摘要
为探究综合管理措施在甘薯上的应用效果，促进甘薯可持续生产，设置了 5 个处理：不施肥（CK）、农民习惯施肥（FP）、优化施肥管理（OPT）、综合管理措施 1（OPTC）、综合管理措施 2（OPTCS），从甘薯产量和品质、养分利用效率、土壤质量、经济效益方面来评价综合农艺措施在甘薯生产上的效应。结果表明，与 FP 处理相比，OPTC 处理的甘薯产量显著提高了 19.81%，氮肥和磷肥偏生产力分别显著提高 51.91% 和 73.63%，净利润增加了 8238.77 元 /hm2 ；OPTCS 处理的甘薯产量显著提高了 24.79%，块根还原性糖含量显著增加了 39.53%，甘薯整株氮、磷、钾养分累积量和块根磷、钾养分累积量均显著增加，氮、磷的偏生产力和农学效率提高了 64.27% ～ 167.21%，净利润提高了 7502.23 元 /hm2 ，同时还提高了土壤有机碳含量。相关性分析发现甘薯产量与块根干物质积累量、地上部干物质积累量、块根氮积累量、块根磷积累量、块根钾积累量、地上部氮积累量、地上部钾积累量、土壤有机碳呈显著正相关，与土壤有效磷、速效钾呈显著负相关，随机森林分析结果表明土壤速效钾是影响甘薯产量的主要因素。由此可见，综合管理措施可以实现甘薯产量和品质、养分利用效率、经济效益的协同提高，促进甘薯绿色可持续生产。
Abstract
In order to explore the application effect of integrated management practice on sweet potato and promote the sustainable production of sweet potato，five treatments were designed，including no addition of fertilizer（CK），local conventional farming practice（FP），optimal fertilizer management（OPT），integrated management practice 1（OPTC）， integrated management practice 2（OPTCS）. The effects of integrated agronomic practice on sweet potato production were evaluated from the aspects of sweet potato yield，quality，nutrient use efficiency，soil quality and economic benefits. The results showed that，compared with the FP treatment，the sweet potato yield of OPTC treatment was significantly increased by 19.81%，the partial factor productivity of nitrogen and phosphorus fertilizer was significantly increased by 51.91% and 73.63%，respectively，and the net profit was increased by 8238.77 yuan/hm2 . The yield of sweet potato treated with OPTCS was significantly increased by 24.79%，the content of reducing sugar in storage root was significantly increased by 39.53%，the accumulation of nitrogen，phosphorus and potassium in the whole plant and the accumulation of phosphorus and potassium in storage root were significantly increased，the partial productivity and agronomic efficiency of nitrogen and phosphorus were increased by 64.27%-167.21%，the net profit was increased by 7502.23 yuan/hm2 ，and the soil organic carbon content was also increased. Correlation analysis found that sweet potato yield was significantly positively correlated with storage root dry matter accumulation，aboveground dry matter accumulation，storage root nitrogen accumulation，storage root phosphorus accumulation，storage root potassium accumulation，aboveground nitrogen accumulation，aboveground potassium accumulation，and soil organic carbon，and significantly negatively correlated with soil available phosphorus and available potassium. Random forest classification analysis demonstrated that soil available potassium was the main influencing factor on sweet potato yield. Therefore，integrated management practice could achieve the synergistic improvement of sweet potato yield，quality，nutrient use efficiency and economic benefits，and promote the green and sustainable production of sweet potato.
