磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育及磷肥利用率的影響

司賢宗，張 翔*，索炎炎，李 亮，余 瓊，余 輝

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2.正陽(yáng)縣花生研究所，河南 正陽(yáng) 463600）

磷是花生必需的大量營(yíng)養(yǎng)元素之一，科學(xué)施用磷肥能增加花生根系的總長(zhǎng)度、根的體積和表面積［1-2］，增加花生對(duì)氮、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的吸收［3］，促進(jìn)花生生長(zhǎng)發(fā)育和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。磷酸根離子在土壤中易與鈣、鐵等金屬離子結(jié)合，形成難溶于水的磷酸鈣、磷酸鐵，一般磷在土壤中移動(dòng)性差，橫向遷移不超過(guò)5 cm［4-5］，減少磷肥與土壤的接觸面積及適宜的磷肥-種子相對(duì)空間位置是磷被花生高效吸收利用的關(guān)鍵，對(duì)花生高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)具有重要的意義。目前，在小麥、玉米、水稻、谷子、大豆、烤煙、馬鈴薯上進(jìn)行磷肥施用方面的研究較多，研究結(jié)果表明，施肥方式，如，磷肥撒施地表+旋耕［6-7］、種子正下方條施和混施［8］、行內(nèi)施磷［9］、條施［10-11］對(duì)作物磷的吸收和利用、產(chǎn)量提高、品種改善有顯著影響；施肥位置，如磷肥單層深施［12］、種下分層施用［13-14］、膜側(cè)施肥［15］、種內(nèi)行施［16］、側(cè)位和正位施肥及側(cè)施距離［17-18］對(duì)作物的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀、磷的吸收效率有明顯的影響；施磷深度對(duì)作物產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收、利用［19-21］、根系特征與分布［22-23］、干物質(zhì)的積累［24-25］有顯著地影響。在花生上進(jìn)行磷肥施用方面的研究多集中在磷肥品種［3］、磷肥的適宜用量與其他營(yíng)養(yǎng)元素的配施［1，26］和磷肥在花生茬口的分配比例［27］對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成的影響，花生是地上開(kāi)花，形成果針，入土后形成莢果，花生的根、果針、幼果均可以吸收土壤中的磷營(yíng)養(yǎng)元素，磷的吸收利用特點(diǎn)明顯不同于其他作物，有關(guān)磷肥施用位置的研究未見(jiàn)報(bào)道。為此，本文采用盆栽試驗(yàn)，分析磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀、不同器官的干物重、磷含量、磷積累量、磷肥利用率的影響，為磷肥高效施用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

盆栽試驗(yàn)于2019 年6～10 月在河南省正陽(yáng)縣蘭青鄉(xiāng)大余村花生試驗(yàn)田進(jìn)行。供試土壤為砂姜黑土，質(zhì)地粘壤，地勢(shì)平坦，土壤肥力均勻。耕層土壤基礎(chǔ)地力：有機(jī)質(zhì)18.3 g/kg，全氮1.15 g/kg，堿解氮121.8 mg/kg，有效磷42.2 mg/kg，速效鉀140.5 mg/kg，pH 4.9。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

盆栽試驗(yàn)共設(shè)5 個(gè)處理，分別為：T1，不施磷肥；T2，0～10 cm 土壤與磷肥混勻；T3，花生種下5 cm 處施磷肥；T4，花生種子一側(cè)5 cm 及深5 cm 施磷；T5，花生種子兩側(cè)5 cm 及深5 cm 施磷（表1）。試驗(yàn)用盆的直徑28 cm，高27 cm，底部中心位置均勻開(kāi)3 個(gè)直徑2 cm的圓孔，用多孔窗紗覆蓋底部，裝土至高度12 cm，在中心為原點(diǎn)，半徑5 cm的區(qū)域平層施用氮、鉀肥，隨后，裝土至27 cm。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)盆口面積每盆施肥量按照N、P2O5、K2O 為150、120、120 kg/hm2進(jìn)行折算，分別為923.16、738.53、738.53 mg；肥料品種為尿素（N 46%）、過(guò)磷酸鈣（P2O544%）、氯化鉀（K2O 60%）；每個(gè)處理10 個(gè)重復(fù)。花生出苗，每盆中確保有2 株大小一致的花生，花生于6 月15 日播種，9 月23 日收獲。其他盆栽管理按照一般豐產(chǎn)大田進(jìn)行管理。

