甘薯[Ipomoea batatas (L.) Lam.]原产于中南美洲热带地区，于16至17世纪引入中国^[1]，中国目前是全球最大的甘薯生产国。甘薯具有高产、适应性强、营养丰富等特点，且富含多种对人体有益的营养成分，在美国及欧洲等地区，人们把甘薯看作营养极高的保健食品，随着我国人们生活水平提高，甘薯从追求高产逐渐过渡到追求高品质和高稳产^[2]。因此，探索利用科学的栽培技术来提高鲜食甘薯的产量和品质，这对我国甘薯产业发展具有重要意义。

油菜素甾醇（brassinosteroid，BR）是第六类公认的植物内源性激素，广泛存在于植物界，它在调节植物生长、发育、抗逆性等方面发挥着重要作用^[3]，随着科技合成的进步，人工合成的油菜素甾醇逐渐改进，目前市场上主要有表油菜素甾醇（EBR）、高油菜素甾醇（HBR）、表高油菜素甾醇（EHBR）3种^[4]。近年来，EBR已经在小麦^[5]、玉米^[6]和水稻^[7]等作物上得到广泛成熟的应用，而在甘薯上的应用研究较少。

扦插密度对甘薯产量、品种和农艺性状等均有不同影响，而且根据不同的品种和栽培地区也要做出相应的调整，如段文学等^[8]研究发现，增加密度可提高济薯26和龙薯9号生长中后期植株干物质积累量，进而提高产量，栽插密度为52 500~67 500株/hm²时鲜薯产量最大。李平芳等^[9]研究发现，种植密度能极显著影响甘薯产量和商品率，随着甘薯扦插密度增加产量先升后降，而商品率则逐渐降低。前人的研究主要聚焦于甘薯的栽培密度或EBR喷施浓度等单一因素对鲜食甘薯产量和品质等方面的影响，而有关二者耦合对鲜食甘薯产质量方面的研究鲜见报道。为了进一步探索甘薯丰产栽培技术中的合适栽培密度和EBR喷施浓度，本试验于2021年在江苏徐州甘薯研究中心育种试验田进行，研究甘薯在不同栽插密度和不同EBR喷施浓度下产质量、光合特性、农艺性状等指标的变化，为鲜食淀粉型甘薯品种在北方推广和丰产栽培提供科学依据。

供试种植品种为徐薯39（紫红皮、黄肉，较耐贮，优异的高产淀粉型品种），由江苏徐州甘薯研究中心培育和提供。供试EBR为24-表油菜素甾醇，由北京索莱宝科技有限公司生产提供。

试验于江苏徐淮地区徐州农业科学研究所试验基地（117°17′27″ E，34°16′42″ N）进行，海拔34.10 m。试验地属温带季风气候，年均气温14 ℃，年均无霜期200~220 d，年均日照时数2400 h。降水主要集中在7-8月份，降水量变化较大。种植地3年内未种植过甘薯，前茬为冬闲地，试验田为典型中等肥力壤土，pH 7.93，含全氮0.42 g/kg、全磷0.79 g/kg、全钾14.67 g/kg、碱解氮56.17 mg/kg、速效磷18.13 mg/kg、速效钾114.21 mg/kg、有机质11.22 g/kg。

试验采用随机区组设计，设置4个喷施EBR浓度水平（0.00、0.02、0.10和0.50 mg/L），栽培密度共3个（37 500、52 500、67 500株/hm²），共12个处理，每个处理3次重复，共36个试验小区。种植方式采用大棚育苗，大田扦插移栽（2021年7月9日），垄上种植，单个小区长4.0 m，宽0.9 m。于甘薯苗扦插后的块根形成期（2021年9月7日）均匀叶面喷施EBR 150 L/hm²；复合肥（17-17-17）以基肥的形式一次性施入大田，按750 kg/hm²（50 kg/亩）施入，采用中耕除草和人工除草相结合的方式，灌溉等其他田间管理与当地育种基地保持一致，试验小区设计如表1所示。

