梁曉艷郭　峰張佳蕾李　林孟靜靜李新國萬書波

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 長沙 410128; 2. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心 濟南 250100; 3. 山東省作物遺傳改良與生態(tài)生理重點實驗室 濟南 250100; 4. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 濟南 250100)

不同密度單粒精播對花生養(yǎng)分吸收及分配的影響*

梁曉艷1,2,3郭峰2,3張佳蕾2,3李林1孟靜靜2,3李新國2,3萬書波3,4**

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院 長沙 410128; 2. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究中心 濟南 250100; 3. 山東省作物遺傳改良與生態(tài)生理重點實驗室 濟南 250100; 4. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 濟南 250100)

在大田條件下, 以花生大粒品種‘花育 22’為試驗材料, 研究高(S1: 27 萬穴·hm–2)、中(S2: 22.5 萬穴·hm–2) 低(S3: 18 萬穴·hm–2)3種密度單粒精播與傳統(tǒng)雙粒穴播(CK: 13.5 萬穴·hm–2)之間花生氮、磷、鉀的累積吸收、分配特性及產(chǎn)量的差異, 探討適宜的單粒精播密度及其高產(chǎn)的養(yǎng)分生理基礎(chǔ)。結(jié)果表明, 與CK相比, S1和S2均不同程度提高花生單株及群體氮、磷、鉀的累積吸收量; 但S1的單株提高幅度小于S2, 且在飽果期單株吸收能力迅速下降, 群體養(yǎng)分累積吸收量與CK相比無顯著變化; S2在整個生育期內(nèi)都具有較高的單株及群體養(yǎng)分累積吸收量, 生育后期效果尤為顯著; S3雖然具有較高的單株氮、磷、鉀累積吸收量, 但群體累積吸收量較低。從養(yǎng)分分配特性看, S2和S3的莢果氮、磷、鉀分配系數(shù)均顯著高于CK, S1與CK之間差異不顯著。從莢果產(chǎn)量看, S2產(chǎn)量最高, 增產(chǎn)8.1％, 其次為S1, 增產(chǎn)2.5％, S3產(chǎn)量略有降低。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析, S2產(chǎn)量顯著提高的原因是合理的種植方式及密度改善了花生農(nóng)藝性狀, 提高了單株生產(chǎn)力及經(jīng)濟系數(shù)。S1由于群體密度較大, 單株生產(chǎn)力提高不明顯, 經(jīng)濟系數(shù)較低, 所以產(chǎn)量無顯著提高。S3雖然單株生產(chǎn)力較高, 但群體數(shù)量不足, 沒有達(dá)到增產(chǎn)效果。高產(chǎn)田條件下, 大?；ㄉ鷨瘟＞ッ芏葹?2.5 萬穴·hm–2較為適宜, 有利于協(xié)調(diào)個體與群體的關(guān)系, 提高花生養(yǎng)分吸收及營養(yǎng)物質(zhì)向莢果的分配轉(zhuǎn)移, 增加產(chǎn)量。

花生 單粒精播 養(yǎng)分吸收與分配 產(chǎn)量 農(nóng)藝性狀

花生(Arachis hypogaea L.)是我國重要的油料作物和經(jīng)濟作物, 花生的持續(xù)增產(chǎn)對保障我國食用油脂安全具有重要意義[1]。采用先進(jìn)的栽培技術(shù)及管理模式是提高花生產(chǎn)量的重要途徑。目前, 花生生產(chǎn)上仍然采用傳統(tǒng)雙粒穴播為主的栽培模式, 而同穴雙株之間過窄的株距及較大的種植密度容易造成植株間競爭加劇, 個體發(fā)育受到限制, 生育中、后期群體環(huán)境惡化, 導(dǎo)致葉片過早衰老, 影響花生產(chǎn)量的進(jìn)一步提高[2-3]。另外, 傳統(tǒng)雙粒穴播用種量大,且不利于機械化操作, 提高了花生的生產(chǎn)成本?；ㄉ鷨瘟＞ナ且豁椥兄行У墓?jié)種、高產(chǎn)和高效的栽培技術(shù)。該技術(shù)改傳統(tǒng)的雙粒穴播為單粒精播,減少穴播粒數(shù)的同時增加穴數(shù), 不僅節(jié)約了用種量,而且有利于實現(xiàn)花生的機械化操作。目前, 關(guān)于單粒精播的研究已有不少報道, 王才斌等[4]認(rèn)為, 高產(chǎn)條件下, 改每穴雙粒種植為單粒種植, 可以充分發(fā)揮單株生產(chǎn)力, 更有利于群體高產(chǎn)。通過大田試驗和生產(chǎn)示范證明, 與傳統(tǒng)雙粒播種相比, 單粒精播技術(shù)在節(jié)種20％的前提下, 仍可增產(chǎn)10％左右, 生產(chǎn)成本大幅度下降[5]。馮燁等[6-7]研究表明, 單粒精播能夠有效協(xié)調(diào)根冠比, 壯個體, 強群體, 充分發(fā)揮花生單株生產(chǎn)潛力, 提高花生花后活性氧代謝水平, 延緩花生后期的衰老進(jìn)程, 增加莢果的干物質(zhì)積累。