甘薯[Ipomoea batatas（L.）Lam.]是世界第七大粮食作物，具有高产稳产、抗逆性强、适应性广、用途多等特点，在全球 100 多个国家均有种植[1-2]。中国是世界上最大的甘薯生产国，据联合国粮农组织统计显示，2021 年中国甘薯总产量为 4.78× 1010 kg，占全球甘薯总产量的 53.8%，但甘薯种植面积仅占全球甘薯总面积的 29.8%[3]。近年来，随着人们生活水平提高和膳食结构改变，甘薯的消费比例呈逐年增加的趋势。因此，需要增加甘薯的总产量，以满足日益增长的需求。实现这一目标有两种途径：增加种植面积和提高单位面积产量。然而，由于我国扩大耕地面积有限，为实现甘薯增产，必须在有限的耕地面积条件下提高甘薯单位面积产量。
施肥管理作为甘薯生产中一项重要的农艺措施，对提高单位面积产量具有重要作用。因为施肥能够改变土壤的理化和生物学性质，进而影响甘薯地上部和块根的生长发育[4]。然而，甘薯生产中仍存在施肥不当的问题，降低了肥料利用效率，影响了甘薯生长，并引发了一系列环境问题，从而制约了甘薯的集约化生产。钾是甘薯生产中需求最多的营养元素，缺钾会导致甘薯茎蔓变短，生长缓慢，产量降低[5]。适量施钾促进甘薯植株地上部生长，提高净光合速率，增强光合产物向块根转移的速率，提高产量和品质[6]。而过量施钾则会引起甘薯对钾的奢侈吸收，从而降低钾肥利用效率，增加生产成本[7]。氮是甘薯生长发育所需的大量营养元素。合理的氮肥投入可以促进甘薯地上部生长发育，提高甘薯的干物质生产能力和块根产量[8]。而过量施氮降低了干物质向块根的分配，限制块根的形成，导致甘薯产量和氮肥利用率降低，从而增加了对环境健康的威胁[9]。磷也是甘薯植株的主要营养元素之一，缺磷会降低冠层光合速率和根系生长，从而影响甘薯产量；然而，由于磷的有效性较低，不适当的磷肥施用可能会降低磷的利用效率[10]。因此，迫切需要优化甘薯生产的施肥策略，以提高产量和养分利用效率。
调整种植密度等作物管理措施也是提高甘薯单位面积产量的重要措施，这些措施可以通过改善作物冠层结构、充分利用自然资源和增加干物质积累，来提高作物产量和资源利用效率[11-13]。多数农户在甘薯生产中常采用低密度种植以获得较大的单株块根重量，增加商品薯块数。多项研究表明，与高密度相比，低密度确实增加了单株块根重和单株块根数，提高了商品率，但降低了甘薯产量[14]。范建芝等[15]研究表明，在一定密度范围内，鲜薯和商品薯产量随种植密度的增加而增加。
目前，大量的研究只关注单一的管理措施对甘薯的影响，很少有研究评估土壤作物综合管理对甘薯生产的影响。研究表明整合作物和土壤管理可以最大限度地利用太阳辐射和有利的温度时期，提高作物产量和资源利用效率，在保证农业集约化效益的同时大大减少对环境的危害[16]。目前土壤-作物系统综合管理方式通过改进作物种植策略（如筛选适宜的品种、优化播种密度和播种日期）和优化水肥管理，已经协同实现了产量的增加和环境代价的减少[17-19]。Chen 等[18]研究表明，与农民种植习惯相比，土壤作物综合管理方式实现了玉米、水稻和小麦三大粮食作物增产 21%～87%，氮素利用率提高 24%～32%，氮素损失和温室气体排放量分别降低 50%～56% 和 31%～47%。一项为期 12 年长期定位试验发现，土壤作物综合管理方式下春玉米籽粒产量和植株磷、钾养分吸收量分别显著增加 26%、24% 和 32%，并且能够提高磷、钾肥回收利用效率，实现作物高产、土壤培肥和资源高效的综合目标[20]。此外，经济效益是评价综合管理措施的关键参数，因为经济风险是农户采用新型农业战略时必要的考虑因素[21-22]。