司賢宗 ,張 翔,索炎炎,毛家偉,李 亮,余 瓊,李國平,余 輝,郭玉婷
(1河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所,鄭州 450002;2正陽縣花生研究所,河南正陽 463600;3中化化肥有限公司河南分公司,鄭州 450006)
氮、磷、鉀是花生生長發(fā)育必需的三大營養(yǎng)元素,科學(xué)施肥能促進花生生長發(fā)育、提高肥料利用效率、增加花生產(chǎn)量和改善花生品質(zhì)。花生不同品種間存在內(nèi)源激素[1]、酶活性[2-3]、光合生理[4-6]等方面的遺傳差異,從而影響花生干物質(zhì)積累和養(yǎng)分吸收利用。探明不同品種花生干物質(zhì)積累和氮磷鉀養(yǎng)分需求的差異,對花生合理施肥、優(yōu)化肥料資源配置、提高肥料利用效率具有重要的意義。有關(guān)研究表明,種植方式[7]、土壤類型[8]、土壤質(zhì)地[9]影響花生干物質(zhì)的積累。戴良香等[10]、樊堂群等[11]報道了干旱脅迫、連作對生長發(fā)育、干物質(zhì)積累的影響。馮燁等[12]、馮鍇等[13]研究了單粒精播、斷根深度對花生根系生長、干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的影響。萬勇善等[14]、王秀娟等[15]進行了高產(chǎn)條件下花生干物質(zhì)積累方面的報道。楊吉順等[16]、王小龍等[17]進行了施氮對干物質(zhì)和氮素積累的研究。趙長星等[18]、索炎炎等[19]報道了施磷對花生生長發(fā)育動態(tài)、產(chǎn)量和磷吸收的影響。周可金等[20]、李忠等[21]研究了施鉀對花生光合特性、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量及鉀素利用效率的影響。馮良山等[22]進行了花生對水分、氮、磷養(yǎng)分利用狀況的報道。孫俊麗等[23]、李俊慶等[24]進行了花生對氮磷鉀養(yǎng)分吸收利用方面的研究。此外,張玉樹等[25]報道了控釋肥料對花生產(chǎn)量、品質(zhì)以及養(yǎng)分利用率的影響。徐曉楠等[26]開展了生物炭提高花生干物質(zhì)與養(yǎng)分利用方面的研究。目前,尚未見關(guān)于不同品種花生干物質(zhì)積累和氮磷鉀養(yǎng)分需求的差異方面的報道。為此,本研究圍繞麥套花生,在不施肥和常規(guī)施肥條件下,研究不同品種花生的階段干物質(zhì)積累量、階段干物質(zhì)積累速率,花生對氮磷鉀養(yǎng)分階段吸收量、階段吸收速率、每形成100 kg莢果所需氮磷鉀量和比例的差異,旨在為潮土區(qū)麥套花生的高產(chǎn)高效品種篩選和科學(xué)施肥提供技術(shù)支撐。
試驗于2016年6—10月安排在河南省新鄉(xiāng)市延津縣馬莊鄉(xiāng)宋莊村花生試驗田。試驗田土壤為潮土,質(zhì)地砂質(zhì)土壤,地勢平坦,土壤肥力均勻,排灌條件良好。0~20 cm 耕層土壤基礎(chǔ)地力:有機質(zhì)7.2 g/kg、全氮0.49 g/kg、速效氮47.5 mg/kg、速效磷33.0 mg/kg、速效鉀63.7 mg/kg、有效鋅1.25 mg/kg、pH 8.29。
試驗共設(shè)6 個處理,分別為T1‘豫花9326’不施肥,T2‘豫花9326’常規(guī)施肥,T3‘豫花9719’不施肥,T4‘豫花9719’常規(guī)施肥,T5‘豫花9620’不施肥,T6‘豫花9620’常規(guī)施肥。種植方式為麥壟套種。
