




摘 要: 緩釋肥作為一種新型肥料具有良好的發展前景,硫、氯元素是花生必要的營養元素,但對于含硫或含氯的不同類型緩釋肥對花生產量和生長狀況的影響還鮮有報道。本研究于2023 年開展了含硫和含氯緩釋肥在花生上的肥效試驗,以探究其對花生農藝性狀、產量和品質的影響。試驗花生品種為‘濰花24 號’,試驗設置4 個處理:含硫普通肥15-10-20S(T1),含硫緩釋摻混肥15-10-20S(T2),含氯普通肥15-10-20Cl (T3),含硫氯緩釋摻混肥15-10-20SCl (T4)。研究結果表明,與T1 相比,T2 顯著提高了花生的平均單仁果重、單株莢果數、產量和經濟效益,增產5.4%,增收7.6%;同時也顯著提高了花生籽粒中可溶性糖和中微量元素含量。與T3 相比,T1、T2 和T4 顯著提高了花生的單株莢果數、平均果重、產量和經濟效益;T2 和T4 顯著提高了花生籽粒中脂肪含量。
關鍵詞: 含硫緩釋摻混肥;含硫氯緩釋摻混肥;花生;產量;品質;經濟效益
中圖法分類號: S565.2 文獻標識碼: A 文章編號: 1000-2324(2024)06-0977-07
花生是我國主要的經濟作物和油料作物,是油脂和蛋白質的重要來源[1,2]。自改革開放以來,我國花生種植面積和產量呈現出穩中有升的態勢[2],成為花生的主要生產國,種植面積和產量均居世界前三位[3]。山東省作為我國花生的主要種植區之一,近幾年花生種植面積和總產均居全國第二[3,4]。
硫作為植物必須的微量營養元素之一,是僅次于氮、磷、鉀的第四大植物營養元素,對植物的生長發育有重要作用[5,6],能夠直接或間接的參與植物碳氮代謝和蛋白質合成過程[7-10]。花生作為一種需硫較多的作物,適量的施硫可以延緩葉片衰老,改善花生農藝性狀,提高單株果數和果重,增加莢果產量[11-14]。苑學亮等[7]研究表明,與不施硫肥相比增施4 kg/667 m2的硫肥單株果數增加13.1%,莢果產量增加17.4%。另外施用含硫肥料可以提高氮肥利用率,促進植株營養生長和生殖生長,增加產量,提高蛋白質和脂肪含量,改善花生品質[9, 15]。同樣,氯元素作為植物必需的微量營養元素之一,對植物的生長發育也起到重要作用,它能夠參與植物的光合作用,影響酶的活性,參與激素合成,調節植物代謝過程[16-18]。合理的施用含氯肥料不會導致產量降低甚至有增產效果,然而當土壤中氯離子濃度過高時則會影響花生的正常生長,對產量和品質造成不良影響[19]。因此合理施用含硫、含氯的肥料對實現花生增產提質具有重要作用。
隨著社會的發展和農村勞動力構成的改變,緩釋肥作為一種新型肥料具有良好的發展前景。緩釋肥主要通過物理或化學因素使肥料中的養分緩慢釋放,且釋放速率接近植物的生長發育速度,具有肥效長、肥效高等特點,能夠滿足作物整個生長期對養分的需求[20-22]。在花生種植過程中,將緩釋肥料以基肥形式一次性施入,可以提高化肥當季利用率[23],提高根系活力和葉片光合能力[24,25],改善農藝性狀和籽粒品質[26,27],從而實現提質增產,增加收入。然而,對于含硫或含氯的不同類型緩釋肥對花生產量和品質的影響尚未可知,因此探究它們在花生上的增產提質效果,對緩釋肥的應用與推廣具有現實指導意義。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗于2023 年在山東省海陽市八甲村(36°45′39.9″N,121°20′16.9″E)進行。試驗地屬暖溫帶東亞季風型大陸氣候,四季分明,雨量充沛,海陽市年平均氣溫12.0 ℃ ,平均年降水量695.7 mm,年降水日數124 d。供試土壤類型為棕壤土,試驗地0~20 cm土層的土壤基礎理化性質列于表1中。
