謝明惠，陳浩梁，張光玲，林璐璐，蘇衛(wèi)華

溫度、土壤濕度和播種深度對花生種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

謝明惠，陳浩梁，張光玲，林璐璐，蘇衛(wèi)華*

(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全研究所，安徽 合肥 230031)

選用白沙1016為試驗材料，采用盆栽試驗研究不同溫度、土壤濕度和播種深度對花生種子萌發(fā)和幼苗生長的影響。結(jié)果表明：隨著溫度(15℃、20℃、25℃和30℃)的升高，花生出苗率、株高、側(cè)枝數(shù)、地上和地下部分鮮重、葉綠素含量及根系活力也逐漸增加；土壤相對濕度60%時，花生的出苗率和幼苗長勢均優(yōu)于相對濕度40%和80%，且土壤相對濕度80%時，花生的爛種率顯著增加，在高溫和播種過深時尤其嚴(yán)重；播種深度為4～6cm時最為適宜，播種過淺或過深會降低出苗率，延長出苗時間，影響花生長勢。因而，在實際生產(chǎn)中，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土壤質(zhì)地等條件，選擇合適的播種時機(jī)及農(nóng)藝操作可有效提高花生的產(chǎn)量和品質(zhì)。

花生；溫度；土壤相對濕度；播種深度；出苗率；生理指標(biāo)

花生是我國重要的油料作物，其種植面積僅次于油菜，總產(chǎn)量居我國油料作物之首，同時也是我國具有國際競爭力的農(nóng)產(chǎn)品之一[1]。環(huán)境溫度、土壤濕度和播種深度是影響花生生長發(fā)育的重要因素?；ㄉ鷮傧矞刈魑?，從種子萌發(fā)到莢果成熟都需要較高的溫度[2]。在我國大部分花生主產(chǎn)區(qū)，低溫影響早播春花生萌芽出苗現(xiàn)象非常普遍[3]。水分是植物生長的重要環(huán)境因子之一，干旱脅迫會影響植株生長，導(dǎo)致生育期延長、干物質(zhì)積累量減少，最終影響產(chǎn)量[4]；澇害抑制種子萌發(fā)和幼苗根部的呼吸作用，容易引起爛種和根系發(fā)育不良[5]。播種深度是機(jī)械化播種的關(guān)鍵因素，決定著種子的萌發(fā)、幼苗出土、出土后成活、成活后長勢以及營養(yǎng)物質(zhì)含量等問題[6]。若播種過淺，土壤表層易失墑干旱，種子因缺水而失去發(fā)芽能力，或勉強(qiáng)發(fā)芽，形成弱苗；若播種較深，種子在萌發(fā)的過程中缺少充足的氧氣或種子發(fā)芽至出苗消耗較多養(yǎng)分，導(dǎo)致出苗率下降、幼苗整齊度降低[7-9]。也有研究認(rèn)為，花生播種越深，其出苗所需有效積溫越大，進(jìn)而導(dǎo)致出苗時間的延長，增加土壤病蟲害侵害的機(jī)會[10]。

本試驗采用溫室盆栽方法，研究不同溫度、土壤濕度及播種深度時花生生長及生理指標(biāo)的變化，為提高花生播種質(zhì)量和產(chǎn)量提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料來源

供試花生品種：白沙1016，屬早熟中粒珍珠豆型品種。春播生育期120d左右，夏播95d左右。栽種所用土壤：從田間耕作層采集的土壤在通風(fēng)處充分風(fēng)干后過20目篩。

1.2 試驗方法

采用溫室盆栽法，栽種容器為18cm×20 cm(直徑×高)，每盆播種10粒，每處理重復(fù)6次。人工氣候室內(nèi)培養(yǎng)，光照強(qiáng)度為4000lx，光照時間為8:00-20:00，環(huán)境濕度設(shè)定為80%。

