不同外界因素對花生果針膨大的影響

張樹偉，鄭澤宇，高澤文，梁海濤，樊 霞，李俊瑞，王興春

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太谷030801）

花生是世界上廣泛種植的油料作物和經(jīng)濟作物之一，主要分布在亞洲、非洲和美洲，歐洲和大洋洲的種植比較少。我國花生種植廣泛，主要分布在華東、華南、華北和華中等地區(qū)，東北和西北種植面積相對較少[1]。通過對花生品種改良、栽培技術(shù)的開發(fā)、花生增產(chǎn)潛力的發(fā)掘[2-4]及對花生病蟲害綜合防治的深入探索[5-6]，極大地推動了花生生產(chǎn)的發(fā)展，為滿足人民的消費需求、促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起了重要作用。

地上開花地下結(jié)果是花生獨有的特性，是其對特殊環(huán)境長期適應(yīng)的結(jié)果，因此，花生又叫“落花生”。果針是指花生開花受精后的子房柄和前端子房的結(jié)合體，果針伸長并啟動向地性生長，從而將子房帶入地下完成果實的生長發(fā)育過程[7]。

王雅麗等[8]研究表明，花生果針的正向地性生長與細(xì)胞內(nèi)淀粉平衡石的特性有關(guān)。花生的這一特殊習(xí)性使其果針的發(fā)育受到光照、水分、營養(yǎng)、土壤條件等影響。在果針下針期對土壤水分要求比較嚴(yán)格，水分過多容易入土但不易鼓粒，土壤較干則不易下針，濕澇處理或地下水位過高會對花生發(fā)育產(chǎn)生全面影響[9]，而不同品系花生對水分脅迫的影響也存在差異[10-11]。崔光軍等[12-13]研究表明，在花生種子發(fā)育過程中，果針入土后3～7周是干物質(zhì)積累的關(guān)鍵時期，莢果體積膨大，同化物不斷增加，莢果產(chǎn)量迅速增長。花生的發(fā)育需要多種礦質(zhì)元素，其中對鈣素極為敏感，在結(jié)莢期果針為鈣的主要吸收器官[14-15]，而在缺鈣和缺硼條件下，花生空殼率會增加[16]。

本試驗通過對影響花生果針入土膨大因素的研究，以期為花生高產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試品種為晉花7號，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所白冬梅老師提供，其優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、商業(yè)性好[17]。2011—2012年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院試驗田進(jìn)行試驗，土層為沙壤土，土質(zhì)疏松，適宜花生種植。

1.2 營養(yǎng)液配方

試驗所用營養(yǎng)液為MS液體培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基包含植物生長所需的營養(yǎng)元素，即包括MS大量元素、MS微量元素和Fe鹽元素。此3種元素先要各自配出高濃度的母液，然后再按比例稀釋成液體培養(yǎng)基，具體配方及用量如表1～3所示。

表1 MS大量元素配方 g/L

表2 MS微量元素配方g/L

表3 Fe鹽配方 g/L

1.3 方法

1.3.1 播種 5月18日播種，每行10穴，每穴2粒，行距30 cm，穴距20 cm。

1.3.2 光照試驗 8月10日左右，在大田選擇長勢一致的植株進(jìn)行光照處理。試驗組取6支50mL透明離心管，放入干燥脫脂棉，加入10 mL蒸餾水，將單個果針（約6 cm長）套入管內(nèi)，用封口膜纏好管口，記為G+；對照組則取6支離心管進(jìn)行相同處理，待套好果針，離心管外面包上錫箔紙使內(nèi)部黑暗，記為G-。

1.3.3 濕度試驗 試驗組取6支50 mL透明離心管，放入干燥脫脂棉，用錫箔紙包好以保持黑暗，加入10 mL蒸餾水，將單個果針（約6 cm長）套入該離心管內(nèi)，用封口膜纏好離心管口，記為S+；對照組取6支離心管只放入干燥脫脂棉，不加蒸餾水，保持管內(nèi)干燥，用錫箔紙包好，記為S-。

