單粒精播對花生產量、光合特性及干物質積累的影響

楊吉順 齊林 李尚霞

摘要：以高產大花生品種花育25號為試驗材料，研究不同密度下單粒精播對花生產量、光合特性及干物質積累的影響。結果表明，單粒精播處理產量顯著增加，與雙粒播種相比，單粒播種處理分別增產12.6%、19.8%、13.0%、11.4%、9.9%和10.0%。百果質量、單株果數和飽果數表現出和產量基本相同的趨勢。單粒精播花生單葉光合速率，群體光合速率（CAP），莖、葉和莢果干物質積累量均高于雙粒播種，而群體呼吸速率（CR）表現為隨著密度的增加而增加的趨勢，但群體呼吸速率占群體光合速率的比例（CR/TCAP）表現為D1、D2和D3處理顯著低于雙粒播種，單粒精播處理間呈現出先減小后增大的趨勢，D2處理最低。可見，D2處理有利于減少花生植株呼吸消耗，更有利于花生干物質的積累。

關鍵詞：花生;單粒精播;產量;光合特性;群體光合速率;群體呼吸速率;干物質積累

中圖分類號： S565.204? 文獻標志碼： A? 文章編號：1002-1302（2020）06-0064-04

花生（Arachis hypogaea L.）是我國重要的油料作物和經濟作物，花生的持續增產對保障我國食用油脂安全具有重要意義[1]。目前，花生生產上仍然采用傳統雙粒播種為主的栽培模式，較單粒精播可有效減少缺苗斷壟的發生，而同穴雙株之間過窄的株距及較大的種植密度容易造成植株間競爭加劇，個體發育受到限制，生育中期、后期群體環境惡化，導致葉片過早衰老，影響花生產量的進一步提高[2-3]。另外，傳統雙粒播種用種量大，提高了花生的生產成本，大粒花生品種一般需要種子300～375 kg/hm2，中小粒型品種一般需要220～270 kg/hm2，全國用于做種的花生約為150萬t/年，相當于全國花生總產量的10%左右，種子投入量占農資投入量的40%～50%[4]，因此，在保持花生產量穩定的條件下，減少用種量，可以實現降低成本、提高經濟效益的目的。花生單粒精播是一項行之有效的節種、高產和高效的栽培技術。該技術改傳統的雙粒播種為單粒精播，減少穴播粒數地增加穴數，不僅節約了用種量，而且有利于實現花生的機械化操作，王才斌等研究認為，高產條件下，改雙粒播種種植為單粒精播種植，可以充分發揮單株生產力，更有利于群體高產[5]。通過大田試驗和生產示范證明，與傳統雙粒播種相比，單粒精播技術在節種20%的前提下，仍可增產10%左右，生產成本卻大幅度下降[6]。馮燁等研究表明，單粒精播能夠有效協調根冠比，壯個體，強群體，充分發揮花生單株生產潛力，提高花生花后活性氧代謝水平，延緩花生后期的衰老進程，增加莢果的干物質積累[7-8]。本試驗在前人的基礎上，采用高產大花生品種花育25號，研究了不同密度單粒精播對花生產量、光合特性及干物質積累特性的影響，并進一步探明了單粒精播種植模式的最佳種植密度，以期為更好地推廣單粒精播種植模式提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2017年在山東省花生研究所萊西試驗站大田內進行，供試花生品種為花育25號，土壤為沙壤土，耕層（0～20 cm）土壤養分含量見表1。

試驗采用大田種植方式，以雙粒播種（CK）為對照，單粒精播設置180 000（D1）、195 000（D2）、210 000（D3）、225 000（D4）、240 000（D5）、255 000株/hm2 （D6）6個密度處理，3次重復，隨機區組排列。田間管理同一般大田。

1.2 測定項目及方法

1.2.1 干物質積累的測定 從出苗后15 d開始，每10 d取樣1次，每個小區取樣10株（5穴），將整株分為莖、葉和莢果3個部分，于烘箱內105 ℃殺青0.5 h，然后將溫度調至80 ℃烘干并稱質量。