環(huán)境溫度設(shè)定為：15℃、20℃、25℃和30℃四個溫度。土壤濕度設(shè)定為：相對濕度40%、60%和80%。播種深度設(shè)定為：2cm、4cm、6cm和8cm。每天稱量，補(bǔ)充因蒸發(fā)而喪失的水分。播種后每天統(tǒng)計出苗率，播種30d后調(diào)查各項生長和生理指標(biāo)。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 出苗率、株高、側(cè)枝數(shù)、鮮重等生長指標(biāo)的測定

以幼苗出土2 cm 為出苗標(biāo)準(zhǔn)，每天記錄出苗數(shù)，計算出苗率。播種后第30d測定幼苗的株高、側(cè)枝數(shù)、地上部分鮮重和地下部分鮮重。株高用直尺測量花生基部至主莖頂部的距離。將幼苗從基部剪斷，分別稱量地上部分和地下部分的鮮重。

出苗率(%)=出苗數(shù)/播種數(shù)×100

1.3.2 葉綠素含量測定

葉綠素含量測定采用丙酮乙醇溶液萃取法并稍加改動[11-13]。

1.3.3 根系活力測定

根系活力測定采用TTC還原法[14]，稍加改動。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用多因素方差分析(Multi-way ANOVA)檢驗溫、濕度和播種深度對花生生長指標(biāo)的影響，用Duncan法進(jìn)行多重比較(α= 0.05)，Excel 2003軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度、土壤濕度和播種深度對花生生長指標(biāo)的影響

2.1.1 溫度、土壤濕度和播種深度對出苗率的影響

如圖1，溫度、土壤濕度及播種深度對花生的出苗率均有顯著的影響。15℃時，花生的出苗率顯著低于其他溫度，平均出苗率僅為20.00%，尤其在土壤相對濕度為40%時，出苗率僅為1.67%～5.00%；在該溫度下，土壤相對濕度60%的出苗率最高，其后依次是80%、40%；播種深度4cm的出苗率最高，其后依次為2cm、6cm、8cm。20℃時，花生出苗率較15℃顯著增加，平均出苗率為58.00%；土壤相對濕度為60%時的出苗率顯著高于相對濕度40%，但與相對濕度80%差異多為不顯著；播種深度4cm時的出苗率最高。25℃時，在土壤相對濕度60%、播種深度為4～6cm時，出苗率可達(dá)80%以上，但土壤相對濕度40%時花生出苗率較20℃反而有所降低；土壤相對濕度60%的出苗率最高，與相對濕度40%差異顯著；相對濕度為40%時，播種深度4cm的出苗率最高，且與其他播種深度差異顯著，相對濕度60%和80%時，播種深度6cm的出苗率最高，與播種深度8cm差異顯著。30℃時，當(dāng)土壤相對濕度為40%，花生的平均出苗率僅為30.41%；當(dāng)相對濕度為60%和80%，出苗率顯著增加，除播種深度8cm的處理外，出苗率均在80%以上，部分處理出苗率可達(dá)90%以上；播種過深(8cm)顯著抑制花生出苗，在不同相對濕度處理中，播種深度8cm的出苗率比播種深度4cm分別低41.91%、21.80%、43.63%。

圖1 不同溫度、土壤濕度和播種深度對花生出苗率的影響 Fig.1 Effects of different temperature, soil moisture and sowing depth on emergence rate of peanut 注：圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，字母不同表示處理間差異顯著p<0.05。 Note: The date in the figure are mean ± SE, different letters indicate significant difference at p<0.05.