氮、磷、鉀是花生生長所必需的大量元素, 它們在植物體內(nèi)的累積與分配是花生產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[8]。合理的種植方式及適宜的密度能促進(jìn)養(yǎng)分的吸收及向生殖器官的分配轉(zhuǎn)移[9-11]。然而, 目前關(guān)于花生養(yǎng)分累積吸收及分配方面的報道主要集中在基本規(guī)律的探索、品種間的比較以及對施肥的響應(yīng)等方面[12-15],而關(guān)于不同密度單粒精播對花生養(yǎng)分吸收及分配影響的研究仍少見報道。本試驗在單粒精播條件下設(shè)置高、中、低不同密度, 以傳統(tǒng)雙粒穴播為對照, 比較不同密度單粒精播處理與傳統(tǒng)雙粒穴播之間花生養(yǎng)分累積吸收、分配特性及產(chǎn)量的差異, 探討適宜密度單粒精播高產(chǎn)的養(yǎng)分生理基礎(chǔ), 為更好地推廣單粒精播技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2013年和2014年, 在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院飲馬泉試驗基地進(jìn)行。土壤類型為沙壤土, 耕層土壤有機質(zhì)量11.0 g·kg–1、堿解氮82.7 mg·kg–1、速效磷36.2 mg·kg–1、速效鉀94.5 mg·kg–1、交換性鈣14.9 g·kg–1。 前茬作物為玉米。

1.2 試驗設(shè)計

選用單株生產(chǎn)力較大的大粒型花生品種‘花育22號’,覆膜栽培, 雙行壟種。設(shè)置高、中、低3個密度的單粒精播處理, 分別為27 萬穴·hm–2(S1)、22.5 萬穴·hm–2(S2) 和18 萬穴·hm–2(S3), 穴距分別為9.3 cm、11.1 cm和13.9 cm, 每穴1粒; 以傳統(tǒng)雙粒穴播(CK)作對照, 密度為13.5 萬穴·hm–2, 穴距18.6 cm, 每穴2粒。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計, 每小區(qū)8壟, 壟長7.5 m, 壟距80 cm, 壟上行距30 cm, 3次重復(fù)。播種前基施腐熟雞糞12 t·hm–2, 氮(N)90 kg·hm–2, 磷(P2O5)120 kg·hm–2, 鉀(K2O)150 kg·hm–2和緩控釋氮肥90 kg·hm–2。2013年5月3日播種, 9月4日收獲, 2014年5月1日播種, 9月2日收獲, 其他栽培管理按花生高產(chǎn)栽培要求進(jìn)行。

1.3 樣品采集與測定方法

分別于花生出苗后30 d(苗期)、50 d(花針期)、70 d(結(jié)莢期)、100 d(飽果期)取樣。各處理分別選取生長均勻一致的花生 6株, 洗凈后將花生按照根、莖、葉、果各器官分開, 分別置于烘箱內(nèi) 105 ℃殺青30 min, 80 ℃烘干至恒重。將各器官干樣分別粉碎, 凱氏定氮法測全氮含量, 釩鉬黃比色法測全磷,火焰光度法測全鉀[16]。單株氮磷鉀累積吸收量根據(jù)各器官的干重及氮磷鉀百分含量計算得出; 群體氮磷鉀累積吸收量根據(jù)單株氮磷鉀吸收量與單位面積株數(shù)計算得出。莢果氮、磷、鉀分配系數(shù)=單株莢果氮、磷、鉀累積量/單株植株總氮、磷、鉀累積量。

成熟收獲期每小區(qū)選取生長整齊一致的花生植株 6株, 考察花生主莖高、側(cè)枝長、分枝數(shù)、單株莢果數(shù)等指標(biāo)。群體莢果產(chǎn)量和群體生物量采取小區(qū)測產(chǎn), 各小區(qū)分別選取兩壟內(nèi)生長均勻一致、長度為2 m的花生進(jìn)行收獲, 然后摘果、風(fēng)干, 測定莢果產(chǎn)量及總生物產(chǎn)量; 經(jīng)濟系數(shù)由群體莢果產(chǎn)量與群體生物量的比值得出。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2003處理數(shù)據(jù)和作圖; 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和檢驗顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同密度單粒精播對花生氮素累積吸收及分配特性的影響

2.1.1 對花生氮素累積吸收的影響

由圖 1可知, 花生生育期內(nèi)單株及群體氮素累積吸收量均呈逐漸上升趨勢, 飽果期氮素累積達(dá)到高峰。 各生育期內(nèi), 不同處理之間氮素累積吸收量存在顯著差異。從單株氮素累積吸收量來看, 苗期和花針期, 不同密度單粒精播處理S1、S2和S3均高于CK; 結(jié)莢期和飽果期, S2和S3處理均顯著高于 CK, 飽果期差異最為顯著, 二者分別比 CK高22.5％和31.0％, 而S1處理與CK之間無顯著差異。從群體氮素累積吸收量看, 苗期, S1和S2處理均顯著高于CK, S3處理與CK之間無顯著差異; 花針期, S1和S2處理顯著高于CK, 分別比CK高12.8％和14.0％, 而 S3處理顯著低于 CK; 結(jié)莢期, S1和 S2處理均顯著高于CK, 而S3處理顯著低于CK; 進(jìn)入飽果期, S2處理顯著高于CK, S1處理與CK無顯著差異, S3處理顯著低于CK。