試驗常規(guī)施肥為N 180 kg/hm2、P2O5120 kg/hm2、K2O 150 kg/hm2。肥料品種為尿素、過磷酸鈣、氯化鉀,小麥收獲后,肥料全部作基肥施用,于6月10日施肥,開施肥溝,進行人工條施肥料,覆土。試驗小區(qū)面積為15 m2(3 m×5 m),3次重復(fù),隨機排列,花生種植密度密度18.0萬穴/hm2,每穴種植2?;ㄉN子。花生于5月17日播種,5月29日出苗,9月19日收獲。其他田間管理按照一般豐產(chǎn)大田進行。
整地施肥前采集基礎(chǔ)土壤(0~20 cm)樣品1 kg,測定基礎(chǔ)地力。
花生苗期(6 月11 日,開始開花)、花針前期(7 月12 日,開花量最多),每個處理取有代表性的10 株花生,花針后期(8 月1 日,土壤中出現(xiàn)定型果,但沒有果仁)、結(jié)莢期(8月26日,定型果有果仁)、飽果成熟期(9月20日,果仁飽滿),每個處理取有代表性的5株花生,測定主莖高、側(cè)枝長、分枝數(shù);分別按照花生莖、葉、根和花生果(花生仁和花生殼)等部位分開,在105℃下殺青15 min,65℃恒溫烘干,測定其干物重,樣品粉碎后測定其氮磷鉀養(yǎng)分含量[27]。
花生成熟時,每個處理分別取4 m2進行收獲、晾曬、稱重計產(chǎn);同時每個處理采集有代表性的10 株花生進行考種,測定其株高、側(cè)枝長、分枝數(shù)、結(jié)果枝、飽果數(shù)、百果重、出仁率等性狀指標。
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)初步整理;用DPS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析;用Duncan’s新復(fù)極差法進行多重比較。
從表1可以看出,花生干物質(zhì)階段積累量呈拋物線曲線變化趨勢,不同處理花針后期干物質(zhì)階段積累量最大,分別占總干物質(zhì)積累量的31.3%、31.5%、30.0%、33.4%、32.3%、34.2%。花生不同干物質(zhì)積累階段,常規(guī)施肥處理均高于不施肥處理?;ㄡ樅笃?,不施肥和常規(guī)施肥水平下,干物質(zhì)階段積累量為‘豫花9326’>‘豫花9620’>‘豫花9719’,‘豫花9719’>‘豫花9620’>‘豫花9326’,飽果成熟期,不施肥和常規(guī)施肥水平下,干物質(zhì)階段積累量為‘豫花9326’>‘豫花9620’>‘豫花9719’,‘豫花9719’>‘豫花9326’>‘豫花9620’,表明施肥能明顯增加‘豫花9719’的干物質(zhì)積累量。
從表2 可知,花生干物質(zhì)階段積累速率拋物線變化趨勢,花針后期干物質(zhì)階段積累速率最大,為126.1~184.3 kg/(hm2·d),平均為158.0 kg/(hm2·d)?;ㄉ煌晌镔|(zhì)積累階段,常規(guī)施肥處理花生的干物質(zhì)積累速率均高于不施肥處理。
花針后期,不施肥和常規(guī)施肥水平下,干物質(zhì)階段積累速率為‘豫花9326’>‘豫花9620’>‘豫花9719’,‘豫花9719’>‘豫花9620’>‘豫花9326’,飽果成熟期,不施肥和常規(guī)施肥水平下,干物質(zhì)階段積累速率為‘豫花9326’>‘豫花9620’>‘豫花9719’,‘豫花9719’>‘豫花9326’>‘豫花9620’,表明施肥能明顯增加‘豫花9719’的干物質(zhì)積累速率。