2.1.2 溫度、土壤濕度和播種深度對花生株高的影響

當(dāng)環(huán)境溫度為15℃時，花生植株生長緩慢，各處理平均株高不足3cm，多數(shù)花生種剛剛頂出土表；當(dāng)溫度升至20℃，花生株高顯著增加，在土壤相對濕度60%和80%的處理中，平均株高為9.06cm；花生株高隨著溫度升高不斷增加，當(dāng)溫度為25℃和30℃時，除相對濕度40%和播種深度8cm的處理外，株高均在10cm以上，個別處理超過15cm。從土壤相對濕度來看，花生株高在相對濕度60%時最高，依次是80%、40%；25℃和30℃時，土壤相對濕度40%的花生株高與相對濕度60%和80%差異顯著。從播種深度比較，溫度為15℃、25℃和30℃時，播種深度4cm和6cm時的花生株高最高但二者差異不顯著；20℃時，播種深度2cm和4cm時的花生株高最高，二者差異也不顯著；播種深度8cm時的花生株高最低，且與播種深度4cm和6cm之間差異多為顯著水平(圖2)。

圖2 不同溫度、土壤濕度和播種深度對花生株高的影響 Fig.2 Effects of different temperature, soil moisture and sowing depths on seedling height of peanut

2.1.3 溫度、土壤濕度和播種深度對側(cè)枝數(shù)的影響

當(dāng)環(huán)境溫度為15℃時，花生側(cè)枝數(shù)較少，部分處理側(cè)枝數(shù)僅為2。當(dāng)溫度升高，側(cè)枝數(shù)有所增加，在條件適宜時，側(cè)枝數(shù)可達(dá)6～7個。土壤相對濕度為40%時，花生分枝受到抑制，側(cè)枝數(shù)顯著低于相對濕度60%和80%?；ㄉ鷾\播有利于植株分枝，當(dāng)播種深度為8cm時，花生側(cè)枝數(shù)顯著低于播種深度4cm和6cm。25℃和30℃時，土壤相對濕度40%的處理中，播種深度2cm的側(cè)枝數(shù)顯著低于4cm和6cm，因而，在高溫低濕的條件下，播種過淺不利于花生分枝。花生的產(chǎn)量主要由第一、二對側(cè)枝構(gòu)成，兩者的產(chǎn)量占單株產(chǎn)量的90%以上，因而，第一、二對側(cè)枝的發(fā)育和飽果率是花生優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的關(guān)鍵。王小純[15]等研究發(fā)現(xiàn)，在栽培前期促進(jìn)第一、二對側(cè)枝發(fā)育，中期控制其他側(cè)枝發(fā)育，后期壯而不衰是高產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。因而，在播種時選擇合適的時期及播種深度，可以在一定程度上促進(jìn)花生側(cè)枝的發(fā)育，提高產(chǎn)量(圖3)。

圖3 不同溫度、土壤濕度和播種深度對花生側(cè)枝數(shù)的影響 Fig.3 Effects of different temperature, soil moisture and sowing depth on lateral branch number of peanut

圖4 不同溫度、土壤濕度和播種深度對花生地上鮮重的影響 Fig.4 Effects of different temperature, soil moisture and sowing depth on fresh weight of aboveground part of peanut

2.1.4溫度、土壤濕度和播種深度對花生地上鮮重的影響

15℃時，花生地上部分生長緩慢，地上鮮重僅為0.19～0.68g；在該溫度下，土壤相對濕度60%的花生地上鮮重顯著高于相對濕度40%和80%。溫度20～30℃時，土壤相對濕度40%的花生地上鮮重均顯著低于相對濕度60%和80%；播種深度4cm和6cm的地上鮮重最高，且與播種深度8cm間差異顯著。25℃時，土壤相對濕度40%的不同處理間地上鮮重差異不顯著；土壤相對濕度60%和80%的處理中，播種深度4cm和6cm的地上鮮重顯著高于播種深度2cm和8cm。溫度30℃時，花生地上鮮重比25℃時增加不顯著，且個別處理略有下降；土壤相對濕度40%的不同播種深度處理間差異不顯著；土壤相對濕度60%和80%的處理中，播種深度4cm的地上鮮重最高，與播種深度8cm間差異顯著(圖4)。

