張彩軍霍俊豪袁 潔司 彤王銘倫鄒曉霞

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/山東省旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島266109)

花生是我國(guó)重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物,在油料作物中,其種植面積僅次于油菜,總產(chǎn)量居油料作物之首,在大田作物中,比較效益最高[1]。 通過(guò)提高單產(chǎn)來(lái)增加總產(chǎn),促進(jìn)花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展、提高種植效益,對(duì)保障國(guó)家食用油脂安全、增加農(nóng)民收入具有重要意義[2]。

追肥可增強(qiáng)花生根系活力[3]、促進(jìn)植株健壯生長(zhǎng)[4]、延緩葉片衰老[5]、提高光合性能[6]、促進(jìn)莢果發(fā)育、增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[7]。 然而,花生生產(chǎn)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(zhǎng)前期供肥多、肥料利用率低[8],中后期脫肥,導(dǎo)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(wèn)題。 研究表明,分層施肥可促使冬小麥個(gè)體健壯、提高抗寒性,顯著增加生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量[10];促進(jìn)玉米成熟期地上部干物質(zhì)積累、改善干物質(zhì)分配、提高產(chǎn)量[11]。 花生分層減量施肥尚未見(jiàn)報(bào)道,本研究旨在探明分層減量施肥對(duì)花生葉面積指數(shù)(LAI)、功能葉片葉綠素含量、植株干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響,為創(chuàng)新花生施肥技術(shù)、實(shí)現(xiàn)減肥增效、建立綠色高效施肥技術(shù)體系提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

試驗(yàn)在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)萊陽(yáng)試驗(yàn)站進(jìn)行,試驗(yàn)田為砂壤土,地力均勻,土壤基礎(chǔ)肥力詳見(jiàn)表1,供試花生品種為青花7號(hào),肥料為金正大復(fù)合肥(15-15-15)和氧化鈣(化學(xué)純CaO 98%)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

按施肥量和施肥層次不同設(shè)7個(gè)處理,分別以CK(常規(guī)施肥)、T1、T2、T3、T4、T5、T6表示,各處理施肥層次和施肥量見(jiàn)表2。 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),重復(fù)3次。 小區(qū)長(zhǎng)8.0 m,寬3.6 m,每小區(qū)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(yīng)深度,施肥后整平播種,地膜覆蓋栽培,田間管理同大田生產(chǎn)。5月11日播種,9月11日收獲。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

自團(tuán)棵期開(kāi)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(cè)定單株葉面積(計(jì)算LAI)、功能葉片葉綠素含量、植株各部位(營(yíng)養(yǎng)器官、果針、莢果)干質(zhì)量。 葉面積用EPSON V700型葉面積掃描儀、葉綠素含量用日產(chǎn)SPAD-502型葉綠素計(jì)測(cè)定;各部位干質(zhì)量用烘干法測(cè)定,將植株各器官先于105℃下殺青30 min,再于70℃下烘干至恒質(zhì)量。 收獲期按小區(qū)收獲,莢果自然曬干后入庫(kù),平衡30 d后稱質(zhì)量計(jì)產(chǎn)。從每小區(qū)莢果中取1 kg,分析計(jì)算單株結(jié)果數(shù)、千克果數(shù)、飽果率、雙仁果率、出仁率等。

表1 供試土壤基礎(chǔ)養(yǎng)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(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行處理作圖,用DPS 7.05數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)LSD法對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 分層減量施肥對(duì)花生葉面積指數(shù)(LAI)的影響

由圖1可見(jiàn),苗期(6月10日)后花生LAI迅速增加,于結(jié)莢期(7月25日)達(dá)到最大值,隨后降低,各處理變化趨勢(shì)一致。 6月25日前葉面積指數(shù)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(cè)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(duì)照相比,差異均達(dá)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(zhì)積累和提高產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)。

2.2 分層減量施肥對(duì)花生葉片葉綠素含量的影響

圖1 分層減量施肥對(duì)花生葉面積指數(shù)(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(duì)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(biāo)?；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(shì)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(jié)果期(7月10日)和飽果期(8月24日)測(cè)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(dá)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(duì)花生干物質(zhì)積累量的影響