因此，本研究的目的是通过甘薯产量和品质、养分利用效率、土壤质量和经济效益等方面来验证综合管理措施在甘薯生产上的效应，从而为甘薯生产制定高产高效的农业管理策略，为区域农业可持续发展提供指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验选用兼用型甘薯品种‘郑红 23’为供试材料，该品种由河南省农业科学院粮食作物研究所选育。供试复合肥（N-P2O5-K2O百分含量为 14-16-15），尿素（N 46%），过磷酸钙（P2O5 12%），硫酸钾（K2O 52%），商品有机肥来自河南省田金生物科技有限公司，其化学性质为有机质（以烘干基计）323 g/kg、全氮 10.9 g/kg、全磷 22.4 g/kg、全钾 20.4 g/kg、pH 8.10。
1.2 试验地点
试验在河南省农业科学院现代农业科技试验示范基地进行（34°47′45″N、113°40′18″E），该地属于典型的暖温带季风气候区，年平均降水量为 615 mm，年平均气温为 14.5℃。前茬作物为小麦。供试土壤为砂壤质潮土，成土母质为黄河冲积物。供试土壤基本理化性质为有机碳含量 5.25 g/kg、全氮 0.50 g/kg、全磷 0.75 g/kg、全钾 3.93 g/kg、无机氮 4.50 mg/kg、有效磷 18.05 mg/kg、速效钾 273.80 mg/kg、pH 8.65。
1.3 试验设计
设置以下 5 个处理：（1）对照（CK），不施肥； （2）农民种植习惯（FP），是基于当地农民种植习惯设计的；（3）优化施肥管理（OPT），根据甘薯对氮、磷、钾养分的需求规律，在 FP 处理的基础上减少氮、磷养分的用量，增加钾的用量；（4）综合管理措施 1（OPTC），基于 OPT 处理，进一步优化甘薯种植密度，挖掘产量潜力；（5）综合管理措施 2 （OPTCS），在 OPTC 基础上钾肥用量减少 20%，同时添加有机肥，进一步优化施肥管理，提升土壤质量。 FP 处理的肥料类型为复合肥，用量为 600 kg/hm2。其他处理的氮、磷、钾肥分别为尿素、过磷酸钙和硫酸钾。不同处理的施肥量和种植密度见表1。所有肥料一次性基施，其他管理同一般大田。试验采用随机区组设计，每个处理设 3 次重复。每小区种植 7 垄，垄距 0.95 m，每小区面积 39.9 m2。甘薯于 2021 年 6 月 21 日栽插，2021 年 10 月 24 日收获。
表1不同处理的管理措施
1.4 样品采集与测定
收获期每个小区挖取 5 株甘薯，称量地上部和块根鲜重，然后分别将地上部和块根切碎，取小样称重，放入烘箱 105℃杀青 30 min 后 75℃烘干至恒重，称量干重，将烘干后的样品磨碎过筛后备用。挖取小区中间 3 垄的全部块根称重，计算产量。烘干样品经浓硫酸-过氧化氢消煮后，分别用凯氏定氮法、钒钼黄比色法和火焰分光光度法测定氮、磷、钾含量[23]。块根淀粉含量参考 NY/T4358—2023 方法测定，可溶性糖和还原糖含量分别采用蒽酮比色法[24]和 3，5-二硝基水杨酸比色法[25]测定。
收获期采集 0～20 cm 土层土壤样品，每个小区采集 5 个土壤样品，混合成 1 个复合样品，然后分成新鲜土壤和风干土壤两部分保存。新鲜土样通过氯化钾浸提和连续流动分析测定无机氮（NH4 +-N 和 NO3--N之和）浓度[26]。采用 Vario MACRO 元素分析仪测定土壤有机碳和全氮含量[12]。分别采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法和乙酸铵浸提-火焰分光光度法测定有效磷和速效钾含量。分别采用硫酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色法和氢氧化钠熔融法测定全磷和全钾含量[23]。