1.2 供試肥料
T1:含硫普通肥(15-10-20S),硫(S)含量為7.7%;
T2:含硫緩釋摻混肥(15-10-20S),其中緩釋氮占總氮含量的10.5%,包膜緩控釋尿素氮的釋放期為90 d,硫(S)含量為7.6%;
T3:含氯普通肥(15-10-20Cl),氯(Cl)含量為15.7%;
T4:含硫氯緩釋摻混肥(15-10-20SCl),其中緩釋氮占總氮含量的10.5%,包膜緩控釋尿素氮的釋放期為90 d,硫(S)含量為3.5%,氯(Cl)含量為9.4%。
1.3 供試花生品種
選用花生品種‘濰花24號’為供試材料。
1.4 試驗設計
本試驗共設置4個處理,T1:含硫普通肥(15-10-20S),T2:含硫緩釋摻混肥(15-10-20S),T3:含氯普通肥(15-10-20Cl),T4:含硫氯緩釋摻混肥(15-10-20SCl)。試驗于2023年5月8日播種,2023年10月30日收獲。試驗地前茬作物為冬小麥,收獲后滅茬整地,花生采用單壟雙行種植,壟距為0.8 m,壟面為0.5 m,密度為10萬株/hm2。小區長為10 m,寬為3.9 m,小區面積為39 m2,3 次重復,完全隨機區組設計。各小區除施肥種類不同外,肥料均按1 125 kg/hm2以底肥的形式一次性施入,其他栽培管理按照一般花生高產田要求進行。
1.5 測定項目與方法
1.5.1 基礎地力測定 于施肥播種前,按五點取樣法采集試驗地0~20 cm土層土壤樣品,采用常規方法測定土壤酸堿度(pH)、電導率(EC)、速效鉀、有機質、堿解氮、有效磷、交換性鈣和交換性鎂含量。
1.5.2 花生產量及產量構成因素 于花生成熟收獲期,在各小區選取具有代表性的地段取樣10株,調查單株結果數、單雙仁莢果個數和重量,計算雙仁果率。在各小區中間選取3 m2區域收獲全部植株,取莢果放于網袋中,晾干后稱重測產。
1.5.3 花生籽粒品質 從各處理收獲的風干莢果中選取大小均一且具有代表性的莢果脫殼,將籽仁磨碎測定蛋白質含量和粗脂肪含量。按照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》測定蛋白質含量,按照GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》測定粗脂肪含量,利用蒽酮比色法測定可溶性糖含量。
1.5.4 花生籽粒中微量元素 從各處理收獲的風干莢果中選取大小均一且具有代表性的莢果脫殼,將籽仁磨碎消化利用原子吸收分光光度計測定花生籽粒中微量元素含量。
1.5.5 經濟效益指標 花生收購價按照當年市場平均價格10.6 RMB/kg計算,產值(×104 RMB/hm2)=產量×10.6×10?4,凈產值(×104 RMB/hm2)=產值- (肥料成本-其他成本)×10?4。
1.6 數據處理與分析方法
采用DPS軟件進行方差分析并用LSD法進行顯著性檢驗(Plt;0.05),采用SPSS 軟件進行相關性分析。使用GraphPad Prism 和Office 進行圖表制作。
2 結果和分析
2.1 不同肥料對花生農藝性狀的影響
平均單仁果重、平均雙仁果重和雙仁果率作為影響花生產量的重要農藝性狀,兩者重量及其占比的變化對花生產量形成具有重要影響。不同處理對花生的平均單仁果重和平均雙仁果重影響顯著,但對雙仁果率沒有顯著影響(表2)。含硫緩釋摻混肥(T2)處理的平均單仁果重最大,較含硫普通肥(T1)、含氯普通肥(T3)、含硫氯緩釋摻混肥(T4)處理分別顯著增加了10.3%、13.0%、11.2%。T1 處理的平均雙仁果重最大,較T2、T3、T4 處理分別增加3.6%、10.0%、2.2%,僅與T3 處理間差異達到了顯著水平。T3 處理的雙仁果率最大,較T1、T2、T4 處理分別增加了0.33%、2.52%、0.09%,但處理間差異均未達到顯著水平。
