磷肥-種子相對位置對花生生長發育及磷肥利用率的影響

司賢宗，張 翔*，索炎炎，李 亮，余 瓊，余 輝

（1.河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所，河南 鄭州 450002；2.正陽縣花生研究所，河南 正陽 463600）

磷是花生必需的大量營養元素之一，科學施用磷肥能增加花生根系的總長度、根的體積和表面積［1-2］，增加花生對氮、鉀等營養元素的吸收［3］，促進花生生長發育和高產優質。磷酸根離子在土壤中易與鈣、鐵等金屬離子結合，形成難溶于水的磷酸鈣、磷酸鐵，一般磷在土壤中移動性差，橫向遷移不超過5 cm［4-5］，減少磷肥與土壤的接觸面積及適宜的磷肥-種子相對空間位置是磷被花生高效吸收利用的關鍵，對花生高產優質具有重要的意義。目前，在小麥、玉米、水稻、谷子、大豆、烤煙、馬鈴薯上進行磷肥施用方面的研究較多，研究結果表明，施肥方式，如，磷肥撒施地表+旋耕［6-7］、種子正下方條施和混施［8］、行內施磷［9］、條施［10-11］對作物磷的吸收和利用、產量提高、品種改善有顯著影響；施肥位置，如磷肥單層深施［12］、種下分層施用［13-14］、膜側施肥［15］、種內行施［16］、側位和正位施肥及側施距離［17-18］對作物的農藝性狀、產量性狀、磷的吸收效率有明顯的影響；施磷深度對作物產量和養分吸收、利用［19-21］、根系特征與分布［22-23］、干物質的積累［24-25］有顯著地影響。在花生上進行磷肥施用方面的研究多集中在磷肥品種［3］、磷肥的適宜用量與其他營養元素的配施［1，26］和磷肥在花生茬口的分配比例［27］對花生生長發育、產量形成的影響，花生是地上開花，形成果針，入土后形成莢果，花生的根、果針、幼果均可以吸收土壤中的磷營養元素，磷的吸收利用特點明顯不同于其他作物，有關磷肥施用位置的研究未見報道。為此，本文采用盆栽試驗，分析磷肥-種子相對位置對花生農藝性狀、產量性狀、不同器官的干物重、磷含量、磷積累量、磷肥利用率的影響，為磷肥高效施用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

盆栽試驗于2019 年6～10 月在河南省正陽縣蘭青鄉大余村花生試驗田進行。供試土壤為砂姜黑土，質地粘壤，地勢平坦，土壤肥力均勻。耕層土壤基礎地力：有機質18.3 g/kg，全氮1.15 g/kg，堿解氮121.8 mg/kg，有效磷42.2 mg/kg，速效鉀140.5 mg/kg，pH 4.9。

1.2 試驗設計

盆栽試驗共設5 個處理，分別為：T1，不施磷肥；T2，0～10 cm 土壤與磷肥混勻；T3，花生種下5 cm 處施磷肥；T4，花生種子一側5 cm 及深5 cm 施磷；T5，花生種子兩側5 cm 及深5 cm 施磷（表1）。試驗用盆的直徑28 cm，高27 cm，底部中心位置均勻開3 個直徑2 cm的圓孔，用多孔窗紗覆蓋底部，裝土至高度12 cm，在中心為原點，半徑5 cm的區域平層施用氮、鉀肥，隨后，裝土至27 cm。

表1 試驗設計

根據盆口面積每盆施肥量按照N、P2O5、K2O 為150、120、120 kg/hm2進行折算，分別為923.16、738.53、738.53 mg；肥料品種為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O544%）、氯化鉀（K2O 60%）；每個處理10 個重復。花生出苗，每盆中確保有2 株大小一致的花生，花生于6 月15 日播種，9 月23 日收獲。其他盆栽管理按照一般豐產大田進行管理。

1.3 樣品采集與分析

試驗裝盆前采集基礎土壤樣品1 kg，測定基礎地力［24］。試驗收獲時，每個處理取5 盆的10 株花生進行考種，測定其株高、側枝長、分枝數、結果枝數、單株結果數（飽果數、秕果數）、單株果重、飽果重、秕果重、百果重等，并按照莖、葉、根、花生仁、殼等器官分開，烘干，測定干物重，粉碎，測定磷含量，每個處理剩余的盆栽花生，收獲計產。

1.4 數據分析

磷肥利用率（%）=（施肥處理單株花生吸收的磷量-不施肥處理單株花生吸收的磷量）/每盆施肥中的磷量的一半×100；其中，將花生吸收的磷量×2.29 換算成P2O5的量。

試驗數據采用Excel 2007 軟件進行初步整理；用SPSS 17.0 軟件對試驗數據進行方差分析；用Duncan′s 新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對花生農藝性狀的影響

