不同覆蓋模式與補充灌溉對花生光合特性及干物質積累速率的影響

doi：10.6048/j.issn.1001-4330.2024.05.010

摘" 要：【目的】研究不同覆蓋模式與補充灌溉對花生干物質積累速率、光合特性及品質的影響。

【方法】以花生品種冀花18（半匍匐型）和花育9610（直立型）為供試材料，設置無膜限制灌水（T1）、無膜中等灌水（T2）、無膜充分灌水（T3）和有膜充分灌水（T4）4個處理，分析不同處理下花生光合特性及品質的差異，制定適宜的組合模式。

【結果】花育9610生育前期的土壤含水率T4較T1處理高3.26%，冀花18 T4較T1處理高3.63%；相同處理下，冀花18土壤含水量高于花育9610。T4處理下花生干物質積累速率顯著高于其他處理，與T1～T3處理相比，成熟期花育9610干物質積累速率地下部分別提高了0.6%、0.5%和0.3%，地上部分別提高了34.4%、17.9%和4.2%；冀花18干物質積累速率地下部分別提高了1.2%、0.8%和0.2%，地上部分別提高54.9%、37.2%和27.3%。相同處理下冀花18的蛋白質含量、含油量、油酸含量均高于花育9610；無膜處理下花育9610各類指標隨著水分的增加而提高。

【結論】T4處理下花生各指標最佳。冀花18作為半匍匐型花生，能夠增加地表覆蓋面積，減少水分的蒸發，有利于提高土壤含水量，增加植株干物質積累，提高花生光合速率及品質。半匍匐型花生在無膜栽培模式下綜合性狀指標相對較優。

關鍵詞：花生；覆蓋模式；補充灌溉；干物質積累；光合特性

中圖分類號：S565.2""" 文獻標志碼：A""" 文章編號：1001-4330（2024）05-1122-09

收稿日期（Received）：

2023-10-15

基金項目：

新疆維吾爾自治區重大科技專項“油料作物種質資源收集與優異基因挖掘關鍵技術研究”（2022A03004-4）；新疆維吾爾自治區天山英才項目（2021-2023年）；財政部和農業農村部：國家現代農業產業技術體系（CARS-13）

作者簡介：

施俊杰（1997-），女，山東濟寧人，碩士研究生，研究方向為花生抗逆（鹽堿）種質鑒定，（E-mail）1824949119@qq.com

通訊作者：

李 強（1980-），男，新疆烏魯木齊人，研究員，博士，碩士生導師，研究方向為油料作物育種與栽培，（E-mail）lq19820302@ 126.com

苗昊翠（1981-），女，山東青島人，研究員，研究方向為花生栽培與逆境生理（E-mail）mc09876@163.com

0" 引 言

【研究意義】2021年我國花生油和花生產量分別達到345×104和1 820×104 t，表觀需求量為1 909.8×104 t，同比2020年增長0.8%，占全國油料總產量的50%左右［1-3］。地膜覆蓋可提高水肥利用效率，保墑作用顯著［3］。因此，研究不同覆蓋方式及補充灌水方式對花生干物質積累、品質等影響，對篩選有效的花生栽培模式有重要意義。【前人研究進展】呂建偉等［4］試驗得出，墑情較好時覆膜栽培能避免干旱、低溫等因素對花生出苗的影響。馬登超等［5］研究顯示，相對露地栽培，覆膜可以使花生莢果干物質快速積累期提前一周左右，促進花生提早成熟。Yang等［6］研究發現，覆膜后的花生與不覆膜相比，豆莢產量增加了27.85%。龔珂寧等［7］發現，無膜栽培下棉花的農藝性狀和葉片凈光合速率均隨灌水定額的增大而顯著增加。付曉［8］分析了不同栽培模式下對花生生長發育的影響，得出溝作覆膜方式下，0～40 cm土壤含水量最高?！颈狙芯壳腥朦c】目前對花生覆膜增產［9-12］、光合特性［12-13］等方面有相關研究，而關于直立型、半匍匐型花生在新疆綠洲生態條件下，不同覆膜模式與補充灌溉對其生長發育、光合特性及品質鮮見報道。需要研究不同覆蓋模式與補充灌溉對花生干物質積累速率、光合特性及品質影響?！緮M解決的關鍵問題】研究不同覆蓋模式與補充灌溉對不同類型花生的干物質積累速率、光合特性及品質的差異，為提高新疆花生品質提供基礎依據。

1" 材料與方法

1.1" 材 料

試驗位于新疆農業科學院綜合試驗場，海拔918 m，年平均降水155～200 mm，蒸發量在1 650～2 250 mm，年太陽總輻射約為8 327．8 m J／m2，年日照時數2 913．6 h，無霜期平均為179 d，土壤為灰漠土，肥力中等［12］。選用花生品種為冀花18號（半匍匐型）與花育9610（直立型）。

