單粒精播模式下密度對花生產(chǎn)量及干物質(zhì)積累的影響

修俊杰，張伯巖

（鐵嶺市農(nóng)業(yè)科學院，遼寧鐵嶺112000）

0 引言

花生是中國主要的經(jīng)濟作物及食、油兩用作物[1]。全國花生年均總產(chǎn)1450萬t[2]左右，遠不能滿足國際市場的需求。在耕地緊張和糧油爭地矛盾日益突出的情況下，人們逐漸認識到花生產(chǎn)量增長方式應(yīng)由總產(chǎn)轉(zhuǎn)到單產(chǎn)上來。大量研究表明，構(gòu)建理想株型是提高花生單產(chǎn)的重要途徑。趙明等[3-4]提出通過挖掘個體潛能進而獲得群體高產(chǎn)將是玉米超高產(chǎn)栽培的主要目標。慕美財?shù)萚5]研究表明，高產(chǎn)麥田群體中通過控制株高增加穗長獲得高產(chǎn)優(yōu)勢明顯。花生個體發(fā)育與群體結(jié)構(gòu)合理與否是權(quán)衡群體高產(chǎn)的重要標志[6]。王才斌等[7]認為，傳統(tǒng)雙粒的種植方式，不利于單株生產(chǎn)潛力的充分發(fā)揮，制約了單產(chǎn)的提高。穴播雙粒花生株間形成了競爭，容易出現(xiàn)大小苗，加劇群體與個體之間矛盾，穴播單粒可以提高群體質(zhì)量緩解矛盾，實現(xiàn)花生高產(chǎn)高效[8-11]。萬書波等[12]研究表明，密度是提高花生產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。增加單粒種植密度是今后高產(chǎn)栽培的發(fā)展趨勢[13]。

穴播單粒雖然會使單位面積基本株數(shù)減少，但它通過提高光溫資源利用效率獲得群體高產(chǎn)[14]。花生單粒植是在產(chǎn)量與常規(guī)栽培持平或略有增加，主莖高、側(cè)枝長等植株性狀隨密度的增加逐漸降低，單株果數(shù)、百果重等產(chǎn)量構(gòu)成因素逐漸降低，單株生產(chǎn)力下降的情況下，增加群體生產(chǎn)力和莢果產(chǎn)量[15-19]。甄志高[20]、萬書波等[21]對花生單粒精播高產(chǎn)栽培原理也進行了研究報道。隨著花生單粒精播技術(shù)研究的不斷深入，這項新的節(jié)本增效生產(chǎn)技術(shù)[22]不僅可以減少用種量，降低生產(chǎn)成本，而且提高花生單位面積產(chǎn)量[23-24]。但是，從花生干物質(zhì)積累與分配的角度來探討單粒精播模式下密度對產(chǎn)量的調(diào)控機理報道較少。

筆者期望通過增加花生的種植密度來彌補精播后株數(shù)減少帶來的產(chǎn)量損失，尋求適應(yīng)現(xiàn)實生產(chǎn)條件的花生適宜密度，促進花生植株協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，本試驗系統(tǒng)的比較研究了單粒精播模式下密度對花產(chǎn)量，干物質(zhì)積累與分配的調(diào)控。進一步揭示單粒精播模式下花生增產(chǎn)機理，以期為北方花生主產(chǎn)區(qū)傳統(tǒng)雙粒種植模式改革提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2016—2017年在遼寧省鐵嶺市（昌圖）花生示范基地進行，兩年結(jié)果基本一致，現(xiàn)用兩年的平均數(shù)進行分析，土壤為輕砂壤土，試驗地0～20 cm地力及兩年的氣候情況見表1。供試材料選用具有高產(chǎn)潛力的大粒型花生‘鐵引花1號’和當前主栽中小粒型品種‘唐A825’作為參試材料。密度設(shè)5個處理，即7.5萬穴/hm2、15 萬穴/hm2、22.5 萬穴/hm2、30 萬穴/hm2、37.5萬穴/hm25個處理，均為穴播單粒，以常用的穴播雙粒18萬穴/hm2為對照。隨機排列，3次重復(fù)，壟距90 cm，壟長6 m，小區(qū)面積10.8 m2。每壟兩行種植，不覆地膜。穴距因處理而異。播前對種子進行多次篩選，以確保種子發(fā)芽率均98%以上。肥料基施，各處理施肥水平按照生產(chǎn)上18萬穴/hm2的產(chǎn)量水平施花生專用肥（N、P、K比例為12:17:17）。5月中旬播種，9月中旬收獲。其他栽培管理同一般高產(chǎn)田。