甘薯于2021年10月15日收获并对小区内的所有鲜甘薯进行称重记录。每个小区随机选取长势均匀一致的5株记录分枝数、最长蔓长和茎粗，统计大、中、小薯数（其中，大、中薯重量占比即为商品薯率），选取各试验小区具有代表性的5块去皮的甘薯样品，切小块混合均匀，并取其中500 g薯块在80 ℃恒温烘干箱烘干后，换算薯块干率。

选取新鲜收获的徐薯39号的去皮鲜薯块根研磨成合格的薯泥，参考唐忠厚等^[10]的方法测定还原糖、淀粉、可溶性糖和蛋白质含量。

于喷施EBR后30 d晴天的上午，在每个试验小区，选择长势均匀一致的甘薯5株，利用叶绿素荧光仪（SPAD-502Plus）测定主蔓上倒4叶的叶尖部位叶绿素相对含量（SPAD值）和最大光化学效率（F_v/F_m），每点测试10次以上，取平均值。

利用Excel 2021、SPSS 26.0、Origin 2020等软件进行数据整理和统计分析。

如表2所示，无论是单因素还是双因素互作对甘薯产量、SPAD值、F_v/F_m的影响都达到极显著水平，产量的显著性因子顺序为密度>EBR>二者互作，SPAD值、F_v/F_m的显著性因子顺序为EBR>密度>二者互作，在D3水平下，二者互作与产量、SPAD值表现为正交互效应，即协同作用。相同栽插密度下，随着EBR浓度的增加产量先升高后降低，在B3时达到最大值，3种密度（D1、D2、D3）下B3比B1的产量分别增加27.27%、25.91%、29.84%；相同栽培密度下，SPAD值和F_v/F_m随着EBR浓度的增加呈现单峰变化，在B2时达到峰值。3种密度（D1、D2、D3）下B3比B1的SPAD值分别增加19.18%、15.44%、20.60%，而B3比B1的F_v/F_m分别增加6.39%、14.15%、19.31%。相同EBR浓度下，甘薯的产量随着密度的增加而上升，SPAD值和F_v/F_m整体呈现先降低后增加的变化趋势，表明相同的栽插密度下，低浓度和高浓度的EBR均不利于甘薯产量、SPAD值、F_v/F_m的提升，而较高种植密度和适当的EBR浓度有利于甘薯产量和光合特性的提升，但是峰值对应的浓度，因密度不同而略有差异。

如表3所示，不同处理下甘薯的蛋白质、还原糖、可溶性糖和淀粉含量均达显著性差异水平，不论单因素还是双因子互作对甘薯蛋白质、还原糖、可溶性糖、淀粉含量的影响都达到极显著水平，蛋白质含量的显著性因子顺序为EBR>密度>二者互作，还原糖、可溶性糖和淀粉含量的显著性因子顺序为EBR>密度>二者互作。

同一栽插密度时，蛋白质、还原糖和淀粉含量随着EBR浓度的增加先升高后降低，但是峰值对应的浓度不同，蛋白质含量在B3时达到最大值，3种密度（D1、D2、D3）下B3比B1的蛋白质含量分别增加16.22%、7.37%、47.05%，还原糖和淀粉含量均在D2达到最大值，3种密度（D1、D2、D3）下B2比B1的还原糖含量分别增加57.55%、35.74%、29.22%，淀粉含量分别增加24.56%、4.47%、17.39%。

相同栽插密度下，可溶性糖含量随着EBR浓度的增加而逐渐降低，3种密度（D1、D2、D3）下B4比B1的可溶性糖含量分别减少45.88%、29.66%、32.44%。相同EBR浓度下，蛋白质含量随着密度的增加先升高后降低，还原糖含量随着密度的增加而略微上升，除B4浓度外，可溶性糖含量随着密度的增加而先降低后升高，除B4浓度外，淀粉含量随着密度的升高而升高。表明适当的EBR浓度有利于甘薯整体品质的提升，但是不同的栽培密度对甘薯品质影响不同，具体表现为种植密度的增加有利于甘薯可溶性糖、蛋白质、淀粉含量的增加，但是不利于可溶性糖含量的提升。