圖1　不同密度單粒精播對花生生育期內(nèi)單株(A)和群體(B)氮素累積吸收量的影響Fig. 1 Effects of single-seed sowing at different densities on N accumulation of single plant (A) and population (B) of peanut atdifferent growing stagesS1、S2和S3為單粒精播, 播種密度分別為27 萬穴·hm–2、22.5 萬穴·hm–2和18 萬穴·hm–2, CK為傳統(tǒng)雙粒穴播, 密度為13.5萬穴·hm–2;不同小寫字母表示同一生育期不同處理間在P<0.05水平差異顯著。下同。S1, S2 and S3 are treatments of single-seed sowing at 2.7×105holes·hm–2, 2.25 × 105holes·hm–2and 1.8×105holes·hm–2densities. CK is the traditional double-seed sowing at density of 1.35×105holes·hm–2. Different small letters above the bars indicate significant difference among treatments at the same growing stage (P < 0.05). The same below.

2.1.2 對花生氮素分配特性的影響

由表 1可知, 不同密度單粒精播處理與傳統(tǒng)雙粒穴播(CK)在花生生育期內(nèi)各部位氮素累積分配及莢果分配系數(shù)存在明顯差異。苗期和花針期, 花生氮素累積主要分布在葉和莖, 葉片含量最高, 其次為莖, 根中含量最少。同一時期內(nèi)不同處理之間氮素累積分配也表現(xiàn)不同, 其中S1和S2處理在根、莖、葉不同部位的氮素累積量明顯高于 CK, 而 S3處理與 CK之間無明顯差異甚至低于 CK; 結(jié)莢期,氮素累積開始轉(zhuǎn)向莢果, 根、莖、葉中氮素累積量逐漸減少, 其中, S2處理莢果中氮素累積量最高,其次為S1和CK, S3最低; 飽果期, 氮素累積大部分轉(zhuǎn)移到莢果, 莢果中氮分配系數(shù)達(dá) 0.73～0.76, 其中, S2和S3處理顯著高于S1處理和CK, S2處理中莢果氮素累積量最高, 比CK高10.0％, S1處理略高于CK, S3處理最低, 但與CK差異不顯著。這說明中密度的單粒精播處理 S2不僅增加了各部位氮素累積吸收量, 而且提高了莢果中的氮分配系數(shù)。

表1　不同密度單粒精播對花生不同生育時期氮素累積分配的影響Table 1 Effects of single-seed sowing at different densities on N accumulation and distribution in peanut at different growing stages

2.2 不同密度單粒精播對花生磷素累積吸收及分配特性的影響

2.2.1 對花生磷素累積吸收的影響

圖2　不同密度單粒精播對花生不同生育期內(nèi)單株(A)和群體(B)磷素累積吸收量的影響Fig. 2 Effects of single-seed sowing at different densities on P accumulation of single plant (A) and population (B) of peanut at different growing stages

由圖 2可知, 花生生育期內(nèi)對磷的吸收動態(tài)與氮素相似, 隨著生育期的推進(jìn), 花生不同處理之間單株和群體的磷素累積吸收量均呈逐漸升高的趨勢。從單株磷素累積吸收來看, 單粒精播處理S2和S3在整個生育期內(nèi)磷素累積吸收量均高于 CK, 而S1處理在飽果期之前磷素吸收顯著高于 CK, 飽果期之后與 CK無顯著差異, 說明單粒精播各處理在生育前期單株磷素累積吸收量均表現(xiàn)一定的優(yōu)勢,生育后期高密度的單粒精播處理優(yōu)勢逐漸消失, 這可能與較高群體密度下花生易早衰有關(guān)。從群體磷素吸收量來看, 苗期各處理之間差異較小, 未達(dá)顯著水平; 進(jìn)入花針期后, 單粒精播處理S1顯著高于CK, S2與CK之間差異不顯著, S3磷素吸收量最低,顯著低于 CK; 結(jié)莢期各處理間差異與花針期表現(xiàn)相似; 進(jìn)入飽果期后, S1和S2處理與CK之間均無顯著差異, 而 S3處理顯著低于 CK, 這說明中密度的單粒精播處理S2與CK相比, 雖然密度有所降低,但是群體磷素吸收量并沒有降低。