1.2.2 單株葉片凈光合速率 用英國產的CIRAS-Ⅱ光合測定系統進行測定。在花生花針期、結莢期與飽果期選取受光方向和生長一致的葉片于典型晴天09：00—14：00測定主莖倒3葉的凈光合速率。

1.2.3 群體光合速率（CAP）和群體呼吸速率（CR） 群體光合速率的測定采用董樹亭等的方法[9]并略有改進。于花針期、結莢期和飽果期選擇晴天無云天氣，光照度穩定在1 400～1 600 μmol/（m2·s），用GXH-305型紅外線CO2分析儀在田間直接測定。同化箱長1.0 m，寬0.9 m，高1.0 m，箱內用風扇攪拌氣體，框架外罩透明聚酯薄膜。采用閉路系統，重復3次，每次測定60 s。用遮光布罩遮光后測定群體呼吸速率。在群體結構相近的田地上，剪去與同化箱底大小相同面積地表上的植株后，測定土壤呼吸釋放的CO2，測定方法同群體光合速率（CAR），以修正群體光合速率和群體呼吸速率（CR）的測定值。計算群體呼吸速率占群體總光合速率（TCAR）的比例：CR/TCAP=CR/（CR+CAP）。

1.2.4 測產 成熟期每個處理取中間2行，每行連續取長勢良好的10穴，自然風干，用于室內考種及收獲期農藝性狀（單株果數、主莖高、側枝長和分枝數）的考察，收獲長勢均勻具有代表性的2 m2自然晾干用于折算產量。

2 結果與分析

2.1 單粒精播對花生光合特性的影響

2.1.1 單粒精播對花生單株葉片凈光合速率的影響 如表2所示，隨著生育進程的推進，各處理單株葉片凈光合速率均在飽果成熟期達到最高值。不同處理間相比，除飽果成熟期D6略低于CK外，其余各單粒播種處理均高于雙粒播種，而單粒播種處理凈光合速率隨著種植密度的增大呈下降趨勢。開花下針期時，D1～D4處理之間無顯著差異，但均顯著高于D5、D6與CK;結莢期與飽果成熟期則表現為D1、D2顯著高于D3、D4，又顯著高于D5、D6與CK，且不同處理間的差異有增大的趨勢。由此可見，單粒精播對花生單株葉片凈光合速率的影響在生育前期較小，生育后期單粒精播更有利于花生凈光合速率維持在較高水平，從而為花生籽仁的充實提供物質基礎。

2.1.2 單粒精播對花生群體光合速率與呼吸速率的影響 如表3所示，群體光合速率（CAP）表現為單粒精播處理均高于雙粒播種，除D6處理以外均達到顯著水平，而單粒精播處理之間相比較，CAP隨著密度的增加而呈現先增大后減小的趨勢，D2處理為最高。群體呼吸速率（CR）僅D1與D2處理低于雙粒播種，其余處理均高于雙粒播種，單粒精播處理的CR隨著密度的增加呈逐漸增大的趨勢。而CR/TCAP則表現為單粒精播D1、D2和D3處理顯著低于雙粒播種，單粒精播處理間呈現出先減小后增大的趨勢，D2處理為最低。

2.2 單粒精播對花生干物質積累量的影響

2.2.1 單粒精播對花生葉片干物質積累量的影響 由圖1可知，葉片干物質積累量隨著生育進程的推進呈先增加后減小的趨勢，在播種后75 d達到最高值，之后呈降低趨勢，單粒精播葉片干物質積累量隨著密度的增加而呈降低趨勢，除生育后期D6處理略低于雙粒播種以外，其余均高于雙粒播種。

2.2.2 單粒精播對花生莖稈干物質積累量的影響 如圖2所示，莖稈干物質積累量表現出與葉片干物質積累量相似的趨勢，除D6處理在生育后期略低于CK之外，單粒精播處理莖稈干物質積累量均顯著高于雙粒播種，而單粒精播不同密度之間比較，隨著密度的增加，莖稈干物質積累量呈降低的趨勢。

