花針期灌水量對(duì)花生光合特性和產(chǎn)量的影響

摘要：本試驗(yàn)以花育22（HY22）和花育25（HY25）為材料，在大田條件下采用覆膜滴灌栽培方式，于花生花針期設(shè)置O（CK）、150（W1）、300（W2）、450（W3） m3/hm2四個(gè)灌水量處理，研究不同灌水量對(duì)花生葉面積、葉綠素含量、光合特性和產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響。結(jié)果表明，隨生育進(jìn)程推進(jìn)，不同灌水量處理兩品種的葉面積指數(shù)（LAI）、葉綠素含量、葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs）均呈先上升后下降趨勢(shì)，W2處理整體均較高：胞間CO2濃度（Ci）呈先下降后上升趨勢(shì)，W2處理較低。各灌水處理下兩花生品種產(chǎn)量均以W2最高，分別達(dá)到4 952.00 kg/hm2和5 062.79 kg/hm2，分別較CK顯著增產(chǎn)8.83%和10.67%。綜上表明，灌水量300 m3/hm2可有效改善花生光合特性，提高光合效能，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：花生；花針期：灌水量；光合特性；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：S565.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2024） 08-0050-06

花生是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)和油料作物，但地域性的降水量偏少且集中、季節(jié)性干旱等已成為限制花生產(chǎn)質(zhì)量提高的主要因子。光合作用強(qiáng)弱是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量高低的重要因素，水分是影響作物光合作用的主要因素之一，不同灌水量會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不同的效應(yīng)。前人對(duì)土壤水分與作物光合作用間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了大量研究。保墑灌溉能提高作物葉片葉綠素含量、有效蒸騰和光合速率，但是過(guò)量灌水會(huì)影響作物光合作用。水分虧缺通過(guò)降低氣孔導(dǎo)度影響光合作用，直接影響葉肉細(xì)胞的光合能力。干旱會(huì)降低花生葉片光合速率和蒸騰速率，方靜研究認(rèn)為，干旱脅迫會(huì)使春小麥旗葉SPAD值、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）顯著降低。水分脅迫是導(dǎo)致小麥葉片光合功能期縮短、氣孔阻力增大、凈光合速率下降，致使小麥群體光合性能降低的直接原因，最終影響產(chǎn)量。前人也對(duì)灌水量與花生產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行了研究：張鳳等研究認(rèn)為，不同時(shí)期的淹水均顯著降低花生產(chǎn)量，減產(chǎn)幅度為結(jié)莢期＞開(kāi)花期＞苗期。不同時(shí)期干旱也顯著降低花生產(chǎn)量，花針期干旱會(huì)使花生產(chǎn)量大幅度降低。

花生是抗旱耐瘠薄作物，對(duì)水分環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，大部分種植地區(qū)依靠自然降水能滿(mǎn)足其生長(zhǎng)過(guò)程對(duì)水分的需求。花針期是水分需求敏感期，此時(shí)期灌水與花生生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)，影響其光合生理特性和產(chǎn)量。研究花針期不同灌水量對(duì)花生光合生理特性和產(chǎn)量的影響，有助于明確花生花針期光合特征對(duì)水分的響應(yīng)，可為掌握花生高效灌水技術(shù)和產(chǎn)量提高提供有力的數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及概況