2.2.2 對花生磷素分配特性的影響

由表 2可知, 花生生育期內(nèi)各處理之間花生不同部位磷素累積分配規(guī)律基本一致, 營養(yǎng)器官的分配率隨生育期的漸進(jìn)而降低, 生殖器官的分配率則隨之升高。苗期大部分磷素主要分配在莖和葉中,葉片的分配率最高, 達(dá)0.49～0.57, 單粒精播處理S2 和 S3葉片中磷素分配系數(shù)分別比 CK高 12.8％和15.7％; 莖部磷素累積量次之, 分配系數(shù)為 0.36～ 0.43, S2和S3處理略低于CK; 進(jìn)入花針期之后, 葉片中磷素分配系數(shù)略有降低, 為 0.47～0.54, 而莖部的分配系數(shù)有所升高, 為0.42～0.49, S2和S3處理的莖部磷分配系數(shù)均高于 CK。進(jìn)入結(jié)莢期后, 大部分磷素轉(zhuǎn)移到莢果, 莢果磷分配系數(shù)達(dá)0.46～0.52, S2和S3處理均顯著高于CK, 而S1與CK無顯著差異。飽果期, 莢果中磷素分配系數(shù)達(dá)到最高, S2和S3處理分別為0.75和0.74, 均顯著高于CK, 說明適宜密度的單粒精播處理能提高磷素向莢果的分配轉(zhuǎn)移率。

表2　不同密度單粒精播對花生不同生育期內(nèi)磷素累積分配的影響Table 2 Effects of single-seed sowing at different densities on P accumulation and distribution in peanut at different growing stages

2.3 不同密度單粒精播對花生鉀素累積吸收及分配特性的影響

2.3.1 對花生鉀素累積吸收的影響

由圖3可知, 花生生育期內(nèi), 單株及群體鉀素累積吸收量均呈先升高后降低的趨勢, 結(jié)莢期鉀素累積量達(dá)到高峰, 到飽果期略有降低, 而同一時期內(nèi)不同處理之間的單株及群體鉀素累積吸收量均表現(xiàn)不同。從單株累積吸收量看, 單粒精播處理S1、S2和S3均能顯著提高花生生育期前期(苗期和花針期)鉀素的累積量, S2和S3處理效果更為顯著; 進(jìn)入結(jié)莢期之后, S1處理與CK之間無顯著差異, 到飽果期S1略低于CK, 說明不同密度單粒精播均能提高花生生育前期鉀素的單株吸收水平,而高密度單粒精播處理在生育后期與 CK相比無顯著差異。從群體養(yǎng)分累積吸收看, 單粒精播處理S2的鉀素累積吸收量在花生整個生育期內(nèi)都處于較高水平, 均顯著高于CK; S1在飽果期之前均高于 CK, 飽果期之后, 略低于 CK, 但差異不顯著; 而 S3僅在苗期高于 CK, 結(jié)莢期和飽果期均低于CK, 說明提高群體的鉀素累積吸收量不僅要提高花生單株養(yǎng)分吸收能力, 而且要保證足夠的群體數(shù)量。

圖3　不同密度單粒精播對花生生育期內(nèi)單株(A)和群體(B)鉀素累積吸收量的影響Fig. 3 Effects of single-seed sowing at different densities on K accumulation of single plant (A) and population (B) of peanut at different growing stages

2.3.2 對花生鉀素分配特性的影響

由表 3可知, 花生生育期內(nèi)各處理之間不同部位鉀素累積分配量不同, 而不同處理在花生整個生育過程中的鉀素累積分配規(guī)律基本一致。營養(yǎng)生長階段, 鉀素累積主要分配在葉和莖。苗期, 葉片中鉀素累積分配系數(shù)為0.55～0.61, 莖為0.35～0.40, 單粒精播處理S1、S2和S3的葉片中鉀素分配系數(shù)均高于CK; 進(jìn)入花針期后, 葉片中鉀素累積分配系數(shù)略有降低, 為0.45～0.49, 而莖部的略有升高, 為0.49～ 0.53; 進(jìn)入結(jié)莢期之后, 葉和莖中鉀素累積分配系數(shù)逐漸降低, 到飽果期降至最低, 其中, 葉片鉀素累積分配系數(shù)僅為 0.16～0.18, 而莖中鉀素累積分配系數(shù)高于葉片, 為 0.31～0.32, 這說明生育后期葉片中鉀素的轉(zhuǎn)移輸出率較高, 而莖中鉀素向莢果的轉(zhuǎn)移率則較低, 飽果成熟后莖中仍然具有較高的鉀素積累量; 飽果期, S1、S2和S3處理的莢果鉀素分配系數(shù)分別為0.48、0.50和0.51, 除S1處理外, S2和S3處理均顯著高于 CK。說明單粒精播條件下適當(dāng)降低密度有利于提高花生莢果的鉀素分配系數(shù)及鉀素利用率。

表3　不同密度單粒精播對花生不同生育期內(nèi)鉀素累積分配的影響Table 3 Effects of single-seed sowing at different densities on K accumulation and distribution in peanut at different growing stages

2.4 不同密度單粒精播對花生產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及植株農(nóng)藝性狀的影響

