司賢宗,張 翔,索炎炎,李 亮,李亞飛,余 瓊,邱嶺軍,余 輝
(1河南省農業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所,鄭州 450002;2正陽縣花生研究所,河南正陽 463600)
不同品種花生存在自身遺傳上的差異,導致其在養(yǎng)分吸收、分配和利用上有明顯不同的特點,探明不同品種花生對養(yǎng)分吸收、分配、利用的特性,對于花生產區(qū)不同品種花生合理施肥具有重要意義。孫虎等[1]開展了施氮量對不同品種花生氮吸收差異的研究,認為不同品種花生對氮素吸收利用的特點不同;張翔等[2-3]研究了施用氮肥對不同品種花生產量的影響,結果表明,不同品種花生對氮肥反應有明顯差異;徐亮等[4]報道了施磷對花生根系生長發(fā)育和產量的影響,認為施磷能顯著增加莢果的產量;馮昊等[5]研究認為,不同品種花生對磷素吸收及利用有顯著差異;周可金等[6]、李偉鋒等[7]、高飛等[8]、李忠等[9]、高建強等[10]研究了鉀對花生生長發(fā)育與產量的影響,認為鉀肥能顯著提高花生莢果產量,在一定施鉀范圍內,隨著鉀肥用量增加,花生產量呈增加趨勢;周錄英等[11-12]研究認為,鈣肥用量、鈣肥與氮磷鉀肥料配施對花生生理特性及產量和品質有顯著影響;司賢宗等[13]研究表明,硫對花生生長發(fā)育、品質有明顯的影響;索炎炎等[14]研究發(fā)現(xiàn)氮鈣硫肥互作能夠影響花生產量和品質;何春梅等[15]利用盆栽試驗方法,研究了鉀、鎂、硫元素不同配比對花生養(yǎng)分吸收、累積及分配的影響,鉀、鎂、硫配施有利于增加花生生物產量、提高經濟產量;熊金燕等[16]研究了控緩釋含硫尿素對花生產量和品質的影響,結果表明,施用控緩釋含硫尿素可以促進花生營養(yǎng)生長與生殖生長,改善提高作物農藝性狀與產量性狀,增加花生產量,提高籽粒中蛋白質和粗脂肪含量??傊瑺I養(yǎng)元素能顯著影響花生的生長發(fā)育、產量增加和品質改善,不同花生品種之間有顯著的差異,有關不同品種花生對氮磷鉀鈣硫吸收、分配和利用等方面的研究還未見報道。為此,在優(yōu)化施肥條件下,研究‘漯花8號’、‘豫花37’、‘豫花40’、‘遠雜9307’、‘商花5號’、‘豫花 22’、‘駐花 1號’、‘冀花 13’、‘中花16’、‘開農71號’、‘中花24號’、‘豫花23’、‘宛花2號’等花生品種對氮磷鉀鈣硫吸收、分配和利用的差異,為豫南花生產區(qū)不同品種花生合理施肥和養(yǎng)分高效利用提供技術支撐。
試驗于2018年6—10月在正陽縣蘭青鄉(xiāng)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16.3 g/kg,全氮1.17 g/kg,速效氮125.3 mg/kg,速效磷29.8 mg/kg,速效鉀123.4 mg/kg,交換性鈣3.51 g/kg、有效硫25.1 mg/kg,pH 4.7。
試驗采用生產應用的13個花生品種,分別為‘漯花8號’、‘豫花37’、‘豫花40’、‘遠雜9307’、‘商花5號’、‘豫花 22’、‘駐花 1 號’、‘冀花 13’、‘中花 16’、‘開農71 號’、‘中花 24號’、‘豫花 23’、‘宛花2 號’,各處理的氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)、鈣(CaO)、硫(S)的施用量為 150、120、90、150、60 kg/hm2,肥料品種為尿素(N 46%)、重鈣(P2O544%)、氯化鉀(K2O 60%)、碳酸鈣(CaO 53%)、硫酸銨(S 25%);肥料全部作基肥施用,整地后,肥料撒施,旋耕。試驗小區(qū)面積為30 m2,不設重復,隨機排列。種植方式為起壟種植,花生種植密度1.8×105穴/hm2,每穴播種2粒。于6月1日播種,9月14日收獲。其他田間管理按照一般豐產大田進行管理。
整地施肥前采集基礎土壤(0~20 cm)樣品1 kg,測定基礎地力。花生收獲時,每個處理取有代表性5株花生,按照莖葉、花生仁、果殼分樣,粉碎后,分別測定氮、磷、鉀、鈣、硫養(yǎng)分的含量[17]。
花生收獲時,每個處理分別取4 m2花生進行收獲、晾曬、稱重計產;同時每個處理取有代表性的10株花生進行考種等。
