驱动。最具经济效益的配置是0.9 m × 0.4 m间距结合8MP处理，其净利润达到18,348美元 ha-1，比未处理的同等密度系统高出19.6%。这主要得益于高产量、高种茎产出以及MP处理带来的种苗成本降低。该系统的鲜块根生产成本最低（59.3美元 t-1），且盈亏平衡的种茎价格远低于市场价，显示出强大的经济韧性。
结论与讨论
本研究得出结论，高密度种植系统是同步最大化木薯块根和种茎生产的关键。最密种植间距（0.9 m × 0.4 m）能显著提高单位面积产量和繁殖材料产出，尽管会牺牲单株表现。MandiPlus（MP）技术使得使用更短的8厘米种茎成为可能，其农艺表现与常规16厘米种茎相当，这不仅节省了繁殖材料，还改善了早期生长，为构建更高效的种苗系统提供了技术支持。品种选择也至关重要，BRS Novo Horizonte显示出更高的块根干物质含量，而BRS Poti Branca在冠层发育和株高方面更优，表明需要根据生产目标（高淀粉含量或高生物量）和种植密度来匹配品种。
这项研究的意义重大。它首次在巴西东北部具有挑战性的环境条件下，综合评估了种植密度、品种和种茎处理的互作效应，为开发双重目的（块根和种茎）的木薯生产系统提供了坚实的农艺学和经济学证据。所提出的“高密度种植结合MP处理迷你种茎”的技术模式，特别适合在土地和资源有限的小农户中推广，有望显著提高木薯种植的生产力、效率和可持续性，对强化区域粮食安全和种苗供应链具有重要的实践价值。研究结果也为未来针对不同基因型和环境条件进一步优化种植方案指明了方向。