1.3 樣品采集與分析

試驗(yàn)裝盆前采集基礎(chǔ)土壤樣品1 kg，測(cè)定基礎(chǔ)地力［24］。試驗(yàn)收獲時(shí)，每個(gè)處理取5 盆的10 株花生進(jìn)行考種，測(cè)定其株高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)（飽果數(shù)、秕果數(shù)）、單株果重、飽果重、秕果重、百果重等，并按照莖、葉、根、花生仁、殼等器官分開(kāi)，烘干，測(cè)定干物重，粉碎，測(cè)定磷含量，每個(gè)處理剩余的盆栽花生，收獲計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

磷肥利用率（%）=（施肥處理單株花生吸收的磷量-不施肥處理單株花生吸收的磷量）/每盆施肥中的磷量的一半×100；其中，將花生吸收的磷量×2.29 換算成P2O5的量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007 軟件進(jìn)行初步整理；用SPSS 17.0 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析；用Duncan′s 新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)花生農(nóng)藝性狀的影響

從表2 可以看出，施用磷肥能改善花生的農(nóng)藝性狀，與不施磷對(duì)照T1 相比，施磷花生的主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)、飽果數(shù)分別平均增加了16.6%、10.1%、12.9%、28.6%，秕果數(shù)降低了10.8%。磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生農(nóng)藝性狀有明顯的影響，不同處理的花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)、飽果數(shù)大小順序?yàn)門(mén)3＞T4＞T5＞T2，秕果數(shù)的順序與之相反，其中，T4的農(nóng)藝性狀優(yōu)于T5，T5 優(yōu)于T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、分枝數(shù)、飽果數(shù)呈增加趨勢(shì)，秕果數(shù)呈降低趨勢(shì)，T3的農(nóng)藝性狀優(yōu)于T4，表明花生種下施磷比側(cè)位施肥更能改善花生的農(nóng)藝性狀。

表2 不同處理對(duì)花生農(nóng)藝性狀的影響

2.2 不同處理對(duì)花生產(chǎn)量性狀及單株生產(chǎn)力的影響

從表3 可知，施用磷肥能改善花生的產(chǎn)量性狀，提高花生的單株生產(chǎn)力，與不施磷對(duì)照T1 相比，施磷花生的飽果重、百果重、出仁率、單株生產(chǎn)力分別增加了20.9%、17.0%、3.9%、13.6%，秕果重降低了40.2%。磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生的產(chǎn)量性狀及單株生產(chǎn)力有明顯的影響，不同處理的花生飽果重、百果重、出仁率、單株生產(chǎn)力大小順序?yàn)門(mén)3＞T4＞T5＞T2，秕果重的順序與之相反，其中，T4的產(chǎn)量性狀及單株生產(chǎn)力優(yōu)于T5，T5 優(yōu)于T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生飽果重、百果重、出仁率、單株生產(chǎn)力呈增加趨勢(shì)，秕果重呈降低趨勢(shì)，T3的產(chǎn)量性狀及單株生產(chǎn)力優(yōu)于T4，表明花生種下施磷比側(cè)位施肥更能改善花生的產(chǎn)量性狀，提高花生的單株生產(chǎn)力。

表3 不同處理對(duì)花生產(chǎn)量性狀及單株生產(chǎn)力的影響

2.3 不同處理對(duì)花生不同器官干物重的影響

從表4 可以看出，花生不同器官干物重的大小順序?yàn)榛ㄉ剩厩o＞葉＞殼＞根。施磷能增加花生不同器官的干物重，與不施磷對(duì)照T1 相比，施磷的花生葉、莖、花生仁、殼、根干物重分別平均增加6.9%、6.6%、18.4%、4.1%、33.3%，因此，施用磷肥，花生干物重增幅最大的器官是根，其次是葉，花生仁最小，表明花生在不施磷時(shí)，花生光合產(chǎn)物向根部轉(zhuǎn)運(yùn)能力最強(qiáng)；施磷時(shí)，花生仁干物重增加幅度小，這可能與花生快速完成生活史、形成種子有關(guān)。磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生不同器官干物重有明顯的影響，不同處理的花生不同器官干物重大小順序?yàn)門(mén)3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生不同器官干物重呈增加趨勢(shì)，T3＞T4，表明花生種下施磷比側(cè)位施肥更有利于花生干物重的增加。

