不同施肥處理對多彩花生干物質積累和主要農藝性狀的影響

任明剛, 楊 平, 李春紅, 何大智, 陳 維, 馮明友

(安順市農業科學院, 貴州 安順 561000)

0 引言

【研究意義】花生是我國重要的油料作物,是生物固氮效率較高的豆科作物,也是優質蛋白質的重要來源[1-2]。多彩花生因其種皮顏色發生變異而產生花斑,種皮上存在2種或2種以上的顏色,形成色澤艷麗的斑紋[3],因其特異的外觀、優良的品質,比較受市場青睞,適宜作為地方農特產品。肥料是花生生產必不可少的物資,科學施肥既是提高花生產量[4],促進干物質積累[5],提升品質[6]的重要措施之一,又是提高肥料利用率[7],促進化肥減施增效的重要途徑。氮磷鉀肥是作物生長的主要營養元素,不合理施肥直接影響農作物正常生長。不同花生品種由于遺傳物質差異而各具特色,使得對肥料的需求也存在個體差異。當前,花生生產上普遍存在肥料使用過量或不足的現象,不科學的施肥技術已經成為影響花生產業高質量發展的重要因素之一[2]。因此,研究多彩花生最適施肥方式和施肥量對集成多彩花生配套栽培技術具有重要意義。【前人研究進展】氮磷鉀肥配施或單一肥料對普通花生農藝性狀、產量構成因子、品質形成等方面的影響有較多研究[8],但在施肥方式與施肥量互作對花生生長的研究相對較少。彩色花生口感細膩,有較強的抗氧化能力,營養價值高[9-11],但由于育成的彩色花生品種數較少,栽培技術相關研究報道也較少。張小紅等[12]研究認為,彩色花生品種與普通花生品種的種植技術有較大差異;張映信等[13]研究認為,基肥和追肥均有利于彩色花生增產。【研究切入點】安順市農業科學院自主選育的多彩花生新品系Ah48,其莢果大,網紋非常明顯,單莢3～4粒,種皮為淺紫色與深紫色相間形成斑紋,具有很好的視覺性,但是其生長勢強,植株旺盛,若按普通花生栽培方式種植,產量潛力不能有效發揮,其最佳施肥方式和施肥量尚未見報道。【擬解決的關鍵問題】研究多彩花生Ah48對肥料的利用效率,分析干物質積累及主要農藝性狀對不同施肥處理的響應,尋找與其最適宜的施肥方式和施肥量,集成高效配套栽培技術,為新品種登記及其示范推廣提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021年在安順市農業科學院科研試驗地實施。試驗地海拔1 395 m,土壤類型為黃壤,pH 6.7,堿解氮115.50 mg/kg,速效磷180.77 mg/kg,速效鉀40.27 mg/kg,有機質含量15.93 g/kg,排灌方便。

1.2 試驗材料

試驗材料為安順市農業科學院自主選育的多彩花生新品系Ah48,種皮色為淺紫色與深紫色相間的花斑色。供試肥料為云天化安全素硫酸鉀型復合肥料(N∶P∶K=15∶15∶15,總養分≥45%,由云南云天化股份有限公司生產)。

1.3 試驗設計

試驗設施肥方式(A)和施用量(B)2個因素。施肥方式設A1(作基肥一次性施用)、A2(基肥50%+開花期追肥50%)、A3(開花期作追肥一次性施用),施用量設B1(300 kg/hm2)、B2(375 kg/hm2)、B3(450 kg/hm2)、B4(525 kg/hm2)、B5(600 kg/hm2),共15個處理,以不施肥為對照(CK)。田間試驗采取隨機區組設計,5行區,行長4 m,行距0.4 m,穴距0.2 m,密度25.5萬株/hm2,小區面積8.0 m2,3次重復。4月30日播種時,用5%辛硫磷顆粒劑按45 kg/hm2拌細土撒施防治地下害蟲;9月22日人工收獲。其余操作同大田生產。

1.4 測定項目及方法

按照《花生種質資源描述規范和數據標準》[14],調查記載出苗期、初花期、成熟期;收獲時,從每小區中間3行隨機取10株作為樣株,田間測定主莖高、第一側枝長、一次分枝數、總分枝數、單株結果數、單株有效結果數,測定生物產量,其余全區收獲曬干去土后測定飽果重、飽仁重、百果重、百仁重、出仁率和經濟產量;樣株莢果單獨收獲曬干并去土,測定單株果重、單株籽仁重。

在幼苗期、開花期(初花后15 d)、成熟期,每小區取樣5株,將各器官分開置于恒溫烘箱中105 ℃殺青1 h,80 ℃烘48 h后冷卻至室溫,再分別稱重。最后計算肥料貢獻率(P)。

P=(Kij-Nj)/kij×100%

式中,Kij為第i個施肥處理的第j個性狀值,Nj為不施肥處理的第j個性狀值。

1.5 數據處理

數據采用Excel歸納整理,利用DPS 7.05統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理多彩花生的植株性狀

