不同施鈣方式對花生部分經濟性狀與單株產量的影響

于伯成，肖英，陳江青，宋征海，王橋江，宋新堂，張智猛

(1.新疆農科院經濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆農科院農業質量標準與監測技術研究所，烏魯木齊 830091；3.新疆生產建設兵團三坪農場農業技術推廣中心，烏魯木齊 830032；4.新疆北合花生種植專業合作社，新疆克拉瑪依 834000；5.新疆天鷹生物科技有限公司，新疆沙灣 832100；6.山東花生研究所，青島 266010)

0 引 言

【研究意義】鈣是作物必須的營養元素之一，其主要生理功能是參與細胞膜、細胞壁的構建以及參與信息的傳遞，促使細胞產生相應的生理反應。與大多數作物不同，花生屬于喜鈣作物，據測定，每生產100 kg花生莢果需要吸收鈣2.7 kg[1]，比其需要的磷還要多，僅次于所需要的氮和鉀。鈣素不足時，花生植株矮小，有效花量降低，秕果數增加，影響莢果產量和品質。相反，充足的鈣元素能夠增強花生的抗逆性和碳氮代謝酶活性，促進干物質積累，提高莢果產量和品質[2-3]。新疆土壤普遍偏堿，有機質含量通常較低，會造成土壤中可交換的Ca2+含量偏低，鈣元素供應不足。鉀素含量偏高，多年來磷肥用量較大等，會造成元素間的拮抗作用加劇，也會影響花生對鈣元素的吸收，最終影響產量和品質。【前人研究進展】在我國主要對南方酸性土壤上施用鈣肥效果的研究報道較多[4-9]，對于北方堿性土壤上的研究報道相對少一些[10-13]，新疆花生產量高、品質好，新疆是我國花生最具有發展潛力的地區之一。新疆土壤為堿性，有機質含量偏低，會造成土壤鈣元素供應能力不足。花生是需鈣量大的作物，鈣供應不足，會影其產量和品質。新疆晝夜溫差大，降雨稀少，日照時間長，光質優良，以及新疆地膜覆蓋+滴水灌溉為基礎的綠洲作物栽培方式，與花生喜溫、喜光和耐旱等生物特性相適應。近幾年的生產實踐表明，新疆種植花生產量高，品質好，病蟲害少，食用安全，與我國其他花生產區相比，生產條件更加優越，生產優勢更為突出。【本研究切人點】目前新疆花生種植過程中也存在一些問題，比如花生果殼較薄、紋溝較淺、強度較低、易破損，莢果籽粒不飽滿、種皮褶皺等，這些很可能是鈣素不足等原因造成的，關于新疆花生施用鈣肥的研究尚未見有過報道。研究新疆花生不同施用鈣肥方式的應用效果。【擬解決的關鍵問題】通過鈣肥施用試驗及相應的分析，研究新疆花生不同施用鈣肥方式的應用效果，為新疆花生生產的合理施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2016年在新疆呼圖壁縣馬橋農場7連進行，該試驗點位于準葛爾盆地南緣，緊鄰古爾班通古特沙漠，年平均降雨量115 mm，日照時數2 774 h，≥10℃的有效積溫3 584℃，無霜期165 d。試驗地耕種前屬灰漠土，開墾耕種時間較短，為3年；土層深厚，耕層土質沙性，肥力較差，有機質含量0.4%，水解氮26.7 mg/kg，有效磷11.4 mg/kg，速效鉀239 mg/kg。土壤堿性，pH值8.4，總鹽含量為1.2%。總鈣含量高，有效鈣含量126 mg/kg，偏低。

試驗材料是花育33號和氧化鈣含量23%的農用硝酸鈣(Ca(NO3)2)肥料。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗設置4個處理：不施用硝酸鈣肥料(Ⅰ，簡稱不施肥)；葉面噴施硝酸鈣溶液(Ⅱ，簡稱葉面施肥)；花生結實層以下滴灌施用硝酸鈣(Ⅲ，簡稱結實層以下施肥)和花生結實層內滴灌施用硝酸鈣(Ⅳ，簡稱結實層施肥)。葉面施肥(Ⅱ)處理硝酸鈣的噴施濃度均為2%；結實層以下施肥(Ⅲ)和結實層施肥(Ⅳ)每次按畝施硝酸鈣3 kg的量折算后通過滴灌系統施入土壤。結實層以下施肥(Ⅲ)和結實層施肥(Ⅳ)的區別是：結實層以下施肥(Ⅲ)處理在滴灌開始后10 min即進行施肥，以便硝酸鈣能夠到達土壤耕層下部；結實層施肥(Ⅳ)處理在滴灌停止前10 min前施肥完畢，以便硝酸鈣能夠處于土壤耕層上層，保留著花生結實層內。整個花生生長期，除不施肥(Ⅰ)外，其他處理均進行過3次施肥，時間分別在7月23日，8月7 日和 8月22日進行。各個處理操作均在同一天完成。除硝酸鈣施用量和施用方法不同外，各個處理其他田管措施完全一致。