1.2 測定項目和方法

從始花期開始，分別于始花期、盛花期、開花下針期、結(jié)莢期、飽果成熟期5個時期，每個小區(qū)選取連續(xù)5株，將根、莖、葉、果和果針洗凈、分樣后分別放入尼龍網(wǎng)袋中自然風干至恒重，分別稱重，計算干物質(zhì)重量。收獲期每小區(qū)選取具代表性10株考種。其余實收，按平均值計算折合產(chǎn)量。并計算物質(zhì)分配比率，見公式(1)。輸出率和貢獻率的計算見公式(2)和(3)。

式中，C為某器官在某段時間的干物質(zhì)重，W為全株該段時間的干物質(zhì)重。

1.3 統(tǒng)計分析

采用DPS 7.05及Exce1 2007進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單粒精播條件下密度對花生產(chǎn)量的影響

表2所示，單粒精播條件下，‘鐵引花1號’、‘唐A825’不同種植密度對花生產(chǎn)量影響不同，與對照比較，在7.5萬～37.5萬穴/hm2密度范圍內(nèi)‘鐵引花1號’、‘唐A825’均隨密度增加產(chǎn)量提高，再增加密度產(chǎn)量下降，‘鐵引花1號’以15萬穴/hm2密度產(chǎn)量最高，較對照極顯著增產(chǎn)15.8%，其余依次為22.5萬穴/hm2、30萬穴/hm2，分別較對照顯著增產(chǎn)10.6%、6.9%，37.5萬穴/hm2較對照增產(chǎn)不顯著，增產(chǎn)幅度為2.5%，7.5萬穴/hm2較對照極顯著減產(chǎn)23.4%。‘唐A825’以22.5萬穴/hm2密度產(chǎn)量最高，較對照極顯著增產(chǎn)26.5%，其余依次為30萬穴/hm2、15萬穴/hm2，分別較對照極顯著增產(chǎn)16.3%、14.4%，37.5萬穴/hm2較對照顯著增產(chǎn)2.5%，7.5萬穴/hm2較對照極顯著減產(chǎn)16.8%。說明大粒型花生‘鐵引花1號’最適播種密度在15萬穴/hm2產(chǎn)量最高，中小粒型花生‘唐A825’最適播種密度在22.5萬穴/hm2產(chǎn)量最高。不同類型的花生適宜密度不同，單粒精播模式下合理的栽培密度能夠充分發(fā)揮個體生產(chǎn)潛力，顯著提高花生的產(chǎn)量[25]。

表1 試驗地地力及近兩年的氣候條件

表2 不同密度對花生產(chǎn)量的影響

2.2 單粒精播對干物質(zhì)積累的影響

單粒精播苗期生長植株間相互影響小，莖基部見光充分，密度對生育前期單株干物質(zhì)積累速率影響不明顯，各器官積累量差距小。開花后干物質(zhì)積累速率逐漸加快。由表3可見，‘鐵引花1號’隨密度的增加單株干物質(zhì)積累呈減小趨勢。與對照18萬穴/hm2比較，全生育期階段積累量和日積累量只有7.5萬穴/hm2處理大于對照。15萬穴/hm2和22.5萬穴/hm22個處理的階段積累量和日積累量在飽果成熟期達最大值，其他處理在結(jié)莢期達最大值。飽果成熟期，各個處理的干物質(zhì)階段積累量占生育期總積累量的比例均大于對照，最大的是處理15萬穴/hm2，干物質(zhì)階段積累量占生育期總積累量的34.87%，其次是處理22.5萬穴/hm2，為34.18%，以后依次為處理7.5萬穴/hm2(33.44%)、30萬穴/hm2(31.58%)、37.5萬穴/hm2(30.77%)。最大階段積累量和日積累量在7.5萬～37.5萬穴/hm2密度范圍內(nèi)隨密度增加而減小。密度從7.5萬穴/hm2增加到37.5萬穴/hm2，最大階段積累量和日積累量降低了50.91%。

