單粒精播對花生活性氧代謝、干物質積累和產量的影響

摘要：以小粒型花生品種花育23號為研究材料，在大田條件下對比研究了單粒精播技術對花生葉片活性氧代謝、群體地上部植株和莢果干物質積累動態和產量的影響。結果表明，單粒精播種植可提高SOD、POD和CAT等保護酶活性，降低膜脂過氧化物MDA含量，且單、雙粒種植處理間差異達顯著水平；花生單粒精播條件下，花生地上部植株和莢果的干物質積累動態相對穩定，干物質積累量和積累速率顯著提高；SOD活性與地上部干物質積累速率顯著相關，是影響花生干物質積累動態的主要抗氧化酶。本研究說明，單粒精播可通過影響花生花后活性氧代謝水平，尤其是SOD酶活性，延緩植株衰老進程，改善地上部群體和莢果的干物質積累動態，從而促進莢果產量的提高。

關鍵詞：單粒精播；花生；干物質積累；活性氧代謝

中圖分類號：S565.201 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2013）08-0042-05

花生是需種量較大的作物，用種量中（早）熟大花生一般需300～375 kg/hm2，早熟小花生一般需225～260 kg/hm2，相當于花生產量的10%左右_[1]。目前生產上普遍采用的一穴雙粒種植方式，雖然能夠一定程度上降低缺穴率，但很大程度上影響了花生單株的生長發育，使單株生產力得不到充分的發揮_[2]。單粒精播由于條件改善，種子質量提高，可保證苗齊苗壯，充分發揮單株生產潛力，起到節約用種、便于機械化設計的應用效果。沈毓駿等_[3]在AnM栽培法基礎上減粒增穴較常規種植每666.7m2播種粒數減少23%，穴數增加54.1%，單株結實增多52.8%，致使增產18%，增產達極顯著水平。郭峰等_[4]

研究認為不同品種類型花生單粒精播條件下的光合特性有一定差異。目前有關單粒精播的研究多集中在肥料、密度與產量的關系以及植株農藝性狀的差異方面_[5～8]，而對花生生理特性的研究較少，尚缺乏花生單粒精播增產機理的研究。本文探討了花生單、雙粒種植條件下活性氧代謝和干物質積累動態的差異及其與產量性狀之間的聯系，旨在為花生單粒精播高產栽培技術的推廣應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗設計

大田試驗于2011～2012年在山東省農業科學院飲馬泉試驗農場（117°5′E，36°43′ N）進行。前茬作物為玉米，土壤類型為沙壤土，耕層土壤含有機質1.01%、堿解氮57.97 mg/kg、速效磷33.16 mg/kg、速效鉀97.43 mg/kg、交換性鈣14.93 g/kg、交換性鎂0.48 g/kg。

試驗以小粒型花生品種花育23為材料，設2個處理和1個對照，3次重復。栽培過程中采用覆膜起壟種植，每壟2行，壟寬80 cm，行距固定為32 cm，株距隨密度不同而變化。單粒精播分別設S1（19.5×104穴/hm2）和S2（22.5×104穴/hm2），每穴1粒種植；對照CK為（15×104穴/hm2），每穴2粒種植；采用大田隨機區組設計，小區面積7.5 m×6.8 m=51.0 m2。起壟前均勻撒施花生專用肥1 125 kg/hm2（氮、磷、鉀總含量≥21%）；兩年均為5月上旬播種，9月上旬收獲；其他管理措施同常規高產田。

1.2測定時間、內容及方法

分別于花生始花后30、40、50、60、70 d取樣，測定主莖功能葉（倒3葉）保護酶活性、丙二醛含量和植株各部位干重。參照王愛國等_[9]的方法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性，采用愈創木酚法測定過氧化物酶（POD）活性_[10]，參照羅廣華等_[11]的方法測定過氧化氫酶（CAT）活性。采用林植芳等_[12]的方法測定丙二醛（MDA）含量。測量植株干重采用烘干法，每處理取15株，選取長勢均一的植株10株，洗凈后將根、莖、葉、莢果分開，置105℃的烘箱內殺青30 min，80℃烘干至恒重，冷卻后稱重。