試驗(yàn)在山東省花生研究所萊西試驗(yàn)站進(jìn)行（120°12＇E，36°24＇ N）。供試材料為花育22（HY22）和花育25（HY25）兩個(gè)大粒花生品種。試驗(yàn)地土壤基本理化性狀：土壤吸濕水含量為4.87%，容重1.16 g/cm3，pH值7.4，有機(jī)質(zhì)含量15.6 g/kg，全氮1.63 g/kg，全磷（P2O5）0.97 g/kg，全鉀（K2O） 10.53 g/kg，水解氮85.8 mg/kg，速效磷（P2O5）43.2 mg/kg，速效鉀（K2O） 107.2mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，灌水處理為主區(qū)，品種為副區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列。采用壟作覆膜種植模式，1壟2行，壟面寬50 cm，壟高15 cm，壟距85 cm。雙粒穴播，穴距17 cm。每小區(qū)5壟，面積42.5m2，重復(fù)3次。播種前施足底肥：腐熟有機(jī)肥45 000 kg/hm2、磷酸二銨225 kg/hm2、硫酸鉀112.5 kg/hm2、過(guò)磷酸鈣75 kg/hm2。于花針期（7月8日）采用膜下滴灌方式進(jìn)行灌水處理，灌水量分別為150（W1）、300（W2）、450（W3） m3/hm2，以田間自然降水為對(duì)照（CK），其他管理同常規(guī)高產(chǎn)大田。試驗(yàn)于4月29日播種，9月3日收獲。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

于花針期（7月18日和7月29日）、飽果期（8月8日和8月20日）、成熟期（9月1日）每處理分別取4株花生的倒二、倒三完全展開(kāi)葉，洗凈后迅速放人液氮中密封保存，帶回實(shí)驗(yàn)室-70℃保存，以備相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

1.3.1 產(chǎn)量性狀測(cè)定

成熟期每處理取6株花生進(jìn)行室內(nèi)考種，統(tǒng)計(jì)公斤果數(shù)、百仁重和出米率。各小區(qū)選取4.5 m2長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的區(qū)域進(jìn)行實(shí)收測(cè)產(chǎn)，并換算每公頃的莢果產(chǎn)量。

1.3.2 葉面積指數(shù)測(cè)定

對(duì)5個(gè)取樣時(shí)期的葉片，采用打孔稱(chēng)重法測(cè)定葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)（LAI）。

1.3.3 光合特性指標(biāo)測(cè)定

分別于7月18日、8月8日和9月1日，用美國(guó)產(chǎn)LI- 6400光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定花生葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間C02濃度（Ci）；用An-ron法測(cè)定葉片葉綠素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性檢驗(yàn)采用LSD法（α= 0.05）進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 花針期不同灌水量對(duì)花生葉面積指數(shù)的影響

由圖1可知，兩品種的葉面積指數(shù)隨生育進(jìn)程推移均呈先上升后下降的單峰曲線(xiàn)變化。W1、W2處理下，HY22葉面積指數(shù)達(dá)到峰值時(shí)間均較CK提前12 d，W3處理峰值出現(xiàn)時(shí)間與CK一致。各取樣時(shí)期W2處理下的葉面積指數(shù)均最大，平均為4.84，較CK增加40. 10%。

HY25葉面積指數(shù)的峰值在不同灌水量處理下均高于CK，峰值時(shí)葉面積指數(shù)大小為W2＞W(wǎng)3＞W(wǎng)1＞CK，其中W1、W3處理下葉面積指數(shù)峰值較CK、W2處理提前12 d。W2處理葉面積指數(shù)最大，5個(gè)取樣時(shí)期平均較CK增加38.98%。

花生生長(zhǎng)后期（8月20日后），各處理的葉面積指數(shù)均呈下降趨勢(shì)。與其他處理相比，W2依然有較高的葉面積指數(shù)：W1處理可能是因?yàn)楣嗨枯^少，葉面積指數(shù)較小，花生生長(zhǎng)發(fā)育受影響：而W3處理可能是因?yàn)楣嗨窟^(guò)大產(chǎn)生澇害，導(dǎo)致其葉面積指數(shù)明顯小于W2處理。

2.2 花針期不同灌水量對(duì)花生葉片葉綠素含量的影響

由圖2可知，兩品種的葉片葉綠素含量隨生育進(jìn)程推移均呈先上升后下降的單峰曲線(xiàn)變化。各灌水處理下，HY22葉片葉綠素含量峰值均出現(xiàn)在8月8日，峰值大小表現(xiàn)為W2＞W(wǎng)1 ＞W(wǎng)3＞CK。不同灌水量處理下HY25葉片葉綠素含量峰值均高于CK，峰值大小趨勢(shì)與HY22相同，但峰值出現(xiàn)的時(shí)間不同，CK、W1、W3處理下峰值出現(xiàn)在8月8日，而W2處理則出現(xiàn)在8月20日。