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)初步整理,用DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理。
從圖1可知,花生莖葉中氮含量在0.837%~1.458%,平均為1.171%,標準差為0.196,‘豫花23’的最低,‘漯花8號’的最高;花生仁中氮含量在4.390%~5.150%,平均為4.784%,標準差為0.285,‘中花16’的最低,‘駐花1號’的最高;殼中氮含量在0.736%~1.262%,平均為0.911%,標準差為0.176,‘宛花2號’的最低,‘漯花8號’的最高?;ㄉ手械孔罡撸セ?3’莖葉中氮含量低于殼中的外,其余花生品種莖葉中的氮含量均高于殼中的。
圖1 不同花生品種間氮磷鉀鈣硫吸收的差異
花生莖葉中磷含量在0.132%~0.238%,平均為0.179%,標準差為0.031,‘駐花1號’的最低,‘豫花23’的最高;花生仁中磷含量在0.415%~0.558%,平均為0.462%,標準差為0.038,‘漯花8號’的最低,‘開農71’的最高;殼中磷含量在0.043%~0.087%,平均為0.056%,標準差為0.012,‘宛花2號’的最低,‘漯花8號’的最高?;ㄉ手辛缀孔罡?,其次是莖葉中的,殼中的磷含量最低。
花生莖葉中鉀含量在1.003%~1.637%,平均為1.320%,標準差為0.161,‘中花24’的最低,‘中花16’的最高;花生仁中鉀含量在0.587%~0.781%,平均為0.658%,標準差為0.069,‘遠雜9307’的最低,‘中花24’的最高;殼中鉀含量在0.579%~0.894%,平均為0.732%,標準差為0.098,‘中花24’的最低,‘冀花13’的最高。花生莖葉中鉀含量最高,除‘豫花37’、‘開農71’和‘中花24’的花生仁中鉀含量高于殼中的外,其余花生品種花生仁中鉀含量均低于殼中的。
花生莖葉中鈣含量在0.589%~0.940%,平均為0.745%,標準差為0.113,‘冀花13’的最低,‘中花24’的最高;花生仁中鈣含量在0.021%~0.042%,平均為0.032%,標準差為0.007,‘中花16’的最低,‘駐花1號’的最高;殼中鈣含量在0.135%~0.211%,平均為0.182%,標準差為0.022,‘漯花8號’的最低,‘豫花40’的最高?;ㄉo葉中鈣含量最高,其次是殼中的,花生仁中的鈣含量最低。
花生莖葉中硫含量在0.135%~0.162%,平均為0.150%,標準差為0.009,‘漯花8號’的最低,‘商花5號’的最高;花生仁中硫含量在0.193%~0.277%,平均為0.232%,標準差為0.025,‘中花16’的最低,‘遠雜9307’的最高;殼中硫含量在0.076%~0.112%,平均為0.091%,標準差為0.012,‘中花16’的最低,‘遠雜9307’的最高?;ㄉ手辛蚝孔罡?,其次是莖葉中的,殼中的硫含量最低。
從圖2可知,花生莖葉中氮積累量在36.015~80.982 kg/hm2,平均為55.990 kg/hm2,標準差為15.686,‘商花5號’的最低,‘中花24’的最高;花生仁中氮積累量在151.501~288.436 kg/hm2,平均為196.529 kg/hm2,標準差為45.489,‘冀花13’的最低,‘豫花40’的最高;殼中氮積累量在9.244~37.666 kg/hm2,平均為17.840 kg/hm2,標準差為8.093,‘商花5號’的最低,‘中花24’的最高?;ㄉ手械e累量最高,其次是莖葉中的,殼中的最低。
圖2 不同花生品種間氮磷鉀鈣硫分配的差異
花生莖葉中磷積累量在5.722~12.216 kg/hm2,平均為 8.444 kg/hm2,標準差為 1.963,‘商花 5 號’的最低,‘豫花23’的最高;花生仁中磷積累量在14.752~25.505 kg/hm2,平均為18.824 kg/hm2,標準差為3.569,‘冀花13’的最低,‘豫花40’的最高;殼中磷積累量在0.648~2.123 kg/hm2,平均為 1.070 kg/hm2,標準差為0.414,‘宛花2號’的最低,‘漯花8號’的最高?;ㄉ手辛追e累量最高,其次是莖葉中的,殼中的磷積累量最低。
