不同腐殖酸肥用量對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響

梁 滿張 昆沈 一劉永惠沈 悅張旭堯陳志德*

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所,江蘇 南京 210014;2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 泰安 271018)

花生(ArachishypogaeaL.)是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物,在國民生產(chǎn)中占有重要地位[1]。花生作為一種高產(chǎn)作物,用途廣泛,市場需求量大。化肥的投入是提高作物產(chǎn)量的重要手段之一[2],但不合理的化肥施用不僅會抑制作物的生長發(fā)育[3],同時隨施用年限的增加,還會造成土壤板結(jié)、鹽漬化、土壤酸化、肥料利用率下降等一系列負(fù)面效應(yīng)[4-5],直接導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降[6]。當(dāng)下為了追求產(chǎn)量,花生化肥施用量一直很高[7],因此研究專用肥對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響及降低花生種植過程中過量化肥對農(nóng)業(yè)存在的污染風(fēng)險等具有重要意義。

腐殖酸是動植物遺骸經(jīng)過微生物的分解和轉(zhuǎn)化以及一系列的化學(xué)過程積累起來的一種有機(jī)物,能改善土壤品質(zhì),提高肥料利用率和作物產(chǎn)量[8-9]。研究表明,腐殖酸復(fù)混肥能促進(jìn)番茄幼苗生長及對N、P、K的吸收,增加番茄產(chǎn)量和品質(zhì)[10]。杜會英等[11]認(rèn)為在投入養(yǎng)分量相等條件下,腐殖酸能促進(jìn)葡萄葉片中葉綠素的合成代謝和果實(shí)對養(yǎng)分的吸收,增加葡萄產(chǎn)量。張利民等[12]研究發(fā)現(xiàn)施用活性腐殖酸緩釋肥比施用普通復(fù)合肥的花生生長更穩(wěn)健,增產(chǎn)效果更顯著。但是,已有研究多集中于腐殖酸肥與普通復(fù)合肥或不施肥對于作物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和肥料利用效率的比較研究,而有關(guān)腐殖酸肥不同用量之間的研究鮮見報導(dǎo)。

因此,本研究通過設(shè)置不同梯度的活性腐殖酸復(fù)合肥用量,研究其對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響,為探明專用肥對花生的施用效果提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年5-9月在江蘇省農(nóng)科院六合試驗(yàn)基地進(jìn)行,土壤類型為馬肝土,冬閑田,耕層(0～20 cm),土層有機(jī)質(zhì)含量為10.60 g/kg,全氮0.71 g/kg,硝態(tài)氮6.49 mg/kg,銨態(tài)氮9.12 mg/kg,全磷0.42 g/kg,全鉀15.68 g/kg,速效磷26.09 mg/kg,速效鉀249.11 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試花生品種為寧泰9922,設(shè)5個處理:普通三元復(fù)合肥750 kg/hm2(CK1),不施肥(CK2),腐殖酸復(fù)合肥750 kg/hm2(T1),腐殖酸復(fù)合肥609 kg/hm2(T2),腐殖酸復(fù)合肥525 kg/hm2(T3)。壟作種植,壟底寬80 cm,壟面寬40 cm,壟上分別播2行花生,行距35 cm,穴距18 cm,每穴2株,裂區(qū)設(shè)計(jì),3次重復(fù)。試驗(yàn)地選擇通風(fēng)透光、無遮蔭、地勢平坦、排灌方便、前茬一致的地塊。

1.3 田間管理

試驗(yàn)田旋耕2次,機(jī)械起壟,起壟前拌土撒施3%辛硫磷顆粒劑15.0 kg/hm2防治地下害蟲;5月9日人工播種,每穴播3粒,留2苗;5月13日噴撒除草劑(異丙甲草胺);5月25日人工除草1次,以后不定期人工除草;5月29日撒施10%啶蟲脒乳油20 mL 和25%吡唑醚菌酯懸浮劑450 g/hm2防治薊馬和根腐病;7月13日施用花生超生寶375 g/hm2和阿維菌素300 mL/hm2進(jìn)行化控和食葉性害蟲防控;9月7日開始收獲。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀

收獲期進(jìn)行植株取樣調(diào)查,每小區(qū)選取生長一致的樣點(diǎn),連續(xù)10株,按單株考察記載主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、主莖綠葉數(shù)、單株飽果數(shù)、單株秕果數(shù)、單株?duì)€果數(shù)、單株幼果數(shù)。

1.4.2 植株干物質(zhì)

分別于花生幼苗期、開花下針期、結(jié)莢期、飽果成熟期、收獲期,每個處理選取代表性樣株花生10株(3次重復(fù),下同),105℃殺青30 min,80℃烘至恒質(zhì)量,計(jì)算干物質(zhì)[13]。