2.2 不同肥料對花生產量及產量構成的影響
不同肥料處理對花生單株莢果數、平均果重和產量均有顯著影響(表3)。T2 處理的單株莢果數最高,較T1、T3 和T4 處理分別提高了9.4%、11.5%和9.4%,與其他處理間差異均達到顯著水平。T1 處理的平均果重最高,T1、T2 和T4 處理的平均果重均顯著高于T3 處理,T1、T2 和T4 處理與T3 處理相比平均果重分別提高了9.0%、5.0%和6.5%。T2 處理的產量最高,較T1、T3 和T4 處理分別提高了5.4%、17.6%和8.0%,處理間差異均達到顯著水平。另外,單株莢果數與產量呈極顯著正相關關系(表4)。
2.3 不同肥料對花生籽粒品質的影響
蛋白質、脂肪和可溶性糖作為花生中主要的營養成分,花生籽粒中蛋白質、脂肪和可溶性糖含量的高低對花生品質的好壞具有重要影響。不同處理對花生籽粒中蛋白質含量沒有顯著影響,但對花生籽粒中的脂肪含量和可溶性糖含量有顯著影響(表5)。T3 處理花生籽粒中的蛋白質含量最高,較T1、T2、T4 處理分別提高0.3%、0.4%、0.3%,但處理間差異均未達到顯著水平。T2 處理花生籽粒中的脂肪含量最高,與T1、T3 和T4 處理相比分別增加了2.2%、6.4%、0.2%,T2 處理花生籽粒中的脂肪含量僅與T3 處理差異顯著。T3 處理花生籽粒中的可溶性糖含量最高,較T1、T2、T4 處理分別增加了5.9%、1.5%、16.7%,與T1 和T4 處理差異顯著。
2.4 不同肥料對花生籽粒中微量元素含量的影響
2.4.1 不同肥料對花生籽粒中量元素含量的影響 不同肥料處理對花生籽粒中鈣和鎂含量有顯著影響(圖1)。T3 處理花生籽粒中的鈣含量最高,與T2 處理間差異未達到顯著水平,但較T1、T4 處理分別顯著增加了65.4%、27.8%。T2處理花生籽粒中的鎂含量最高,較T1、T3 和T4處理分別增加了15.9%、14.3%、9.6%,T2 處理花生籽粒中的鎂含量與其他處理間差異均達到顯著水平。
2.4.2 不同肥料對花生籽粒微量元素含量的影響 不同肥料處理對花生籽粒中的鐵錳鋅含量均有顯著影響(圖2)。T2 處理花生籽粒的鐵含量最高,較T1、T3、T4 處理相比分別增加了58.1%、58.1%、161.5%,與T1、T3、T4 處理間差異均達到顯著水平。T2 處理花生籽粒中的錳含量最高,與T3 處理間差異未達到顯著水平,但與T1和T4 處理相比分別顯著增加了17.3%、56.4%。T2 處理花生籽粒的鋅含量最高,較T1、T3、T4 處理分別增加了207.1%、23.0%、137.5%,與T1、T3、T4處理間差異均達到顯著水平。
2.5 不同肥料對經濟效益的影響
施用不同肥料對當季花生的經濟效益有顯著影響(表6)。T2 處理的經濟效益最好,其產值和凈產值均最高,顯著高于其他處理。T2 處理的產值與T1、T3 和T4 相比分別增加了5.4%、17.6%和8.0%,T2 處理的凈產值則比T1、T3 和T4 處理分別顯著提高7.6%、25.8% 和11.4%。
3 討論
3.1 含硫緩釋摻混肥通過提高單株莢果數增加花生產量