1.2" 方 法

設置田間小區試驗，小區面積 34 m 2 ，設 4 個處理，分別為 T1：無膜限制灌水，T2：無膜中等灌水，T3：無膜充分灌水，T4：有膜充分灌水。每處理重復3 次。種植方式按照常規膜下滴灌栽培模式。不覆地膜，將滴灌帶埋入表土3～5 cm，播種規格與常規種植方式相同。無膜滴灌栽培設計3種灌水量。限制灌溉（與膜下滴灌栽培的灌水量相同250 m3/667m2）、中等灌溉280 m3/667m2（既基本保證花生生長）、充分灌溉350 m3/667m2（基本無干旱脅迫）。全生育期共采集4次土樣，測定土壤含水率?；ㄉ晌镔|積累速率取樣時期：初花期、開花期、下針期、結莢期與成熟期測定植株樣品。每周拍照、記錄對比不同試驗條件小區植株生長狀況。使用光合儀測定花生光合指標；花生成熟后選取3株長勢均勻的植株測定蛋白質、含油量、油酸等含量。

1.3" 數據處理

采用SPSS 19.0進行數據處理分析，R 4.2.1、Excel 2020進行作圖。

2" 結果與分析

2.1" 不同處理下土壤含水率的變化

研究表明，隨著生育進程的推進，0～10 cm，土壤含水率均呈先上升后下降再上升的趨勢，且花育9610與冀花18試驗點變化趨勢一致，均表現為處理T4gt;T3gt;T2gt;T1；與T1處理相比，T4處理下花育9610生育前期的土壤含水率增加了3.26%，生育中期與后期分別增加3.82%和4.13%；冀花18生育前期土壤含水率T4處理較T1處理高3.63%，生育中期與后期分別高4.12%和2.62%。同一處理下冀花18的土壤含水率高于花育9610。

10～20 cm土層花生的土壤含水率在T4處理下最高，而花育9610與冀花18試驗點變化趨勢不一致。T1處理下，花育9610在生育前、中、后期的土壤含水率含水率最低，成熟期時T3處理下最低，與T4處理相比減少了2.7%；而冀花18在T1處理下土壤含水率一直保持最低水平，生育后期差異最大，T4處理較T1處理相比土壤含水率提高了2.97%。在灌水定額相同時，冀花18在覆膜和無膜處理下的土壤含水率相差不明顯。圖1

2.2" 不同處理下花生生育進程的變化

研究表明，不同處理對花生干物質積累速率差異顯著，呈先上升后下降的趨勢。在花育9610品種處理間，T1～T3處理相比，除初花期外，其他時期花生均在T3處理下干物質積累速率達到最高水平，其中開花期-下針期干物質積累速率增幅最大，T1～T3處理花生地上部干物質積累速率分別增長14.6%、31.5%和48.5%；地下部干物質積累速率增長0.3%、1.8%和2.6%。T3處理與T4處理相比，覆膜在各個時期干物質積累速率均高于無膜處理。

在冀花18品種處理間，T1～T3處理相比，初花期T2處理下花生地下部干物質積累速率最高，在T1處理下地上部干物質積累速率最高，其他時期與花育9610表現出結果的一致，表現為處理T3gt;T2gt;T1。成熟期T3處理地下部干物質積累速率較T2、T1處理提高了0.6%和1%；地上部提高了9.9%和27.6%。

在T4處理下，花育9610與冀花18相比，初花期-開花期、花育9610干物質積累速率大于冀花18，開花期-下針期冀花18積累速率大于花育9610。T4處理與其他處理相比，成熟期花育9610地下部積累速率較T1、T2、T3處理分別提高了0.6%、0.5%和0.3%，地上部提高34.4%、17.9%和4.2%；冀花18在成熟期地下部積累速率較T1、T2和T3處理分別提高了1.2%、0.8%和0.2%，地上部提高54.9%、37.2%和27.3%。開花期后相同處理下的冀花18干物質積累速率大于花育9610。表1

2.3" 不同處理對花生光合特性的影響

研究表明，不同處理對花生的氣孔導度、光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率影響顯著。在花育9610品種處理間，無膜處理下的氣孔導度、蒸騰速率受水分影響變化顯著。T4處理與T3處理相比，光合速率有顯著差異，提高了12.58%。T4處理與T1處理相比氣孔導度提高0.18%，光合速率與蒸騰速率分別提高了4.41%和3.72%，差異顯著。

冀花18品種處理間的變化與花育9610不同，T1～T3處理下的氣孔導度、蒸騰速率均隨著水分的增加而增加，胞間CO2濃度隨著水分增加而降低，氣孔導度、蒸騰速率受水分影響差異顯著。與T3處理相比，T4處理下光合速率差異顯著，提高了7.7%；與T1處理相比，氣孔導度與蒸騰速率分別提高0.21%、3.86%，胞間CO2濃度降低了48.64%。