1.5 养分利用效率的计算
采用以下公式计算肥料偏生产力和农学效率：
氮（磷、钾）肥偏生产力（kg/kg）= 甘薯块根产量 / 氮（磷、钾）肥施用量
氮（磷、钾）肥农学效率（kg/kg）=（施肥处理甘薯块根产量-不施肥处理甘薯块根产量）/ 氮 （磷、钾）肥施用量
1.6 经济分析
使用部分预算方法进行了经济分析[27]，该方法考虑了与所有处理相关的所有可变成本，忽略了共同成本（例如灌溉用水、喷洒杀虫剂、整地等费用）。总利润来自于甘薯块根产量，甘薯单价按照 1.80 元 /kg 计算。
净利润（元 /hm2）= 总利润-总可变成本
总利润（元 /hm2）= 甘薯块根产量 ×1.80
1.7 统计学分析
采用 SAS 8.2 对甘薯产量、干物质和养分积累量、土壤性质和养分利用效率进行方差分析。各处理的均值用 Duncan's 多重比较检验（P<0.05）。使用 R 4.4.2“random forest”包计算不同指标对甘薯产量的重要性。采用 Origin 2021 进行作图。
2 结果与分析
2.1 不同处理对甘薯产量和品质的影响
不同处理显著影响甘薯产量（P<0.05，图1）。与 CK 相比，其他 4 个处理甘薯增产 24.29%～55.10%。OPTCS 处理产量最高，为 36.36 t/hm2，其次为 OPTC 处理，产量为 34.91 t/hm2，二者之间差异不显著。与 FP 处理相比，OPTCS 和 OPTC 处理的产量分别显著提高了 24.79% 和 19.81%。FP 和 OPT 处理间无显著差异。
图1不同处理对甘薯产量的影响
注：柱上不同小写字母表示处理间有显著差异（P<0.05）。
与 CK 相比，OPT 和 OPTCS 处理的块根淀粉含量分别显著提高了 7.50% 和 8.09%，但与 FP 和 OPTC 处理的差异不显著。OPTCS 处理的块根可溶性糖含量最高，显著高于 CK 和 OPTC 处理，但与 FP 和 OPT 处理差异不显著。OPTCS 处理的块根还原性糖含量也最高，显著高于 CK、FP 和 OPT 处理，与 OPTC 处理差异不显著（表2）。
表2不同处理对甘薯块根品质的影响
注：同列数据后不同的小写字母表示处理间差异显著（P<0.05），P 值为单因素方差分析的结果。下同。
2.2 不同处理对甘薯干物质和养分积累与分配的影响
与 CK 相比，其他 4 种管理措施均增加了甘薯块根、地上部分和整个植株中的干物质和养分（ 氮、磷、钾） 的积累（ 图2）。OPTCS 处理的整株、块根和地上部干物质积累量最高，分别比 CK 和 OPT 处理显著高 35.56%～58.33% 和 20.99%～22.20%。与 CK 相比，OPTC 和 FP 处理显著提高了整株、块根和地上部的干物质积累量，增幅分别为 26.94%～46.42% 和 25.07%～34.93%。与 OPT 处理相比，OPTC 和 FP 处理的整株、块根和地上部干物质积累量增幅分别为 11.89%～14.43% 和 3.11%～12.75%（图2a）。
OPTCS 处理的整株氮积累量比 OPTC 和 FP 处理分别显著提高了 14.25% 和 15.30%，而块根和地上部氮积累量无显著差异。与 OPT 处理相比， OPTCS 处理显著提高了整株、块根和地上部氮积累量，增幅为 27.01%～43.09%，OPTC 和 FP 处理显著提高了整株和地上部氮积累量，增幅分别为 20.90%～25.55% 和 19.80%～24.20%，而块根中的氮积累没有显著差异（图2b）。与 OPT 和 FP 处理相比，OPTCS 处理的整株和块根磷、钾积累量分别显著增加 31.67%～45.11% 和 18.60%～53.61%，而地上部磷、钾积累量无显著差异（图2c，2d）。此外，OPTCS 处理块根钾积累量显著高于 OPTC 处理 （图2d）。