緩釋肥是一種使養分按照設定的釋放率和釋放期緩慢釋放的肥料,緩釋肥的養分釋放速率接近植物的生長發育速度,從而能夠滿足作物整個生長期對養分的需求[20,21]。熊金燕等[9]研究認為,施用含硫緩控釋尿素能夠協調營養生長和生殖生長,提高單株果數和平均產量。本研究中,相較于含硫普通肥(T1),含硫緩釋摻混肥(T2)平均單仁果重、單株莢果數、產量和經濟效益分別增加10.3%、9.4%、5.4%和7.6%,平均雙仁果重、雙仁果率和平均果重兩者沒有差異,相關分析表明單株莢果數與產量顯著正相關。鄭國棟等[28]研究認為,不同緩釋肥處理與對照相比蛋白質含量和脂肪含量并沒有顯著增加。邱現奎等[27]研究認為,施用緩釋肥能夠提高花生籽粒中可溶性糖含量,改善花生口感。本研究中,含硫緩釋摻混肥(T2)與含硫普通肥(T1)蛋白質含量和脂肪含量兩者間沒有差異,而可溶性糖含量增加4.4%。緩釋肥料可能會對花生籽粒中的中微量元素含量產生影響,本研究中,含硫緩釋摻混肥(T2)與含硫普通肥(T1)處理相比花生籽粒中的鈣鎂鐵錳鋅含量均顯著增加。所以,施用含硫緩釋摻混肥能夠提高籽粒中可溶性糖和中微量元素含量,同時也能通過提高單株莢果數增加花生產量。
3.2 含硫氯緩釋摻混肥能緩解氯元素對花生產量和品質的不利影響
氯元素也是植物必需的微量營養元素之一,但土壤中氯元素含量過高也會抑制作物的生長,進而影響產量的形成。蔣增等[29]人研究表明,適量的含氯化肥增加花生的莢果數和百果重,提高花生產量37.60%-92.07%。本研究中含氯普通肥(T3)處理平均分蘗數最高,而單株莢果數、平均果重和脂肪含量均最低,最終產量和經濟效益顯著低于其他處理,脂肪含量顯著低于含硫緩釋摻混肥(T2)處理和含硫氯緩釋摻混肥(T4)處理,可溶性糖含量最高,說明含硫氯緩釋摻混肥(T4)能夠緩解氯元素對花生產量和品質的不利影響。本研究中含氯普通肥(T3)處理花生籽粒中鈣鐵錳鋅含量顯著高于含硫氯緩釋摻混肥(T4),但造成這一現象的原因有待進一步研究。
4 結論
與含硫普通肥相比,含硫緩釋摻混肥顯著提高了花生的平均單仁果重、單株莢果數、產量和經濟效益,增產5.4%,增收7.6%;同時也顯著增加了花生籽粒中可溶性糖和中微量元素含量。與含氯普通肥相比,含硫普通肥、含硫緩釋摻混肥和含硫氯緩釋摻混肥顯著提高了花生的單株莢果數、平均果重、產量和經濟效益;含硫緩釋摻混肥和含硫氯緩釋摻混肥顯著提高了花生籽粒中脂肪含量。綜上所述,施用含硫緩釋摻混肥有利于提高花生產量、品質、中微量元素含量和經濟效益,且含硫氯緩釋摻混肥能夠緩解氯元素對花生產量和品質的不利影響。
參考文獻
[1] 劉 娟,湯豐收,張 俊,等. 國內花生生產技術現狀及
發展趨勢研究[J]. 中國農學通報, 2017, 33(22):
13-18.
[2] 郝 西,張 俊,高 偉,等. 中國花生生產成本與收益
分析[J]. 農業科技通訊, 2023: 150-153.
[3] 廖伯壽. 我國花生生產發展現狀與潛力分析[J]. 中
國油料作物學報, 2020,42(2): 161-166.
[4] 馬明敏,路雅潔,刑茂德,等. 山東省花生綠色高產高
效生產技術[J]. 安徽農學通報, 2023,29(16): 31-34.
[5] 袁源遠,顏 曉,陳 晨,等. 硫、硅肥配施對銅污染下
水稻幼苗生長及其生理特性的影響[J]. 江西農業大
學學報, 2021,43(6): 1220-1231.
[6] 王敏杰,徐延馳. 硫元素對作物生長發育的影響研
究進展[J]. 遼寧農業職業技術學院學報, 2011,13
(1): 13-15.
[7] 苑學亮,房 媛,高 爽. 硫肥用量對花生農藝性狀及
產量的影響[J]. 現代農業科技, 2017: 10-11.
[8] 劉中良,劉世琦,張自坤,等. 硫對設施水培大蒜光合
特性和鱗莖品質的影響[J]. 園藝學報, 2010,37(4):
581-588.