由圖1可知,3種施肥方式均有利于促進植株生長,以A3處理的植株最旺盛,其主莖高和第一側枝長分別比對照(CK)增加24.89%和27.51%。在同一施肥方式下,隨施肥量增加,植株主莖高和第一側枝長呈先增后減趨勢,以B3處理為最高。5個不同施肥量處理對多彩花生植株生長的促進作用表現為B3>B4>B2>B5>B1,主莖高和側枝長B3處理分別比對照增加28.82%和35.83%,B1分別比對照增加12.15%和11.93%。

圖1 不同處理花生的主莖高和第一側枝長

2.2 不同處理多彩花生的分枝性狀

由表1可知,3種施肥方式多彩花生分枝數表現為A2>A3>A1,結果枝數表現為A2>A1>A3。說明,施基肥有利于增加有效結果枝,追肥有利于增加總分枝數。同一施肥量下,A2處理表現最好,一次分枝數、總分枝數、單株結果枝數和單株有效結果枝數分別(為3.0條、3.0條、3.0條、2.5條,分別比對照增加41.33%、57.56%、41.11%和34.44%。在同一施肥方式條件下,隨著施肥量增加,4個分枝性狀值均以B2處理最高;一次分枝數、單株結果枝和單株有效結果枝均表現為B3>B2>B1>B4>B5,總分枝數差異表現為B3>B2>B4>B5>B1。說明,適量施肥既有利于促進分枝,又有利于增加有效結果枝。15個處理組合中,A2B3處理對分枝的促進作用較好,其一次分枝數、總分枝數、單株結果枝數和單株有效結果枝數分別比對照增加60.00%、86.67%、66.67%和68.00%;A2B2處理表現次之,比對照顯著增加53.33%、56.67%、70.00%和70.00%。

表1 不同處理花生的分枝性狀

2.3 不同處理多彩花生各生育時期的干物質積累

2.3.1 干物質的變化 從表2看出,多彩花生的干物質總量從苗期、開花下針期至成熟期呈逐漸增加至一定量后穩定的規律。苗期至開花下針期以營養生長為主,干物質總量積累增速最大;開花下針至成熟期以生殖生長為主,干物質積累從地上部分轉向莢果。不同器官間干物質量的差異在營養生長階段表現為葉>莖>根,在苗期分別占干物質總量的44.85%、41.61%和13.54%;在開花下針分別占干物質總量的62.99%、23.73%和13.28%;在生殖生長階段表現為莢果>葉>莖>根,分別占干物質總量的46.42%、28.18%、18.84%和6.56%。

表2 不同處理花生各器官在不同生育時期的干物質量

2.3.2 干物質積累 由表2可知,在相同施肥量條件下,3種施肥方式處理的干物質總量差異在苗期表現為A1>A2>A3,在開花下針期和成熟期表現為A2>A1>A3。相同施肥方式下,5種施肥量處理的苗期干物質差異主要來源于莖稈干物質差異,開花下針期和成熟期的干物質差異來源于葉、莖、根和莢果干物質差異。在A1和A2處理條件下,5種施肥量處理對多彩花生3個生育時期的葉、莖、根和干物質總量的影響,均以B3處理為頂點呈拋物線規律變化,表現為B3>B4>B2>B1>B5;在A3處理條件下,苗期干物質及構成在5種施肥量處理間無明顯差異,開花下針期和成熟期干物質及構成差異與A1和A2處理一致。在15個處理組合中,A1B3和A1B4處理顯著增加苗期干物質積累,A2B3和A2B4顯著增加開花下針期和成熟期干物質積累。說明苗期施足底肥有利于形成壯苗,適量追肥能促進生殖生長。

2.4 不同處理多彩花生的莢果及籽仁性狀

由圖2和圖3可知,在3種施肥方式下,飽果重率、飽仁率、出仁率、百果重和百仁重的差異均表現為A2>A1>A3。5種施肥量處理對飽果率、飽仁率、出仁率、百果重和百仁重的影響因施肥方式不同而存在差異,在A1和A2條件下差異表現為B3>B4>B2>B1>B5;在A3條件下,飽果率、飽仁率和出仁率的差異表現為B3>B2>B1>B4>B5,百果重和百仁重表現為B3>B2>B4>B1>B5。15個處理組合中,以A2B3和A2B4處理的飽果率、飽仁率、出仁率、百果重和百仁重較高,飽果率分別比對照顯著增加10.76%和9.56%,飽仁率顯著增加4.47%和4.10%,出仁率顯著增加20.08%和17.92%,百果重顯著增加14.77%和14.32%,百仁重著增加13.87%和11.25%。說明,適量底肥+追肥是提高多彩花生果仁飽滿度和出仁率的有效施肥方式。

圖2 不同處理花生的果仁飽滿度及出仁率

圖3 不同處理花生的果仁重

2.5 不同處理多彩花生的產量及肥料貢獻率

2.5.1 生物產量 由表3可知,在3種施肥方式條件下,生物產量的差異表現為A3>A2>A1,分別比對照(15.54 t/hm2)增加24.45%、22.45%和12.22%。在5種施肥量條件下,生物產量隨施肥量增加呈先增后降趨勢,以B3最高,表現為B3>B2>B4>B5>B1,變幅達2.51 t/hm2,分別比對照顯著增加27.03%、23.81%、21.56%、15.31%和10.88%。在15個處理組合中,以A3B3和A2B3處理條件下的生物產量最高,分別達20.58 t/hm2和20.21 t/hm2,比對照顯著增加32.43%和30.05%;以A1B1處理的生物產量最低,為16.68 t/hm2,仍比對照顯著增加7.34%。說明,適量追肥能顯著提高多彩花生成熟期的生物產量,能有效延緩植株衰老。