1.3數據處理

采用Microsoft Excel 2003進行數據分析和作圖；采用DPS 9.50統計軟件進行方差分析及相關性分析。經分析，兩年試驗數據結果變化趨勢基本一致，本研究以2011和2012兩年度試驗數據的平均值進行整理分析。

2結果與分析

2.1單粒精播對花生葉片活性氧代謝的影響

2.1.1單粒精播對花生功能葉片SOD和POD活性的影響

SOD是生物防御活性氧毒害的關鍵酶之一，主要功能是清除超氧陰離子自由基（O-·2），減輕其對葉片細胞的傷害。由圖1可以看出，開花后30 d，單粒精播的SOD活性低于雙粒穴播，之后的四個階段均高于雙粒穴播，且差異達到顯著水平。S1處理5個時期的平均SOD活性為318.41 U·g-1 FW，比CK高16.5%，S2平均為295.18 U·g-1FW，比對照高8.0%。開花后40 d，單粒精播與雙粒穴播SOD活性差異最大，S1較對照高29.0%，S2較對照高12.4%。

2.4單粒精播對花生產量及其構成因素的影響

通過對大田花生收獲期產量及產量構成因素的調查（表2）可以看出，與對照雙粒穴播相比，2個單粒精播處理分別在節種35%和25%的情況下，莢果產量分別增加了4.43%和6.32%。單、雙粒種植條件下，經濟系數和公斤果數差異顯著，單粒精播兩個處理的經濟系數均高于雙粒穴播，公斤果數則低于雙粒穴播；單粒精播處理的百果重和百仁重均得到不同程度的提高，但都未達顯著水平。

3討論

花生具有無限生長習性，一生展開葉較多。葉片是干物質生產的重要場所，它的衰老直接影響到干物質積累和莢果的充實。有研究表明，葉片生理功能衰退的快慢對產量形成有重要影響_[13]，此種衰老源于氧代謝失調，一方面表現在活性氧的生產速率提高，另一方面是細胞保護酶系統破壞_[14]。玉米在不同種植密度條件下，因其受光條件不同表現出葉片衰老變化不同。密度增加時，群體內透光性減弱，促使葉片功能期縮短，衰老進程加快_[15]。本試驗結果表明，單粒精播由于采取了合理的種植方式和種植密度，因此能夠很好地減少抗氧化酶活性的降低，延緩植株的衰老，為高產奠定基礎。

干物質是莢果形成的基礎，莢果產量隨生物學產量和經濟系數的增加而提高，高產花生應兼有生物學產量和經濟系數都高的特點_[16]，同一品種在同一生態條件下，生育天數往往相對穩定，產量的高低，主要取決于干物質的積累速率_[17]。本試驗結果表明，單粒精播條件下，花生具有較高的經濟系數、生物產量和莢果干物質積累速率，這與前人的研究結果一致。

抗氧化酶活性在開花后的下降，尤其是開花后30 d左右SOD活性的迅速下降，是導致地上部干物質積累速率迅速下降的原因之一，這與王才斌等_[18]的研究結果一致。地上部干物質積累速率的下降導致地上部干物質積累量上升緩慢，最終干物質積累量幾乎不再增加；而地上部干物質積累量與莢果干物質積累速率呈顯著正相關，因此直接影響到莢果干物質的積累速率，進而影響到莢果干物質的積累量。

4結論

單粒精播條件下，花生抗氧化酶活性在整個生育期均高于雙粒穴播，因此能有效地延長葉片的功能期，減緩葉片的衰老，為獲得較高的干物質積累奠定基礎。本實驗研究的幾種抗氧化酶中，SOD是影響地上部干物質積累速率的關鍵酶。