花生莖葉中鉀積累量在32.049~80.760 kg/hm2,平均為63.140 kg/hm2,標準差為14.586,‘商花5號’的最低,‘豫花37’的最高;花生仁中鉀積累量在20.541~34.145 kg/hm2,平均為26.666 kg/hm2,標準差為4.298,‘商花5號’的最低,‘豫花40’的最高;殼中鉀積累量在7.505~18.638 kg/hm2,平均為 13.721 kg/hm2,標準差為3.140,‘商花5號’的最低,‘中花24’的最高?;ㄉo葉中鉀積累量最高,其次是花生仁中的,殼中的最低。
花生莖葉中鈣積累量在21.450~54.084 kg/hm2,平均為 35.499 kg/hm2,標準差為 8.703,‘商花 5 號’的最低,‘中花24’的最高;花生仁中鈣積累量在0.792~1.959 kg/hm2,平均為 1.325 kg/hm2,標準差為 0.424,‘中花16’的最低,‘豫花40’的最高;殼中鈣積累量在2.008~5.308 kg/hm2,平均為 3.407 kg/hm2,標準差為0.189,‘商花5號’的最低,‘中花24’的最高。花生莖葉中鈣積累量最高,其次是殼中的,花生仁中的鈣積累量最低。
花生莖葉中硫積累量在4.469~9.100 kg/hm2,平均為 7.163 kg/hm2,標準差為 1.475,‘商花 5 號’的最低,‘豫花40’的最高;花生仁中硫積累量在7.240~15.263 kg/hm2,平均為9.529 kg/hm2,標準差為2.453,‘中花16’的最低,‘豫花40’的最高;殼中硫積累量在 0.982~2.712 kg/hm2,平均為1.725 kg/hm2,標準差為0.468,‘商花5號’的最低,‘中花24’的最高。花生仁中硫積累量最高,其次是莖葉中的,殼中的硫積累量最低。
從表1可以看出,每形成100 kg莢果需求的N、P2O5、K2O、CaO、S 養(yǎng)分量分別 3.920~5.042、0.905~1.293、1.626~2.721、0.777~1.150、0.270~0.343 kg,N、P2O5、K2O、CaO、S 之間的比 1:(0.208~0.297):(0.353~0.613):(0.169~0.266):(0.059~0.077)。每形成 100 kg 莢果,‘豫花22’需求的N最低,‘中花24’需求的P2O5最低,‘商花5號’需求的K2O、CaO、S最低;‘駐花1號’需求的N最高,‘開農71’需求的P2O5、K2O、S最高,‘中花24’需求的CaO最高。與氮養(yǎng)分相比,‘駐花1號’需求的磷養(yǎng)分比例最小,‘商花5號’需求的K2O、CaO、S養(yǎng)分比例最小;‘豫花23’需求的磷養(yǎng)分比例最大,‘開農71’需求K2O、S養(yǎng)分比例最大,‘中花24’需求CaO養(yǎng)分比例最大。
表1 不同花生品種間氮磷鉀鈣硫利用的差異
花生不同器官中養(yǎng)分含量的高低,反映了花生不同器官對養(yǎng)分吸收花生能力的大小,是養(yǎng)分的強度指標。花生不同器官中養(yǎng)分積累分配量的大小,不僅取決于器官中養(yǎng)分含量的高低,器官干物質量對養(yǎng)分及積累分配量也有影響,是養(yǎng)分的容量指標。張亞如等[18]研究結果表明,結莢期,在花生地上部各器官中,花生果仁中氮含量、磷含量最高,果殼中的鉀含量最高,葉片中的鈣含量最高,氮、磷、鉀、鈣在葉中的積累分配量均最高。本研究結果表明,成熟期,花生對氮磷鉀鈣硫在不同器官的分配存在明顯的差異,氮、磷、硫主要分配在花生仁中,氮的積累分配量為總積累量的59.9%~79.7%,平均為72.8%,磷的為54.5%~73.6%,平均為66.4%,硫的為45.0%~58.4%,平均為51.6%,鉀、鈣主要分配在莖葉中,鉀積累分配量為總積累量的53.2%~66.0%,平均為60.5%,鈣的為86.3%~90.5%,平均為88.0%;其中氮磷鉀的分配情況與孫虎等[1]、馮昊[5]、梁東麗等[19]、周可金等[20]、董曉霞等[21]研究結果較為一致,與張亞如等[27]研究結果不一致。