滴灌條件下水肥耦合對花生干物質積累和產量的影響

(1.新疆大學生命科學與技術學院，新疆生物資源基因工程重點實驗室，烏魯木齊 830046；2.新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091)

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2017.11.007

滴灌條件下水肥耦合對花生干物質積累和產量的影響

劉欣婷1，王 娟2，候獻飛2，陳躍華2，蘭海燕1，李 強2

(1.新疆大學生命科學與技術學院，新疆生物資源基因工程重點實驗室，烏魯木齊 830046；2.新疆農業科學院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091)

目的研究滴灌條件下，水肥耦合對花生干物質積累動態﹑生理指標變化和產量的影響。方法以花育33號為材料，按照不同追肥時期設不追肥(A對照)、苗期追肥(B)、始花期追肥(C)、花針期追肥(D)、結莢期追肥(E)5個處理。各處理追肥量相同，均為1 hm2施N 180 kg，P2O590 kg，K2O 45 kg，CaO 30 kg，分析水肥耦合的效應。結果結莢期施肥促進花生株高的生長；始花期施肥，花生的根冠比最大，在此時期施肥，有助于花生生殖生長和干物質積累，由花生單產統計可知，始花期施肥，花生的單產最高，達到527.93 kg/667 m2；單株生產力受主莖高﹑側枝長﹑總分枝數﹑結果枝數﹑單株飽果數﹑百果重﹑百仁重等農藝性狀的影響，花針期施肥利于花生各農藝性狀的增長，利于花生單株生產力的提高。結論在不同發育時期進行水肥處理，對花生具有不同的效應，始花期施肥可以提高花生單產。

花生；水肥耦合；滴灌施肥；干物質積累；產量；根冠比

0 引 言

【研究意義】在農業上，水肥耦合是指在農業生態系統中，水分與土壤礦物元素兩者融為一體，相互影響，相互作用對作物生長所產生的影響或現象[1]。水分可以溶解肥料促進根系對養分的吸收；但也能使得土壤中養分的含量降低﹑流失。而合理施肥可提高蓄水保墑的能力，抑制土壤蒸騰作用，從而提高水分利用率，增加作物產量[2]。新疆地處歐亞大陸中心，遠離海洋，降水稀少，全疆年平均降水量只有150 mm。基于這樣的環境條件，新疆20世紀90年代末起就大規模推廣膜下滴灌等節水技術，截止2015年，新疆高效節水灌溉面積已發展到278.67 hm2，而滴灌面積則占到了80%以上[3]。李強等[4]研究指出，新疆屬于典型的溫帶大陸性干旱氣候，晝夜溫差較大，光照充足，全年太陽輻射量達550～570 kJ/cm2。研究滴灌條件下水肥耦合對花生干物質積累和產量的影響，對于制定農田花生高效生產的灌溉施肥制度以及經濟合理的水肥管理具有重要的理論和實際指導意義。【前人研究進展】曹宏鑫等[5]研究指出，氮肥和灌水對提高春小麥產量具有共同作用，水肥密切配合時可大幅度提高小麥產量。王鵬勃等[6]研究結果表明，袋培番茄的產量隨著水肥施用量的升高而增加。謝偉[7]發現，不同的水肥處理對水稻產量有顯著的影響，濕潤灌溉處理比常規灌溉處理的水稻產量提高13.1%～16.9%，一次性全層施肥處理比常規施肥處理的產量提高8.2%～13.1%。邢英英等[8]研究認為，與常規溝灌施肥相比，滴灌施肥增加番茄產量﹑干物質量和總氮吸收量。黃紅榮[9]等研究結果表明，相比溝灌，滴灌處理番茄在后期增產效果和保水性能均優于溝灌。胡安焱[10]等報告水肥合理時，水肥為協同作用，交互效應使紅棗的產量明顯增加。【本研究切入點】前人已有很多關于水肥耦合的研究，大多集中在水稻、小麥、玉米、番茄等農作物上，但是關于花生滴灌條件下水肥耦合的研究卻鮮有報道。以往的研究大多集中在水肥耦合對花生產量及農藝性狀的影響，而關于滴灌條件下水肥耦合對花生干物質積累和產量的影響卻少有報道。研究滴灌條件下水肥耦合對花生干物質積累和產量的影響。【擬解決的關鍵問題】基于新疆成熟滴灌技術條件下，研究水肥耦合對花生干物質積累和產量的影響，找出最佳施肥時期，提高花生產量，更好的指導農業生產。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2016年5月在新疆農科院安寧渠試驗場進行。供試土壤為灰漠土，采自新疆農科院經作所科研基地，有機質13.24 g/kg，速效氮(N) 64.46 mg/kg(凱氏定氮法)，速效磷(P) 3.08 mg/kg (0.5 mol/L NaHCO3法)，速效鉀(K) 194.85 mg/kg (1 mol/L中性NH4Ac浸提，火焰光度法)，田間持水量(θf為29.8% 質量百分數)。供試花生品種為花育33(由山東花生研究所提供)。

