不同生育時期追肥對花生功能葉片內源激素和籽仁品質的影響

孔 潔龐茹月畢振方劉 蕊李 峰王銘倫 鄒曉霞

(青島農業大學農學院/山東省旱作農業技術重點實驗室,山東 青島 266109)

花生是我國重要的經濟作物和油料作物,同時是重要的食品加工原料,在保障食用油脂安全和國民經濟中具有重要作用[1]。合理施肥是提高作物產量和改善品質的重要保證,也是減少農業環境污染和降低生產成本的有效措施[2]。在作物生育期間追肥是滿足養分持續供應和促進作物良好生長的重要技術。追肥可改善玉米[3]、棉花[4]功能葉片的內源激素水平,花生葉面施肥可提高與生長相關的激素[5]。合理追肥可促進小麥產量和品質的提升[6],提高稻米的外觀品質和營養品質[7],增加玉米生產綜合效益[8]?；ㄉ鳛榈厣祥_花地下結果的作物,常規露地栽培和覆膜栽培均不便于追肥,生產上多為播前一次性基施肥料,該施肥方法易導致生長前期長勢較旺,中后期易脫肥早衰,從而影響產量的提高[9]。近年興起的膜下滴灌水肥一體化技術可同時滿足花生不同生育時期對水分和養分的需要,使得隨水追肥成為可能。適期追肥可以促進花生植株健壯生長[10]、提高葉片光合性能[11]、延緩葉片衰老、提高莢果產量[12],膜下滴灌追肥可提高花生籽仁脂肪和油酸含量、提高油酸亞油酸比值(O/L)[13],而不同生育時期追肥對花生葉片內源激素和籽仁品質的影響的研究未見報道。本研究旨在探明不同生育時期追肥對花生功能葉片內源激素和籽仁主要營養成分含量的影響,為進一步完善花生適宜的追肥時期提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于青島農業大學萊陽校區試驗站進行。土壤類型為砂壤土,土壤基礎養分含量見表1。供試花生品種為青花5號。

1.2 試驗設計與方法

設置不追肥(CK1)、等量追肥作基肥(CK2)、苗期追肥(T1)、花針期追肥(T2)和結莢期追肥(T3)5個處理。隨機區組設計,重復3次。小區長8.0 m,寬2.7 m,每小區6行,行距45 cm,穴距17.5 cm,穴播2粒。露地單行起壟栽培,按花生控制下針(An M)栽培法進行。各處理追肥量相同,N 180.0 kg/hm2、P2O597.5 kg/hm2、K2O 225.0 kg/hm2、CaO 23.0 kg/hm2。試驗田翻耕前均勻撒施復合肥(15-15-15)750 kg/hm2,然后翻耕整平；CK2處理將與追肥等量肥料于播種前均勻施于15 cm 耕層內,各追肥處理在不同時期將肥料撒施于植株兩側距植株5～10 cm 處,隨即覆土蓋肥。田間管理同大田生產。

1.3 測定項目與方法

各處理于追肥后10 d開始取樣(CK1、CK2、T1第一次取樣時間一致),以后每隔10 d取樣1次,共取8次。每次均選取各處理小區中間2行10株有代表性植株的主莖倒三葉葉片,液氮速凍后保存于-80℃冰箱備用；于收獲期按小區收獲,莢果自然風干,從每小區收獲莢果中隨機取1 kg莢果剝殼,籽仁供品質測定用。用間接酶聯免疫吸附法(ELISA)測定功能葉片中內源激素含量、傅立葉變換近紅外光譜品質分析儀測定籽仁主要營養成分含量、L-8900全自動氨基酸分析儀測定氨基酸含量。

1.4 數據處理

采用DPS和Excel軟件對數據進行分析、作圖。

2 結果與分析

2.1 不同生育時期追肥對花生功能葉片內源激素含量的影響

2.1.1 生長素(IAA)

生長素在植物體內分布廣泛,對營養器官縱向生長有明顯的促進作用。由圖1-A可以看出,各處理花生功能葉片IAA 含量隨生育時期的推進逐漸增加,8月9日后趨于平穩或緩慢降低,不同處理變化趨勢一致。追肥處理(T1、T2、T3)均可不同程度增加功能葉片IAA 含量,隨追肥時間的推遲IAA含量提高,CK2基本不影響IAA 含量。生育后期(8月29日),T1、T2和T3處理的功能葉片IAA 含量分別為97.0 ng/g FM、113.3 ng/g FM 和120.8 ng/g FM,較CK1分別增加7.6%、25.7%和34.0%,差異均達顯著或極顯著水平,較CK2分別增加7.3%、25.3%和33.6%,T2、T3處理間差異達極顯著水平。

2.1.2 赤霉素(GA)

赤霉素能夠促進細胞伸長生長,促進莖葉生長。自初花期(6月20日)開始,不同處理功能葉片GA 含量不斷增加,至結莢后期(8月9日)達到峰值,此后逐漸降低,各處理變化趨勢一致。峰值時,T1、T2和T3處理的功能葉片GA 含量較CK1分別增加10.8%、35.7%和34.2%,較CK2分別增加8.0%、32.2%和30.8%,差異均達極顯著水平。追肥處理(T1、T2、T3)和CK2 均可不同程度提高功能葉片GA 含量,特別是T2和T3處理作用效果可延續至生育后期(8 月29 日),GA 含量顯著高于其他處理(圖1-B)。

2.1.3 玉米素核苷(ZR)