試驗隨機區組排列，重復4次。小區面積55 m2。試驗采用地膜覆蓋方式進行種植，地膜寬度為1.5 m，膜間距離0.4 m，膜下鋪設滴灌帶2根。每膜種植花生4行，寬窄行種植，寬行行距46 cm，窄行行距37 cm，膜間相鄰兩行花生行距65 cm。花生株距14.29 cm。試驗于5月5日人工穴播，每穴一粒。全生育期中耕3次，灌水8次，人工除草3次，噴藥預防紅蜘蛛一次，試驗于9月23日收獲。

1.2.2 測定指標

收獲前一天，每小區選擇有代表性的連續10株花生晾干后進行調查，調查內容有：單株雙仁果數(X1)，單株雙仁果重(X2)，單個雙仁果重(X3)，單株單仁果數(X4)，單株單仁果重(X5)，單個單仁果重(X6)，單株總果數(X7)，單個莢果重(X8)，百仁重量(X9)和單株總果重(X10)。

1.3 數據處理

利用dps軟件對數據處理后，進行變異性和因子分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理間經濟性狀的差異性

單株雙仁果數(X1)以結實層施肥(Ⅳ)為最多，平均每株17.16個；以實層以下施肥(Ⅲ)次之，為15.32個；不施肥(Ⅰ)處理最少，僅為14.67個。由多重比較結果看，結實層施肥(Ⅳ)處理花生的單株雙仁果數(X1)顯著或極顯著地高于其他處理。

結實層施肥(Ⅳ)處理單株雙仁果重(X2)達到39.81 g，極顯著地高于其他三個處理。

結實層施肥(Ⅳ)處理的單個莢果重(X8)最高，為2.11 g，顯著高于不施肥(Ⅰ)處理。

結實層施肥(Ⅳ)處理的百仁重量(X9)達到91.76 g，為最高，顯著高于其他三個處理，極顯著地高于葉面施肥(Ⅱ)處理和不施肥(Ⅰ)處理。結實層以下施肥(Ⅲ)處理百仁重量(X9)也達到86.34 g，顯著高于不施肥(Ⅰ)處理。

單株總果重(X10)以結實層施肥(Ⅳ)為最高，達到43.29 g，及顯著地高于其他三個處理；結實層以下施肥(Ⅲ)的單株總果重(X10)為41.37 g，也極顯著地高于不施肥(Ⅰ)處理。表1

表1 經濟性狀變異和差異
Table 1 The variation and multiple-comparisons of economic traits

處理Treatment(X1)(X2)(X3)(X4)(X5)(X6)(X7)(X8)(X9)(X10)Ⅰ14.67bB32.48bB2.26aB5.16aB5.62aB1.09aB19.83aB1.99bA80.01cB39.46cCⅡ14.98bB34.01bB2.27aB4.87aB4.53aB1.11aB19.63aB2.08abA85.62bcB40.83bcBCⅢ15.32bAB35.08bB2.29aB4.98aB5.09aB1.11aB20.58aB2.01abA86.34bAB41.37bBⅣ17.16aA39.81aA2.32aB3.41aB3.48aB1.15aB20.57aB2.11aA91.76aA43.29aA

2.2單株總果重和一些經濟學性狀間相關性

單株總果重(X10)在不施肥(Ⅰ)時，分別與單株單仁果數(X4)和單株單仁果重(X5)之間存在極顯著正相關；與單株總果數(X7)之間存在顯著正相關。在葉面施肥(Ⅱ)時，與單株單仁果數(X4)和百仁重量(X9)之間均呈顯著正相關。在結實層施肥(Ⅳ)時，與單株雙仁果數(X1)，單株雙仁果重(X2)，單株單仁果數(X4)和單株總果數(X7)之間存在極顯著的正相關，與單株單仁果重(X5)之間存在顯著正相關。與單個單仁果重(X6)和單個莢果重(X8)，百仁重量(X9)之間存在極顯著和顯著的負相關關系。表2