2.1.5溫度、土壤濕度和播種深度對花生地下部鮮重的影響

由圖5可看出，花生地下部鮮重在15～25℃呈逐漸增高的趨勢，但當(dāng)溫度升至30℃時，地下鮮重略有下降，但差異不顯著。隨著播種深度的增加，地下鮮重逐漸增加，這主要由于種子萌發(fā)時耗費(fèi)過多養(yǎng)分用于下胚軸的生長，才能將花生種頂出土表。除15℃外，花生地下鮮重在土壤相對濕度為60%條件下顯著高于相對濕度為40%和80%，最適宜部分根系生長；當(dāng)土壤相對濕度為40%時，土壤過干，不利于根系生長；當(dāng)土壤相對濕度為80%時，土壤含水量過大，爛根率增加，分根及根尖數(shù)減少。

圖5 不同溫度、土壤濕度和播種深度對花生地下鮮重的影響 Fig.5 Effects of different temperature, soil moisture and sowing depth on weight of underground part of peanut

2.2 溫度、土壤濕度和播種深度對葉綠素含量的影響

葉綠素是植物葉片進(jìn)行光合作用時捕獲光能的重要物質(zhì)。由表1可以看出，隨著溫度的升高，花生幼苗葉片的葉綠素含量逐漸增加。其中，溫度為15℃時，葉綠素含量均低于0.5mg·g-1。此時，環(huán)境溫度過低，不利于幼苗生長，葉綠素合成量低。當(dāng)溫度升至20℃時，各處理花生葉綠素含量較15℃顯著增加，且增幅均在90%以上。從播種深度看，15℃時，播種深度6cm的處理葉綠素含量最高，2cm、4cm和6cm三者之間差異不顯著，但顯著高于播種深度8cm；20～30℃時，播種深度4cm時葉綠素含量最高，其次為6cm；播種深度8cm時葉綠素含量最低，在30℃時比播種深度6cm降低20%以上且差異顯著。從土壤相對濕度看，土壤相對濕度60%時植株葉綠素含量最高；土壤相對濕度為40%時，花生苗因缺水長勢差，葉綠素含量也顯著降低，且在30℃時更為明顯，葉綠素含量僅為土壤相對濕度60%時的38%～54%；當(dāng)播種深度為2cm時，土壤相對濕度80%與60%之間葉綠素含量差異不顯著，個別處理甚至略高于相對濕度60%，但當(dāng)播種深度增加為4～8cm時，土壤相對濕度為80%的葉綠素含量顯著低于相對濕度60%。

2.3 溫度、土壤濕度和播種深度對根系活力的影響

植物根系是活躍的吸收器官和合成器官，根的生長情況和活力水平直接影響地上部的生長和營養(yǎng)情況，進(jìn)而影響產(chǎn)量。表2可見，根系活力與環(huán)境溫度、土壤相對濕度及播種深度密切相關(guān)。根系活力隨著環(huán)境溫度的升高逐漸增高，其中從15℃到20℃增加最為顯著，平均增幅67.21%。但在30℃時，土壤相對濕度40%的根系活力較25℃時略有下降?；ㄉ母祷盍υ谕寥老鄬穸?0%時最高，其后依次為80%、40%。 播種深度為4～6cm時花生根系活力最高，與播種深度8cm的處理差異顯著；播種深度過淺(2cm)時，根系活力略有降低，在溫度為30℃時與其他播種深度的處理間差異顯著；播種過深(8cm)時，根系活力顯著降低，不利于植株生長發(fā)育。

表1 不同溫度、土壤濕度和播種深度對花生葉綠素含量的影響 (mg·g-1)

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，大寫字母不同表示同一行數(shù)據(jù)差異顯著p<0.05，小寫字母不同表示同一列數(shù)據(jù)差異顯著p<0.05。下同

Note: The date in the table are mean ± SE, and those in the same row followed by different uppercase letters indicate significant difference atp<0.05, by different lowercase letters indicate significant difference atp<0.05 in the same column. Same as below.