每次澆水后3 d采樣。采樣時期：苗期(6月29日)，始花期(7月19日)，花針期(8月1日)，結莢期(8月22日)，成熟期(9月1日)。

1.2 方 法

試驗共設5個處理，每個處理三次重復，共15個小區。隨機區組排列。試驗按追肥時期不同設不追肥(A對照)、苗期追肥(B)、始花期追肥(C)、花針期追肥(D)、結莢期追肥(E)5個處理。小區長 6.5 m，寬4.5 m，每小區播種8行，行距40 cm，穴距13 cm，每穴2株。各處理追肥量相同，均為每公頃施N 180 kg，P2O590 kg，K2O45 kg，CaO 30 kg。追肥時，將所用肥料融入施肥罐，通過施肥器滴灌施入。

1.3 數據處理

數據用Microsoft Excel 2010進行數據處理，并用Prism5.0統計軟件進行方差分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 水肥耦合對不同發育時期花生株高的影響

研究表明，苗期到花針期內，不同水肥處理下的花生株高之間無顯著差異；結莢期內，施肥處理E株高最高，與不施肥處理(A、C)間存在顯著差異，與其他處理間無顯著差異。圖1

圖1 水肥耦合下不同發育時期花生株高變化
Fig.1 Effect of fertilizer on peanut plant height during different development period

2.2 水肥耦合對不同發育時期花生葉綠素含量的影響

研究表明，花生葉綠素含量在不同水肥處理和不同發育時期內呈逐步下降的趨勢，苗期葉綠素的量最高，在45.9～54.73 SPAD，此時期內，花生可進行較強的光合作用，為花生植株的生長提供較多的光合作用產物。苗期、始花期各處理間沒有差異，說明在此時期施肥對花生葉綠素的含量沒有影響。花針期內，施肥處理D與不施肥處理A和B分別具有極顯著差異和顯著差異，與不施肥處理C和E均無差異，說明在此時期施肥對花生葉綠素的含量有影響，但影響不大。結莢期內，施肥處理E與不施肥處理A、B和C間均具有極顯著差異，與不施肥處理D之間具有顯著差異。說明在此時期內施肥，可以提高花生葉綠素的含量，增強植物光合作用的能力，更多的合成光合作用產物。成熟期內，花生葉綠素的含量達到整個生育期的最低值，此時期植物果實已經發育成熟，植物所需的光合產物量降低，光合作用減弱。圖2

圖2 水肥耦合下不同發育時期花生葉綠素含量變化
Fig.2 Effect of fertilizer on peanut chlorophyll content in different development periods

2.3 水肥耦合下花生各生育期干物質積累對比

研究表明，不同發育時期水肥耦合條件下，花生干物質積累的動態變化相似，總體呈“慢-快-慢”的趨勢，各處理間存在差異。始花期之前，花生干物質積累較慢，各處理間差異不大；始花期到結莢期之間，花生干物質積累總體呈直線上升趨勢，各處理間差異增大，花針期施肥的花生干物質積累最多；結莢期以后，花生干物質積累較慢。圖3