單粒精播條件下，花生單位面積地上部干物質積累量和積累速率均顯著高于雙粒穴播，從而為莢果干物質的積累提供基礎，是該栽培方式下花生獲得較高莢果產量的主要原因。

單、雙粒種植條件下，百果重、百仁重和出仁率差異不顯著，而公斤果數與經濟系數差異顯著，二者是單粒精播栽培技術獲得較高產量的關鍵產量構成因素。單粒精播處理S2比對照節種25%，增產6.32%，增產幅度大于S1處理，因而合理的單粒精播種植密度是保證花生高產穩產的中心環節。

參考文獻：

[1]李安東，任衛國，王才斌，等. 花生單粒精播高產栽培生育特點及配套技術研究[J]. 花生學報，2004，33（2）： 17-22.

[2]邵長亮. 花生單粒精播節種高產理論與技術研究[D]. 萊陽：萊陽農學院，2005.

[3]沈毓駿，安克，王銘倫，等. 夏直播覆膜花生減粒增穴的研究[J]. 萊陽農學院學報，1993，10（1）： 1-4.

[4]郭峰，萬書波，王才斌，等. 不同類型花生單粒精播生長發育、光合性質的比較研究[J]. 花生學報，2008，37（4）： 18-21.

[5]鄭亞萍，王才斌，成波，等. 不同品種類型花生精播肥料與密度的產量效應及優化配置研究[J]. 干旱地區農業研究，2007，25（1）： 201-205.

[6]鄭亞萍，吳正鋒，馮昊，等. 不同種植模式不同類型花生品種單粒精播適宜密度研究[A]. 中國作物學會50周年慶祝會暨2011年學術年會論文集[C].成都，2011.

[7]王才斌，成波，遲玉成，等. 高產花生單粒植群體密度研究[J]. 花生科技，1996，3： 17-19.

[8]萬書波，鄭亞萍，劉道忠，等. 精播麥套花生套期、肥料與密度優化配置[J]. 中國油料作物學報，2006，28（3）：319-323.

[9]王愛國，羅廣華，邵從本，等. 大豆種子超氧化物歧化酶的研究[J]. 植物生理學報，1983，9（1）：77-84.

[10]華東師范大學. 植物生理學指導[M]. 北京：人民教育出版社，1983，143-144.

[11]羅廣華，王愛國，邵從本，等. 高濃度氧對水稻幼苗的傷害與活性氧的防御酶[J]. 中國科學院華南植物研究所集刊，1989，4：169-176.

[12]林植芳，李雙順，林桂珠，等. 水稻葉片的衰老與超氧物歧化酶活性及脂質過氧化作用的關系[J]. 植物學報， 1984，26（6）： 605-615.

[13]王空軍，董樹亭，胡昌浩，等. 我國玉米品種更替過程中根系生理特性的演進Ⅱ.根系保護酶活性及膜脂過氧化作用的變化[J]. 作物學報，2002，28（3）： 384-388.

[14]李向東，王曉云，張高英，等. 花生葉片衰老與活性氧代謝[J]. 中國油料作物學報，2001，23（2）： 32-35.

[15]高英波，高聚林，王志剛，等. 不同栽培模式對春玉米花粒期葉片衰老特性及產量的影響[J]. 內蒙古農業大學學報（自然科學版），2011，32（4）： 140-144.

[16]杜紅，閆凌云，路紅衛，等. 高產花生品種干物質生產對產量的影響[J]. 中國農學通報，2005，21（8）： 104-106.

[17]楊偉強，宋文武，鞠倩，等. 不同類型花生品種（系）干物質積累特性研究[J]. 山東農業科學，2009，1： 47-49.

[18]王才斌，吳正鋒，成波，等. 連作對花生光合特性和活性氧代謝的影響[J]. 作物學報，2007，33（8）： 1304-1309.