從表2 可以看出，施用磷肥能改善花生的農藝性狀，與不施磷對照T1 相比，施磷花生的主莖高、側枝長、分枝數、飽果數分別平均增加了16.6%、10.1%、12.9%、28.6%，秕果數降低了10.8%。磷肥-種子相對位置對花生農藝性狀有明顯的影響，不同處理的花生主莖高、側枝長、分枝數、飽果數大小順序為T3＞T4＞T5＞T2，秕果數的順序與之相反，其中，T4的農藝性狀優于T5，T5 優于T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生主莖高、側枝長、分枝數、飽果數呈增加趨勢，秕果數呈降低趨勢，T3的農藝性狀優于T4，表明花生種下施磷比側位施肥更能改善花生的農藝性狀。

表2 不同處理對花生農藝性狀的影響

2.2 不同處理對花生產量性狀及單株生產力的影響

從表3 可知，施用磷肥能改善花生的產量性狀，提高花生的單株生產力，與不施磷對照T1 相比，施磷花生的飽果重、百果重、出仁率、單株生產力分別增加了20.9%、17.0%、3.9%、13.6%，秕果重降低了40.2%。磷肥-種子相對位置對花生的產量性狀及單株生產力有明顯的影響，不同處理的花生飽果重、百果重、出仁率、單株生產力大小順序為T3＞T4＞T5＞T2，秕果重的順序與之相反，其中，T4的產量性狀及單株生產力優于T5，T5 優于T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生飽果重、百果重、出仁率、單株生產力呈增加趨勢，秕果重呈降低趨勢，T3的產量性狀及單株生產力優于T4，表明花生種下施磷比側位施肥更能改善花生的產量性狀，提高花生的單株生產力。

表3 不同處理對花生產量性狀及單株生產力的影響

2.3 不同處理對花生不同器官干物重的影響

從表4 可以看出，花生不同器官干物重的大小順序為花生仁＞莖＞葉＞殼＞根。施磷能增加花生不同器官的干物重，與不施磷對照T1 相比，施磷的花生葉、莖、花生仁、殼、根干物重分別平均增加6.9%、6.6%、18.4%、4.1%、33.3%，因此，施用磷肥，花生干物重增幅最大的器官是根，其次是葉，花生仁最小，表明花生在不施磷時，花生光合產物向根部轉運能力最強；施磷時，花生仁干物重增加幅度小，這可能與花生快速完成生活史、形成種子有關。磷肥-種子相對位置對花生不同器官干物重有明顯的影響，不同處理的花生不同器官干物重大小順序為T3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生不同器官干物重呈增加趨勢，T3＞T4，表明花生種下施磷比側位施肥更有利于花生干物重的增加。

表4 不同處理對花生不同器官干物重的影響（g/株）

2.4 不同處理對花生不同器官磷含量的影響

從表5 可知，花生不同器官磷含量的大小順序為花生仁＞葉＞莖＞殼＞根。施磷明顯增加花生不同器官中磷的含量，與不施磷對照T1 相比，施磷的花生葉、莖、花生仁、殼、根中磷含量分別平均增加23.8%、49.7%、5.0%、9.5%、33.1%，因此，施用磷肥，花生磷含量增幅最大的器官是莖，其次是根，花生仁磷含量增加最小，表明花生在不施磷時，花生仁吸收磷的能力強，而施磷時，花生仁磷含量增幅小，這可能與保持下一代花生在遺傳上的生理生化活動對磷需求密切相關。磷肥-種子相對位置對花生不同器官磷含量有明顯的影響，不同處理的花生不同器官磷含量大小順序為T3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生不同器官中磷含量呈增加趨勢，T3＞T4，表明花生種下施磷比側位施肥更有利于花生對磷的吸收。

表5 不同處理對花生不同器官磷含量的影響（g/kg）

2.5 不同處理對花生不同器官磷積累量的影響

從表6 可以看出，磷在花生不同器官積累量的大小順序為花生仁＞葉＞莖＞殼＞根。施磷顯著增加花生不同器官中磷的積累量，與不施磷對照T1相比，施磷的花生葉、莖、花生仁、殼、根中磷積累量分別平均增加32.4%、59.9%、24.4%、14.0%、78.1%，因此，施用磷肥，花生磷積累量增幅最大的器官是根，其次是莖，花生殼中磷積累量增幅最小，表明花生在不施磷時，磷向果殼優先積累的能力強，而施磷時，花生殼中磷積累量增幅小，這可能與果殼形成是花生產量形成的基礎有關。磷肥-種子相對位置對花生不同器官磷積累量有明顯的影響，不同處理的花生不同器官磷積累量大小順序為T3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生不同器官中磷積累量呈增加趨勢，T3＞T4，表明花生種下施磷比側位施肥更有利于花生對磷的積累。

表6 不同處理對花生不同器官磷積累量的影響（mg/株）

2.6 不同處理對磷肥利用率的影響

從表7 可知，施磷顯著增加磷在花生植株中的積累量，與不施磷對照T1 相比，T2、T3、T4、T5 處理的花生植株中磷積累量分別增加18.4%、40.7%、31.3%、23.6%。磷肥-種子相對位置對花生植株中磷積累量有明顯的影響，不同處理的花生植株中磷積累量大小順序為T3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生植株中磷積累量呈增加趨勢，磷肥集中施用，能顯著增加花生植株中磷積累量，T3＞T4，表明花生種下施磷比側位施肥更有利于花生對磷的積累。因此，T3 處理磷肥利用率最高，為27.1%，分別比T4、T5、T2 處理高7.0、12.9、14.6 個百分點。

