不同收獲時期對花生產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

郭 峰 李慶凱 范仲學(xué) 崔 利 孟靜靜 唐朝輝 李新國 萬書波

(山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心；山東省作物遺傳改良與生態(tài)生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250100)

作物成熟要經(jīng)歷一個復(fù)雜的過程，期間作物體內(nèi)持續(xù)發(fā)生物理與化學(xué)變化，其產(chǎn)量和品質(zhì)除受品種、栽培技術(shù)等因素影響外，與收獲時間也有很大關(guān)系[1-4]。不同收獲時期可改變作物生育期內(nèi)的光、熱、水等氣候要素的配置，從而使作物產(chǎn)量及品質(zhì)表現(xiàn)一定的差異[5,6]。路海東等[7]研究發(fā)現(xiàn)，夏玉米收獲期每推遲1 d，百粒質(zhì)量可增加0.44 g，產(chǎn)量可增加206 kg/hm2。隨收獲期的延遲，供試6個大豆品種的油分含量呈先上升后下降的變化趨勢，過早或過晚收獲都會影響其油分含量，且每個品種都有其最佳的收獲期[8]。樂麗紅等[9]報道了適當(dāng)推遲收獲，“甬優(yōu)538”結(jié)實(shí)率提高，產(chǎn)量增加，糙米率、整精米率及精米率提高，但稻米蛋白質(zhì)含量降低。可見，適時收獲是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的一條重要途徑。

花生(ArachishypogaeaL.)是我國重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。花生莢果產(chǎn)量及籽仁營養(yǎng)成分含量在其成熟過程中不斷變化，適宜收獲期對其莢果產(chǎn)量和籽仁品質(zhì)起著重要作用[10]。收獲過早導(dǎo)致莢果代謝積累物質(zhì)不足，多數(shù)莢果未充分成熟，秕果多，產(chǎn)量低，品質(zhì)差；收獲過晚導(dǎo)致果柄易霉?fàn)€，莢果脫落，甚至莢果變質(zhì)腐爛。我國花生種植分布較廣，因種植制度不同，播種時間和收獲時期差異較大[11]。隨著品種更新、地膜覆蓋等措施的實(shí)施，花生生育期普遍變短，這在一定程度上影響了花生產(chǎn)量和品質(zhì)。食用花生的評判標(biāo)準(zhǔn)主要包括籽仁中氨基酸、蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)，油用花生則以籽仁高油酸、高亞油酸和高脂肪含量作為首要優(yōu)質(zhì)性狀[12]。

本研究通過對不同品種春花生不同收獲時期產(chǎn)量和品質(zhì)進(jìn)行分析, 研究收獲期與花生產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)系，旨在為山東省中西部地區(qū)食用和油用等不同用途的花生優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試花生品種：大花生“花育22號”和小花生“花育20號”，為山東省主推品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)連續(xù)2年(2009—2010年)在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)場進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤類型為壤土，播前土壤堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別為90.5、25.8、159.0 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為13 g/kg?；ㄉN植采用起壟覆膜的方式：壟距85 cm，壟面寬55 cm，壟高10 cm，壟上種兩行花生，行距35 cm，大花生(花育22號)密度21萬株/hm2，小花生(花育20號)密度22.5萬株/hm2，每穴1粒種子。小區(qū)面積25.5 m2，隨機(jī)排列，重復(fù)3次。小區(qū)基施肥料以尿素(含N 46%)、過磷酸鈣(含P2O512%)和硫酸鉀(含K2O 50%)按照N、P2O5、K2O三者比例按1∶1.1∶1.3配施而成，每畝施用50 kg。4月25日播種，收獲期分為8月1日、8月18日和9月4日，均為飽果期，每隔17 d收獲1次，分別代表花生的飽果成熟初期、飽果成熟中期和飽果成熟末期，其他措施同一般高產(chǎn)田。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的測定