表2 不同溫度、土壤濕度和播種深度花生的根系活力 (mg·g-1·h-1)

2.4 溫度、土壤濕度和播種深度對花生生長參數(shù)影響

對溫度、土壤濕度和播種深度對花生幼苗生長參數(shù)的三因素方差分析，結(jié)果見表3?；ㄉ酌绲母魃L參數(shù)受溫度、土壤相對濕度和播種深度3個單因素的影響均為極顯著；溫度和土壤相對濕度對花生各生長參數(shù)的影響有極顯著的交互作用；溫度和播種深度對花生株高、側(cè)枝數(shù)、地上鮮重、葉綠素含量及根系活力有極顯著的交互作用；播種深度和土壤相對濕度對除地下鮮重外的其他生長參數(shù)均有極顯著的交互作用；溫度、土壤相對濕度和播種深度對出苗率、株高、側(cè)枝數(shù)、葉綠素含量和根系活力有顯著或極顯著的交互作用。

表3 花生幼苗生長參數(shù)的三因素方差分析結(jié)果

注：表中數(shù)值為F值，各效應(yīng)的顯著影響用星號表示：***表示P<0.001, ** 表示P<0.01, *表示P<0.05。

Note: Numbers in the table represent F values, asterisks indicate significant effects: *** meanP<0.001, ** meanP<0.01, * meanP<0.05.

3 討論和小結(jié)

3.1 溫度對花生種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

種子萌發(fā)是植物生命周期中非常重要的環(huán)節(jié)，低溫播種或播種后遇寒流均會延緩花生萌發(fā)和幼苗的生長發(fā)育，給花生生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅[5]。王才斌等通過大田錯期播種試驗得出：當(dāng)出苗期的日均溫度為14℃左右時，供試花生約需20d才能出苗；當(dāng)出苗期日均溫度升至21～23℃時，7d左右就能出苗；在14～23℃，日均氣溫每升高1℃，出苗時間縮短約1.5d[16]。

根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱镩g選擇合適的播期，可促進(jìn)作物的生長發(fā)育達(dá)到最優(yōu)化。于旸等[17]研究指出，播期影響花生葉片葉面積指數(shù)、光合速率、單株結(jié)果數(shù)、莢果充實度和產(chǎn)量；適期播種能夠改善光合性能、增加干物質(zhì)積累量和提高飽果率，最終提高莢果產(chǎn)量。開花下針期以后，晚播處理的花生生育進(jìn)程加快，逐漸縮小與早播處理間的差距，全生育期也逐漸縮短[18-19]。陳建生等[20]研究發(fā)現(xiàn)4月10日到5月5日之間種植的花生成熟期沒有差異，5月5日到5月15日之間種植的花生生育期天數(shù)沒有顯著差異，5月15日到6月15日之間種植的花生成熟期沒有顯著差異。在本試驗中，當(dāng)溫室環(huán)境溫度為15℃時，花生的出苗率不足60%，出苗時間超過15d，播種30d后株高不到3cm，其他各項指標(biāo)也顯著偏低。當(dāng)溫度升至20℃時，花生的各項指標(biāo)顯著增加。因此，露地栽培的春播花生應(yīng)在環(huán)境平均溫度在15℃時播種，切不可搶墑播種[3]。

3.2 土壤相對濕度對花生種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

在我國，常年有70%的花生遭受不同程度的干旱脅迫，干旱引起的莢果減產(chǎn)率平均在 20%以上[21]。水分脅迫程度和時間顯著影響花生的植株形態(tài)、生物量累積和生理指標(biāo)，且表現(xiàn)出明顯的種間差異[22]。土壤水分脅迫也會影響花生籽仁礦質(zhì)元素含量[23]。在本研究中，土壤相對濕度為40%時，花生的出苗率最高為51.67%，多為30%～40%，其他生長和生理指標(biāo)也顯著偏低。播種至出苗階段是花生整個生長發(fā)育過程中需水量最少的階段，在生長中后期，水分不足可導(dǎo)致花芽分化和開花期推遲，生育期延長，單株結(jié)果量減少，最終影響產(chǎn)量[4]。

