周彥忠,華福平,李天奇,陳琦,辛鈞安,劉兢文,李麗杰,王偉,張權
(1漯河市農業科學院,河南漯河 462000;2安陽市農業科學院,河南安陽 455000;3長葛市農業科學研究所,河南長葛 461500;4溫縣農業科學研究所,河南溫縣 454850;5河南科技學院,河南新鄉 453004;6西華縣農業科學研究所,河南西華 466600)
花生是我國重要的油料和經濟作物。近年來我國花生的種植面積一直穩定在400萬hm2左右,約占全球種植總面積的五分之一[1]。光是影響作物生長發育的重要因素[2],離開光作物將無法進行光合作用[3]。我國北方花生的生育期主要在5—10月,受氣候影響,造成了花生生育后期陰雨寡照和濕澇頻發,對花生的生長發育及產量影響較大[4]。研究發現,陰雨寡照使作物的花粉活力降低,進而影響作物的開花和坐果率,延長收獲時間,降低作物產量[5,6]。此外,受寡照影響,作物倒伏現象也非常嚴重,倒伏后損傷莖稈輸導系統,作物產量降低甚至絕收。目前針對陰雨寡照研究較多的是玉米、大豆等,而對花生的影響研究還較少。本試驗通過研究遮陰對花生農藝性狀及產量的影響,以期為花生后期抗逆減災研究及選育高抗綠色高效花生品種提供技術支撐。
供試花生品種為漯花4087,由漯河市農業科學院選育。試驗地點為漯河市農業科學院五里崗基地(113.993°E,33.624°N)。試驗田土壤為黏土,質地黏重,土壤肥力均勻(有機質含量10.8 g/kg、水解氮3.1 g/kg、有效磷58.5 mg/kg、速效鉀94.8 mg/kg),排灌條件良好。
試驗設4個處理,分別為:CK,不遮陰;T1,遮陰30%;T2,遮陰50%;T3,遮陰70%。試驗小區面積為13 m2(6.5 m×2 m),每小區6行,行距33.3 cm,穴距16.7 cm。每個處理重復3次,隨機排列。種植密度18.0萬穴/hm2,每穴2粒種。6月10日播種,6月18日出苗,9月28日收獲。其他參照一般高產田管理。
在盛花后期(8月3日—8月12日)分別用30%、50%、70%透光率的遮陽網進行連續10 d遮陰(雨天、陰天不遮)。在需要遮陰的小區搭遮陰棚,高度距離地面1 m,頂部及四周用遮陽網密封。
分別于結莢期(8月20日)、收獲期(9月28日),選取該小區具有代表性的10株花生,先測定株高、分枝數,然后按根、莖、莢果進行分樣,裝入取樣袋中,用烘箱于105℃殺青0.5 h,后75℃烘干至恒重,稱量各部分干質量。
利用SPAD-502PLUS測定遮陰后7、14 d時頂端葉片SPAD值,并取樣利用莖稈強度測定儀(YYD-1型)測定各處理遮陰后7、14 d時主莖第3莖節抗折力,計算倒伏指數。倒伏指數=(株高×地上部分鮮質量)/抗折力。
收獲后,鮮果去雜后曬干,去除芽果、爛果、幼果、泥土雜質,統計干果質量,計算產量及花生的經濟系數。花生經濟系數=經濟(籽仁)產量/地上部分生物產量。
采用Excel 2010和SPSS17.0軟件對試驗數據進行統計分析,采用LSD法進行多重比較。
由表1可看出,遮陰處理后花生植株的主莖高明顯增高。結莢期時,主莖高度僅T3處理與對照差異顯著,其余處理差異不顯著;而收獲期時各處理的主莖高度均與對照達顯著差異,且T3處理主莖高度比對照增加了31.4%。分枝數在遮陰后增加,但在結莢期差異不顯著;而收獲期時各處理的分枝數與對照均達到顯著差異水平。