收獲時每小區(qū)選取生長整齊一致的花生植株10棵，考察單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)和單株秕果數(shù)。各小區(qū)選取兩壟生長均勻一致長度2 m的花生進(jìn)行收獲，然后摘果、風(fēng)干，測定小區(qū)莢果產(chǎn)量。

1.3.2 花生籽仁品質(zhì)的測定

各處理在自然風(fēng)干的莢果中選取均勻一致的莢果人工剝?nèi)∽讶剩讶手械陌被?、蛋白質(zhì)、粗脂肪、油酸、亞油酸含量及O/L值等指標(biāo)，采用多功能谷物近紅外分析儀(DA7250)進(jìn)行分析與測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，SPSS 16.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理間各指標(biāo)的差異顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平設(shè)為α= 0.05，采用LSD法進(jìn)行多重比較。2年試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果變化趨勢基本一致，全文數(shù)據(jù)采用兩年數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同收獲期對花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

從表1可以看出，不同收獲期對花生產(chǎn)量及構(gòu)成因素均有一定的影響，且品種間存在差異。進(jìn)入8月份，“花育20號”單株結(jié)果數(shù)趨于穩(wěn)定，而8月1日收獲的“花育22號”顯著低于后期收獲。隨著收獲期延長，兩品種花生單株飽果數(shù)顯著增加，秕果數(shù)呈降低的趨勢，其中對大花生“花育22號”的影響要大于小花生“花育20號”；前者飽果率由44.1%增加到60.8%，增加了16.7個百分點(diǎn)；后者飽果率從51.2%增加到62.3%，增加了11.2個百分點(diǎn)，但“花育20號”單株飽果數(shù)和秕果數(shù)差異均不顯著，這說明延長收獲期對小花生的影響較小。從小區(qū)產(chǎn)量來看，其規(guī)律性與飽果率基本一致，后期收獲對“花育20號”的影響亦不大，這可能與小花生生育期短有關(guān)。因此，適當(dāng)延長“花育22號”收獲時間對于提高其飽果率和莢果產(chǎn)量是必要的。

2.2 不同收獲期對花生籽仁人體必需氨基酸含量的影響

由表2可知，不同收獲期對兩品種花生籽仁中苯丙氨酸、異亮氨酸和總?cè)梭w必需氨基酸含量影響均未達(dá)到差異顯著性，對其他氨基酸含量的影響因品種而異。對“花育22號”來講，8月1日收獲的籽仁中蛋氨酸、蘇氨酸和纈氨酸含量均顯著高于后兩個收獲期；到了8月18日，亮氨酸含量顯著高于其他兩個收獲期；賴氨酸和色氨酸含量則無顯著差異。隨著收獲時期的延長，“花育20號”籽仁中色氨酸含量呈增加趨勢，賴氨酸呈降低趨勢；與8月1日收獲的花生相比，9月4日收獲的花生籽仁中兩種氨基酸的含量顯著增加；蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸和纈氨酸含量差異均不顯著。從整體來看，“花育22號”籽仁中人體必需氨基酸總含量呈降低的趨勢，而“花育20號”呈先升后降的趨勢，但均未達(dá)到差異顯著性。因此，從所含人體必需氨基酸總量及營養(yǎng)價值來看，“花育20號”應(yīng)正常成熟相對晚收，而“花育22號”宜早收。

表1 不同收獲期對花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

注：不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

表2 不同收獲期對花生籽仁中8種人體必需氨基酸含量的影響/%

2.3 不同收獲期對花生籽仁人體半必需氨基酸含量的影響

隨著收獲期延遲，兩品種花生籽仁中精氨酸含量均顯著降低，而胱氨酸和絲氨酸含量差異不顯著，其他氨基酸含量亦因品種而異。3個收獲期，“花育22號”籽仁中甘氨酸含量呈增加的趨勢，但前兩個收獲期差異不顯著，9月4日收獲則顯著提高了其含量；不同收獲期對酪氨酸含量的影響差異不顯著?！盎ㄓ?0號”酪氨酸含量隨著收獲期延遲先升后降，9月4日收獲則顯著降低了其含量，而不同處理間甘氨酸含量不存在差異顯著性。綜合3個收獲時期，“花育22號”籽仁中人體半必需氨基酸總量呈下降趨勢，而“花育20號”則呈先升后降趨勢。從人體半必需氨基酸總量和營養(yǎng)價值分析，“花育22號”宜早收，而“花育20號”則應(yīng)正常成熟，相對晚收(表3)。

