分層減量施肥對花生植株干物質積累及產量的影響

張彩軍霍俊豪袁 潔司 彤王銘倫鄒曉霞

(青島農業大學農學院/山東省旱作農業技術重點實驗室,山東 青島266109)

花生是我國重要的油料作物和經濟作物,在油料作物中,其種植面積僅次于油菜,總產量居油料作物之首,在大田作物中,比較效益最高[1]。 通過提高單產來增加總產,促進花生產業發展、提高種植效益,對保障國家食用油脂安全、增加農民收入具有重要意義[2]。

追肥可增強花生根系活力[3]、促進植株健壯生長[4]、延緩葉片衰老[5]、提高光合性能[6]、促進莢果發育、增加經濟產量[7]。 然而,花生生產中普遍采用的地膜覆蓋栽培方式不便追肥,多于播前一次性基肥施入,易造成生長前期供肥多、肥料利用率低[8],中后期脫肥,導致植株早衰[9]。 分層施肥可有效解決作物追肥難和肥料利用率低等問題。 研究表明,分層施肥可促使冬小麥個體健壯、提高抗寒性,顯著增加生物產量和經濟產量[10];促進玉米成熟期地上部干物質積累、改善干物質分配、提高產量[11]。 花生分層減量施肥尚未見報道,本研究旨在探明分層減量施肥對花生葉面積指數(LAI)、功能葉片葉綠素含量、植株干物質積累及產量的影響,為創新花生施肥技術、實現減肥增效、建立綠色高效施肥技術體系提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

試驗在青島農業大學萊陽試驗站進行,試驗田為砂壤土,地力均勻,土壤基礎肥力詳見表1,供試花生品種為青花7號,肥料為金正大復合肥(15-15-15)和氧化鈣(化學純CaO 98%)。

1.2 試驗設計與方法

按施肥量和施肥層次不同設7個處理,分別以CK(常規施肥)、T1、T2、T3、T4、T5、T6表示,各處理施肥層次和施肥量見表2。 隨機區組設計,重復3次。 小區長8.0 m,寬3.6 m,每小區4壟,一壟雙行,穴距17.5 cm,穴播2粒。 CK 處理肥料于播種前均勻施于土表后旋耕(15 cm),各分層施肥處理按土層施肥,0～10 cm 為混施,15 cm、25 cm 為條施,條施者將肥料施于播種帶下方相應深度,施肥后整平播種,地膜覆蓋栽培,田間管理同大田生產。5月11日播種,9月11日收獲。

1.3 測定項目與方法

自團棵期開始取樣,每15 d 1次,共6次。 每次每處理取有代表性完整植株10株。 測定單株葉面積(計算LAI)、功能葉片葉綠素含量、植株各部位(營養器官、果針、莢果)干質量。 葉面積用EPSON V700型葉面積掃描儀、葉綠素含量用日產SPAD-502型葉綠素計測定;各部位干質量用烘干法測定,將植株各器官先于105℃下殺青30 min,再于70℃下烘干至恒質量。 收獲期按小區收獲,莢果自然曬干后入庫,平衡30 d后稱質量計產。從每小區莢果中取1 kg,分析計算單株結果數、千克果數、飽果率、雙仁果率、出仁率等。

表1 供試土壤基礎養分含量Table 1 Soil nutrient content of the tested soil

表2 各處理施肥層次與施肥量Table 2 The soil layer and amount of fertilizer applied in each treatment

1.4 數據處理

數據采用Excel 2016進行處理作圖,用DPS 7.05數據處理系統LSD法對結果進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 分層減量施肥對花生葉面積指數(LAI)的影響

由圖1可見,苗期(6月10日)后花生LAI迅速增加,于結莢期(7月25日)達到最大值,隨后降低,各處理變化趨勢一致。 6月25日前葉面積指數以CK較高,此后分層施肥各處理均高于CK,較高的LAI一直保持至生育后期。 施肥層次相同LAI隨施肥量的減少而降低,施肥量相同三層施肥處理的LAI高于二層施肥處理。7月25日測定,分層不減肥處理(T1、T4)的LAI較CK 分別增加31.94%和39.75%,分層減肥10%處理(T2、T5)的較CK 分別增加26.76%和34.82%,分層減肥20%處理(T3、T6)的較CK 分別增加14.88%和12.18%,與對照相比,差異均達顯著水平(圖1)。分層施肥即使減肥20%仍可增加LAI,為增加干物質積累和提高產量的重要基礎。

2.2 分層減量施肥對花生葉片葉綠素含量的影響

圖1 分層減量施肥對花生葉面積指數(LAI)的影響Fig.1 Effect of layered and reduced fertilization on the leaf area index of peanut

圖2 分層減量施肥對花生葉片葉綠素含量的影響Fig.2 Effect of layered and reduced fertilization on the content of leaf chlorophyll in peanut

葉綠素SPAD 值是反映葉綠素含量的指標?；ㄉㄡ樒?7月10日)功能葉片葉綠素SPAD值最高,此后逐漸降低,各處理變化趨勢一致。 6月25日前CK 葉綠素的SPAD 值較高,以后分層施肥處理的較高,施肥量相同三層施肥處理的高于二層施肥處理,施肥層次相同隨施肥量的減少而降低。 結果期(7月10日)和飽果期(8月24日)測定,分層不減肥處理(T1、T4)的SPAD 值較CK分別增加13.29%、15.38%和21.49%、26.55%;分層減肥10%處理(T2、T5)的SPAD 值較CK分別增加13.12%、7.41%和18.19%、23.79%,差異均達顯著水平;分層減肥20%處理(T3、T6)的SPAD 值較CK 分別增加3.83%、2.60%和10.92%、7.59%(圖2)。 分層施肥各處理功能葉片葉綠素含量提高有利于葉片光合作用的改善。