玉米素核苷是細胞分裂素的一種,能夠促進側芽生長,刺激細胞分化,延緩細胞衰老。如圖1-C可以看出,初花期(6月20日)后,功能葉片ZR 含量變化趨勢與GA 含量相似,不同處理表現一致。結莢后期(8月9日),各追肥處理(T1、T2、T3)功能葉片ZR 含量分別為19.2 ng/g F M、22.6 ng/g FM 和20.8 ng/g FM,較CK1分別增加23.0%、44.3%和33.3%,較CK2分別增加14.7%、34.6%和24.3%,差異均達顯著或極顯著水平；生育后期(8月29 日)T1、T2和T3處理的ZR含量仍較CK1顯著提高37.2%、54.8%和62.2%。

2.1.4 脫落酸(ABA)

脫落酸作為抑制生長和促進衰老的植物激素,易導致器官休眠和脫落,可拮抗GA 和細胞分裂素(CTK)的作用?；ㄉM入初花期(6月20日)后,功能葉片ABA含量不斷下降,進入結莢后期(8月9日)開始較快增加,不同處理表現一致。生育后期(8月29日),各追肥處理(T1、T2、T3)的功能葉片ABA 含量較CK1分別降低15.2%、23.2%和24.6%,較CK2 分別降低14.5%、22.5%和23.9%,差異均達極顯著水平,而CK2與CK1的含量相當?？梢娫诿缙谝院骉2和T3處理功能葉片一直保持較低的ABA 含量 (圖1-D)。

2.2 不同生育時期追肥對花生籽仁品質的影響

2.2.1 籽仁主要營養成分

各追肥處理(T1、T2、T3)顯著增加花生籽仁蛋白質和脂肪含量、降低總糖含量,蛋白質和脂肪含量較不追肥(CK1)處理分別增加1.38、1.78、1.68個百分點和2.58、4.21、3.98個百分點,總糖含量分別降低1.13%、1.53%和1.26%；T1、T2、T3處理增加脂肪中油酸含量,對亞油酸和棕櫚酸含量影響較小,從而增加了油亞比值,油酸含量較不追肥(CK1)處理分別增加0.47、1.30 和1.07個百分點,油亞比分別提高1.61%、2.64%和2.88%(表2)。

表2 不同生育時期追肥對花生籽仁主要營養成分的影響Table 2 Effects of topdressing at different growth stages on the main nutrient components of peanut kernels

2.2.2 籽仁氨基酸含量

表3可見,T2和T3處理可提高花生籽仁氨基酸含量,T1、CK2和CK1處理氨基酸含量相當；T2和T3處理提高人體必需的8種氨基酸的幅度高于氨基酸總量。T3處理纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸和色氨酸含量較CK1和CK2處理的均分別增加2.7%、5.3%、5.8%、6.2%、4.3%和5.4%,較T1處理分別增加2.7%、3.1%、2.2%、6.2%、2.1%和5.4%；T2處理纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和賴氨酸含量較CK1和CK2處理的均分別增加3.6%、4.1%、4.7%和4.3%,較T1處理的分別增加3.6%、0.6%、4.7%和2.1%。

表3 不同生育時期追肥對花生籽仁氨基酸含量的影響 (mg/g)Table 3 Effects of topdressing at different growth stages on the amino acid content of peanut kernels

3 討論與結論

植物內源激素是指植物體內產生的一些微量而能調節自身生理過程的有機化合物,通過相互之間的協調平衡或是拮抗競爭來實現對植物正常生長發育的調控[14]。一般認為生長素、赤霉素和細胞分裂素為促進型內源激素,具有促進細胞分裂與生長、打破休眠、延緩植株衰老等作用,而脫落酸作為生長抑制型內源激素與啟動和促進植株衰老有關[15]。玉米葉片中IAA、ZR 和GA3的含量均隨施氮量的增加呈現先升高后降低的趨勢,且增施氮肥后ABA 含量降低[3]；施用鉀肥能夠提高蘋果初果期和膨大期果實中IAA、ZR、GA的含量[16]；施用氮肥可以提高漬水處理棉花葉片ZR、GA 和IAA 水平,同時可降低ABA 水平[17]。本研究結果與前人的研究趨于一致,不同生育時期追肥可以提高花生功能葉片中IAA、GA 和ZR含量,降低ABA 含量,且花針期和結莢期追肥提高效果更明顯,有利于促進葉片細胞分裂和生長,延長葉片功能期。通過建立新的激素平衡體系,為促進植株健壯生長[10]、延緩葉片衰老,改善葉片光合性能、增加干物質積累、促進莢果發育、提高產量[11-12]奠定了生理基礎。

隨著人們生活水平的提高和保健意識的增強,對優質農作物需求不斷增加,提高作物品質、實現優質高效是作物生產發展的方向。拔節期追施足量氮肥可提高小麥產量、改善品質[18],抽穗至灌漿期追肥有利于提高稻米的綜合品質[7],花生籽仁蛋白質、脂肪含量和脂肪酸組分是重要的品質指標。本研究結果表明,花生花針期或結莢期追肥顯著提高籽仁蛋白質和脂肪含量,同時提高氨基酸總量,尤其是纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸和色氨酸等人體必需氨基酸含量提高幅度更大,從而改善了籽仁品質。與周錄英等施肥可不同程度提高花生籽仁脂肪、粗蛋白和游離氨基酸含量,改善花生籽仁品質[19],王立峰結莢期和飽果期施氮肥有利于籽仁蛋白質和含油量的提高,同時增加氨基酸的總量[20]的研究結果一致?；ㄉ讶瘦^高的脂肪、蛋白質和氨基酸含量有利于榨油和蛋白質、氨基酸的綜合利用,提高綜合利用價值和附加值。

花生花針期或結莢期追肥,可明顯提高生長發育中后期功能葉片IAA、GA、ZR 含量,降低ABA 含量,有利于延長葉片功能期、促進莢果發育和提高產量；同時增加籽仁蛋白質和脂肪含量,降低總糖含量,提高O/L 值,營養價值與經濟價值明顯提高。