有膜充分灌水處理能夠提高花生光合速率、氣孔導度、蒸騰速率，降低胞間CO2濃度，適宜花生生長。圖2

2.4" 不同處理下花生成熟期品質變化

研究表明，除蛋白質外，不同處理對花生品質有顯著影響。T4處理下，花生各項指標顯著高于其他處理，包括含油量和脯氨酸、亞油酸及油酸含量。花育9610品種處理間，T1～T3處理相比，花生各項品質指標隨著水分的增加而提高；T4與T3處理相比，脯氨酸、亞油酸和油酸含量差異顯著，分別提高0.11%、1.1%和1.43%。翼花18品種處理間，T4與T3處理相比，蛋白質和脯氨酸含量提高了1.7%和0.19%，差異顯著。表2

2.5" 花生光合指標與農藝性狀的主成分變化

研究表明，根據初始特征值大于1的原則，提取前4個主成分，其累計方差貢獻率達79.49%，提取的4個主成分可以解釋原有指標。主成分1綜合了單株總果數、單株飽果、雙仁果，貢獻率分別為94.3%、94.6%和90.4%；主成分2綜合了光合速率、氣孔導度、蒸騰速率，貢獻率分別為79.9%、94%和94%；主成分3百果重和百仁重貢獻率分別為80.1%和84.7%；主成分4綜合了主莖高和總分支數，貢獻率分別為49.2%和52.1%。表3，表4

根據矩陣系數和標準化后的數據可得到4個主成分的得分函數表達式：

Z1=0.11X1+0.06X2+0.03X3+0.13X4+0.11X5+0.12X6+0.16X7+0.16X8+0.16X9+0.14X10+0.0811-0.07X12-0.06X13-0.02X14-0.03X16-0.02X17.

Z2=-0.04X1+0.14X2-0.04X3+0.03X4+0.08X5-0.08X6-0.04X7+0.04X8+0.06X9-0.02X10-0.04X11+0.02X12+0.03X13+0.23X14

+0.27X15+0.21X16+0.27X17.

Z3=0.16X1+0.16X2+0.13X3+0.07X4+0.02X5-0.12X6-0.01X7-0.01X8+0.01X9-0.06X10+0.22X11+0.28X12+0.30X13+0.13X14-0.04X15-0.15X16-0.06X17.

Z4=0.28X1-0.35X2+0.38X3-0.27X4+0.12X5-0.20X6-0.07X7-0.07X8-0.15X9+0.21X10+0.30X11-0.14X12-0.14X13+0.03X14+0.17X15+0.05X16+0.12X17.

以各主成分對應的方差貢獻率為權重，得到綜合評價函數：F=0.424 Z1+0.261 Z2+0.21 Z3+0.103 Z4。

F值得分越高，該處理下花生綜合指標越好?；ㄓ?610排名第1的是有膜充分灌水處理，其次是無膜充分灌水處理；冀花18在有膜充分處理下綜合指標最高，其次是無膜中等灌水處理。2品種均在無膜限制灌水處理下分值最低，分別為-6.91和-2.95。表5

3" 討 論

3.1" 不同覆蓋模式與補充灌溉對花生干物質積累的影響

地膜覆蓋技術在花生生產中發揮了重要作用［13］ ，楊濤等［14］研究發現，覆膜較無膜栽培能縮短西藏春油菜生育期、增加干物質積累、提高品質；劉曉光等［15］研究顯示，地膜覆蓋有利于花生干物質積累率增加。試驗結果表明，T4處理下花生的干物質積累速率顯著大于其他處理，尤其在開花期-結莢期。在水分相同的條件下，覆膜與無膜處理對花生開花期-結莢期干物質積累速率影響不顯著，與文卿琳等［16］研究覆膜與無膜栽培的結論一致。在同一處理下，翼花18的干物質積累速率顯著高于花育9610。

3.2" 不同覆蓋模式與補充灌溉對花生土壤水分及光合的影響

地膜覆蓋能夠減少土壤水分的蒸發，作物生長初期對土壤水分更為敏感，缺水會減緩作物生

長發育，降低其生物量［17-19］。試驗研究發現，在T4處理下，0～10 cm、10～20 cm的土壤含水量顯著高于其他處理，能夠滿足花生對水分的需求，

與董喆等［19］研究覆膜能夠明顯提高土層水分含量的結果一致?；ㄉ鷮τ谕寥浪忠笙鄬^高，覆膜有助于保分、提高光合速率。試驗在T4處理下有利于提高花生光合速率，與吳雁斌等［20］花生覆膜相較于無膜處理可明顯增強光合作用的結論表現一致。在無膜條件下10～20 cm土壤隨著灌水定額的減少，花育9610土壤含水量顯著下降而冀花18相差不顯著。灌溉額度對花育9610影響較大，而由于冀花18為半匍匐型花生，相比于直立型花生在一定程度上增加了地面覆蓋率，減少了水分的蒸發量，因此對冀花18影響較小。