2.3.1 對(duì)營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累的影響

從苗期(6月10日)至結(jié)莢期(7月25日)花生營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)積累迅速增加,飽果期(8月24日)開(kāi)始下降,各處理變化一致。 6月25日前,營(yíng)養(yǎng)器官干質(zhì)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(cè)定,分層不減肥(T4)、分層減肥10%(T5)處理的營(yíng)養(yǎng)器官干質(zhì)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(dá)顯著水平;分層減肥20%(T6)處理的營(yíng)養(yǎng)器官干質(zhì)量較CK 分別增加5.72%、1.60%、9.57%、4.10%(圖3)。

2.3.2 對(duì)果針(子房柄)干物質(zhì)積累的影響

圖3 分層減量施肥對(duì)花生營(yíng)養(yǎng)器官干物質(zhì)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(duì)花生果針(子房柄)干物質(zhì)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(shù)增加,果針干物質(zhì)積累逐漸增至最大值,后期略下降,各處理變化一致。 結(jié)莢期(7月25日)至成熟期(8月24日),果針干質(zhì)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(cè)定,T1～T6處理果針干質(zhì)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(zhì)積累減少較多,可能與分層施肥更利于干物質(zhì)向莢果運(yùn)轉(zhuǎn)有關(guān) (圖4)。

2.3.3 對(duì)莢果干物質(zhì)積累的影響

隨生育進(jìn)程推進(jìn),花生莢果干物質(zhì)積累迅速增加,近收獲時(shí)增加較少,各處理變化趨勢(shì)一致。 分層施肥明顯增加莢果干物質(zhì)積累;施肥層次相同,隨施肥量減少,干物質(zhì)積累呈下降趨勢(shì)。9月8日(收獲期)測(cè)定,分層施肥處理(T1～T6)莢果干質(zhì)量較CK 分別增加17.25%、16.49%、12.75%、20.00%、13.08%和9.20%,差異均達(dá)顯著水平;減肥10%(T2、T5)和減肥20%(T3、T6)處理莢果干質(zhì)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(zhì)量差異不明顯(圖5)。 分層施肥促進(jìn)莢果干物質(zhì)積累是提高莢果產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)。

圖5 分層減量施肥對(duì)花生莢果干物質(zhì)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(duì)花生產(chǎn)量及其構(gòu)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(duì)花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3可見(jiàn),分層施肥可明顯提高花生莢果產(chǎn)量,即使減少20%的施肥量,仍呈增產(chǎn)趨勢(shì),產(chǎn)量的提高是分層施肥增加單株結(jié)果數(shù)和提高果質(zhì)量所致。 施肥量相同,二層和三層施肥產(chǎn)量無(wú)明顯差異;同為二層施肥,減肥10%減產(chǎn)不明顯,減肥20%則明顯減產(chǎn);同為三層施肥,減肥10%和減肥20%均明顯減產(chǎn),但減肥10%和減肥20%間產(chǎn)量差異較少。

與CK 相比,分層施肥處理(T1～T6)莢果產(chǎn)量增加11.8%～23.0%、單株結(jié)果數(shù)增加2.0%～19.5%,果質(zhì)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(gè)百分點(diǎn);分層施肥處理中,以T1、T2 和T4 處理增產(chǎn)效果明顯,較CK 分別增產(chǎn)20.1%、18.3%和23.1%,差異均達(dá)顯著水平。 各分層施肥處理出仁率較CK 提高1.1～2.8個(gè)百分點(diǎn),籽仁產(chǎn)量提高幅度更大。

3 討論與結(jié)論

分層施肥具有持續(xù)供給養(yǎng)分、便于根系吸收[11-12]、減少養(yǎng)分損失、提高肥料利用率[13]、促進(jìn)植株健壯生長(zhǎng)、增加作物產(chǎn)量的作用[14],其作用效果及生理基礎(chǔ)已在多種作物上得以顯現(xiàn)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(jìn)植株干物質(zhì)積累,顯著增加莢果產(chǎn)量,增產(chǎn)幅度可達(dá)11.8%～23.1%。 即使減肥20%也表現(xiàn)出明顯的增產(chǎn)效果。 分層施肥還明顯提高莢果出仁率,籽仁產(chǎn)量增幅可達(dá)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(jié)果一致。

在機(jī)械化條件下,可實(shí)現(xiàn)耕地分層施肥一體化,明顯提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 本研究認(rèn)為,分層施肥并減肥10%～20%可作為花生生產(chǎn)中一項(xiàng)新的技術(shù)措施,以實(shí)現(xiàn)減肥、增效、增產(chǎn)的目標(biāo)。