表4 不同處理對(duì)花生不同器官干物重的影響（g/株）

2.4 不同處理對(duì)花生不同器官磷含量的影響

從表5 可知，花生不同器官磷含量的大小順序?yàn)榛ㄉ剩救~＞莖＞殼＞根。施磷明顯增加花生不同器官中磷的含量，與不施磷對(duì)照T1 相比，施磷的花生葉、莖、花生仁、殼、根中磷含量分別平均增加23.8%、49.7%、5.0%、9.5%、33.1%，因此，施用磷肥，花生磷含量增幅最大的器官是莖，其次是根，花生仁磷含量增加最小，表明花生在不施磷時(shí)，花生仁吸收磷的能力強(qiáng)，而施磷時(shí)，花生仁磷含量增幅小，這可能與保持下一代花生在遺傳上的生理生化活動(dòng)對(duì)磷需求密切相關(guān)。磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生不同器官磷含量有明顯的影響，不同處理的花生不同器官磷含量大小順序?yàn)門(mén)3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生不同器官中磷含量呈增加趨勢(shì)，T3＞T4，表明花生種下施磷比側(cè)位施肥更有利于花生對(duì)磷的吸收。

表5 不同處理對(duì)花生不同器官磷含量的影響（g/kg）

2.5 不同處理對(duì)花生不同器官磷積累量的影響

從表6 可以看出，磷在花生不同器官積累量的大小順序?yàn)榛ㄉ剩救~＞莖＞殼＞根。施磷顯著增加花生不同器官中磷的積累量，與不施磷對(duì)照T1相比，施磷的花生葉、莖、花生仁、殼、根中磷積累量分別平均增加32.4%、59.9%、24.4%、14.0%、78.1%，因此，施用磷肥，花生磷積累量增幅最大的器官是根，其次是莖，花生殼中磷積累量增幅最小，表明花生在不施磷時(shí)，磷向果殼優(yōu)先積累的能力強(qiáng)，而施磷時(shí)，花生殼中磷積累量增幅小，這可能與果殼形成是花生產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)有關(guān)。磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生不同器官磷積累量有明顯的影響，不同處理的花生不同器官磷積累量大小順序?yàn)門(mén)3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生不同器官中磷積累量呈增加趨勢(shì)，T3＞T4，表明花生種下施磷比側(cè)位施肥更有利于花生對(duì)磷的積累。

表6 不同處理對(duì)花生不同器官磷積累量的影響（mg/株）

2.6 不同處理對(duì)磷肥利用率的影響

從表7 可知，施磷顯著增加磷在花生植株中的積累量，與不施磷對(duì)照T1 相比，T2、T3、T4、T5 處理的花生植株中磷積累量分別增加18.4%、40.7%、31.3%、23.6%。磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)花生植株中磷積累量有明顯的影響，不同處理的花生植株中磷積累量大小順序?yàn)門(mén)3＞T4＞T5＞T2，其中，T4＞T5＞T2，表明在相同施磷量下，隨著磷肥在土壤中的集中程度的增加，花生植株中磷積累量呈增加趨勢(shì)，磷肥集中施用，能顯著增加花生植株中磷積累量，T3＞T4，表明花生種下施磷比側(cè)位施肥更有利于花生對(duì)磷的積累。因此，T3 處理磷肥利用率最高，為27.1%，分別比T4、T5、T2 處理高7.0、12.9、14.6 個(gè)百分點(diǎn)。

表7 不同處理對(duì)磷肥利用率的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 施磷肥深度對(duì)作物產(chǎn)量的影響

施磷能顯著提高作物的產(chǎn)量，韓上等［28］研究結(jié)果表明，油菜移栽時(shí)施磷的產(chǎn)量平均為2571 kg/hm2，與不施磷相比，油菜產(chǎn)量提高672 kg/hm2，增產(chǎn)率為41.5%。施磷量相同時(shí)，磷肥分層施用在增加春玉米磷積累和吸收效率方面優(yōu)于傳統(tǒng)施磷［14］，磷肥在種同層及種下6 cm 條施的分層施對(duì)大豆的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量影響最大，種下6 cm 條施次之，0～15 cm 土壤混層施肥最小［13］，與分層施用和淺施相比，磷肥單層深施能促進(jìn)夏玉米生長(zhǎng)發(fā)育，增產(chǎn)效果顯著［12］。夏玉米磷肥施入5 cm、15 cm、1/2 施入5 cm 和1/2 施入15 cm 深的土層中時(shí)，施肥深度為15 cm的夏玉米產(chǎn)量增加5.9%～10.6%，其次是1/2 施入5 cm 和1/2 施入15 cm［19］。夏玉米磷 肥集中施用在15 cm 深度，能夠增加深層土壤根系的分布比例，提高植株對(duì)磷肥的吸收、利用效率，顯著提高夏玉米產(chǎn)量［20，23］。旋耕措施下春玉米磷肥施用深度在12 cm 左右較為適宜，在深松+旋耕措施下12～18 cm 深度施肥增產(chǎn)效果最好［22］。也有研究表明，磷肥用量相等時(shí)，施肥深度分別為8、16、24 cm 時(shí)，小麥的穗粒數(shù)和產(chǎn)量與深度成正比［25］。可見(jiàn)，磷肥分層施用和施用深度對(duì)作物產(chǎn)量有明顯的影響。