3.3" 不同覆蓋模式與補充灌溉對花生品質影響

作物的品質不僅受自身遺傳特性的影響，外界的環境、水分等因素同樣影響果實品質。溫鵬飛等［21］研究適宜的水分促進赤霞珠果實品質的提高；李海東等［22］指出，花生覆膜處理與露地處理相比有更高產量及質量。王建國等［23］研究認為， 與無膜栽培相比， 施鈣與覆膜處理下能促進花生的生育進程， 增加單株總果數、飽果數， 覆膜栽培提高了花生植株營養器官和生殖器官干物質，提高了莢果產量和改善了品質。與試驗在T4處理下能夠提高花生脯氨酸與油酸含量，提高品質的結果相一致。而花育9610在灌水相同時，不同覆蓋模式對脯氨酸、油酸、亞油酸有顯著差異而蛋白質和含油量無顯著差異；冀花18除蛋白質和含油量外，其他指標也均無顯著差異。

4" 結 論

T4處理下的花生各指標最佳，生育前期冀花18的土壤含水率T4處理較T1處理提高3.63%，花育9610 T4處理較T1處理提高3.26%；與T3處理相比，T4處理下花育9610氣孔導度提高12.58%，冀花18提高了7.7%；半匍匐型花生冀花18相較于直立型花生花育9610，增加了地表覆蓋面積，降低了土壤水分蒸發量，所以在水分相對減少的情況下，綜合指標依然優于直立型花生。

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Effects of different mulching patterns and supplementary irrigation on peanut photosynthesis and dry matter accumulation

SHI Junjie1，HOU Xianfei2，YU Yuehua1，LI Qiang2，MIAO Haocui2，JIA Donghai2，GU Yuanguo2，WANG Tianling2

（1." l College of Agriculture， Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China ；2. Institute of Economic Crops，Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Urumqi 830091，China）

Abstract：【Objective】 To study the effects of different mulching patterns and supplementary irrigation on soil water content， dry matter accumulation rate， photosynthesis and quality of peanut.

【Methods】" Jihua 18 （semi-prostrate-type ） and Huayu 9610 （erect type） peanuts were taken as test materials to set limited irrigation without film（T1）， medium irrigation without film（T2）， full irrigation without film（T3）， full irrigation with film（T4）， then tp analyze the photosynthetic characteristics and quality differences of peanuts under different treatments， and finally formulate a suitable combination model.

【Results】" The soil water content of peanut in T4 treatment was the highest.The soil water content of Huayu 9610 in T4 treatment was 3.26% higher than that in T1 treatment at the early growth stage， and that of Jihua 18 T4 was 3.63% higher than that in T1 treatment; under the same treatment， the soil water content of Jihua 18 was higher than that of Huayu 9610.The dry matter growth rate of peanut under T4 treatment was significantly higher than that of other treatments.Compared with T1-T3 treatment， the underground growth rate of Huayu 9610 increased by 0.6%， 0.5%， 0.3%， and the aboveground growth rate increased by 34.4%， 17.9%， 4.2% respectively at maturity; The underground growth rate of Jihua 18 increased by 1.2%， 0.8% and 0.2%， and the aboveground growth rate increased by 54.9%， 37.2% and 27.3%， respectively.The protein， oil content and oleic acid content of Jihua 18 were higher than those of Huayu 9610 under the same treatment; All kinds of indexes of Huayu 9610 increased with the increase of water content under no film treatment.

【Conclusion】 T4 treatment is beneficial to increase soil water content， dry matter accumulation， photosynthetic rate and quality of peanut.However， under the condition of film free cultivation， Jihua 18 （semi-prostrate-type） can increase the surface coverage area， reduce water evaporation， and maintain a higher soil moisture content and dry matter accumulation rate compared with Huayu 9610 （erect type）.The comprehensive property index is better than that of upright peanut.

Key words：peanut；override mode; supplementary irrigation; dry matter accumulation; photosynthesis

Fund projects：Major R amp; D Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region “Research on the Key Technology of Oilseed Crop Germplasm Resources Collection and Excellent Gene Mining” （2022A03004-4）；Tianshan Talent Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region（2021-2023年）；China Agriculture Research System of MOF and MARA（CARS-13）

Correspondence author： LI Qiang（1980-），male，from Xinjiang，researcher，Ph.D，research direction：oil crop breeding and cultivation，（E-mail）lq19820302@126.com

MIAO Haocui（1981-），female，from Qingdao，Shandong，associate researcher，research direction：peanut cultivation and adversity physiology，（E-mail）mc09876@163.com