由表 4可知, 不同密度單粒精播處理與傳統(tǒng)雙粒穴播處理間花生群體莢果產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及植株農(nóng)藝性狀存在明顯差異。中密度的單粒精播處理S2群體莢果產(chǎn)量最高, 增產(chǎn)8.1％, S1增產(chǎn)幅度較小, 為2.5％, 而S3與CK相比, 產(chǎn)量略有降低, 但未達(dá)顯著水平。從產(chǎn)量構(gòu)成因素看, 中密度單粒精播處理S2提高了花生的分枝數(shù)和單株莢果數(shù), 改善了花生的植株農(nóng)藝性狀, 提高了花生單株生產(chǎn)力,同時提高了花生的經(jīng)濟系數(shù); 高密度單粒精播處理S1除植株高度有所增加外, 分枝數(shù)及單株莢果數(shù)并無顯著增加, 生物產(chǎn)量和經(jīng)濟系數(shù)與 CK均無顯著差異, 因此群體莢果產(chǎn)量也無顯著增加; 而低密度單粒精播處理 S3具有較高的分枝數(shù)及單株莢果數(shù),但其群體密度較低, 群體生物產(chǎn)量不足, 所以群體莢果產(chǎn)量略低于CK。

表4　不同密度單粒精播對花生產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成因素及植株農(nóng)藝性狀的影響Table 4 Effects of single-seed sowing at different densities on yield, yield components and agronomic characters of peanut

3 討論與結(jié)論

作物較高的生物累積量是實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的前提, 而生物量累積則以養(yǎng)分吸收為基礎(chǔ)[17]。氮、磷、鉀是作物生長發(fā)育的三大營養(yǎng)元素, 它們在植物體內(nèi)的吸收與積累是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[18]。同一品種在不同的外界環(huán)境及栽培模式下養(yǎng)分吸收及分配規(guī)律存在差異。本研究結(jié)果表明: 中密度的單粒精播(S2)條件下, 花生生育期內(nèi)單株及群體的氮、磷、鉀累積吸收量均得到顯著提高; 低密度的單粒精播(S3)條件下, 花生的單株氮、磷、鉀累積吸收量有顯著提高, 而群體養(yǎng)分吸收量均低于CK, 這可能與群體密度的不足有關(guān)。而高密度的單粒精播處理S1在生育前期單株及群體氮、磷、鉀的累積吸收量與CK相比均具有一定優(yōu)勢, 但是, 生育后期優(yōu)勢逐漸消失甚至低于 CK, 這可能是由于過高種植密度下, 植株間競爭加劇, 生育后期群體和個體矛盾突出, 花生過早出現(xiàn)衰老現(xiàn)象, 影響了后期養(yǎng)分的吸收。馮燁等[7]研究表明由傳統(tǒng)雙粒穴播改為單粒精播, 同時適當(dāng)降低播種量有利于提高花生的抗氧化酶活性, 延緩花生的衰老進(jìn)程, 提高花生的產(chǎn)量,這與本試驗研究結(jié)果相吻合。另外, 單粒精播條件下較高的養(yǎng)分吸收能力可能與根系的生長發(fā)育有著密切關(guān)系, 研究表明單粒精播促進(jìn)了根系的生長發(fā)育, 改善了根系的形態(tài)結(jié)構(gòu)與分布[6], 這為養(yǎng)分吸收能力的提高提供了基礎(chǔ)。

作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)是提高群體的光合生物量, 并以較大的比例轉(zhuǎn)移到經(jīng)濟器官中去[19]。萬勇善等[20]研究表明高產(chǎn)花生品種產(chǎn)量提高主要是提高了經(jīng)濟系數(shù), 即營養(yǎng)物質(zhì)向莢果的分配轉(zhuǎn)移率, 生物產(chǎn)量的提高亦起重要作用, 因此, 通過采取一定措施提高經(jīng)濟系數(shù)是提高花生產(chǎn)量的重要途徑。作物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與分配特性, 除與作物本身的品種特性有關(guān), 還與一定的栽培技術(shù)有關(guān)。趙桂范等[9]研究表明, 不同種植方式對大豆(Glycine max)植株干物質(zhì)積累及氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收與分配均有不同程度的影響。Damisch等[21]認(rèn)為, 適宜的小麥(Triticum aestivum)種植密度既可保持較高的葉面積,又有利于糖分的轉(zhuǎn)化, 提高氮利用率, 從而提高了籽粒產(chǎn)量。本試驗研究結(jié)果表明: 中、低密度的單粒精播處理均能有效提高花生莢果氮、磷、鉀的分配系數(shù), 并提高花生的經(jīng)濟系數(shù), 這說明在改傳統(tǒng)雙粒播為單粒播的基礎(chǔ)上, 適當(dāng)降低播種量, 能有效提高花生莢果中營養(yǎng)物質(zhì)的分配轉(zhuǎn)移率。本研究結(jié)果在大豆和棉花(Gossypium spp.)上得到了相似的結(jié)論。翟云龍[22]對不同種植密度春大豆的氮磷鉀吸收分配特性進(jìn)行研究, 結(jié)果表明: 中、低密度處理的大豆更有利于營養(yǎng)物質(zhì)向生殖器官的轉(zhuǎn)移和單株產(chǎn)量的提高。婁善偉等[23]對不同栽培密度對新疆地區(qū)棉花氮、磷、鉀累積量動態(tài)及其分配特征進(jìn)行了研究, 結(jié)果表明適宜的種植密度能夠有效提高生殖器官中養(yǎng)分的分配轉(zhuǎn)移率, 進(jìn)而提高產(chǎn)量。