如表4所示，不同处理下甘薯的分枝数、最长蔓长、茎粗、商品薯率和薯块干率均达显著性差异水平，而单株结薯数彼此之间无显著性差异，EBR浓度因素对茎粗、商品薯率和薯块干率的影响达到极显著影响；密度因素对分枝数的影响达到显著水平，密度因素和双因子互作仅对商品薯率、薯块干率的影响达到极显著水平。商品薯率的显著性顺序为EBR>密度>二者互作，薯块干率的显著性顺序为密度>二者互作>EBR。相同栽培密度下，商品薯率和薯块干率随着EBR浓度的增加先升高后降低，在B2时达到最大值，3种密度（D1、D2、D3）下B2比B1的商品薯率分别增加3.32%、17.03%、8.16%，薯块干率分别增加14.06%、0.64%、2.88%。相同EBR浓度下，甘薯的商品薯率随着密度的增加而降低，除B3浓度外，薯块干率随着密度的增加而增加，表明适当的密度和EBR浓度有利于提升甘薯的商品性和薯块干物质含量，而对甘薯的部分表型性状影响不显著，且对单株结薯数无显著影响。

对收获期甘薯的产量、品质、光合特性进行分析，结果（表5）表明，EBR浓度与可溶性糖含量呈现极显著负相关，而密度与产量呈现极显著正相关，表明密度对甘薯产量的影响更大，EBR浓度对甘薯部分品质影响更大。因此，建立密度（X）和产量（Y）之间的回归方程：Y=32200-0.91X+ 0.0000111X²，其中R²=0.697，F值为15.333，表明密度和产量之间的回归关系显著，理论产量与方程预测值之间显著性相关，回归系数的t值结果：密度是3.916，产量为1.010，表明较高栽培密度下，EBR和密度耦合对产量表现为协同作用，合理地增加栽培密度可以提高甘薯产量。

对收获期甘薯的产量、品质、光合特性进行分析，结果（表6）表明，F_v/F_m与SPAD值、SPAD值与还原糖含量、还原糖含量与薯块干率呈显著正相关，F_v/F_m与商品薯率、还原糖含量与淀粉含量呈极显著正相关，表明光合特性对甘薯的部分品质影响显著。

如表7所示，为了进一步分析不同EBR浓度和密度对甘薯产质量和光合特性的影响，对收获期甘薯产质量和光合特性指标进行变异系数（CV）分析。总体来看，只考虑密度时，D3处理的产量、蛋白质、还原糖、可溶性糖、淀粉含量、商品薯率、薯块干率的CV最小，而SPAD值的CV在D2处理最小，F_v/F_m的CV在D1处理最小；只考虑BR浓度时，高浓度（B4）处理的产量、蛋白质、还原糖、可溶性糖、淀粉含量、商品薯率、薯块干率的CV整体较小，而SPAD值和F_v/F_m的CV在B2处理最小，表明在较高的栽培密度和EBR浓度时，甘薯的产量和质量指标的变化更均匀稳定。

以各组的产量为对照（CK），建立灰色模式识别数据集，对各组数据进行灰色关联度分析（grey relation analysis，GRA），结果（表8）发现，甘薯品质指标、光合特性、农艺性状与产量的关联度依次为淀粉含量>还原糖含量>最长蔓长>SPAD值>薯块干率>商品薯率>蛋白质含量>F_v/F_m>茎粗>单株结薯数>可溶性糖含量>分枝数，说明制约产量的主导因子是淀粉含量（0.694），其次是还原糖含量（0.672）和最长蔓长（0.667），而分枝数这一因素对产量影响最小，其关联度仅为0.511。