1.4.3 產(chǎn)量

每個處理分別進(jìn)行測產(chǎn):莢果充分曬干后,去除雜質(zhì)、幼果、爛果等,按小區(qū)稱質(zhì)量計(jì)產(chǎn)。

1.4.4 產(chǎn)量性狀

從曬干的莢果中隨機(jī)取樣500 g考種,考種項(xiàng)目包括:千克果數(shù)、飽果數(shù)、秕果數(shù)、千克仁數(shù)、飽仁數(shù)、秕仁數(shù)、百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量。

1.4.5 收獲指數(shù)

收獲指數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物學(xué)產(chǎn)量[14]。

1.4.6 肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)利用率

肥料貢獻(xiàn)率/%=(施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量)/施肥處理產(chǎn)量×100;

農(nóng)學(xué)利用率/(kg·kg-1)=(施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量)/施肥量[15-17]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

所有數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行整理,并采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同腐殖酸肥用量對花生農(nóng)藝性狀的影響

表1可知,不同施肥量對花生植株性狀有一定影響,主莖高和側(cè)枝長表現(xiàn)為CK1＞CK2＞T1＞T3＞T2,說明腐殖酸肥可有效降低株高,防止花生徒長。而從分枝數(shù)和主莖綠葉數(shù)來看,3種腐殖酸肥用量處理均高于CK1 和CK2,但T1、T2和T3之間的差異并不顯著。

表1 不同施肥量對花生農(nóng)藝性狀的影響Table 1 Effects of different application rates of fertilization on agronomic characteristics of peanut

不同施肥量對花生莢果性狀也存在影響。與CK1和CK2相比,T1、T2和T3處理下單株飽果數(shù)具有顯著優(yōu)勢,其中T1的單株飽果數(shù)較T2、T3分別增加4.9%和4.4%。T1、T2和T3處理下單株秕果數(shù)、單株?duì)€果數(shù)和單株芽果數(shù)差異不顯著,但均低于CK1。

2.2 不同腐殖酸肥用量對花生干物質(zhì)積累的影響

不同施肥量下,花生的單株干物質(zhì)積累隨著生育時期的推移變化趨勢基本一致,但各生育時期內(nèi)存在一定差異(圖1)。與CK1和CK2相比,施加腐殖酸肥均顯著增加了花生生育后期的單株干物質(zhì)積累量,其中在播種后第108 d時,T1、T2和T3處理單株干物質(zhì)積累量較CK1分別增加15.7%、14.0%和4.9%,較CK2分別增加26.5%、24.5%和14.6%。3種腐殖酸處理相比,在播種后第36、54 d時,T2高于T1和T3;在播種后第72、90、108 d時,單株干物質(zhì)積累表現(xiàn)為T1＞T2＞T3,其中T1和T2單株干物質(zhì)量在播種第54 d和72 d期間產(chǎn)生交叉;在播種后第108 d時,T1的單株干物質(zhì)量較T2、T3分別增加1.6%和10.3%。

圖1 不同施肥量對花生單株干物質(zhì)積累的影響Fig.1 Effect of different application rates of fertilization on dry matter accumulation per peanut plant

2.3 不同腐殖酸肥用量對花生產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表2可知,不同施肥量對花生產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響存在差異。與CK1 和CK2相比,腐殖酸肥處理對飽果數(shù)、飽仁數(shù)、百果質(zhì)量和百仁質(zhì)量具有顯著優(yōu)勢,其中T1、T2 和T3 之間的飽果數(shù)、飽仁數(shù)差異不顯著,T1的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量較T2和T3分別增加2.4%、1.9%和4.5%、5.7%。CK1 和CK2 處理下千克果數(shù)、千克仁數(shù)、秕果數(shù)和秕仁數(shù)顯著高于T1、T2和T3,秕果數(shù)和秕仁數(shù)表現(xiàn)為T3＞T2＞T1。說明隨著腐殖酸肥的用量增加,可以有效提高花生的產(chǎn)量性狀。

表2 不同施肥量對花生產(chǎn)量構(gòu)成的影響Table 2 Effect of different application rates of fertilization on yield components of peanut

2.4 不同腐殖酸肥用量對花生產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響

不同腐殖酸肥用量顯著影響花生的產(chǎn)量和收獲指數(shù)(圖2)。腐殖酸處理下的產(chǎn)量顯著高于CK1和CK2,腐殖酸處理之間的產(chǎn)量表現(xiàn)為T1＞T2＞T3,可見隨著腐殖酸肥的用量增加,花生產(chǎn)量有明顯的上升趨勢,T1的產(chǎn)量達(dá)到5194.8 kg/hm2,較T2和T3分別增加7.46%、22.73%。說明T1處理可以獲得較高的花生產(chǎn)量。與CK1和CK2相比,腐殖酸肥在顯著增加了花生生育后期的單株干物質(zhì)積累量的同時,也顯著增加了花生的收獲指數(shù),其中T1的收獲指數(shù)較T2和T3分別增加1.6%、10.3%。