3.2 磷肥施用方式對(duì)作物產(chǎn)量的影響

有研究認(rèn)為磷肥施用深度對(duì)小麥產(chǎn)量的影響最大，磷肥側(cè)位和正位施用的影響次之，磷肥施用量的影響最小［17］。也有研究結(jié)果表明，施磷量對(duì)谷子的產(chǎn)量影響最大，施肥深度的影響大于施肥水平距離，谷子產(chǎn)量在8000 kg/hm2以上時(shí)，P2O5的施用量為136.35～153.63 kg/hm2，施肥深度為20.80～23.75 cm、施肥水平距離為16.80～18.75 cm［18，24］。這可能與種植谷子的土壤肥力低，對(duì)施肥反應(yīng)敏感，谷子又是深根系作物，而種植小麥的土壤一般肥力較高，施肥量較大，又是淺根系作物有關(guān)。在水稻上，磷肥淺施有利于苗期根系對(duì)養(yǎng)分的吸收及根系的生長(zhǎng)發(fā)育，且磷肥的行內(nèi)施用優(yōu)于行間施用［9］，與磷肥直接撒施地表相比，磷肥撒施地表+旋耕的水稻有效穗和產(chǎn)量顯著增加［7］。在煙草上，雙條溝施磷肥能顯著促進(jìn)烤煙的生長(zhǎng)，提高肥料的吸收和利用，顯著提高煙葉的產(chǎn)質(zhì)量［10-11］。這可能是由水稻是水田作物，而煙草是旱作作物，土壤水分對(duì)磷肥在土壤中運(yùn)移機(jī)制不同引起的，總的來(lái)說(shuō)，旱作作物上磷肥條施、深施能夠有效提高作物產(chǎn)量［4］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磷肥在土壤中集中程度的增加，磷肥能更有效地促進(jìn)花生的生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)磷的吸收、利用。這和前人在小麥［17］、谷子［18，24］、水稻［7，9］、煙草［10-11］上的施磷效果基本一致。

3.3 磷肥-種子相對(duì)位置對(duì)作物產(chǎn)量的影響

王巖等［29］研究認(rèn)為，相同施磷水平下，在玉米一側(cè)穴施磷肥的地上部生物量高于兩側(cè)穴施磷肥，地上部生物量提高0.4%～7.6%。小麥定位條施于播種行側(cè)、膜下、種側(cè)下5 cm 處的膜側(cè)施肥促進(jìn)了不同生育時(shí)期的氮磷鉀吸收，協(xié)同提高了經(jīng)濟(jì)效益、養(yǎng)分吸收效率和肥料偏生產(chǎn)力［15］，冬小麥種子正下方5 cm 條施和混施在產(chǎn)量和吸磷量上均高于表面撒施等施用方式［8］；大豆在種下6 cm 側(cè)向0～6 cm 施用磷肥，對(duì)養(yǎng)分的吸收明顯高于種下6 cm 側(cè)向18～24 cm 施肥［21］，這表明，相同施肥深度，遠(yuǎn)離作物施用磷肥，不利于作物對(duì)磷的吸收、利用。本研究結(jié)果認(rèn)為，種下5 cm 施磷的花生生長(zhǎng)發(fā)育狀況最好，磷肥的吸收、利用最高，其中花生單株生產(chǎn)力最大，為32.4 g/株，磷肥利用率最高，為27.1%，其次是花生種子一側(cè)5 cm 及深5 cm 施磷，再次是花生種子兩側(cè)5 cm 及深5 cm 施磷，0～10 cm 土壤混勻施磷最小。這與磷肥在小麥［8，15］、大豆［21］上的施用結(jié)果較為一致。可見(jiàn)，磷肥與種子的空間位置對(duì)花生的生長(zhǎng)發(fā)育和磷的吸收、利用有重要影響。本試驗(yàn)在盆栽條件下明確了花生種下5 cm 處施磷時(shí)，花生對(duì)磷肥的吸收、利用效果最好，因此后續(xù)應(yīng)在大田實(shí)際生產(chǎn)中，結(jié)合花生的種肥一體化播種，開(kāi)展花生種下5 cm 條施磷肥方面的研究，為花生的機(jī)械化精準(zhǔn)、高效、輕簡(jiǎn)施肥提供技術(shù)支撐。