表3 不同密度下‘鐵引花1號’單株干物質(zhì)積累狀況 g

由表4可以看出，‘唐A825’與對照18萬穴/hm2比較，22.5萬穴//hm2和30萬穴/hm22個處理的最大階段積累量和日積累量在飽果成熟期，其他處理最大值在結(jié)莢期。飽果成熟期，22.5萬穴/hm2和30萬穴/hm2干物質(zhì)積累量占生育期總積累量的比例大于對照，分別為34.65%、33.81%。結(jié)莢期干物質(zhì)積累量占生育期總積累量的比例大于對照為15萬穴/hm2(33.61%)。最大階段積累量和日積累量均隨密度增加而減小，密度從7.5萬穴/hm2增加到37.5萬穴/hm2，最大階段積累量和日積累量降低了21.9%。

2.3 單粒精播下密度對花生干物質(zhì)分配的影響

隨著生育進程的推進，對花生干物質(zhì)積累量在各個器官間的分配進行了統(tǒng)計，結(jié)果見表5和表6，‘鐵引花1號’和‘唐A825’花生各生育時期單株干物質(zhì)積累呈逐漸增加的變化趨勢，到飽果成熟期達到最大；莖、柄、葉片等營養(yǎng)器官的干物質(zhì)積累量沿生育時期呈峰形變化；果的干物質(zhì)積累量逐漸增加。開花期營養(yǎng)主要輸送給葉片，結(jié)莢期莖、柄干物質(zhì)積累量開始上升并達到最大，同時莢果開始出現(xiàn)。花生營養(yǎng)器官生長中心開始轉(zhuǎn)移，由葉片轉(zhuǎn)向莖、柄進而過渡到莢；結(jié)莢期葉、莖、柄所占的比例達到最大后開始下降，而莢果的比重開始大幅上升，顯示該時期的營養(yǎng)物質(zhì)主要用于莢果的膨大。

如表5所示，與對照18萬穴/hm2比較，‘鐵引花1號’在7.5萬穴/hm2～37.5萬穴/hm2密度范圍內(nèi)，干物質(zhì)在各器官的積累量隨種植密度增加逐漸減少。苗期，密度對干物質(zhì)在各個器官的分配影響不大。花期、結(jié)莢期、飽果成熟期，處理 7.5萬穴/hm2、15萬穴/hm2、22.5萬穴/hm2單株的干物質(zhì)重大于對照，處理30萬穴/hm2、37.5萬穴/hm2單株的干物質(zhì)重小于對照。開花下針期開始處理7.5萬穴/hm2、15萬穴/hm2植株不同部位干物質(zhì)積累量大于對照，其余處理小于對照。營養(yǎng)器官的干物質(zhì)輸出率隨種植密度增加均顯著減少,與對照比較，處理7.5萬穴/hm2、15萬穴/hm2、22.5萬穴/hm2高于對照，分別為18.43%、16.8%、11.41%其余小于對照。貢獻率隨種植密度增加顯著減少，與對照比較，處理7.5萬穴/hm2、15萬穴/hm2、22.5萬穴/hm2高于對照，分別為19.51%、17.89%、12.41%，其余小于對照。

如表6所示，‘唐A825’各處理與對照18萬穴/hm2比較，干物質(zhì)在各器官積累量隨種植密度增加均顯著減少。苗期，中小粒型‘唐A825’密度對干物質(zhì)在各個器官的分配影響也不明顯。

表4 不同密度下‘唐A825’單株干物質(zhì)積累狀況 g

表5 密度對‘鐵引花1號’各生育期的物質(zhì)分配的影響 g

花期開始 ，處理 7.5萬穴/hm2、15萬穴/hm2、22.5萬穴/hm2單株的干物質(zhì)重大于對照，其余小于對照；處理7.5萬穴/hm2和15萬穴/hm2植株不同部位干物質(zhì)積累量高于對照，其余處理各器官干物質(zhì)積累小于對照。營養(yǎng)器官的干物質(zhì)輸出率隨種植密度增加均顯著減少，與對照比較4個處理高于對照，分別為7.5萬穴/hm2(20.87%)、15萬穴/hm2(19.23%)、22.5萬穴/hm2(18.16%)、30萬穴/hm2(17.03%)，處理37.5萬穴/hm2輸出率小于對照。貢獻率隨種植密度增加顯著減少，與對照比較，處理7.5萬穴/hm2、15萬穴/hm2、22.5萬穴/hm2、30萬穴/hm2高于對照，分別為28.36%、24.33%、23.3%、20.46%，其余小于對照。