孫彥浩等[24]研究表明, 建立一個大小適宜、個體發(fā)育與群體發(fā)展協(xié)調(diào)的群體結(jié)構(gòu), 爭取果多果飽是花生高產(chǎn)栽培的重要任務(wù)。中密度的單粒精播處理(22.5萬穴·hm–2), 在改傳統(tǒng)雙粒播為單粒播的同時, 適當(dāng)降低密度(用種量減少 16.7％), 改善了花生的植株農(nóng)藝性狀, 增加了單株莢果數(shù), 有效提高了花生的單株生產(chǎn)力, 雖然花生種植密度有所降低,但仍然具有較高的群體生物量和群體莢果產(chǎn)量。因此, 適宜密度的單粒精播栽培技術(shù)不僅有利于節(jié)省用種量, 而且有利于充分發(fā)揮花生品種潛力, 提高花生的經(jīng)濟產(chǎn)量?；ㄉ坎シN高產(chǎn)栽培技術(shù)在水稻(Oryza sativa)和小麥上也得出相似結(jié)論, 即通過適當(dāng)減少播種量和降低基本苗數(shù), 培育健壯個體,均衡群體與個體關(guān)系, 建立合理的群體結(jié)構(gòu), 改善群體光合, 提高生育中后期光合產(chǎn)物的合成與積累,保證群體高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[25-27]。

References

[1] 萬書波. 山東花生六十年[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2009 Wan S B. The Development of Shandong Peanut[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2009

[2] 李安東, 任衛(wèi)國, 王才斌, 等. 花生單粒精播高產(chǎn)栽培生育特點及配套技術(shù)研究[J]. 花生學(xué)報, 2004, 33(2): 17–22 Li A D, Ren W G, Wang C B, et al. Studies on plant development characters of high-yield cultured peanut and supporting techniques under single-seed precision sowing[J]. Journal of Peanut Science, 2004, 33(2): 17–22

[3] 梁曉艷, 郭峰, 張佳蕾, 等. 單粒精播對花生冠層微環(huán)境、光合特性及產(chǎn)量的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2015, 26(12): 3700–3706 Liang X Y, Guo F, Zhang J L, et al. Effects of single-seed sowing on canopy microenvironment, photosynthetic characteristics and pod yield of peanut (Arachis hypogaca)[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2015, 26(12): 3700–3706

[4] 王才斌, 成波, 遲玉成, 等. 高產(chǎn)花生單粒植群體密度研究[J].花生科技, 1996(3): 17–19 Wang C B, Cheng B, Chi Y C, et al. Research on population density of high-yield peanut in single-seed pattern[J]. Peanut Science and Technology, 1996(3): 17–19

[5] 邵長亮. 花生單粒精播節(jié)種高產(chǎn)理論與技術(shù)研究[D]. 青島:青島農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005 Shao C L. Study on the theory and technology of single-seed precision seeding on saving seed and high yield of peanut[D]. Qingdao: Qingdao Agricultural University, 2005

[6] 馮燁, 郭峰, 李寶龍, 等. 單粒精播對花生根系生長、根冠比和產(chǎn)量的影響[J]. 作物學(xué)報, 2013, 39(12): 2228–2237 Feng Y, Guo F, Li B L, et al. Effects of single-seed sowing on root growth, root-shoot ratio and yield in peanut (Arachis hypogaca L.)[J]. Acta Agronomica Sinica, 2013, 39(12): 2228–2237

[7] 馮燁, 李寶龍, 郭峰, 等. 單粒精播對花生活性氧代謝、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2013, 45(8): 42–46 Feng Y, Li B L, Guo F, et al. Effects of single-seed precision sowing on active oxygen metabolism, dry matter accumulation and yield of Arachis hypogaea L.[J]. Shandong Agricultural Sciences, 2013, 45(8): 42–46

[8] 李向東, 張高英. 高產(chǎn)夏花生營養(yǎng)積累動態(tài)的研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 1992, 23(1): 36–40 Li X D, Zhang G Y. The dynamics of nutrient accumulation in high yield summer peanut (Arachis hypogaca L.)[J]. Journal of Shandong Agricultural University, 1992, 23(1): 36–40

[9] 趙桂范, 連成才, 鄭天琪, 等. 種植方式對大豆植株干物質(zhì)積累及養(yǎng)分吸收影響的研究[J]. 大豆科學(xué), 1995, 14(3): 233–239 Zhao G F, Lian C C, Zheng T Q, et al. The effect of planting pattern on dry matter accumulation and nutrient content absorbability of soybean plant[J]. Soybean Science, 1995, 14(3): 233–239