若土壤相對濕度過大，種子萌發(fā)和苗期根部呼吸受到抑制，影響植株生長發(fā)育。張鳳[24]等研究得知：不同生育時間遇澇害均抑制花生地上部生物量積累，正常生理活動受挫；淹澇顯著降低葉片的葉綠素和可溶性蛋白含量，抑制光合作用、熒光作用、根系活力的活性。劉登望[25]等研究表明：花生苗期、花針期淹澇均導(dǎo)致地上部徒長，根系受抑，根冠比降低；受淹澇危害程度因淹水加深、時間延長而加重。本研究得出：土壤相對濕度60%時，花生幼苗生長好于土壤相對濕度40%和80%；當(dāng)土壤相對濕度為80%時，土壤通氣性差，根部生長受到影響；尤其當(dāng)播種過深時，一旦土壤相對濕度過大，爛苗率增加，花生根系活力顯著降低。

3.3 播種深度對花生種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

Sanusan[26]等研究表明，深播可降低作物出苗數(shù)量、延緩出苗時間，在幼苗干物質(zhì)積累量上存在一定差異。岳麗杰[27]等研究發(fā)現(xiàn)隨著播種深度(3cm、6cm、9cm)的增加，玉米出苗率逐漸下降，出苗時間延后，苗長和中胚軸長逐漸增加，主根長和幼苗整齊度逐漸減小。本研究表明播種深度為4～6cm時，花生的各項生長和生理指標(biāo)最佳，播種過淺或過深會降低出苗率，延長出苗時間，影響花生長勢。若播種深度過淺，種子扎根不深，幼苗難以成活，若遇高溫缺水條件，不利于種子萌發(fā)和幼苗生長；若播種深度過深，爛種幾率顯著增加，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。

從本研究結(jié)果可看出，花生播種時適宜的條件是：環(huán)境溫度高于15℃，土壤相對濕度為60%，播種深度為4～6cm。在實際生產(chǎn)中，我們還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、土壤質(zhì)地等條件，選擇合適的播種時間，農(nóng)藝操作。同時，花生品種不同對溫度、旱澇脅迫的響應(yīng)和耐受度不同，因而，根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛸Y源選育適宜的品種也是十分重要的。

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EffectsofTemperature,SoilMoistureandSowingDepthsonthe

SeedGerminationandSeedlingGrowthofPeanut

XIE Ming-hui, CHEN Hao-liang, ZHANG Guang-lin, LIN Lu-lu, SU Wei-hua*

(InstituteofPlantProtectionandAgro-productsSafety,AnhuiAcademyofAgriculturalSciences,Hefei230031,China)

Using Baisha1016 as experimental material, seed germination and seedling growth of peanut were studied under different temperature, soil moisture and sowing depths by pot experiment. The results showed that: Within the tested temperature, the emergence rate, plant height, lateral branch number, fresh weight of aboveground part and root, chlorophyll content and root vigor increased with the temperature rising; emergence rate and other indexes under 60% soil relative moisture were higher than those under 40% and 80% relative moisture, the rate of rotten seed was significantly increased when the soil relative moisture was 80%, especially under higher temperature and deeper depth; the optimum sowing depth was 4～6 cm, emergence rate decreased, emergence time prolonged and growth potential reduced when the sowing depth were too shallow or too deep. According to the local climate, soil texture and other conditions, selecting the appropriate timing of sowing and farming operations can effectively improve the yield and quality of peanut.

peanut; temperature; relative soil moisture; sowing depth; emergence rate; physiological index

10.14001/j.issn.1002-4093.2017.02.008

S565.2042

A

2017-03-10

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院人才發(fā)展專項資金項目(17F1103)

謝明惠(1985-)，女，安徽淮南人，安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所助理研究員，碩士，主要從事地下害蟲綜合治理研究。

*通訊作者：蘇衛(wèi)華，副研究員，主要從事地下害蟲研究。E-mail:suwh850@163.com