2.2.3 單粒精播對花生莢果干物質積累量的影響 如圖3所示，花育25號莢果干物質積累量隨著生育進程的推進而增加，而除D6處理干物質積累量在花后55 d低于雙粒播種以外，單粒精播處理的莢果干物質積累量均顯著高于雙粒播種。單粒精播處理的莢果干物質積累量隨著密度的增加而降低。

2.3 單粒精播對花生產量及植株農藝性狀的影響

如表4所示，各處理產量以雙粒播種最低，以D2產量最高，而密度超過195 000株/hm2的單粒精播處理的產量隨著密度的增大而呈減小的趨勢。與雙粒播種相比，單粒精播分別增產12.6%、197%、13.0%、11.3%、9.8%和10.1%。百果質量、單株果數和百仁質量表現出和產量基本相同的趨勢。主莖高表現為D4、D5與D6顯著高于其他處理，三者之間無顯著差異;側枝長表現為D1、D2顯著高于其他處理，單粒精播處理之間的側枝長隨著密度的增加而減短;分枝數與側枝長表現出相似的趨勢，單粒精播處理均多于雙粒播種。

3 討論

光合作用是產量形成的基礎，作物干物質90%以上來源于光合作用。許多研究認為，作物生長發育過程中光合生理特性與其籽粒產量關系密切[10]。本研究表明，單粒精播可有效提高花生倒3葉凈光合速率，尤其有利于花生生育后期的凈光合速率維持在較高的水平，從而有利于花生光合產物的形成，為花生產量的提高提供物質基礎。作物的生產是一個種群的過程，而非個體表現[11]，群體光合速率能準確地描述單位土地面積上的光合能力，而且綜合了基因型效應、葉片形態、冠層結構等[12];作物產量與群體光合速率的關系較單葉光合速率更為緊密[13]。本研究表明，花生單粒精播處理群體光合速率（CAP）均高于雙粒播種，單粒精播不同密度之間表現為先增大后減小的趨勢，D2處理最高，可見單粒精播有利于花生群體光合速率的提高，而密度過大會造成群體內通風透光性較差，不利于花生群體發育。而群體呼吸速率（CR）僅D1與D2處理低于雙粒播種，其余處理均高于雙粒播種，單粒精播處理CR隨著密度的增加呈逐漸增大的趨勢;而群體呼吸速率占群體總光合速率的比例（CR/TCAP）則表現為單粒精播D1、D2和D3處理顯著低于雙粒播種，單粒精播處理間呈現出先減小后增大的趨勢，D2處理最低，由此可見，單粒精播有利于降低花生群體呼吸消耗，從而促使更多的光合產物用于莢果的干物質積累，為花生高產提供前提。

干物質是莢果形成的基礎，同一品種在同一生態條件下的生育時間往往相對穩定，產量主要取決于干物質的積累速率[14-15]。本研究表明，單粒精播有利于花生植株莖稈、葉片和莢果的干物質積累，為花生產量的提高提供物質基礎。

單位面積作物高產主要靠增加群體密度，而高密度條件下群體與個體矛盾更加突出。密植群體形成高產的關鍵在于構建合理的群體結構[16]。雖然單粒精播花生單位面積植株數量有所降低，但個體發育較好，充分發揮了單株增產潛力[17]，單位面積果數顯著高于雙粒穴播。孫彥浩等認為，花生要進一步獲得高產，應在增加群體果數的同時，提高雙仁果率和飽果率[18]。本研究表明，單粒精播能顯著增加莢果產量，其中D2處理增產效果最佳，與對照相比增產達19.7%，增產的原因主要是增加了單株結果數從而增加了群體果數。

4 結論

作物的生產是一個種群的過程，而非個體表現，要獲得高產穩產，就必須使個體、群體和環境相協調達到最優化[19]。趙雙進等認為，作物群體產量最高時，其單株在田間的分布應該處于最佳狀態[20]。以上結果表明，單粒精播技術可促進花生植株個體發育，充分發揮花生個體潛力，使花生群體與個體得到協調發展，促進花生產量的提高。在本試驗條件下，花育25號以單粒精播 195 000株/hm2 密度為最佳種植方式。

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