圖2 不同施肥量對花生產(chǎn)量和收獲指數(shù)的影響Fig.2 Effect of different application rates of fertilization on peanut yield and harvest index

2.5 不同腐殖酸肥用量對肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)利用率的影響

表3可看出,不同用量的腐殖酸肥處理下的肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)利用率顯著高于CK1,3種腐殖酸處理之間的肥料貢獻(xiàn)率表現(xiàn)為T1＞T2＞T3,T1的肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)利用率分別達(dá)到26.85%和1.86,遠(yuǎn)高于CK1。可見,施用腐殖酸肥能改良培肥土壤,更能有效提高肥料利用率。

表3 不同施肥量對肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)利用率的影響Table 3 Effect of different application rates of fertilization on fertilizer contribution rate and agronomic utilization rate

3 討論與結(jié)論

3.1 不同腐殖酸肥用量與花生生長發(fā)育的關(guān)系

我國是化肥施用大國,但是化肥綜合利用效率低[15,18]。為了提高肥料利用率,降低化肥用量,開展作物專用肥的研究具有重要意義。近年來,腐殖酸肥的應(yīng)用已經(jīng)成為保護(hù)和治理生態(tài)環(huán)境的重要措施之一[19]。前人研究發(fā)現(xiàn),適宜濃度條件下,腐殖酸能夠促進(jìn)植物生長[20];Adain等[21]報道腐殖酸能夠使番茄根部的干質(zhì)量增加18%,同時又能增強(qiáng)植物的生理活性;Fagbenro等[22]研究表明腐殖酸對柚木幼苗的月生長率、高度、總干物質(zhì)都有顯著的促進(jìn)作用。本研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸肥處理下的花生植株側(cè)枝長和主莖綠葉數(shù)均高于普通三元復(fù)合肥和不施肥處理,且單株飽果數(shù)具有優(yōu)勢,說明腐殖酸肥有利于花生的生長發(fā)育和綠色覆蓋度,同時這可能也是導(dǎo)致腐殖酸肥處理下的花生在生育后期干物質(zhì)積累高于另外兩個對照處理的原因;在顯著增加了花生生育后期單株干物質(zhì)量的同時,腐殖酸肥也增加了花生的收獲指數(shù)。由此可見,本試驗(yàn)條件下,腐殖酸肥能夠促進(jìn)花生的生長發(fā)育,這與前人的研究結(jié)果一致。

3.2 不同腐殖酸肥用量與花生產(chǎn)量的關(guān)系

許多研究表明,在土壤中施用腐殖酸肥不僅可以改善作物的生長環(huán)境,提高肥料的利用率,還可以促進(jìn)作物的生長,從而達(dá)到增產(chǎn)增收的效果[23-25]。本試驗(yàn)中,腐殖酸肥處理下的飽果數(shù)、飽仁數(shù)、百果質(zhì)量和百仁質(zhì)量具有顯著優(yōu)勢,表明腐殖酸對花生的生長具有促進(jìn)作用,增加了飽果期的單果質(zhì)量;而這些產(chǎn)量構(gòu)成因素的增加,也使得不同腐殖酸肥用量下的花生產(chǎn)量顯著高于普通三元復(fù)合肥和不施肥,這與張利民等[12]的研究結(jié)果基本一致;隨著腐殖酸肥用量的增加,花生產(chǎn)量有明顯的上升趨勢,以750 kg/hm2的用量效果最好,產(chǎn)量達(dá)到5 194.8 kg/hm2,但是產(chǎn)量漲幅趨于平穩(wěn)的具體“拐點(diǎn)”還有待進(jìn)一步研究。崔文娟等[26]研究認(rèn)為土壤中施用的腐殖酸肥料能夠與土壤中的養(yǎng)分離子發(fā)生反應(yīng),從而減少養(yǎng)分的損失,提高肥料的利用率。本試驗(yàn)中,腐殖酸肥處理下的肥料貢獻(xiàn)率和農(nóng)學(xué)利用率顯著高于普通三元復(fù)合肥,其中肥料貢獻(xiàn)率隨腐殖酸肥用量的增加而顯著提高,這說明腐殖酸肥更能優(yōu)化土壤特性,且隨著施入量的增加達(dá)到增強(qiáng)土壤肥力,提高施肥肥效的目的。但本試驗(yàn)品種單一、生育期數(shù)據(jù)樣本量較少,有關(guān)腐殖酸肥對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響還需要進(jìn)一步深入研究和驗(yàn)證。