從表3 可以看出,花生氮鉀養(yǎng)分階段積累量呈拋物線變化趨勢,花針后期階段積累量最大。T1、T2 處理花生磷養(yǎng)分階段積累量呈雙峰曲線變化趨勢,花針后期階段積累量最大,結(jié)莢期急劇降低,飽果成熟期略有增加。T3、T4、T5、T6 處理花生磷養(yǎng)分階段量速率呈拋物線變化趨勢,花針后期階段積累量最大。除飽果成熟期,施肥處理的鉀養(yǎng)分減少量大于不施肥處理的外,施肥能增加不同生育階段花生對氮磷鉀養(yǎng)分的積累量?;ㄡ樅笃诤惋柟墒炱?,平均氮養(yǎng)分積累量為‘豫花9326’>‘豫花9719’>‘豫花9620’,‘豫花9620’>‘豫花9719’>‘豫花9326’;平均磷養(yǎng)分積累量大小均為‘豫花9326’>‘豫花9719’>‘豫花9620’?;ㄡ樅笃谄骄涴B(yǎng)分積累量為‘豫花9326’>‘豫花9719’>‘豫花9620’,飽果成熟期,平均鉀養(yǎng)分減少量為‘豫花9719’>‘豫花9326’>‘豫花9620’。
表1 不同處理對花生干物質(zhì)階段積累量的影響 kg/hm2
表2 不同處理對花生干物質(zhì)階段積累速率的影響 kg/(hm2·d)
表3 不同處理對花生養(yǎng)分階段積累量的影響 kg/hm2
從表4 可知,花生氮鉀養(yǎng)分階段積累速率呈拋物線變化趨勢,花針后期階段積累速率最大。T1、T2 處理花生磷養(yǎng)分階段積累速率呈雙峰曲線變化趨勢,花針后期階段積累速率最大,結(jié)莢期急劇降低,飽果成熟期略有增加。T3、T4、T5、T6 處理花生磷養(yǎng)分階段積累速率呈拋物線變化趨勢,花針后期階段積累速率最大。除飽果成熟期,施肥處理的鉀養(yǎng)分減少速率大于不施肥處理外,施肥能增加不同生育階段花生對氮磷鉀養(yǎng)分的積累速率?;ㄡ樅笃诤惋柟墒炱冢骄B(yǎng)分積累速率為‘豫花9326’>‘豫花9719’>‘豫花9620’,‘豫花9620’>‘豫花9719’>‘豫花9326’;平均磷養(yǎng)分積累速率均為‘豫花9326’>‘豫花9719’>‘豫花9620’?;ㄡ樅笃谄骄涴B(yǎng)分積累速率為‘豫花9326’>‘豫花9719’>‘豫花9620’,飽果成熟期,平均鉀養(yǎng)分減少速率為‘豫花9719’>‘豫花9326’>‘豫花9620’。
從表5 可以看出,每形成100 kg 莢果需要的氮、磷、鉀養(yǎng)分量分別3.459~4.250、0.927~1.253、0.992~1.919 kg,氮磷鉀之間的比為1:(0.259~0.3078):(0.283~0.452),常規(guī)施肥的花生每形成100 kg莢果需求的氮、磷、鉀養(yǎng)分量及比例均高于不施肥的。每形成100 kg莢果,‘豫花9719’需要的氮養(yǎng)分量平均值最大(3.877 kg),‘豫花9620’的最小(3.773 kg);‘豫花9719’需要的磷養(yǎng)分量平均值最大(1.103 kg),‘豫花9326’的最小(1.058 kg);‘豫花9719’需要的鉀養(yǎng)分量平均值最大(1.456 kg),豫花9620的最小(1.375 kg)。‘豫花9326’、‘豫花9719’和‘豫花9620’需要氮磷鉀的比例平均為1:0.273:0.366、1:0.284:0.368、1:0.288:0.359,與氮 養(yǎng) 分相比,‘豫花9620’需要的磷養(yǎng)分比例最大,‘豫花9326’的最小;‘豫花9719’需求的鉀養(yǎng)分比例大,‘豫花9620’的最小。
表4 不同處理對花生養(yǎng)分階段積累速率的影響 kg/(hm2·d)
表5 不同處理對花生養(yǎng)分需求的影響
楊吉順等[16]研究結(jié)果表明,增施氮肥可顯著促進花生莖葉和莢果干物質(zhì)的積累,但施用氮肥的最佳用量,因花生品種的不同而存在差異。王小龍等[17]研究認為,不同施氮水平下,花生群體干物質(zhì)積累動態(tài)呈近似“S”型曲線變化,但2個品種間呈現(xiàn)一定差異。施磷可以提高花生莖葉干物質(zhì)積累量,但當磷肥施用量超225 kg/hm2時,干物質(zhì)增加的效果不顯著[18]。