2.3 不同处理对土壤化学性质的影响
不同处理对土壤有机碳（P<0.01）、无机氮 （P<0.001）和有效磷（P<0.05）有显著影响，而对土壤全氮、全磷、全钾和速效钾均无显著影响 （表3）。OPTCS 处理土壤有机碳含量显著高于其他处理 59.21%～83.51%，其他处理间差异不显著。同样，OPTCS 处理的无机氮含量显著高于其他处理 35.97%～123.53%，但 OPTC 处理的无机氮含量显著低于 CK、FP 和 OPT 处理 35.24%～39.17%。与 CK 相比，OPTCS、OPTC 和 OPT 处理的有效磷含量显著降低 19.94%～31.19%，OPTCS 和 OPTC 处理的有效磷含量显著低于 FP 处理 19.11%～24.65%。
图2不同处理对干物质（a）和氮（b）、磷（c）、钾（d）养分积累的影响
注：不同小写字母表示处理间地上部和块根的干物质和养分积累有显著差异，不同大写字母表示整株的干物质和养分积累有显著差异（P<0.05）。
表3不同处理对土壤性质的影响
2.4 不同处理对养分利用效率的影响
不同处理对氮肥偏生产力（P<0.01）、磷肥偏生产力（P<0.001）、钾肥偏生产力（P<0.001） 和磷肥农学效率（P<0.05）有显著影响，但对氮肥农学效率和钾肥农学效率无显著影响（表4）。与 FP 处理相比，OPTCS、OPTC 和 OPT 处理的氮肥偏生产力和磷肥偏生产力分别显著提高了 35.78%～64.27% 和 55.18%～87.75%。与 OPT 处理相比，OPTCS 处理的氮肥偏生产力和磷肥偏生产力均显著提高了 20.99%，而 OPTC 和 OPT 处理间无显著差异。与 OPT 和 OPTC 处理相比， OPTCS 处理的钾肥偏生产力增幅分别为 51.23% 和 35.16%，FP 处理的钾肥偏生产力增幅分别为 71.85% 和 53.59%，差异均达到显著水平，但 OPTCS 和 FP 处理之间及 OPT 和 OPTC 处理之间的钾肥偏生产力无显著差异。
OPTCS 处理的氮肥农学效率比 FP 和 OPT 处理显著增加 133.81% 和 89.03%，但 FP 和 OPT 处理间无显著差异。OPTCS 和 OPTC 处理的磷肥农学效率分别比 FP 处理高 167.21% 和 112.65%，而 OPT 和 FP 处理之间没有显著差异。OPTCS 处理的钾肥农学效率显著高于 OPT 处理，其他处理间无显著差异（表4）。
表4不同处理对养分利用效率的影响
2.5 土壤特性、干物质和养分积累与甘薯产量的关系
采用 Spearman 相关性分析，分析了土壤特性、干物质和养分积累与甘薯产量之间的关系（图3）。甘薯产量与块根干物质积累量（P<0.001）、地上部干物质积累量（P<0.05）、块根氮积累量 （P<0.01）、块根磷积累量（P<0.001）、块根钾积累量（P<0.001）、地上部氮积累量（P<0.001）、地上部钾积累量（P<0.05）、土壤有机碳（P<0.05） 呈正相关，与土壤有效磷（P<0.001）、速效钾 （P<0.05）呈负相关。采用随机森林模型分析了这些指标对甘薯产量的相对重要性，并按照平均百分比降序排列（图4）。土壤速效钾对甘薯产量影响最大，其后依次是地上部氮积累量、块根钾积累量、土壤有机碳、地上部干物质积累量和块根氮积累量。
