不同施氮量對花生干物質積累及氮肥利用率的影響

江晨，張智猛，孟愛芝，姜常松，丁紅

（1.山東省花生研究所，山東 青島 266100；2.青島市即墨區溫泉街道辦事處，山東 青島 266200；3.海陽市農業技術推廣中心，山東 海陽 265100）

施肥是促進作物生長發育、提高干物質積累量繼而增產的主要栽培措施。合理施用氮肥對作物干物質積累量及產量形成具有顯著影響。研究表明，同一作物不同品種達到最大干物質積累量時的施氮量存在差異［1，2］，且不同施氮量影響總干物質量在不同器官中的分配比例［3-5］。

花生是我國重要的油料作物和經濟作物。施用氮肥對花生葉片葉綠素含量、光合速率等具有重要作用，能夠促進花生的生長發育，具有顯著增產效果［6，7］。作為豆科植物，花生生長發育所需的氮素除部分來源于土壤和肥料外，其自身根瘤固氮也為花生提供豐富氮源。近年研究表明，花生根瘤固氮占其需氮量的40% ～50%，一半以上氮素仍需從土壤和肥料中獲得［8，9］。因此，合理施用氮肥是花生獲得高產的重要手段之一［10］。

目前作物生產中存在盲目施肥、過量施肥現象。氮肥過量施用增產效果不顯著且降低氮肥利用率，由此還會帶來嚴重環境污染問題?；ㄉ芯恳啾砻?，氮肥利用率隨施氮量增加呈現先升高后降 低 趨 勢［11，12］。我 國 的 氮 肥 利 用 率 只 有30%～35%，遠低于歐美等發達國家50% ～70%的平均水平［13，14］。因此，在充分發揮花生根瘤菌固氮能力基礎上開展花生氮肥效應研究、實現合理施用氮肥，對提高花生產量和氮肥利用率、增加經濟效益具有重要意義。為此，本試驗以花育36號為試材，研究不同施氮量對花生生長發育、干物質積累、產量及氮肥利用率的影響，以期為提高花生氮肥利用率、實現增產及降低環境污染風險提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試花生品種為高產油用大花生新品種花育36號。供試肥料為尿素（含N 46%）、過磷酸鈣（含P2O512%）和硫酸鉀（含K2O 51%）。

1.2 試驗設計與田間管理

試驗于2018年在山東省花生研究所萊西試驗站進行。土壤為砂壤土，0～20 cm土層有機質含量11.70 g／kg、水解氮83.29 mg／kg、速效磷59.56 mg／kg和速效鉀93.68 mg／kg，田間持水量25.69%。

根據調查，農民常規施肥為750 kg／hm2三元復合肥（N-P2O5-K2O＝15-15-15），因此試驗在相同施磷（P2O5）112.5 kg／hm2、鉀（K2O）112.5 kg／hm2基礎上設4個施氮水平，即N0：不施氮肥；N1：75 kg／hm2；N2：112.5 kg／hm2；N3：150 kg／hm2。

采用壟作覆膜種植方式，1壟2行。每處理5壟，壟長10 m，壟寬0.85 m。隨機區組排列，重復3次。

1.3 測定指標及方法

分別于苗期、花針期、結莢期和飽果期采集植株樣本，并將植株分為營養器官和生殖器官分別進行生物量調查，測量用烘干法。成熟期選取有代表性的連續10穴植株進行室內考種，測量主莖高、側枝長。小區實收計產，莢果曬干后放入室內平衡10天測量。

氮肥農學效率和氮肥偏生產力計算：氮肥農學效率＝（施氮區產量-不施氮區產量）／施氮量；氮肥偏生產力＝花生產量／施氮量。

1.4 數據處理

用Microsoft Excel 2007軟件進行數據整理和作圖，用DPS 7.05數據分析軟件進行統計分析，采用LSD法進行差異顯著性檢驗（α＝0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同施氮量對花生主莖高和側枝長的影響

主莖高和側枝長能直觀反映不同處理花生的生長發育情況。由圖1可知，花生主莖高和側枝長隨施氮量的增加而增加。與N0相比，N1、N2和N3處理主莖高分別增加1.76%、6.81%和7.91%；側枝長分別增加4.08%、5.76%和8.32%。由此表明，施用氮肥促進花生主莖高和側枝長的生長。