闫会等^[11]研究表明，单位面积鲜薯产量随着栽插密度的上升而增加。目前，在作物上喷施油菜素甾醇的大多数研究是针对作物的抗逆性，如王丽君等^[12]通过研究油菜素甾醇对干旱胁迫下烤烟幼苗SPAD值影响发现，较低浓度EBR能提高烤烟幼苗的SPAD值，而高浓度EBR会抑制SPAD值。同时，孙玉珺等^[13]通过对低温胁迫下玉米幼苗喷施EBR，也发现合适浓度EBR会提升玉米叶片SPAD值，而高浓度EBR会降低叶片SPAD值。朱纯祥等^[4]研究表明，喷施合适浓度的油菜素甾醇对西瓜、辣椒、水稻和棉花的产量均有提升的作用，与本试验的结果一致；但是喷施过高浓度的油菜素甾醇会抑制甘薯产量的提升，这与骆炳山^[14]的研究结果一致，造成这种现象的原因可能与油菜素甾醇本身的特性有关，比如郭奇珍^[15]总结的油菜素甾醇和植物生长素互作，而植物生长素也是适当浓度可促进植物生长，在高浓度时抑制作物生长。本试验研究表明，相同的栽插密度下，低浓度和高浓度的EBR都不利于甘薯产量、SPAD值和F_v/F_m的提升，而较高的栽插密度和适当的EBR浓度有利于甘薯产量和光合特性的提升，但是达到峰值对应的EBR浓度因栽插密度不同而略有差异，栽插密度为67 500株/hm²、喷施150 L/hm²浓度为0.10 mg/L的EBR时，鲜薯产量最大。

刘明等^[16]研究表明，随栽插密度的增加，淀粉和蛋白质含量总体上呈先升高后降低的趋势，还原糖含量总体呈下降趋势，这与本试验的结果一致。宋冠华等^[17]利用紫罗兰甘薯为材料，在其定植后30、40、50 d叶面喷施3种浓度（0.01、0.03、0.05 mg/L）的EBR，结果发现低浓度EBR处理可提高紫薯产量，3种浓度EBR处理都会降低紫薯可溶性糖含量，这与本试验结果一致。张小贝等^[18]水培种植徐紫薯1号，在甘薯叶面喷施不同浓度的EBR，结果表明甘薯蛋白质含量随着喷施EBR浓度的增加先上升后下降，与本试验的蛋白质含量变化规律一致。

本试验研究表明，适当的栽插密度和EBR喷施浓度有利于提升甘薯的商品性和薯块干物质含量，而对甘薯的部分表型性状影响不显著，且对单株结薯数无明显影响。这与刘中华等^[19]的栽培密度对甘薯的农艺性状的试验数据规律一致，但因所选用甘薯品种不一样，数值上略有差异。光合特性对甘薯的部分品质影响显著，制约甘薯产量的主导因子是淀粉含量（0.694），其次是还原糖含量（0.672）和最长蔓长（0.667），而分枝数这一因素对产量影响最小，其关联度仅为0.511，且在较高的栽插密度和EBR浓度时，甘薯的产量和质量指标的变化更均匀稳定。

总体来说，相同的栽插密度下，低浓度和高浓度的EBR都不利于甘薯产量、SPAD值、F_v/F_m的提升，而较高栽插密度和适当的EBR浓度有利于甘薯产量和光合特性的提升。适当提高栽插密度有利于增加甘薯还原糖、蛋白质、淀粉含量，但是不利于可溶性糖含量的提升。合适的栽插密度和EBR喷施浓度有利于提升甘薯的商品性和薯块干物质含量，而对甘薯的部分表型性状影响不显著，且对单株结薯数无明显影响。光合特性对甘薯的部分品质影响显著，且在较高的栽插密度和EBR浓度时，甘薯的产量和质量指标的变化更均匀稳定。