表7 不同處理對磷肥利用率的影響

3 結論與討論

3.1 施磷肥深度對作物產量的影響

施磷能顯著提高作物的產量，韓上等［28］研究結果表明，油菜移栽時施磷的產量平均為2571 kg/hm2，與不施磷相比，油菜產量提高672 kg/hm2，增產率為41.5%。施磷量相同時，磷肥分層施用在增加春玉米磷積累和吸收效率方面優于傳統施磷［14］，磷肥在種同層及種下6 cm 條施的分層施對大豆的生長發育和產量影響最大，種下6 cm 條施次之，0～15 cm 土壤混層施肥最小［13］，與分層施用和淺施相比，磷肥單層深施能促進夏玉米生長發育，增產效果顯著［12］。夏玉米磷肥施入5 cm、15 cm、1/2 施入5 cm 和1/2 施入15 cm 深的土層中時，施肥深度為15 cm的夏玉米產量增加5.9%～10.6%，其次是1/2 施入5 cm 和1/2 施入15 cm［19］。夏玉米磷 肥集中施用在15 cm 深度，能夠增加深層土壤根系的分布比例，提高植株對磷肥的吸收、利用效率，顯著提高夏玉米產量［20，23］。旋耕措施下春玉米磷肥施用深度在12 cm 左右較為適宜，在深松+旋耕措施下12～18 cm 深度施肥增產效果最好［22］。也有研究表明，磷肥用量相等時，施肥深度分別為8、16、24 cm 時，小麥的穗粒數和產量與深度成正比［25］。可見，磷肥分層施用和施用深度對作物產量有明顯的影響。

3.2 磷肥施用方式對作物產量的影響

有研究認為磷肥施用深度對小麥產量的影響最大，磷肥側位和正位施用的影響次之，磷肥施用量的影響最小［17］。也有研究結果表明，施磷量對谷子的產量影響最大，施肥深度的影響大于施肥水平距離，谷子產量在8000 kg/hm2以上時，P2O5的施用量為136.35～153.63 kg/hm2，施肥深度為20.80～23.75 cm、施肥水平距離為16.80～18.75 cm［18，24］。這可能與種植谷子的土壤肥力低，對施肥反應敏感，谷子又是深根系作物，而種植小麥的土壤一般肥力較高，施肥量較大，又是淺根系作物有關。在水稻上，磷肥淺施有利于苗期根系對養分的吸收及根系的生長發育，且磷肥的行內施用優于行間施用［9］，與磷肥直接撒施地表相比，磷肥撒施地表+旋耕的水稻有效穗和產量顯著增加［7］。在煙草上，雙條溝施磷肥能顯著促進烤煙的生長，提高肥料的吸收和利用，顯著提高煙葉的產質量［10-11］。這可能是由水稻是水田作物，而煙草是旱作作物，土壤水分對磷肥在土壤中運移機制不同引起的，總的來說，旱作作物上磷肥條施、深施能夠有效提高作物產量［4］。本試驗結果表明，隨著磷肥在土壤中集中程度的增加，磷肥能更有效地促進花生的生長發育，促進磷的吸收、利用。這和前人在小麥［17］、谷子［18，24］、水稻［7，9］、煙草［10-11］上的施磷效果基本一致。

3.3 磷肥-種子相對位置對作物產量的影響

王巖等［29］研究認為，相同施磷水平下，在玉米一側穴施磷肥的地上部生物量高于兩側穴施磷肥，地上部生物量提高0.4%～7.6%。小麥定位條施于播種行側、膜下、種側下5 cm 處的膜側施肥促進了不同生育時期的氮磷鉀吸收，協同提高了經濟效益、養分吸收效率和肥料偏生產力［15］，冬小麥種子正下方5 cm 條施和混施在產量和吸磷量上均高于表面撒施等施用方式［8］；大豆在種下6 cm 側向0～6 cm 施用磷肥，對養分的吸收明顯高于種下6 cm 側向18～24 cm 施肥［21］，這表明，相同施肥深度，遠離作物施用磷肥，不利于作物對磷的吸收、利用。本研究結果認為，種下5 cm 施磷的花生生長發育狀況最好，磷肥的吸收、利用最高，其中花生單株生產力最大，為32.4 g/株，磷肥利用率最高，為27.1%，其次是花生種子一側5 cm 及深5 cm 施磷，再次是花生種子兩側5 cm 及深5 cm 施磷，0～10 cm 土壤混勻施磷最小。這與磷肥在小麥［8，15］、大豆［21］上的施用結果較為一致。可見，磷肥與種子的空間位置對花生的生長發育和磷的吸收、利用有重要影響。本試驗在盆栽條件下明確了花生種下5 cm 處施磷時，花生對磷肥的吸收、利用效果最好，因此后續應在大田實際生產中，結合花生的種肥一體化播種，開展花生種下5 cm 條施磷肥方面的研究，為花生的機械化精準、高效、輕簡施肥提供技術支撐。