块根干物质积累量、地上部干物质积累量、块根氮积累量、块根磷积累量、块根钾积累量与地上部氮积累量之间存在正相关关系。地上部磷积累量与地上部钾积累量（P<0.01）、地上部干物质积累量（P<0.05）、地上部氮积累量（P<0.05）呈正相关。地上部钾积累量与地上部氮积累量（P<0.001）、地上部干物质积累量（P<0.001）、块根磷积累量（P<0.05）、块根干物质积累量（P<0.05）呈正相关。土壤有机碳与块根干物质积累量（P<0.05）、地上部干物质积累量 （P<0.05）、块根氮积累量（P<0.05）、地上部氮积累量（P<0.05）、土壤无机氮（P<0.05）呈正相关，与土壤有效磷（P<0.05）、土壤速效钾（P<0.01） 呈负相关。此外，土壤有效磷和速效钾与块根氮积累量（P<0.01，P<0.05）、块根钾积累量（P<0.01） 和地上部氮积累量（P<0.05，P<0.01）呈负相关 （图3）。
图3各指标之间的相关性热图
注：数字为相关系数；* 表示 P<0.05；** 表示 P<0.01；*** 表示 P<0.001。
图4不同因素对块根产量的重要性
2.6 不同处理的经济效益分析
4 种管理措施的净利润高于 CK 处理 7247.98～15486.75 元 /hm2，4 种管理措施的净利润大小顺序为 FP<OPT<OPTCS<OPTC（表5）。与 FP 处理相比，OPT 处理的总可变成本增加了 301 元 /hm2，但由于总利润增加了 708.92 元 /hm2，净利润增加了 407.92 元 /hm2。OPTC 处理由于薯苗和人工成本的增加，相对于 OPT 处理总可变成本增加了 1851 元 /hm2，而在 OPTC 处理中，较高的产量利润 62832.53 元 /hm2，使净利润增加了 8238.77 元 /hm2。与 OPTC 处理相比，虽然 OPTCS 处理的总利润增加了 2611.46 元 /hm2，但净利润减少了 736.54 元 /hm2，这主要是由于包括有机肥投入（3060 元 /hm2）在内的总可变成本增加了 3348 元 /hm2。
表5不同处理的经济效益分析
3 讨论
与 FP 处理相比，OPTCS 处理的甘薯产量显著提高了 24.8%，同时提高了块根品质，氮肥和磷肥的肥料偏生产力和农学效率提高了 64.27%～167.21%，净利润提高了 7502.23 元 /hm2，这显著高于 Chen 等[28]的报道结果。通过综合农艺措施的应用，甘薯产量和品质、养分利用效率和净利润的增加可能归因于两个因素。一方面，根据作物生长需求优化施肥管理，对于提高作物产量、品质，增强肥料农学效率和经济效益、减少温室气体排放至关重要[29-30]。虽然钾肥对甘薯生产至关重要，但在实际生产中，农户通常采用高氮肥投入而忽视了钾肥投入，这可能是出于经济效益的考虑。钾肥施用不足可能会限制甘薯块根的膨大，从而影响甘薯的产量和品质[31-33]。在当地农民种植习惯的基础上，适当减少氮、磷肥的投入，增加钾肥的投入，本研究发现在 OPT 处理下甘薯产量略有增加，这与 Du 等[34]报道的与常规氮肥管理相比，当氮肥施用量减少 20% 时，甘薯产量降低的结果不一致。这可能是由于本研究中钾肥投入的增加缓解了本研究中氮、磷肥投入减少对甘薯产量的不利影响[35]。此外，有机肥与化肥减量配施是甘薯生产中提高甘薯产量、品质及土壤质量的重要措施之一[36-37]。在 FP 处理的基础上，OPTCS 处理优化了化肥和有机肥投入量，使得甘薯产量和氮、磷养分利用效率显著增加，块根品质也优于其他处理，可能是因为有机肥的施用有助于改善土壤结构，提高土壤肥力，促进养分循环，从而提高养分利用效率，促进甘薯产量和品质提升[38-39]。 