2.4 不同收獲期對花生籽仁人體其他人體非必需氨基酸含量的影響

從表4可以看出，不同收獲期對兩品種花生籽仁中組氨酸和脯氨酸含量的影響均差異不顯著。隨收獲期的延長，“花育22號”和“花育20號”籽仁中天冬氨酸含量均呈降低的趨勢，前者8月1日收獲顯著高于后兩個收獲期，后者9月4日收獲則顯著低于前兩個收獲期。兩品種花生籽仁中谷氨酸含量均呈現(xiàn)先升后降趨勢，其中“花育22號”的3個收獲期之間均達(dá)到了差異顯著性，而“花育20號”則差異不顯著；兩品種丙氨酸含量均呈下降趨勢，其中“花育20號”在9月4日收獲其含量差異低于8月1日收獲，而“花育22號”各處理間差異不顯著。從整體來看，人體非必需氨基酸總量均呈現(xiàn)降低趨勢，其中9月4日收獲的花生均顯著降低了其含量。因此，從其他人體非必需氨基酸總量及營養(yǎng)價值分析，兩者均應(yīng)早收。

2.5 不同收獲期對花生籽仁總氨基酸、蛋白質(zhì)、粗脂肪、油酸、亞油酸含量及O/L的影響

從表5可以看出，隨收獲期延長，兩品種花生籽仁中粗脂肪和油酸含量均呈升高趨勢，其中9月4日收獲的花生籽仁粗脂肪含量均顯著高于前兩個收獲期，而油酸含量各處理之間均達(dá)到了差異顯著性。不同收獲期對蛋白質(zhì)含量的影響因品種而異，其中“花育22號”籽仁中蛋白質(zhì)含量隨收獲期的延長呈降低趨勢，9月4日收獲顯著降低了其含量，而前兩次收獲處理間差異不顯著；“花育20號”籽仁中蛋白質(zhì)含量呈先升高后降低的趨勢，8月18日收獲顯著高于8月1日，但后兩次收獲之間差異不顯著。3個收獲期，“花育22號”籽仁中總氨基酸含量顯著降低，而“花育20號”則呈現(xiàn)先升后降趨勢。不同收獲期對“花育22號”籽仁亞油酸含量的影響差異不顯著，但延遲收獲提高了“花育20號”籽仁亞油酸含量。與8月1日收獲相比，晚收均顯著增加了兩品種O/L值，但“花育22號”后兩次收獲之間差異不顯著，而“花育20號”各處理之間均差異顯著。綜上，根據(jù)用途確定收獲時期，從食用角度分析，“花育22號”宜早收獲，“花育20號”宜相對晚收獲；從油用角度分析，均應(yīng)正常成熟收獲。

表3 不同收獲期對花生籽仁中5種人體半必需氨基酸含量的影響/%

表4 不同收獲期對花生籽仁中其他人體非必需氨基酸含量的影響/%

表5 不同收獲期對花生籽仁總氨基酸、蛋白質(zhì)、粗脂肪、油酸、亞油酸含量及O/L值的影響

2.6 不同收獲期不同品種花生籽仁蛋白質(zhì)、粗脂肪含量與積溫和日照時數(shù)的關(guān)系

圖1為不同收獲期不同品種花生籽仁蛋白質(zhì)、粗脂肪含量與積溫和日照時數(shù)的線性關(guān)系，可以看出，隨著收獲期的推遲，積溫和日照時數(shù)與兩品種花生籽仁脂肪含量均存在一定的正相關(guān)性，決定系數(shù)R2值介于0.796 9～0.806 8；“花育22號”籽仁中蛋白質(zhì)的含量與積溫和日照時數(shù)均存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.856 3和-0.859 0，而“花育20號”則與積溫(R=0.733 7)和日照時數(shù)(R=0.730 1)存在正相關(guān)關(guān)系。說明從油用角度，兩品種均應(yīng)正常成熟收獲。從食用角度分析，“花育22號”宜早收獲，“花育20號”宜適時晚收。