2.3因子分析

性狀初始因子載荷矩陣表明，不同處理2個公因子特征值的累計貢獻均大于90.00%，說明這兩個公因子包含了10個性狀的絕大部分信息。另外，除在不施肥(Ⅰ)時，單株雙仁果重(X2)的共同度為65.45%；在葉面施肥(Ⅱ)時，單株總果重(X10)的共同度為72.38%；在結實層以下施肥(Ⅲ)時，百仁重量(X9)的共同度為65.71%，小于80.00%以外，其余各個處理不同性狀的共同度都較高，在不同處理情況下，提取的2個公因子對研究的10個性狀有著比較好的代表性。表3

表2 單株總果重和一些經濟性狀之間相關關系
Table 2 The correlation coefficients of some economic traits

處理TreatmentⅠⅡⅢⅣX1-0.195-0.613 8-0.0940.982 9??X20.499 1-0.551 90.037 90.993 9??X30.536 10.598 80.095 3-0.871 6X40.975 7??0.887 5?0.071 20.989 7??X50.969 5??0.710 1-0.464 40.948 1?X6-0.040 40.811 2-0.077 1-0.987 6??X70.919 1?0.827 50.176 40.996 6??X8-0.612 2-0.141 90.198 9-0.948?X90.000 40.909 7?0.029 3-0.917 4?

注：*相關性顯著；**相關性極顯著

Note：*significant level of 0.05；**signi ficant level of 0.01

表3 經濟性狀初始因子載荷矩陣
Table 3 The primary factor loading matrix of economic traits

Ⅰ因子1因子2共同度Ⅱ因子1因子2共同度X10.065 1-0.992 60.989 6x(1)-0.899 7-0.290 10.893 6X20.800 9-0.114 70.654 5x(2)-0.855 7-0.348 60.853 8X30.306 20.950 90.998 1x(3)0.889 40.305 20.884X40.957 60.266 10.987 8x(4)0.960 1-0.218 40.969 4X50.928 30.3610.992 3x(5)0.915 8-0.396 40.995 9X6-0.300 50.944 70.982 8x(6)0.997 40.024 80.995 4X70.987 4-0.061 80.978 8x(7)0.874-0.427 20.946 4X8-0.887 40.405 90.952 3x(8)-0.391 20.892 70.95X9-0.293 10.955 40.998 8x(9)0.767 80.484 30.824 1X100.901 40.288 80.895 9x(10)0.846 90.080 50.723 8特征值5.269 44.161 2特征值7.311 81.724 6累計貢獻0.526 90.943 1累計貢獻0.731 20.903 6Ⅲ因子1因子2共同度Ⅳ因子1因子2共同度X1-0.980 2-0.125 20.976 5x(1)0.998 2-0.059 71X2-0.964 30.061 10.933 5x(2)0.998 40.031 90.997 8X30.964 30.135 80.948 3x(3)-0.922 10.358 90.979 1X40.984 20.061 20.972 3x(4)0.969 30.231 80.993 3X50.885-0.463 80.998 4x(5)0.9050.385 80.967 8X6-0.993 2-0.077 20.992 3x(6)-0.999 50.030 11X7-0.920 60.120 10.861 9x(7)0.998 10.054 40.999 1X80.911 30.252 40.894 2x(8)-0.970 70.100 30.952 3X90.809 8-0.037 20.657 1x(9)-0.958 70.276 30.995 5X10-0.010 80.991 70.983 6x(10)0.992 10.1250.999 9特征值7.892 51.325 7特征值9.442 80.441 9累計貢獻0.789 20.921 8累計貢獻0.902 10.944 3

方差極大化旋轉載荷矩陣與初始因子載荷矩陣相比，不同處理公因子變量的載荷值均趨于兩極化，表明經過方差極大化旋轉后，公因子的生物學意義更趨于明顯。單株總果重(X10)就是單株生產力，其數值高低代表了不同處理的對產量的影響效果。下面主要以單株總果重(X10)在不同處理中與其他性狀關系變化而進行相應的因子分析。