OPTCS 处理下土壤有机碳含量最高，因为有机肥本身含有大量有机碳，直接外源添加进入土壤，此外，施用有机肥提高了根际土壤微生物的活性，有利于外源添加碳转化为土壤有机碳[40]。另一方面，通过增加种植密度来优化作物管理，可能获得良好的冠层结构，以开发和获得更多的自然资源（例如，光、温度、水和营养物质），增加光合产物的积累并促进其向生殖器官的运输，从而提高作物产量[11，41]。在 OPT 处理的基础上，OPTC 和 OPTCS 处理增加了种植密度，甘薯产量分别显著增加 18.2% 和 22.1%，同时也提高了养分利用效率，这与刘明等[42]的研究结果相似，说明适当的增加种植密度可以优化养分吸收利用，促进甘薯的干物质和养分积累，提高养分利用效率，从而提高了产量[43]。本研究还发现，相对于 OPT 处理，OPTC 和 OPTCS 处理降低了土壤养分，这也可能归因于干物质和养分积累的增加。前人研究表明，高种植密度会增加植株对养分的竞争，从而降低单株可利用氮素量[44]。当养分供应不足时，甘薯植株会通过调控根系结构来提高土壤中养分的有效性[10，45]。
综上所述，采用优化施肥措施（优化肥料施用量和增施有机肥）及作物管理措施（增加种植密度）改变了土壤特性，促进了作物生长，提高了干物质和养分的积累，从而提高了甘薯植株的产量和养分利用效率。在本研究中发现土壤特性（例如速效钾、有机碳和有效磷）、作物营养指标（例如地上部氮素积累量、块根钾素积累量、地上部干物质积累量和块根氮素积累量）与甘薯产量之间的关系显著。这些结果表明，甘薯产量和养分利用效率的提高可能归因于土壤特性的改变及干物质量和养分积累量的提高，这与先前研究的结果相似[35，46]。并且，土壤速效钾是影响甘薯产量的主要影响因素，这与前人研究的结果一致[47]。
根据经济效益综合评估，OPTC 和 OPTCS 处理下的总可变成本大于 FP 处理，但由于总利润更高，净利润也更大。这些结果表明，在甘薯生产中，综合管理措施也可以实现产量和经济效益的协同。然而，由于可变成本较高，OPTCS 处理下的净利润低于 OPTC 处理。这一结果归因于有机肥施用的成本增加和操作不便，这也降低了农民采用这种综合农艺措施的意愿。未来应加大技术补贴力度，提高技术操作的便利性，以鼓励更多农户采用该综合管理措施。此外，先前的研究表明，集成高级养分管理（例如 4R 养分管理战略：选择正确的肥料种类、正确的肥料用量、正确的施肥时间、正确的施肥位置）和作物管理（例如基于区域的气候条件选择最适合的作物品种和种植密度）可以产生更高的作物产量，具有更高的养分利用效率和更低的环境成本[30，48]。但本研究在优化施肥管理时只考虑了化肥和增施有机肥的用量，在优化作物管理时只考虑了增加甘薯的种植密度。因此，还应进一步优化这种综合管理措施，以获得更大的综合效益。这些甘薯产量和品质、养分利用效率和经济效益的提高在很多地区是可以实现的。
4 结论
本研究设计的 OPTCS 与 FP 处理相比，优化了施肥管理和作物管理，改变了土壤性质（增加土壤有机碳含量），提高了甘薯整株氮磷养分累积量，实现了甘薯产量（24.79%）、还原性糖含量（39.53%）、氮、磷的偏生产力和农学效率 （64.27%～167.21%）和净利润（7502.23 元 /hm2） 的同步提升。这些结果可以为从事甘薯生产的农户和经营者提供指导，实现更大面积的甘薯产量、养分利用效率和经济效益的协同提高。在未来政府支持下，进一步优化这个综合管理措施，提高其便利性和成本效益，将会实现更大的综合效益，促进甘薯绿色可持续生产。