2.4 水肥耦合對不同發育時期花生干物質凈積累量的影響

花生各組織干物質凈積累量變化相似，發育前期干物質積累量較大，發育后期干物質積累量相對下降，各組織間存在差異。始花期施肥，花生葉干重的凈積累量在始花期到花針期內最大，與此時期內的不施肥處理存在顯著差異，說明此時期施肥有助于花生葉干物質積累。莢干物質的積累在始花期到花針期達到最大，說明在始花期施肥有助于花生莢干物質積累。花生莖干物質積累和根干物質積累在不同發育時期水肥耦合處理下沒有顯著的差異。表1

圖3 不同發育時期水肥耦合下花生干物質積累動態變化
Fig.3 Dynamic changes of peanut dry matter accumulation under water and fertilizer coupling at different developmental stages表1 不同發育時期水肥耦合下花生各組織干物質凈積累量變化
Table 1 Effects of water and fertilizer coupling on dry matter accumulation of peanut tissues at different developmental stages

名稱Name時期StageABCDE葉干重/gLeavesdryweight苗期-始花期48.59a32.85b23.14b42.05a29.01b始花期-花針期19.15b53.4a55.06a29.57b28.36b花針期-結莢期-14.78b-39.49a29.22c-12.56b30.85c結莢期-成熟期-19.9ab-8.88c-28.59a-14.04bc-22.57ab莖干重/gStemdryweight苗期-始花期39.03a28.98a17.8a42.22a25.87a始花期-花針期20.33a34.61a46.89a32.14a43.32a花針期-結莢期-2.58b4.57b15.47b-0.73b47.91a結莢期-成熟期-5.64a-21.81a-1.42a-4.02a-26.58a根干重/gRootdryweight苗期-始花期4.92a3.33a2.96a3.58a3.28a始花期-花針期3.94a2.89a2.55a2.05a2.46a花針期-結莢期-2.33d-1.20cd2.58a0.15bc2.16ab結莢期-成熟期-3.19a-2.11a-0.83a-0.98a1.02a莢干重/gPoddryweight始花期-花針期15.61ab19.56ab25.40a7.42b18.83ab花針期-結莢期38.97d62.03bc57.7c74.47b107.5a結莢期-成熟期27.67ab7.28b28.64ab32.93a-17.37c

注：表中小寫英文字母表示各處理間5%差異水平的顯著性

Note: Different small letters in the
Table shows 0.05 level significant difference respectively among the treatments

2.4 水肥耦合對不同發育時期花生根冠比影響

研究表明，不同處理在不同發育時期的根冠比在苗期到花針期內呈逐漸下降的趨勢，在結莢期根冠比上升，而在成熟期根冠比下降，此變化反應出花生在不同時期的生長狀態。幼苗期到花針期，根冠比逐漸下降，說明在此時間段內，花生的營養生長大于生殖生長；結莢期內根冠比上升，說明此時期內，花生地上部分向地下部分傳輸較多的同化產物，生殖生長大于營養生長。始花期內施肥C的根冠比大于其他沒有施肥的處理，說明始花期施肥，有利于花生的生殖生長。表2

表2 不同水肥處理和不同發育時期的根冠比
Table 2 The root-shoot ratio of different sewage sludge treatment and different development period

施肥處理Fertilizationtreatment6月29日June29th7月19日July198月1日August18月22日August22nd9月1日September1A0.0720.0580.0430.0610.044B0.0670.0580.0220.0480.042C0.0940.0780.0430.0470.050D0.0600.0460.0440.040.045E0.0650.0610.0490.0410.058

2.5 水肥耦合對花生產量的影響

研究表明，不同水肥處理下花生產量間存在差異。不施肥的花生產量最低，是387.67 kg，始花期施肥的花生產量最高，是527.93 kg，與其他處理間分別存在顯著和極顯著差異，說明始花期施肥有助于提高花生產量。圖4

圖4 不同發育時期內施肥對花生單產變化
Fig.4 Effect of fertilizer on peanut area yield in different development period