不施肥(Ⅰ)時，在第一公因子中，單株單仁果數(X4)，單株單仁果重(X5)，單株總果數(X7)和單株總果重(X10)載荷最高，代表的總變異方差貢獻率達到52.53%，表明隨著單株單仁果數(X4)，單株單仁果重(X5)和單株總果數(X7)的增加，單株總果重(X10)會隨之增加。在第二公因子中，單株雙仁果數(X1)，單個雙仁果重(X3)，單個單仁果重(X6)，百仁重量(X9)載荷絕對值最大，解釋總變異的方差貢獻率也能達到41.78%，但前者為負值，與單株總果重(X10)符號相反，說明單株雙仁果數(X1)通過其它性狀間接負向影響單株總果重(X10)；單個雙仁果重(X3)，單個單仁果重(X6)和百仁重量(X9)與單株總果重(X10)的符號一致，這三個性狀通過其它性狀間接正向影響單株總果重(X10)。

葉面施肥(Ⅱ)時，在第一公因子中，單株雙仁果數(X1)，單株雙仁果重(X2)，單個雙仁果重(X3)和百仁重量(X9)載荷絕對值最大，代表的總變異方差貢獻率達到56.55%，其中前兩者為負值，與單株總果重(X10)符號相反，表明，隨著單株雙仁果數(X1)和單株雙仁果重(X2)的增加，單株總果重(X10)會相應降低；單個雙仁果重(X3)和百仁重量(X9)為正值，與單株總果重(X10)的符號一致，表明隨著單個雙仁果重(X3)和百仁重量(X9)的增加，單株總果重(X10)會相應增加。在第二公因子中，僅單個莢果重(X8)載荷較大，且與單株總果重(X10)符號相反，表明單個莢果重(X8)通過其它性狀間接負向影響單株總果重(X10)。

結實層以下施肥(Ⅲ)時，在第一公因子中，單株總果重(X10)載荷較小，載荷絕對值較大性狀均為通過影響其它性狀來影響單株總果重(X10)。其中符號與單株總果重(X10)相反的單株雙仁果數(X1)，單株雙仁果重(X2)，單個單仁果重(X6)，單株總果數(X7)對其的間接影響是負向的，與其符號一致的單個雙仁果重(X3)，單株單仁果數(X4)，單個莢果重(X8)對其影響是正向的。在第二公因子中，單株總果重(X10)載荷值大，但是其它各個性狀載荷絕對值均較小，說明各個性狀對單株總果重(X10)的直接影響均不大。

結實層施肥(Ⅳ)時，在第一公因子中，單個雙仁果重(X3)和百仁重量(X9)的載荷絕對值最大，但均與單株總果重(X10)符號相反，說明這兩個性狀間接負向影響單株總果重(X10)。在第二公因子中，單株單仁果重(X5)載荷絕對值較大，且與單株總果重(X10)的符號一致，說明這個性狀正向影響單株總果重(X10)。

表4 不同處理經濟性狀正交旋轉因子載荷矩陣
Table 4 Orthogonal rotation factor loading matrix for different treatments of economic traits

Ⅰ因子1因子2Ⅱ因子1因子2X1-0.055 3-0.993 2X1-0.912 50.246 6X20.781 2-0.210 5X2-0.907 60.173 6X30.418 80.907 2X30.912 4-0.228 5X40.982 70.148 5X40.686 3-0.705 9X50.965 20.246 4X50.552 3-0.831 2X6-0.184 20.974X60.85-0.522 3X70.972 7-0.180 6X70.500 5-0.834 2X8-0.831 90.51X80.158 20.961 8X9-0.175 60.983 8X90.907 7-0.011 9X100.929 70.177 8X100.754 2-0.393 7方差貢獻5.253 24.177 4方差貢獻5.655 13.381 2累計貢獻0.525 30.943 1累計貢獻0.565 50.903 6Ⅲ因子1因子2Ⅳ因子1因子2X1-0.986 4-0.058 8X10.751 30.660 1X2-0.958 10.125 9X20.6870.725 2X30.971 30.070 5X3-0.907 8-0.393 8X40.986 2-0.005 5X40.525 60.846 8X50.851 7-0.522 5X50.371 60.910 9X6-0.996-0.010 1X6-0.732 1-0.681 2X7-0.910 40.181 8X70.670 90.740 9X80.926 20.190 3X8-0.760 3-0.611 8X90.805 4-0.091 7X9-0.875 6-0.478 3X100.056 20.990 2X100.617 20.786 9方差貢獻7.862 61.355 6方差貢獻4.986 34.898 4累計貢獻0.786 30.921 8累計貢獻0.476 30.944 3