兩品種葉綠素含量整體均以W2處理較高，峰值時(shí)分別較同一時(shí)期CK提高21. 48%和%24.07%。進(jìn)人生育后期（8月20日后），各處理兩品種葉綠素含量均開(kāi)始下降，但降速不同，HY22下降迅速，HY25下降則較為緩慢，且W2處理下的葉綠素含量明顯高于其他處理。

2.3 花針期不同灌水量對(duì)花生葉片光合特性的影響

2.3.1 對(duì)葉片凈光合速率（Pn）和蒸騰速率（Tr）的影響

由表1可知，葉片Pn隨灌水量增加整體表現(xiàn)為先升后降趨勢(shì)，隨生育進(jìn)程推移均呈先升后降趨勢(shì)，并于灌水后30 d（8月8日）達(dá)到最高（HY25的W3處理除外）。同一生育時(shí)期，兩品種各灌水處理的葉片Pn均高于CK（9月1日HY22的W1處理除外）。8月8日，各灌水處理下HY22葉片Pn與CK相比差異顯著，分別提高54.92%、111. 30%、26. 37%，而HY25在不同生育時(shí)期與CK相比均差異顯著，其中8月8日分別提高24.05%、53.66%、21.04%。

灌水處理可提高花生葉片Tr，兩品種各處理葉片Tr與Pn變化基本一致，均隨生育進(jìn)程推移呈先升后降趨勢(shì)，灌水后30 d達(dá)到最高，且該時(shí)期W2處理下兩品種葉片Tr均顯著高于CK，提高幅度分別為18.62%和28.45%。

8月8日，W2處理下兩品種Pn、Tr較CK提高的平均值分別為82.48%、23 .54%。

2.3.2 對(duì)葉片氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）的影響

由表2可知，花針期灌水處理提高花生葉片Gs，但不同灌水量間有差異，且隨生育進(jìn)程推移均呈迅速升高后快速下降的變化，均在8月8日達(dá)到最高，其中W2處理下兩品種葉片Gs分別為2.523、3.457 mol/（m2·s），分別為CK的1.51倍和3.11倍。葉片Ci隨生育進(jìn)程推移均呈先下降后上升的變化趨勢(shì)。8月8日，W2處理下兩品種的葉片Ci均顯著低于CK，降幅分別為43.94%和28.38%。

2.4 花針期不同灌水量對(duì)花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可知，花針期不同灌水量對(duì)不同花生品種莢果產(chǎn)量的影響不同，除W3處理與CK無(wú)顯著差異外，其余灌水處理均顯著提高莢果產(chǎn)量，且均以W2處理的最高，HY22、HY25產(chǎn)量分別為4 952. 00、5 062. 79 kg/hm2，較CK分別提高8.83%、10.67%。

花針期灌水處理均顯著降低兩品種的公斤果數(shù)，W1、W2、W3處理下HY22的降低幅度分別為9.69%、16. 94%、10. 83%，HY25的降低幅度分別為16.32%、18.25%、10.82%。