2.6 單株生產力與主要農藝性狀的關系

研究表明，不同水肥處理和不同發育時期下，各處理主莖高變幅為38～46 cm，側枝長變幅為41.6～48.6 cm，總分枝數變幅為6.4～8.8個，結果枝數變幅為5.4～7.6個，單株飽果數變幅為31.2～43.6個，單株秕果數變幅為2～4個，單株生產力變幅為44.67～82.44 g，百果重變幅為177.38～244.45 g，百仁重變幅為83.36～99 g；花針期施肥的花生主莖高最高，為46 cm；側枝長最長，為48.6 cm；總分枝數最多，為8.80個；單株飽果數最多，為43.60個；單株生產力最高，為82.44 g；百果重﹑百仁重最大，分別為244.45和99 g ，說明花針期施肥利于花生各農藝性狀的增長，利于花生單株生產力的提高。同時也說明，單株生產力受主莖高﹑側枝長﹑總分枝數﹑結果枝數﹑單株飽果數﹑百果重﹑百仁重等農藝性狀的影響。表3

表3 不同水肥處理和不同發育時期下主要農藝性狀變化
Table 3 Different sewage sludge treatment and main agronomic traits under different growth period

3 討 論

株高是花生重要的農藝性狀，能在一定程度上反映花生的外觀和長勢，是衡量花生生長狀況的重要指標。杜社妮等[11]研究指出，和傳統灌溉施肥相比，滴灌條件下水肥一體化可使黃瓜莖粗和株高分別增長11.11%和33.33%，與其他灌溉方式相比，滴灌條件下黃瓜的總產量和對水的利用效率最高。梁海玲等[12]研究發現，在常規施肥量60%～100%的施肥條件下，水肥一體化處理對不同生育期甜糯玉米的株高比常規施肥處理提高4.30%，且在玉米生長前期這種優勢更加明顯。梁銀麗等[13]研究表明，水肥對冬小麥株高和葉面積指數有明顯影響，隨著灌水量和施肥量的增加而增加。研究發現，滴灌條件下水肥耦合對花生株高的影響不顯著，苗期﹑始花期和花針期內施肥，花生的株高增長較對照沒有明顯的差異；只有到了結莢期施肥，才與對照有了差異，但差異并不顯著。鄧蘭生等[14-16]的研究表明，滴灌施肥條件下的水分一體化和傳統的施肥方法相比，單株馬鈴薯植株生物量增加35.8%～52.0%。劉虎成等[17]的研究結果表明，水肥一體化不僅可以促進生姜植株各器官的平衡生長，還可以促進生姜干物質的積累，水肥一體化條件下等量施肥和減量施肥的生姜植株的根莖鮮重分別比常規灌溉下施肥高11.49%和10.09%。金繼運等[18]研究指出，干物質的積累量反映了作物的營養狀況，適宜的氮磷鉀比例可以促進作物對養分的積累，增加養分積累量，獲得高產。李邵等[19]研究表明，水肥互作對作物的產量和水分利用率有顯著的影響。研究發現，滴灌條件下，在花生的不同發育時期施肥，花生干物質量的積累是有差異的，始花期施肥有助于花生葉和莢干物質量的積累，且在此時期施肥，花生的根冠比最大，此時期花生的生殖生長大于營養生長，地下部分的生物量大于地上部分，且在最終的畝產量統計表中，也證明了始花期施肥花生的畝產量最高。楊小振等[20]研究表明，在滴灌施肥條件下，適宜的灌水或施肥量可以促進西瓜的生長，提高其光合效率，從而最終增加西瓜產量，改善西瓜品質。孫彥浩等[21]認為，花生經濟產量是以總生物產量的累積為轉換基礎的，其兩者是正相關的，就是說沒有較大的總生物產量，不可能有較高的莢果產量。Graham[22]指出，較高的根冠比是作物高產的特征之一。管建慧[23]等研究認為，當土壤水分下降時，植物將有限的同化物從地上部分運往根部，地上部分生長受限而地下部分生長加快，根冠比增高。實驗中，始花期施肥比沒有施肥的具有更高的根冠比，說明此時期內，花生主營生殖生長，此時期施肥有助于提高花生產量。

4 結 論

4.1 在花生的不同發育時期進行水肥處理，對花生株高和葉綠素含量的影響不同。相比于同期不施肥的處理，結莢期施肥，花生株高增加了6～11 cm，葉綠素含量增加了6～21 SPAD。