2.2 不同施氮量對花生營養器官干物質積累的影響

不同氮肥用量處理下，花生營養器官干物質積累量均呈結莢期達最大值后又緩慢降低的變化趨勢（圖2）。不同施氮量對苗期干物質積累量無顯著影響，花針期隨施氮量增加而增加。與N0相比，N1和N2處理均降低結莢期花生營養器官干物質積累量，而N3與N1、N2處理的效應相反。至飽果期，N1處理的干物質積累量最高，比N0高出10.68%。成熟期施氮處理營養器官干物質積累量增加，N1、N2和N3分別比N0增加29.70%、5.16%和36.42%。

2.3 不同施氮量對花生莢果干物質積累的影響

由圖3可知，隨生育進程，花生莢果干物質積累量呈逐漸增加趨勢，至成熟期達最大值。施氮處理對花針期莢果干物質積累量無顯著影響。結莢期和飽果期N2、N3處理莢果干物質積累量均顯著高于N0，增幅分別為14.50%和16.18%。成熟期N1和N3處理均顯著高于N0、N2，其中N1處理分別比N0、N2和N3高17.42%、15.45%和1.12%。

由表1可見，用Logistic曲線擬合的花生莢果干物質積累量的決定系數R2均達極顯著水平，表明不同氮肥處理下莢果干物質積累量均可用Logistic生長曲線良好擬合。與N0相比，N1處理最大生長速率出現時間（Tm）滯后7.91 d，且降低最大生長速率（Vmax）；N2處理最大生長速率出現時間（Tm）提前4.87 d，最大生長速率（Vmax）提高22.90%。由此表明，不同施氮處理對花生莢果發育情況有較大影響。

表1 不同施氮量處理的莢果干物質積累速率

2.4 不同施氮量對產量構成因素和氮肥利用率的影響

由表2可知，N0處理花生莢果產量及單株果數均顯著低于N1、N3，N1、N2和N3處理產量比N0分別增加13.48%、7.80%和13.83%，單株果數分別增加15.99%、17.79%和17.37%。施用氮肥增加雙仁果率，N1、N2和N3處理比N0分別增加5.28%、5.95%和0.81%。氮肥農學效率的大小為N1＞N3＞N2，N1處理分別是N2、N3的2.59倍和1.95倍。氮肥偏生產力隨施氮量增加而顯著降低。由此可知，N1處理產量和氮肥利用率均較高，為適宜的施氮水平。

表2 不同施氮量處理的花生產量構成和氮肥利用率

3 討論與結論

作物光合產物積累量及其分配對產量形成具有重要作用［15］。氮肥對改善植株營養狀況、促進植株建成具有明顯促進作用。研究表明，花生各生育期干物質積累量隨施氮量增加呈先增加后降低趨勢［16］。適宜的氮肥用量在生育后期能促進干物質向生殖器官分配，具有增產作用；過量施氮會使植株徒長，生育后期營養器官干物質積累量較高，且降低干物質向莢果的分配率，造成減產［7］。適量施氮顯著提高花生葉片葉綠素含量、延長葉片功能期、增加植株的光合產物從而提高花生莢果產量［10］。本研究表明，施用氮肥能提高花生營養器官和莢果干物質積累量，與前人研究結果一致。玉米中研究表明，群體干物質最大增長速率出現時間的延遲可促進玉米開花期至成熟期有較高的干物質積累［17］。目前花生生產中常規施氮量為112.5 kg／hm2（N2），本研究中N1處理飽果期和成熟期花生營養器官和生殖器官干物質積累量均高于N2，且其莢果干物質積累量最大生長速率出現時間比其它處理均滯后，表明適量減施氮肥可促進花生生育后期光合產物積累。

研究表明，在一定施氮量范圍內，隨施氮量增加花生莢果產量呈增加趨勢，施氮量為180 kg／hm2時最高［18，19］。也有研究表明，在一定施氮量范圍內花生產量隨施氮量增加呈拋物線形變化趨勢，獲得最高產量的施氮量因品種不同而不同［20，21］。本試驗條件下，施氮增加花生莢果產量，N1和N3處理增幅大于N2，這與前人研究結果不盡一致。其原因可能是由地力水平、不同磷鉀肥施用量及產地氣候因素等所造成。本試驗條件下N1處理花生莢果產量及氮肥利用率均最高，而N3處理產量最高，但氮肥利用率較低，表明施用氮肥能顯著提高花生產量，但再增加施氮量產量增加不顯著，且肥料利用率降低。綜合考慮花生產量和氮肥利用率認為，適宜施氮量為純氮75 kg／hm2。