表1 遮陰處理下不同生育期花生主莖高度及分枝數Table 1 Main stem height and branch number of peanut in different growth stages under shading treatment
由表2可看出,遮陰處理后花生地上部分干物質量明顯增加,結莢期時,T2、T3處理的地上部干物質量與對照達到顯著差異;地下部分干物質量則明顯降低,且T1、T2、T3處理與對照差異均達到顯著水平;花生的根干質量增加,且T3處理的根干質量與對照差異顯著,而處理間根冠比無明顯差異。收獲期地上部分、地下部分干物質量、根干質量及根冠比的變化趨勢基本與結莢期一致,地上部分干質量明顯增加,T2、T3處理與對照差異均達到顯著水平,地下部分干質量明顯降低,而根干質量顯著增加。

表2 遮陰處理下不同生育期花生干物質積累Table 2 The dry matter accumulation of peanut in different growth stages under shading
功能葉的SPAD值與葉綠素含量呈顯著正相關。由表3可知,遮陰處理后各處理的SPAD值均明顯升高,且在遮陰后7 d,T2、T3處理的SPAD值與對照達顯著差異,而在遮陰后14 d,各處理的SPAD值均與對照達到顯著差異水平。

表3 遮陰處理下花生葉片SPAD值Table 3 The SPAD value in peanut leaves under shading
由表4可知,遮陰后7 d,各處理的抗折力均明顯降低,T1、T2、T3各處理的抗折力分別為39.4、37.2、34.6 N/mm2,分別較對照降低了2.72%、8.15%、14.57%,并與對照達顯著差異水平。遮陰后14 d,各處理的抗折力變化與遮陰后7 d的基本一致,各處理的抗折力分別較對照降低了8.49%、14.15%、23.35%。而從倒伏指數的變化可看出,遮陰處理7 d和14 d時,漯花4087的倒伏指數變化趨勢基本一致,均較對照有明顯升高,除在遮陰14 d時,T1處理的倒伏指數與對照差異不顯著外,其余各處理與對照的差異均達顯著水平,這也表明遮陰處理顯著降低了花生莖稈的抗倒伏能力。

表4 遮陰處理下花生莖稈強度Table 4 The peanut stem strength under shading treatment
由表5可知,遮陰處理后漯花4087的莢果產量、籽仁產量與對照相比均有明顯的降低,遮陰處理的T1、T2、T3與對照相比均達到顯著差異水平,且在T3處理時莢果和籽仁產量最低;漯花4087經濟系數的變化趨勢與莢果、籽仁產量趨勢基本一致,隨遮陰強度的增加而降低。

表5 遮陰處理下花生產量及經濟系數Table 5 The peanut yield and economic coefficient under shading
光是作物生長發育所必需的,光合作用是植物制造、存儲能量的重要方式[7]。作物的生長發育、光合特性及形態主要受光強、時間的影響[8]。遮光條件下,作物株高、葉面積、葉綠素含量、干物質積累、抗倒伏能力等均發生顯著變化。有研究表明,遮光會引起作物株高、莖稈節間長度增加,促使作物莖稈伸長變細,葉長和葉寬變大[9],莖稈的抗折力、抗倒伏能力降低[10],使作物的輸導系統受損,光合產物不能正常輸送,導致光合作用降低,造成產量銳減、品質下降[11,12]。有研究表明,遮陰處理下,植物為提高光合作用,會增加葉片單位葉面積的色素密度[9,13],且隨遮陰強度不斷增大,葉綠素含量增加。弱光環境打破植物的活性氧產生與清除間的平衡,使植物的膜系統受損[14]。此外,還有研究表明,遮陰會導致作物成熟延遲,且顯著影響作物籽粒的含水量[15]。
本試驗條件下,隨遮陰強度增加,漯花4087的主莖高、分枝數、地上部分生物量、葉片SPAD值和倒伏指數均顯著增加;而根冠比、莖稈強度、產量及經濟系數則顯著降低。本研究結果為探索遮陰對花生的影響提供基礎,也為選育抗逆的高產花生新品種提供理論支撐。