李忠等[21]研究認為,隨著施鉀量的增加,‘桂花22’的干物質(zhì)積累量呈增加趨勢,花生野生種干物質(zhì)積累量變化不明顯,整個生育期‘桂花22’的干物質(zhì)階段積累量成拋物線變化趨勢,花生野生種的呈線性增加趨勢,‘桂花22’顯著高于花生野生種。王秀娟等[15]等研究認為,在N 225 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 225 kg/hm2水平下,花生苗期花生干物質(zhì)積累量最少,占全生育期總干物質(zhì)積累量的2.11%。開花下針期占20.01%,結(jié)莢期占35.48%。成熟期占42.30%。本研究結(jié)果表明,花生干物質(zhì)階段積累量呈拋物線曲線變化趨勢,不同處理花針后期干物質(zhì)階段積累量最大,分別占總干物質(zhì)積累量的31.3%、31.5%、30.0%、33.4%、32.3%、34.2%,研究結(jié)果與李忠等[21]的一致。
王小龍等[17]研究認為,施氮時,花生群體氮素積累呈近似“S”型曲線變化,品種間存在一定的差異。李忠等[21]研究認為,隨著施鉀量的增加,‘桂花22’的植株含鉀量呈增加趨勢,而花生野生種的變化不明顯,‘桂花22’的植株含鉀量明顯高于花生野生種。李俊慶等[24]研究認為,旱地花生各生育階段氮積累量差異很大,苗期和花針期階段積累量較少,分別為187.89、124.94mg/株,分別占積累總量的13.58%和9.03%;結(jié)莢期是氮積累高峰期,階段積累量占總積累量的55.84%;飽果成熟期氮積累量呈下降趨勢;磷素積累動態(tài)與氮素基本一致,成熟時磷積累量為193.87 mg/株,階段積累表現(xiàn)為結(jié)莢期>飽果成熟期>苗期>花針期;與氮、磷不同,鉀的積累高峰在花針期(占總積累量的34.28%),其次為結(jié)莢期(占總積累量的32.12%),飽果成熟期鉀積累最少。本研究結(jié)果表明,花生氮鉀養(yǎng)分階段積累量呈拋物線變化趨勢,花針后期階段積累量最大;花生品種對花生磷養(yǎng)分階段積累量較大,‘豫花9326’的呈雙峰曲線變化趨勢,花針后期階段積累量最大,結(jié)莢期急劇降低,飽果成熟期略有增加;‘豫花9719’、‘豫花9620’呈拋物線變化趨勢,花針后期階段積累量最大。
王秀娟等[15]研究認為,花生產(chǎn)量為3092 kg/hm2時,花生對氮磷鉀養(yǎng)分吸收量為氮>鉀>磷,形成100 kg莢果產(chǎn)量需要N 4.01 kg、P2O51.56 kg、K2O 2.65 kg。李俊慶等[24]研究表明,旱地花生產(chǎn)量大于6000 kg/hm2時,每生產(chǎn)100 kg 莢果需吸收氮7.15 kg、磷1.19 kg、鉀2.65 kg。本研究結(jié)果表明,每形成100 kg莢果,‘豫花9719’需要的氮養(yǎng)分量平均值最大(3.877 kg),豫花9620的最小(3.773 kg);‘豫花9719’需要的磷養(yǎng)分量平均值最大(1.103 kg),‘豫花9326’的最小(1.058 kg);‘豫花9719’需要的鉀養(yǎng)分量平均值最大,(1.456 kg),‘豫花9620’的最小(1.375 kg)??梢?,花生品種、產(chǎn)量水平和氮磷鉀施用量對每形成100 kg莢果所需氮磷鉀量有明顯的影響。
在N、P2O5、K2O施用量分別為180、120、150 kg/hm2條件下,每形成100 kg莢果需求的氮、磷、鉀養(yǎng)分量分別3.459~4.250、0.927~1.253、0.992~1.919 kg,其中,‘豫花9620’是需要氮、鉀量小而磷大的品種,‘豫花9326’是需要磷小的品種,‘豫花9719’是需要氮、鉀量大的花生品種。施肥時,應(yīng)滿足不同品種花生對氮磷鉀養(yǎng)分需求,科學(xué)調(diào)整氮磷鉀的比例,達到花生高產(chǎn)、高效的目的。