2.3 分層減量施肥對花生干物質積累量的影響

2.3.1 對營養器官干物質積累的影響

從苗期(6月10日)至結莢期(7月25日)花生營養器官干物質積累迅速增加,飽果期(8月24日)開始下降,各處理變化一致。 6月25日前,營養器官干質量以CK 較高,以后分層施肥各處理均高于CK,不同施肥層次均隨著施肥量的減少而降低,施肥量相同三層施肥較二層施肥為高。三層施肥處理于7月10日至8月24日測定,分層不減肥(T4)、分層減肥10%(T5)處理的營養器官干質量較CK 分別增加34.71%、27.95%、23.55%、13.03%和18.66%、11.09%、16.76%、4.90%,除7 月25 日T5 處 理 外,T4、T5 與CK差異均達顯著水平;分層減肥20%(T6)處理的營養器官干質量較CK 分別增加5.72%、1.60%、9.57%、4.10%(圖3)。

2.3.2 對果針(子房柄)干物質積累的影響

圖3 分層減量施肥對花生營養器官干物質積累的影響Fig.3 Effect of layered and reduced fertilization on vegetative organ dry matter accumulation of peanut

圖4 分層減量施肥對花生果針(子房柄)干物質積累的影響Fig.4 Effect of layered and reduced fertilization on fruit needle dry matter accumulation of peanut

自花針期(7月10日)至飽果期(8月9日),隨成針數增加,果針干物質積累逐漸增至最大值,后期略下降,各處理變化一致。 結莢期(7月25日)至成熟期(8月24日),果針干質量的變化,分層施肥(T1～T6)均高于CK;施肥層次相同,減肥10%處理高于減肥20%處理。7月25日和8月9日測定,T1～T6處理果針干質量分別為2.96 g/株、2.86g/株、2.62g/株、2.81g/株、2.84g/株、2.67g/株和3.53g/株、3.62g/株、3.33g/株、3.64g/株、3.40 g/株、3.23g/株,較CK 的2.51g/株和3.10g/株分別增加17.93%、13.94%、4.38%、11.95、11.95%、6.37%和13.87%、16.77%、7.42%、17.42%、9.68%、4.19%。 至成熟期各分層施肥處理果針干物質積累減少較多,可能與分層施肥更利于干物質向莢果運轉有關 (圖4)。

2.3.3 對莢果干物質積累的影響

隨生育進程推進,花生莢果干物質積累迅速增加,近收獲時增加較少,各處理變化趨勢一致。 分層施肥明顯增加莢果干物質積累;施肥層次相同,隨施肥量減少,干物質積累呈下降趨勢。9月8日(收獲期)測定,分層施肥處理(T1～T6)莢果干質量較CK 分別增加17.25%、16.49%、12.75%、20.00%、13.08%和9.20%,差異均達顯著水平;減肥10%(T2、T5)和減肥20%(T3、T6)處理莢果干質量較不減肥處理(T1、T4)平均減少3.24%和6.44%;施肥層次不同、施肥量相同的各處理間(T1與T4、T2與T5、T3與T6)莢果干質量差異不明顯(圖5)。 分層施肥促進莢果干物質積累是提高莢果產量的重要基礎。

圖5 分層減量施肥對花生莢果干物質積累的影響Fig.5 Effect of layered and reduced fertilization on pod dry matter accumulation of peanut

表3 分層減肥施肥對花生產量及其構成因素的影響Table 3 Effect of layered and reduced fertilization on peanut yield and its components

2.4 分層減量施肥對花生產量及其構成因素的影響

由表3可見,分層施肥可明顯提高花生莢果產量,即使減少20%的施肥量,仍呈增產趨勢,產量的提高是分層施肥增加單株結果數和提高果質量所致。 施肥量相同,二層和三層施肥產量無明顯差異;同為二層施肥,減肥10%減產不明顯,減肥20%則明顯減產;同為三層施肥,減肥10%和減肥20%均明顯減產,但減肥10%和減肥20%間產量差異較少。

與CK 相比,分層施肥處理(T1～T6)莢果產量增加11.8%～23.0%、單株結果數增加2.0%～19.5%,果質量提高1.8%～6.7%,飽果率和雙仁果率分別提高13.6～20.6和2.6～3.7個百分點;分層施肥處理中,以T1、T2 和T4 處理增產效果明顯,較CK 分別增產20.1%、18.3%和23.1%,差異均達顯著水平。 各分層施肥處理出仁率較CK 提高1.1～2.8個百分點,籽仁產量提高幅度更大。

3 討論與結論

分層施肥具有持續供給養分、便于根系吸收[11-12]、減少養分損失、提高肥料利用率[13]、促進植株健壯生長、增加作物產量的作用[14],其作用效果及生理基礎已在多種作物上得以顯現和明確[10-11]。 本研究表明,分層施肥可增加花生LAI、提高葉綠素含量、促進植株干物質積累,顯著增加莢果產量,增產幅度可達11.8%～23.1%。 即使減肥20%也表現出明顯的增產效果。 分層施肥還明顯提高莢果出仁率,籽仁產量增幅可達14.35%～27.93%。 與分層施肥在小麥[10]、玉米[11,15]、水稻[14,16]上的研究結果一致。

在機械化條件下,可實現耕地分層施肥一體化,明顯提高勞動生產率。 本研究認為,分層施肥并減肥10%～20%可作為花生生產中一項新的技術措施,以實現減肥、增效、增產的目標。