注：HY22表示花育22號，HY20表示花育20號；因2009-2010年兩年度花生生育期內(nèi)積溫和日照時數(shù)相差不大，采用兩年數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行分析。圖1 不同收獲期不同品種花生籽仁蛋白質(zhì)、 粗脂肪含量與積溫和日照時數(shù)的關(guān)系

3 討論

3.1 不同收獲期對不同品種花生產(chǎn)量的影響

王紅等[13]研究發(fā)現(xiàn)，與蠟熟中期收獲相比，適當(dāng)?shù)貙⒂衩资斋@時期推遲兩周，籽粒產(chǎn)量可增加約9%。王西芝等[14]認(rèn)為，魯西南夏玉米9月20日苞葉變白時收獲，玉米粒重僅為完熟期的86%，推遲到9月底收獲，可增產(chǎn)10%以上。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著收獲期延長，兩品種花生單株秕果數(shù)降低，飽果數(shù)顯著增加，莢果產(chǎn)量呈增加趨勢，其中“花育22號”莢果產(chǎn)量可增加15.38%～28.85%，“花育20號”可增產(chǎn)13.16%～18.42%?；ㄉ斋@期屬于飽果成熟期，該時期營養(yǎng)生長逐漸衰退，干物質(zhì)積累速度變慢，莖葉中所積累的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量向莢果轉(zhuǎn)運(yùn)[11]。延遲收獲從而花生增產(chǎn)，分析其主要原因是延長了其飽果成熟期。陳亮等[15]報道了日照時數(shù)每增加1 h，玉米產(chǎn)量增加3.5～6.6 kg/hm2。李月華等[16]研究發(fā)現(xiàn)玉米千粒重增加與光照有關(guān)，光照不足時千粒重下降。隨著收獲期推遲，夏玉米千粒重提高，且千粒重增加與全生育期積溫呈極顯著正相關(guān)。在本研究中，推遲收獲期增加了花生日照時數(shù)和積溫。另一方面，隨著收獲期延長，氣溫日較差逐漸增大。以上因素均在一定程度上增加了花生莢果產(chǎn)量。

花生產(chǎn)量形成是一個連續(xù)的動態(tài)的過程，莢果和籽仁質(zhì)量在莢果形成后70～80 d仍有明顯增加，80 d以后則增加不明顯[17]。陸大雷等[18]認(rèn)為糯玉米籽粒產(chǎn)量隨著收獲期延遲而不斷增加，在不同收獲期條件下，花后35～40 d籽粒產(chǎn)量增加最快，而40 d后增加緩慢。本研究結(jié)果顯示，與小花生“花育20號”相比，延長收獲期對大花生“花育22號”的產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響較大，且后期收獲對“花育20號”的影響亦不大，這可能與小花生生育期較短有關(guān)。據(jù)研究，花生單株莢果干物質(zhì)的累積過程呈“S型曲線”，即在花生成熟期，莢果產(chǎn)量逐漸增加，到最高后產(chǎn)量穩(wěn)定一定時間又逐漸下降[11]。因此，生產(chǎn)上可適當(dāng)延遲花生收獲期。