不同處理下公因子的結構差異較大，由于結實層施肥(Ⅳ)處理的單株總果重(X10)極顯著地高于其他處理，可以認為結實層施肥(Ⅳ)處理的公因子結構在研究的四個處理中是最為合理的。由于結實層以下施肥(Ⅲ)處理的單株總果重(X10)也極顯著地高于不施肥(Ⅰ)處理，所以前者的公因子結構也好于后者。

除結實層施肥(Ⅳ)處理外，其他三個處理的單株雙仁果數(X1)均直接或間接地負向影響單株總果重(X10)，而在所有處理中，單株單仁果數(X4)或多或少，或直接或間接地正向影響著單株總果重(X10)。表3，表4

3 討 論

3.1 萬書波等[1，14-15]表明：缺鈣使花生蛋白質和RNA合成能力降低；鈣離子可以提高和穩定淀粉酶的活性，將光合產物水解成糖向莢果運輸，并促進這些糖類物質向蛋白質和脂肪轉化。施用鈣肥可以顯著提高花生莢果產量和品質，其主要原因是增加了單株莢果數、雙仁果比率和籽仁的飽滿度。本研究不同處理間經濟性狀的差異性分析結果顯示，在新疆合理施用鈣肥，可以顯著提高花生單株雙仁果數、單株雙仁果重和百仁重量，從而增加單株總果重，這與前人的研究結果基本一致。

3.2 蔣春姬等[16-17]研究表明：增施鈣肥有利于各器官的干物質積累，增加百果重、百仁重和單株飽果數。張佳蕾等[18-19]報道：鈣肥增產的原因是提高了花生單株結果數、提高了雙仁果率。施用鈣肥造成一些性狀發生改變，比如雙仁果重、百仁重、結果數和雙仁果率的增加，會改變了一些性狀之間的相互關系，如果這些關系的改變朝著有利于單株總果重構成因素增加方向進行，花生單株總果重就會提高，施肥效果就會顯現。

不同處理間經濟性狀與單株總果重間相關性差異較大，各處理因子結構差異也較大。結實層施用鈣肥，花生單株總果重最高，達到每株43.29 g，說明在結實層施鈣時，經濟性狀與單株總果重間相關性和因子結構相對更為合理，有利于花生實現高產。

3.3 不同的施肥方式，往往對作物生長發育及產量影響有較大差異[16-17]，對于溶解度低、移動性差的鈣素肥料更應是如此。有報道：花生各個器官內的鈣元素含量是隨著生育進程的推移而不斷增加的，也就是說鈣有向老熟組織聚集的趨勢。有報道：根系吸收的鈣輸送到莢果中的很少，莢果中的鈣主要是由果針和幼果直接從土壤中吸取。新疆堿性土壤中的鈣主要以碳酸鈣形式存在，碳酸鈣難溶于水，對于像花生這樣需鈣量大的作物，生長期需要施鈣補充。結實層施肥，由于這層土壤花生根系量大，根系吸收功能強，理論上可以吸收較多施入的鈣素，另外花生入土的果針，形成的幼果也基本全在該層土壤中，可以更多地吸收施入的鈣素，這對提高施肥效果應當是有益的。硝酸鈣是強酸弱堿鹽，在滴灌施入土壤表層后，有一定酸化土壤的作用，有利于提高土壤的整體供鈣能力。相反結實層以下施肥時，偏酸性的硝酸鈣滴入土壤時間較早，在土壤中的行程較遠，與土壤中的堿性物質發生一些中和反應，使得施入的鈣元素容易被固定。

4 結 論

4.1 在7月底到8月底一個月的時間內，分3次在新疆相應耕地上施用適量的硝酸鈣肥料，可以有效增加花生的單株雙仁果數、單株雙仁果重，百仁重量和單株總果重，花生產量的顯著提高。

4.2 在滴灌條件下，肥料在滴灌結束前10 min施用完畢，以便施入的鈣肥能夠處于土壤的上層，即花生結實層，施肥效果較好。

4.3 不同的鈣肥施用方式，可以使得花生一些經濟性狀與單株產量性狀間的關系發生變化，也可以使得不同施肥方式間的性狀因子結構產生改變，這些變化和改變有的會使性狀間的相互關系更趨于合理，有利于提高花生產量。