表6 密度對‘唐A825’各生育期物質(zhì)分配影響g

3 討論與結(jié)論

壯苗是提高花生單株生產(chǎn)力和產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)。單粒精播苗期株間相互影響小，有利于塑造豐產(chǎn)株型，可見，單粒精播模式下增加密度群體提高產(chǎn)量關(guān)鍵在于緩解群體與個體的矛盾[26]。本試驗表明，穴播單粒可以通過增加密度來彌補單位面積株數(shù)減少帶來的產(chǎn)量損失。

其中大粒型花生‘鐵引花1號’的單粒播種密度為15萬株/hm2時產(chǎn)量最佳，中小粒型‘唐A825’單播密度為22.5萬株/hm2時產(chǎn)量最佳，分別較傳統(tǒng)雙粒穴播增產(chǎn)15.8%、26.5%。可見，花生各類型的最適單播密度不同，大粒型花生需適當增加密度來增加產(chǎn)量，中小粒型需進一步加大密度補償產(chǎn)量損失。單播密度過大或過小都不利用產(chǎn)量的提高，密度對花生產(chǎn)量具有協(xié)調(diào)作用。

單粒精播有利于延緩植株衰老進程，改善植株各部分干物質(zhì)積累動態(tài)，保證植株各器官的養(yǎng)分供給及同化[27]。干物質(zhì)積累與籽粒產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，產(chǎn)量隨籽粒產(chǎn)量增加而增加[28-29]。本研究結(jié)果與之一致,單株及莢果干物質(zhì)積累量隨種植密度增加顯著減少。品種‘鐵引花1號’處和‘唐A825’最大階段積累量和日積累量均隨種植密度增加逐漸減小。品種‘鐵引花1號’在密度為15萬穴/hm2、22.5萬穴/hm2時，品種‘唐A825’在密度為22.5萬穴/hm2、30萬穴/hm2時階段積累量和日積累量在飽果成熟期達最大值，其他處理在結(jié)莢期達最大值。這與干物質(zhì)積累在結(jié)莢期以前差異不大，在結(jié)莢期以后差異逐漸增大相一致。

花生莢果產(chǎn)量是由植株不同部位干物質(zhì)積累量所決定[30-31]，干物質(zhì)積累量隨生長中心的轉(zhuǎn)移而變化。生育前期葉片的比重大，花期以后營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)向莖、柄，結(jié)莢期以后葉、莖、葉柄干物質(zhì)積累所占比重開始下降，莢果開始膨大，干物質(zhì)積累隨生長中心轉(zhuǎn)移到莢上。到飽果成熟期達到最大。本研究中，生育中后期密度對花生干物質(zhì)積累分配的影響逐漸加大。在7.5萬～37.5萬穴/hm2密度范圍內(nèi)，單株的葉、莖、柄等隨密度增加而明顯減小，莢果的分配比率增加。莢果干物質(zhì)積累隨種植密度增加顯著減少。可見，結(jié)莢期后營養(yǎng)器官對莢果庫建成影響大。植株各器官的干物質(zhì)積累量對籽粒輸出率、貢獻率低密度時大于高密度。說明單粒精播模式下適度密植能夠減少葉、莖、柄所占的比重，增加莢果的比重，促進營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移，提高產(chǎn)量。

單粒精播模式下適度密植（大粒型15萬株/hm2，中小粒型22.5萬穴/hm2）花生相對于傳統(tǒng)雙粒穴播能使花生產(chǎn)量、單株干物質(zhì)積累量、莢果的分配比重顯著提高。大粒型花生單產(chǎn)能提高15.8%以上，中小粒型單產(chǎn)能提高26.5%以上。因此，單播可以通過加大種植密度來補償單位面積株數(shù)減少而帶來的產(chǎn)量損失，通過構(gòu)建合理群體，調(diào)控個體與群體的關(guān)系，充分發(fā)揮個體的高產(chǎn)潛力，達到播密協(xié)調(diào)，穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目的。

本研究通過對大粒型‘鐵引花1號’和中小粒型‘唐A825’進行產(chǎn)量和干物質(zhì)積累分析，盡可能地做出對各類型新品種客觀真實評價。但鑒于本試驗種植密度根據(jù)當?shù)亓晳T的種植密度為梯度上下浮動，對耐密性強或者適于密植的品種是有影響的。本試驗結(jié)果僅是以當?shù)啬壳傲晳T生產(chǎn)條件下對不同品種的綜合評判，難免有一定的局限性，不能完全反映所有品種在各個地區(qū)的特性，有待試驗研究和生產(chǎn)實踐進一步驗證。