3.2 不同收獲期對不同品種花生品質(zhì)的影響

不同作物具有不同的品質(zhì)最佳收獲期，且隨收獲期推遲品質(zhì)變化趨勢也不盡相同。王延琴等[3]研究發(fā)現(xiàn)棉子中可溶性糖及脂肪含量隨收獲時間后延而降低，蛋白質(zhì)及棉酚含量隨收獲時間后延而升高。吳建宇等[19]研究表明，隨著收獲期延遲，玉米籽粒蛋白含量逐漸下降，脂肪和碘值逐漸升高，適時收獲可改善品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)，推遲收獲期，兩品種花生籽仁中油酸和O/L值均顯著增加；與8月1日收獲相比，9月4日收獲的兩品種花生籽仁中粗脂肪含量及“花育20號”亞油酸含量均顯著增加。隨著收獲期的推遲，兩品種花生籽仁脂肪含量、“花育20號”籽仁蛋白質(zhì)含量與積溫和日照時數(shù)均呈一定的正相關(guān)。延遲收獲可充分利用8月中下旬及9月上旬晝夜溫差大、光照充足等氣象資源，促進(jìn)花生籽仁中包括油酸、亞油酸和粗脂肪等在內(nèi)多種營養(yǎng)物質(zhì)的合成。另一方面，推遲收獲延長了兩品種花生飽果成熟期，利于花生籽仁干物質(zhì)積累和油脂合成。而“花育22號”籽仁中蛋白質(zhì)的含量與積溫和日照時數(shù)均呈負(fù)相關(guān)，這可能與大小花生品種差異有關(guān)。

在植物體氮代謝過程中，無機(jī)氮主要通過谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合成酶循環(huán)同化銨態(tài)氮谷氨酸和谷氨酰胺，再通過各種轉(zhuǎn)氨酶作用轉(zhuǎn)化為其他必需或非必需氨基酸，為蛋白質(zhì)合成提供前體物質(zhì)[20,21]。因此，蛋白質(zhì)與氨基酸含量與氮代謝關(guān)鍵酶的活性有著密切的聯(lián)系。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著收獲期的推遲，兩品種花生籽仁中4種人體必需氨基酸含量、2種人體半必需氨基酸含量、2種其他人體非必需氨基酸含量、人體半必需氨基酸總含量和其他人體非必需氨基酸總含量均呈降低趨勢，且“花育22號”籽仁中蛋白質(zhì)含量亦呈降低趨勢，“花育20號”蛋白質(zhì)含量呈先升后降的趨勢。延遲收獲，花生莢果水分含量明顯降低，加之早晚溫差變大，夜間濕度大，花生籽仁吸水，而白天溫度升高，水分蒸發(fā)，花生籽仁水分含量偏低在一定程度上降低了氨基酸代謝酶活性，從而使氨基酸、蛋白質(zhì)積累相對較少。另外，不同收獲期的日最低溫度、日均氣溫、日相對濕度和日均日照時數(shù)等氣候生態(tài)因子也在一定程度上影響了兩品種花生的食用品質(zhì)。

4 結(jié)論

延長收獲期可通過提高單株花生結(jié)果數(shù)和飽果率來增加花生莢果產(chǎn)量，以大花生“花育22號”增幅較大。隨收獲期延長，兩品種花生籽仁中油酸、O/L值和粗脂肪含量均呈增加趨勢。延遲收獲影響了花生籽仁中各類氨基酸和蛋白質(zhì)含量：兩品種花生籽仁中4種人體必需氨基酸含量、2種人體半必需氨基酸含量、2種其他人體非必需氨基酸含量、人體半必需氨基酸總含量和其他人體非必需氨基酸總含量均呈降低趨勢，“花育22號”籽仁中蛋白質(zhì)含量亦呈降低趨勢，而“花育20號”蛋白質(zhì)含量呈先升后降的趨勢；與大花生“花育22號”相比，小花生“花育20號”籽仁中氨基酸含量在前兩個收獲期變化較小。

隨著收獲期的推遲，兩品種花生籽仁脂肪含量與積溫和日照時數(shù)均呈一定的正相關(guān)?！盎ㄓ?2號”籽仁中蛋白質(zhì)的含量與積溫和日照時數(shù)均呈負(fù)相關(guān)，而“花育20號”則與積溫和日照時數(shù)呈正相關(guān)。從食用角度來看，“花育22號”宜早收獲，而“花育20號”宜正常成熟，適時延后收獲；從油用角度分析，兩品種均應(yīng)適當(dāng)晚收。