[9] 熊金燕,章力干,馬友華,等. 控緩釋含硫尿素對花生
產量和品質的影響[J]. 安徽農學通報(上半月刊),
2010,16(11): 145-146+232.
[10] 孟賜福,姜培坤,曹志洪,等. 硫素與其他營養元素的
交互作用對作物養分吸收、產量和質量的影響[J].
土壤, 2009,41(3): 329-334.
[11] 王媛媛,高 波,張佳蕾,等. 硫肥不同用量對花生生
理性狀及產量、品質的影響[J]. 山東農業科學,
2014,46(12): 67-71.
[12] 司賢宗,張 翔,索炎炎,等. 施硫對花生生長發育、
品質和土壤供硫能力的影響[J]. 山西農業科學,
2019,47(6): 1011-1014+1055.
[13] Radwan ED. Evaluation of Elemental Sulphur
Application with Rhizobia Inoculation on Peanut
Yield and its Quality Grown in Sandy Soil at Egypt
[J]. Egyptian Journal of Botany,2017,50(1):217-240.
[14] 司賢宗,張 翔,索炎炎,等. 施硫對花生產質量和硫
吸收利用的影響[J]. 江蘇農業科學, 2020,48(6):
59-63.
[15] 黃美玲. 花生施用不同種類硫肥的效應[J]. 江西農
業學報, 2005,17(3): 92-94.
[16] 李廷軒,王昌全,馬國瑞,等. 含氯化肥的研究進展
[J]. 西南農業學報, 2002,15(2): 86-91.
[17] 劉洪斌,毛知耘. 烤煙的氯素營養與含氯鉀肥施用
[J]. 西南農業學報, 1997,10(1): 102-107.
[18] 王興梅,楊莉莉,高義民,等. 不同含氯肥料用量對黃
土區蘋果產量、品質及氯素分布的影響[J]. 西北農
林科技大學學報(自然科學版), 2019,47(3): 77-84.
[19] 譚允陽,柯玉詩,黃盛球,等. 花生耐氯濃度及氯主要
去向的研究[J]. 土壤肥料, 1995(3): 33-36.
[20] 徐培智,謝春生,陳建生,等. 水稻一次性施肥技術及
其應用效果評價[J]. 土壤肥料, 2005(5): 49-51.
[21] 李珈銘,劉文鈺. 緩釋肥施用量對萵筍生長發育和
品質的影響[J]. 上海蔬菜, 2023(5): 42-43+46.
[22] 陳 立,錢晨誠,徐東憶,等. 不同釋放期緩釋尿素配
合一次基施對稻茬冬小麥產量及氮肥利用率的影
響[J]. 麥類作物學報, 2022,42: 1231-1239.
[23] 成艷紅,武 琳,鐘義軍,等. 控釋肥對稻草覆蓋紅壤
花生產量及土壤有效氮平衡的影響[J]. 土壤學報,
2014,51: 306-313.
[24] Liu ZX, Liu Y, Liu TR, et al. Effect of Controlledrelease
Compound Fertilized on Photosystem II
Performance, Yield and Quality of Intercropped
Peanut with Wheat[J]. Acta Agronomica Sinica,
2017,43(11): 1667-1676.
[25] 李拴柱,鄭青煥,宋江春,等. 夏花生土壤磷鉀養分豐
缺指標研究與應用[J]. 東北農業科學, 2021,46(3):
34-36+40.
[26] 姜 濤,倪皖莉,王 嵩,等. 炭基緩釋花生專用肥對砂
姜黑土夏花生干物質積累及產量的影響[J]. 花生學
報, 2018,47(3): 75-80.
[27] 邱現奎,董元杰,史衍璽,等. 控釋肥對花生生理特性
及產量、品質的影響[J]. 水土保持學報, 2010,24
(2): 223-226+250.
[28] 鄭國棟,黃金堂,龔 屾. 不同緩控釋肥對花生農藝
性狀·產量及品質的影響[J]. 安徽農業科學, 2019,
47: 163-165+177.
[29] 蔣 增,韓曉日,楊勁峰,等. 長期施用含氯化肥對土
壤養分和花生產量的影響[J]. 沈陽農業大學學報,
2011,42(2): 204-207.