4.2 不同發育時期水肥耦合條件下，花生干物質積累的動態變化相似，大體上呈“慢-快-慢”的趨勢，各處理間存在差異，花針期施肥的花生干物質積累最多，總干物質積累量為577 g。花生各組織干物質積累量的變化相似，發育前期干物質積累量較大，發育后期則相對前期有所下降。始花期施肥，花生葉干重及莢干重的凈積累量最大，分別為55.06和25.40 g，與此時期不施肥的處理間存在顯著差異。

4.3 對不同發育時期水肥耦合下花生的根冠比和產量進行測定，始花期施肥，花生的根冠比最大，為0.078；此時期的產量最高，產值為527.93 kg，與其他處理間存在顯著差異。

滴灌條件下水肥耦合，不僅可以節水，還可以提高水肥的利用效率。在花生的始花期施肥，可以提高花生的單位產量，獲得較大的經濟效益。

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GUAN Jian-hui, LIU Ke-li, GUO Xin-yu. (2006). Research Progress of Maize Root Configuration [J].CornScience, 14(6):162-166. (in Chinese)

EffectofDripIrrigationandFertilizerCouplingonPeanut(ArachishypogaeaL.)DryMatterAccumulationandItsYield

LIU Xin-ting1，WANG Juan2，HOU Xian-fei2，CHEN Yue-hua2，LAN Hai-yan1，LI Qiang2

(1.KeyLaboratoryofBiologicalResourcesandGeneticEngineering,CollegeofLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China2.InstituteofIndustrialCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences，Urumqi830091,China)

ObjectiveIn order to study the effect of irrigation and fertilizer coupling on peanut dry matter accumulation dynamic, physiological index and yield, in this experiment, Huayu 33 was used as fertilizer to analyze the effect of water and fertilizer coupling at different growth stages.MethodThe experiment was divided into five parts: no fertilizer(A control), seedling fertilizing (B), top dressing at flowering stage (C), floricome period fertilizing (D), pod setting period fertilizing (E) according to the different fertilizer periods. The quantity of fertilizer was the same with each other: N 180 kg, 90 kg P2O5, K2O 45 kg and CaO 30 kg for per hectare.ResultDuring pod setting period, fertilization promoted the growth of peanut plant height; The ratio of root to shoot of peanut was the highest at the beginning period of flowering, which showed that fertilization in this period was conducive to the reproductive growth and dry matter accumulation of peanut. At the same time, according to the
Table of area yield, at the beginning of flowering period, fertilizing the peanut, peanuts area yield was the highest, reaching 527.93 kg; The analysis of peanut per plant and main agronomic characters showed the stem height, lateral branch length, the total number of branches, number of fruit, full fruit number per plant, hundred kernel weight and other agronomic traits had the impact on individual plant productivity; fertilization at floricome period was conducive to the growth of the agronomic traits and to improvement of peanut productivity per plant.ConclusionIn conclusion, water and fertilizer treatments have different effects on peanut at different developmental stages, and fertilization at first flowering stage can increase peanut yield per mu and create more revenue.

peanut; water and fertilizer coupling; drip irrigation; dry matter accumulation; yield; root-shoot ratio

Supported by: National Peanut Industry Technology System (CARS-13)

LAN Hai-yan (1969-), Female, Xinjiang people, professor, Ph.D. The main research direction of plant resistance to physiological and biochemical and molecular biology. (E-mail)lanhaiyan@xju.edu.cn

LI Qiang (1980), male, Xinjiang people, Associate researcher, The main research direction is peanut cultivation and breeding. (E-mail)lq19820302@126.com

S565.2

A

1001-4330(2017)11-2013-09

2017-08-08

國家花生產業技術體系(CARS-13)

劉欣婷(1992-)，女，新疆人，碩士研究生，研究方向為生物化學與分子生物學，(E-mail)632473442@qq.com

蘭海燕(1969-)，女，新疆人，教授，博士，研究方向為植物抗逆生理生化與分子生物學，(E-mail)lanhaiyan@xju.edu.cn

李強(1980-)，男，新疆人， 副研究員，碩士，研究方向為花生栽培與育種，(E-mail)lq19820302@126.com