與CK相比，W2處理均明顯增加兩品種的百仁重和出米率，HY22的增加幅度分別為11.20%和5. 83%，HY25的增加幅度分別為22. 85%和5.23%。

3 討論與結(jié)論

光合作用是作物生長(zhǎng)發(fā)育與物質(zhì)形成的基礎(chǔ)，光合作用強(qiáng)弱是決定作物產(chǎn)量高低的重要因素。通過(guò)灌水可以調(diào)整土壤耕層的理化性質(zhì)，從而使土壤環(huán)境得以改善，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育而形成良好的群體結(jié)構(gòu)，增加光合面積，增強(qiáng)植株光合能力。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的基礎(chǔ)，其含量是研究作物生長(zhǎng)特性、生理變化及作物氮素代謝的重要指標(biāo)。水分不足會(huì)引起葉片中葉綠體色素的降解，在輕度缺水條件下，葉片葉綠素含量會(huì)略有上升，從而補(bǔ)償因?yàn)楦珊得{迫而造成的光合能力下降，但在中度和嚴(yán)重缺水條件下葉片葉綠素含量則迅速下降。土壤相對(duì)含水量保持在相對(duì)較高水平時(shí)，不充足灌水處理反而提高花生光合能力，這說(shuō)明灌水并非越多越好。本研究結(jié)果得出，W1、W3處理花生葉片葉綠素含量整體低于W2處理，這與前人研究結(jié)論一致；進(jìn)人生育后期（8月20日后），各處理兩品種的葉片葉綠素含量均開(kāi)始下降，但下降速度不同，各灌水處理整體高于CK，且W2處理的含量較高。兩品種葉綠素含量降速上，HY22下降迅速，而HY25下降則較為緩慢，說(shuō)明W2處理不僅能夠促進(jìn)HY25葉片發(fā)育，更能延緩其衰老，使花生功能葉在全生育期內(nèi)均保持較高的葉綠素含量，進(jìn)而提高葉片光合效率。

LAI表征作物光合面積大小，其值越大作物的光合性能越好，能夠直接反映作物群體的光合生產(chǎn)能力，與最終的群體產(chǎn)量密切相關(guān)。隨著灌水量增加，作物葉面積指數(shù)和水分利用效率均出現(xiàn)不同程度的增加，且灌水可以使葉片葉綠素含量在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持在較高水平，從而使葉片的光合作用時(shí)間延長(zhǎng)，光合速率也明顯提高，進(jìn)而增加光合產(chǎn)物積累，對(duì)作物產(chǎn)量有明顯促進(jìn)作用。本研究結(jié)果表明，W2處理下兩花生品種的LAI均明顯高于其他處理，葉片葉綠素含量整體表現(xiàn)為W2處理較高；隨灌水量增加，兩花生品種的葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）均呈先升后降趨勢(shì)，而胞間CO，濃度（Ci）整體表現(xiàn)為先下降后上升趨勢(shì)。可見(jiàn)花針期灌水能夠延緩花生植株衰老，增大群體葉面積指數(shù)，增強(qiáng)葉片光合效率。其中，W2處理下兩品種葉片Pn、Tr、Gs峰值較同一時(shí)期CK增加的平均值分別為82.48%、23.54%、130.98%。

灌水量不足或過(guò)量都會(huì)降低花生產(chǎn)量。李瀚在花生定額灌溉研究中發(fā)現(xiàn)，與最適灌溉量相比，灌溉不足或過(guò)量，花生均出現(xiàn)不同程度的減產(chǎn)。花針期是水分需求敏感期，花針期干旱時(shí)花生減產(chǎn)幅度顯著。本試驗(yàn)條件下，與W2處理相比，兩花生品種在W1、W3處理下產(chǎn)量均較低。W1處理產(chǎn)量低可能是因?yàn)楣嗨坎蛔阋种苹ㄉL(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致產(chǎn)量下降，而W3處理產(chǎn)量較低可能是因?yàn)楣嗨看笤斐蓾澈Γ焕诨ㄉa(chǎn)量的形成。灌水量不足或過(guò)量都導(dǎo)致花生產(chǎn)量降低，這與前人的研究結(jié)果一致。

綜上可知，花針期300 m3/hm2的灌水量可明顯增加花生葉面積指數(shù)和葉片葉綠素含量，光合效率顯著增強(qiáng)，進(jìn)而提高產(chǎn)量，還可有效節(jié)約水資源，達(dá)到節(jié)水高效栽培目的。

基金項(xiàng)目：山東省花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（SDAIT-04-15，SDAIT-04-05）