原因可能是,結莢期是花生從營養(yǎng)生長開始轉向生殖生長,果仁和果殼是花生新的生長點,花生果仁中氮含量、磷含量最高,果殼中鉀的含量最高,而葉片營養(yǎng)生長依然旺盛,仍保持較高的鈣水平;同時,葉片自身的營養(yǎng)物質繼續(xù)積累,葉片干物重繼續(xù)增加,氮、磷、鉀、鈣在葉片的積累分配量最大,導致養(yǎng)分含量最高器官不一定是養(yǎng)分積累量最大的器官,因此,在結莢期,花生地上部各器官中花生仁中氮含量、磷含量和硫含量最高,莖葉中鉀含量和鈣含量最高,氮、磷和硫在花生仁中積累分配量最高,鉀和鈣在花生莖葉中積累量最大;成熟期,經過不同器官對養(yǎng)分的吸收、分配和利用之后,養(yǎng)分含量最高器官也是養(yǎng)分積累量最大的器官。如,‘冀花13’花生仁中積累的氮量最少,為151.5 kg/hm2,‘豫花40’的積累的最大為288.4 kg/hm2,而‘冀花13’花生仁中氮含量為4.69%,‘豫花40’的為5.12%,可見,‘豫花40’花生仁中氮積累大的主要原因是花生仁的干物重大。
不同品種花生由于光合特性、農藝性狀[22]、光合生理特性[23-24]、生理參數(shù)[25]、生理生化指標[26]、內源激素含量[27]和酶活性[28-29]等方面存在遺傳上的差異,導致其在養(yǎng)分吸收、分配和利用上也有明顯的不同[30]。張翔等[2]研究表明,不同品種花生達到最高產量的施氮量存在差異,‘白沙1016’和‘魯花12’施氮112.5 kg/hm2時莢果產量最高,‘遠雜9102’施氮75 kg/hm2時,莢果產量最高。馮昊等[5]研究認為,不同品種花生營養(yǎng)體磷含量和累積量均低于生殖體的,其中‘P602’生殖體磷含量最高,為0.908%,‘冀花4號’生殖體磷積累量最高,為57.6 kg/hm2;‘仲愷花10’生殖體磷含量和積累量均最低,為0.662%和24.4 kg/hm2。本研究結果表明,‘漯花8號’的花生仁中磷含量最低,為0.415%,‘開農71’的最高,為0.558%;‘冀花13’的花生仁中磷積累量最小,為14.752 kg/hm2,‘豫花40’的最大,為25.505 kg/hm2,本研究結果還表明,氮、磷、鉀、鈣、硫等營養(yǎng)元素在不同花生品種間不同器官的含量和積累量存在較大的差異,器官中營養(yǎng)元素含量高,營養(yǎng)元素在器官中的積累量不一定最大,反之亦然。可以認為,不同品種花生同一器官中養(yǎng)分含量反映了不同品種花生相同器官對養(yǎng)分吸收的能力。
從肥料利用率方面考慮,不同品種的花生,在相同的施肥水平下,吸收積累量越大,表明其對營養(yǎng)元素的吸收能力越強,養(yǎng)分的吸收利用率高,對養(yǎng)分的需求量也大,如,‘商花5號’全生育期吸收的氮量最小,為205.0 kg/hm2,‘豫花40’的最大,為386.0 kg/hm2,可見,‘豫花40’對氮的吸收利用率高于‘商花5號’;從養(yǎng)分利用效率上考慮,花生吸收相同的養(yǎng)分量,形成干物重的越多,養(yǎng)分的效率越大,如,形成100 kg花生果時,‘商花5號’需4.603 kg氮,‘豫花40’需要4.981 kg氮,這表明‘商花5號’的氮肥利用效率高于‘豫花40’。在花生生產中,一方面希望施入土壤中的養(yǎng)分最大限度地被花生吸收到營養(yǎng)體中,形成富含特色營養(yǎng)的花生產品,另一方面又希望投入最小的養(yǎng)分量,收獲盡量多的花生莢果,有時二者不可兼得,因此,明確不同品種花生間養(yǎng)分的吸收、分配和利用差異,不僅能夠實現(xiàn)不同品種的花生科學施肥,而且對花生產業(yè)的發(fā)展也有重要的意義。
本試驗條件下,N、P2O5、K2O、CaO、S的施用量為150、120、90、150、60 kg/hm2,時,每形成100 kg花生莢果,‘豫花22’所需N、P2O5、K2O、CaO、S的總量最小,為8.138 kg,N、P2O5、K2O、CaO、S 分別為 3.92、1.088、1.853、0.983、0.293 kg?!_農 71’所需 N、P2O5、K2O、CaO、S的總量最大,為9.815 kg,N、P2O5、K2O、CaO、S分別為4.436、1.293、2.721、1.021、0.343 kg;在花生生產中,要統(tǒng)籌兼顧不同花生品種的養(yǎng)分利用率和養(yǎng)分利用效率,結合花生目標產量水平,合理施用氮磷鉀鈣硫肥料,能實現(xiàn)花生的高產高效。