1.3.4 營養(yǎng)液試驗 營養(yǎng)液配制如表4所示。

表4 MS營養(yǎng)液配方

取24支50 mL透明離心管，放入干燥脫脂棉，并都用錫箔紙包好以保持黑暗，按6支一組分為4組，每組管中加入10 mL相應(yīng)的營養(yǎng)液，共設(shè)置4種營養(yǎng)液配比，以全量MS營養(yǎng)液為母液，分別稀釋 0.1，0.2，0.3，0.4倍，分別記為 A，B，C，D（表4）。將單個果針（約6 cm長）套入對應(yīng)離心管內(nèi)，用封口膜纏好離心管口。

1.3.5 果針拍照分析 于花生收獲期將試驗果針靠近花生植株莖的那端剪下，放入對應(yīng)離心管內(nèi)，按照光照、濕度、營養(yǎng)元素分組回收，分別對比觀察果針膨大效果并拍照分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 光照對果針膨大的影響

在光照試驗中，試驗組和對照組相比，果針發(fā)育差異較明顯。由圖1可知，在光照條件下，果針基本沒有膨大，而在黑暗環(huán)境中的果針前端明顯膨大發(fā)育成花生幼果。這就說明果針膨大需要黑暗條件，光照影響了果針的膨大，使其不能正常發(fā)育成果實。

2.2 濕度對果針膨大的影響

花生果針的發(fā)育會受到土壤旱澇條件的影響，具有地干不扎針，地濕不鼓粒的特點，果針周圍的濕度環(huán)境對其發(fā)育影響重大。由圖2可知，在濕潤條件下，果針已經(jīng)膨大形成莢果，而干燥環(huán)境中的果針，未發(fā)育，沒有膨大。表明花生果針的發(fā)育需要濕潤環(huán)境的刺激，從而完成果實的形成。

2.3 營養(yǎng)元素對果針膨大的影響

花生果針在膨大發(fā)育時期，營養(yǎng)元素對其影響較大。花生在莢果形成期需要氮、磷、鉀、鈣等多種營養(yǎng)元素[14，18]，在果針入土后保證肥料的充足是提高產(chǎn)量的重要因素。由圖3可知，營養(yǎng)液為0.1，0.2倍母液的果針幾乎沒有膨大，0.3倍母液則有非常明顯的膨大，已經(jīng)快發(fā)育成果實，而0.4倍母液的果針也有發(fā)育，但效果不明顯。由此說明，0.3倍母液的MS營養(yǎng)液為花生果針發(fā)育的較適濃度，同時也表明，花生果實形成時，不僅從根中吸收營養(yǎng)也從果針表面直接吸收營養(yǎng)，來完成物質(zhì)的積累。

3 結(jié)論與討論

花生在開花下針期，果針開始膨大，該期植株對外界環(huán)境比較敏感。果針的發(fā)育受黑暗、濕度、營養(yǎng)元素、機械刺激等多種因素的制約。本試驗結(jié)果表明，光照嚴(yán)重影響了果針膨大發(fā)育，可能是果針未入土?xí)r，受光照影響，其某些基因表達(dá)被抑制，阻止其膨大。當(dāng)果針順利進(jìn)入土中后，周圍潮濕的環(huán)境有利于其膨大，而干燥的環(huán)境會阻礙其正常發(fā)育。花生不能連茬種植，連作1 a就會出現(xiàn)黃化癥，減產(chǎn)20%，這是因為連作會造成土壤中某些元素虧缺[19]。因此，在土壤條件較差的地區(qū)種植花生，需要加強田間管理，在下針期要及時補充化肥。

花生果針的膨大發(fā)育會影響結(jié)實、莢果發(fā)育及空殼產(chǎn)生等，本試驗結(jié)果揭示了部分影響果針膨大的因素，進(jìn)而為花生高產(chǎn)種植提供參考依據(jù)。但結(jié)合花生內(nèi)外因素考慮，真正揭示果針膨大的內(nèi)在機理，還需要進(jìn)一步研究。

志謝：感謝山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所白冬梅老師提供花生種子。

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