表3 不同處理花生的生物產量和經濟產量

2.5.2 經濟產量 由表3可得,施肥有利于提高經濟產量,不同施肥處理對多彩花生經濟產量的影響差異明顯。在3種施肥方式條件下,莢果和籽仁產量的差異均表現為A2>A1>A3;莢果產量分別比對照(2.94 t/hm2)增加34.35%、23.13%和17.69%;籽仁產量分別比對照(1.82 t/hm2)顯著增加53.30%、30.22%和23.63%。在5種施肥量條件下,經濟產量隨施肥量增加呈先增后降趨勢,以B3最高,表現為B3>B2>B4>B1>B5;莢果產量變幅達0.50 t/hm2,比對照顯著增加14.29%～31.29%;籽仁產量變幅達到0.59 t/hm2,比對照顯著增加17.03%～49.45%。在15個處理中,以A2B3、A2B2和A2B4處理條件下的經濟產量表現最好,莢果產量分別達4.21 t/hm2、4.15 t/hm2和4.10 t/hm2,比對照顯著增加43.20%、41.16%和39.46%;籽仁產量分別達3.13 t/hm2、2.91 t/hm2和2.99 t/hm2,比對照顯著增加71.98%、59.89%和64.29%,是增加多彩花生經濟產量最適宜的肥料運籌措施;以A3B5處理條件下的經濟產量最低,莢果和籽仁產量分別比對照顯著增加3.41%和4.40%。說明,以基肥+追肥方式施復合肥375～525 kg/hm2能顯著增加多彩花生經濟產量。

2.5.3 產量的肥料貢獻率 由圖4可得出,不同處理條件下,多彩花生生物產量和經濟產量的肥料貢獻率有明顯差異。3種施肥方式的生物產量肥料貢獻差異表現為A3>A2>A1,肥料貢獻率分別為19.34%、18.09%和10.76%;莢果產量和籽仁產量的貢獻差異均表現為A2>A1>A3,莢果產量肥料貢獻率分別為25.11%、18.77%和14.42%,籽仁產量肥料貢獻率分別為34.68%、22.62%和18.10%。5種施肥量處理的生物產量肥料貢獻差異表現為B3>B2>B4>B5>B1,肥料貢獻率為9.71%～21.07%;莢果產量和籽仁產量的貢獻差異均表現為B3>B2>B1>B4>B5,莢果和籽仁產量肥料貢獻率分別為12.02%～23.40%和13.81%～32.37%。在15個處理組合中,以A3B3處理的生物產量肥料貢獻度最高,達24.49%;以A2B3處理的莢果產量和籽仁產量肥料貢獻度最高,分別為30.10%和41.79%。

圖4 不同處理花生生物產量和經濟產量的貢獻度

3 討論

作物高產需以生物量積累為前提,合理施肥能夠增加干物質積累,才能促進經濟產量形成[15]。前人對普通花生施肥技術研究結果顯示,合理施肥能夠有效促進植株生長,增加分枝數和果仁飽滿度,增加出仁率和單株生產力,提高經濟產量[16-18],不恰當施肥均不利于提高肥料利用率[19]。張映信等[13]研究了基肥和追肥對彩色花生生長的影響得出,基肥和追肥均有利于增產,過多施肥在一定程度上抑制營養生長和生殖生長,影響莢果產量。研究結果顯示,施肥有利于促進多彩花生營養生長和生殖生長,提高肥料貢獻率,增加生物產量和經濟產量;施肥過量或不足雖也能增加經濟產量,但不是最理想的施肥方式。一次性作基肥的施肥方式雖能夠顯著增加營養生長階段的干物質積累,但不利于生殖生長階段干物質有效積累,這一結論與前人對普通花生[15,20]的研究結果基本一致。多彩花生的適宜施肥量比普通花生[21]偏低,與黑花生[16]基本一致,這可能與多彩花生自身根系發達、固氮能力高有關,而不同器官在不同時期的養分含量還有待進一步研究。

4 結論

按硫酸鉀型復合肥料(N︰P︰K=15︰15︰15,總養分≥45%)450 kg/hm2的施肥量,以基肥50%+開花期追肥50%的施肥方式最有利于增加多彩花生的有效分枝,增加生殖生長階段干物質積累,成熟期干物質總量達77.80 g;能夠促進形成飽果、飽仁,顯著增加出仁率、百果重和百仁重;莢果和籽仁產量肥料貢獻率分別達30.10%和41.79%,莢果和籽仁產量達4.21 t/hm2和3.13 t/hm2,莢果和籽仁產量分別比不施肥處理顯著增加43.20%和71.98%,是多彩花生的最適施肥處理方式。