[10] 劉偉, 張吉旺, 呂鵬, 等. 種植密度對高產(chǎn)夏玉米登海 661產(chǎn)量及干物質(zhì)積累與分配的影響[J]. 作物學(xué)報, 2011, 37(7): 1301–1307 Liu W, Zhang J W, Lü P, et al. Effect of plant density on grain yield, dry matter accumulation and partitioning in summer maize cultivar Denghai 661[J]. Acta Agronomica Sinica, 2011, 37(7): 1301–1307

[11] 徐嬌, 孟亞利, 睢寧, 等. 種植密度對轉(zhuǎn)基因棉氮、磷、鉀吸收和利用的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2013, 19(1): 174–181 Xu J, Meng Y L, Sui N, et al. Effects of planting density on uptake and utilization of N, P and K of transgenic cotton[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2013, 19(1): 174–181

[12] 李俊慶, 朱紅霞, 楊德才, 等. 旱地花生氮磷鉀養(yǎng)分積累與分配規(guī)律初探[J]. 土壤肥料, 1999(5): 33–35 Li J Q, Zhu H X, Yang D C, et al. Preliminary study on the rule of accumulation and distribution of NPK nutrients in upland peanut[J]. Soils and Fertilizers, 1999(5): 33–35

[13] 王秀娟, 李波, 何志剛, 等. 花生干物質(zhì)積累、養(yǎng)分吸收及分配規(guī)律[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 53(13): 2992–2994 Wang X J, Li B, He Z G, et al. Dry matter accumulation, nutrient uptake and distribution of peanut[J]. Hubei Agricultural Sciences, 2014, 53(13): 2992–2994

[14] 房增國, 趙秀芬. 膠東地區(qū)不同花生品種的養(yǎng)分吸收分配特性[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2015, 21(1): 241–250 Fang Z G, Zhao X F. Nutrient absorption and distribution characteristics of different peanut varieties in Jiaodong peninsula[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2015, 21(1): 241–250

[15] 周可金, 馬成澤, 許承保, 等. 施鉀對花生養(yǎng)分吸收、產(chǎn)量與效益的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2003, 14(11): 1917–1920 Zhou K J, Ma C Z, Xu C B, et al. Effects of potash fertilizer on nutrient absorption by peanut and its yield and benefit[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2003, 14(11): 1917–1920

[16] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 第 3版. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000 Bao S D. Soil and Agricultural Chemistry Analysis[M]. 3rd ed. Beijing: China Agricultural Press, 2000

[17] Watt M S, Clinton P W, Whitehead D, et al. Above-ground biomass accumulation and nitrogen fixation of broom (Cytisus scoparius L.) growing with juvenile Pinus radiata on a dryland site[J]. Forest Ecology and Management, 2003, 184(1/3): 93–104

[18] 趙營, 同延安, 趙護(hù)兵. 不同供氮水平對夏玉米養(yǎng)分累積、轉(zhuǎn)運及產(chǎn)量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2006, 12(5): 622–627 Zhao Y, Tong Y A, Zhao H B. Effects of different N rates onnutrients accumulation, transformation and yield of summer maize[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2006, 12(5): 622–627

[19] Nichiponovich A A. Photosynthesis and the theory of obtaining high crop yield[C]//Proceedings of 15th Timiryasev Lecture, USSR Acad Sci. Moscow, 1954

[20] 萬勇善, 曲華建, 李向東, 等. 花生品種高產(chǎn)生理機制的研究[J]. 花生科技, 1999(S): 271–276 Wan Y S, Qu H J, Li X D, et al. Study on the high yield physiological mechanism of peanut variety[J]. Peanut Science and Technology, 1999(S): 271–276

[21] Damisch W, Wiberg A. Biomass yield — A topical issue in modern wheat breeding programmes[J]. Plant Breeding, 1991, 107(1): 11–17

[22] 翟云龍. 種植密度對高產(chǎn)春大豆生長發(fā)育及氮磷鉀吸收分配的效應(yīng)研究[D]. 烏魯木齊: 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué), 2005 Zhai Y L. Study on the effect of plant density on the growth and development and nitrogen, phosphorus and kalium absorption and distribution of high-yield spring soybean[D]. Urumqi: Xinjiang Agricultural University, 2005

[23] 婁善偉, 高云光, 郭仁松, 等. 不同栽培密度對棉花植株養(yǎng)分特征及產(chǎn)量的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報, 2010, 16(4): 953–958 Lou S W, Gao Y G, Guo R S, et al. Effects of planting density on nutrition characteristics and yield of cotton[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2010, 16(4): 953–958

[24] 孫彥浩, 劉恩鴻, 隋清衛(wèi), 等. 花生畝產(chǎn)千斤高產(chǎn)因素結(jié)構(gòu)與群體動態(tài)的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 1982, 15(1): 71–75 Sun Y H, Liu E H, Sui Q W, et al. Research on the high-yield factors and the population development of peanuts[J]. Scientia Agricultura Sinica, 1982, 15(1): 71–75

[25] 凌啟鴻, 張洪程, 蔡建中, 等. 水稻高產(chǎn)群體質(zhì)量及其優(yōu)化控制探討[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué), 1993, 26(6): 1–11 Ling Q H, Zhang H C, Cai J Z, et al. Investigation on the population quality of high yield and its optimizing control programme in rice[J]. Scientia Agricultura Sinica, 1993, 26(6): 1–11

[26] 凌啟鴻, 張洪程, 丁艷鋒, 等. 水稻精確定量栽培理論與技術(shù)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2007 Ling Q H, Zhang H C, Ding Y F, et al. Theory and Technique of Precise and Quantitative Cultivation for Rice[M]. Beijing: China Agricultural Press, 2007

[27] 黃鋼, 湯永祿. 精量露播小麥的群體質(zhì)量分析[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2006, 19(6): 1044–1048 Huang G, Tang Y L. Analysis of the population quality of wheat sown through precise surface seeding[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 2006, 19(6): 1044–1048

Effects of single-seed sowing at different densities on nutrient uptake and distribution in peanut*

LIANG Xiaoyan1,2,3, GUO Feng2,3, ZHANG Jialei2,3, LI Lin1, MENG Jingjing2,3, LI Xinguo2,3, WAN Shubo3,4**
(1. College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2. Center of Biotechnology Research, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, China; 3. Shandong Provincial Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Ecology and Physiology, Jinan 250100, China; 4. Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan 250100, China)

Peanut is an important economic oil crop in China. Traditional double-seed sowing pattern has been the main sowing mode in China because double-seed sowing can avoid low germination rate due to poor quality of peanut seed. However, this sowing mode results in competition between plants in the same hole which intensifies with time and eventually limits plant development. On the other hand, single-seed sowing is a seed-saving and high-yield cultivation pattern, which adjusts population structure and improve single plant productivity by altering sowing pattern and density, can produce high yield. In order tostudy the process of high yield in single-seed sowing, ‘Huayu 22’ large-seed cultivar of peanut was used to study the difference in absorption regularity and distribution characteristics of N, P2O5and K2O under high (S1: 270 000 holes·hm-2), medium (S2: 225 000 holes·hm-2) and low (S3: 180 000 holes·hm-2) density conditions, respectively with single-seed sowing and traditional double-seed sowing (CK: 135 000 holes·hm-2) of groundnut in a field experiment. The results showed that both S1 and S2 increased N, P2O5and K2O accumulation in both individual plant and population, but the increase in single plant of S1 was smaller than that of S2 treatment. Compared with control at pod-filling stage, the nutrients absorption rate in individual plant (S1) decreased remarkably, and no significant difference in population accumulation was observed in S1. However, nutrient accumulation in both individual plant and population of S2 remained higher level throughout the growing period compared with control, especially, at later growth stage. As for S3, the N, P2O5and K2O accumulation in individual plant were higher, while they were lower in population than those of the corresponding control. From the perspective of nutrient distribution characteristics, there was similar nutrient absorption trend in different treatments. N, P2O5and K2O distribution coefficients in pod of both S2 and S3 were significantly higher than those of the control, however, there was no remarkable difference between S1 and the control. Furthermore, peanut pod yield of S2 was highest among the three densities of single-seed sowing treatments, and increased by 8.1％ compared with that of the control, followed by that of S1 (2.5％), and that of S3 slightly decreased compared with that of the control. Based on the analysis of yield and yield components, the reason of S2 with highest yield was the rational planting pattern and density, which improved agronomic traits, increased single plant productivity and economic coefficient of peanut. As for S1 treatment, lower economic index due to large plant density induced relative lower yield of individual plant and population, which was no remarkably improved compared with that of control. Although S3 had higher single plant productivity and lower plant density, the yield increase was not noticeable. Thus, in high yield fields, single-seed sowing at density of 225 000 holes per hectare for large-seed peanut variety ‘Huayu 22’ was recommend for balancing the relationship between single plant and population nutrient uptake, improving nutrient absorption and promoting the distribution of nutrients in peanut pods.

Peanut; Single-seed sowing; Nutrition absorption and distribution; Yield; Agronomic trait

Jan. 15, 2016; accepted Mar. 1, 2016

S314; S565.2

A

1671-3990(2016)07-0893-09

10.13930/j.cnki.cjea.160057

* 國家自然科學(xué)基金項目(31571605, 31571581)、國家科技支撐計劃項目(2014BAD11B04)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金項目(CARS-14)、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年科研基金項目(2014QNM38, 2015YQN02, 2015YQN12)和山東省農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新課題資助

** 通訊作者: 萬書波, 主要研究方向為花生栽培生理與生態(tài)。E-mail: wansb@saas.ac.cn

梁曉艷, 主要研究方向為花生栽培生理。E-mail: liangxiaoyan1001@163.com

2016-01-15 接受日期: 2016-03-01

* The study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31571605, 31571581), the National Key Technologies R & D Program of China (2014BAD11B04), the Special Fund for Modern Agro-industry Technology Research System (CARS-14), the Youth Scientific Research Foundation of Shandong Academy of Agricultural Sciences (2014QNM38, 2015YQN02, 2015YQN12) and the Project of Significant Agricultural Technology Innovation in Shandong Province.

** Corresponding author, E-mail: wansb@saas.ac.cn