蘆振華 胡俊平 苗建利 李紹偉 任 麗
(開封市農林科學研究院,河南開封 475004)
花生是重要的油料作物和經濟作物,在我國八大油料作物中,其產量居于首位[1]。我國近55%的花生用于榨油,花生油產量占國產植物油的23%左右[2]。高油酸花生油因耐儲性好,營養(yǎng)價值高,有益于身體健康,深受廣大消費者的喜愛[3-4]。通過施肥可以顯著提高作物產量,改善作物品質,但肥料的過量使用易造成環(huán)境污染、降低肥料貢獻率、土壤板結等不良影響[5-6],因此研究人員從減少肥料施用、改變肥料類型及施用方式等方面展開了多項研究。姚瑞等[7]研究發(fā)現,在相同施肥量下,不同施肥時期影響氮代謝相關酶活性、氮肥利用效率、氮肥偏生產力和花生產量;王曉穎等[8]通過開展膜下滴管分次追肥試驗研究,發(fā)現以花針期和結莢期各追施1 次肥的效果為最佳;秦文潔等[9]在膜下滴管條件下研究不同肥料種類及其相互配合追施對花生產量的影響,結果表明,氮、鈣和硼肥配合施用促進了花生營養(yǎng)生長,有利于各器官干物質積累并提高了產量;孫秀山等[10]研究發(fā)現,促進連作花生生長發(fā)育的最佳施肥模式是有機肥、無機肥混合施用。前人研究多圍繞施肥時期、施肥類型和施肥方式等方面,此類肥料施用改進措施不同程度增加了花生生產成本;同時,由于人們農業(yè)生產方式變化,從事農業(yè)勞作時間減少,對農業(yè)生產輕簡化栽培技術需求較高[11]。當前,新型肥料在花生生產中普及度不高,傳統(tǒng)復合肥仍為花生生長中主要使用的肥料,隨著高油酸花生品種種植面積的增加,本研究結合河南開封花生生產施肥習慣,設計不同肥料施用量,探討肥料減施對高油酸花生農藝性狀、產量及品質的影響,為當地花生生產的合理施肥提供參考。
試驗在河南開封市通許縣四所樓鎮(zhèn)羅莊村試驗田進行。供試品種為開封市農林科學研究院選育的高產高油酸花生品種開農308。供試土壤為棕壤土,堿解氮含量113.30 mg/kg、速效磷含量23.50 mg/kg、速效鉀含量109.60 mg/kg、有機質含量20.87 g/kg、pH 6.6。試驗所用尿素(N 含量46.7%)和復合肥(N-P2O5-K2O:22-8-10)從河南開封通許縣農資經銷商處購買,均為當地花生生產上使用類型。
試驗采用完全隨機區(qū)組設計,設不施肥處理(T0)、只施用尿素(按復合肥N 用量計算尿素用量)(T1)、施用復合肥750 kg/hm2(生產常規(guī)用量)(T2)、施用90%復合肥(T3)、施用80%復合肥(T4)5個試驗處理。前茬作物為小麥,小麥收獲后整地起壟,壟寬80 cm,肥料作為基肥一次性施入。小區(qū)行長13.4 m,6 壟,行距40 cm,小區(qū)面積為63.84 m2,3 次重復。播種密度為16.5 萬穴/hm2,每穴2 粒。試驗地其他管理措施與常規(guī)大田相同。
1.3.1 取土樣 播種施肥前按照9 點取樣法取0~20 cm土樣,9個樣點混合,測定土壤本底值。
1.3.2 成熟期取樣 成熟期取均勻10株,記錄主莖高、第一對側枝長度和分枝數;將上述測定過植株性狀的植株分為根、莖、葉、果和果針5部分,裝入牛皮紙袋,先105 ℃殺青1 h,然后80 ℃烘干至恒重,稱重。
1.3.3 產量及產量構成因素 整區(qū)收獲,莢果自然曬干入庫,平衡30 d后計算莢果產量,每小區(qū)隨機取1 kg 莢果,統(tǒng)計千克果數、百果重、百仁重、飽果率、出米率。
肥料貢獻率(%)=(施肥處理產量-不施或減施肥處理產量)/施肥處理產量×100;
增產收益=(施肥小區(qū)產量-不施肥或減施肥小區(qū)產量)×單價;
產投比=增產收益/(最大肥料投入-不施肥或減施肥投入)。
采用Excel 2010 軟件進行數據整理及作圖;利用R語言進行方差分析,基于TukeyHSD法進行多重比較。
由表1 可知,T0處理的主莖高、側枝長、總分枝數、生物積累量均低于T1、T2、T3和T4處理。施肥處理均提高主莖高、側枝長、總分枝數和生物積累量,減施復合肥和只施用氮肥均降低了主莖高、側枝長、分枝數和生物積累量等農藝性狀,施肥處理的主莖高、側枝長和總分枝數差異不顯著,均高于T0處理;肥料減施明顯降低了單株地上部和地下部生物積累量,T1、T3、T4處理單株生物積累分別比T2處理低36.19%、15.22%和35.79%。
表1 不同處理對花生農藝性狀的影響
由表2 可看出,施肥處理的百果重、百仁重、出米率和飽果率均高于T0處理,肥料減施降低了百果重、百仁重、出米率和飽果率,增加了千克果數。T2處理的百果重、百仁重、出米率和飽果率顯著高于T0處理,千克果數顯著低于T0處理。與T2處理相比,T1、T3、T4處理的百果重分別降低了8.74%、1.26%和8.11%,百仁重分別降低了9.12%、3.44%和6.85%,出米率分別降低了2.56%、0.82%和5.62%,千克果數分別增加了12.84%、3.35%和4.35%,飽果率分別降低了3.50%、1.76%和4.96%。
表2 不同處理對產量性狀的影響
由圖1可知,肥料減施明顯降低了花生產量,其中T2處理與T3處理差異不顯著,二者均顯著高于T0、T1和T4處理。與T0處理相比,T1、T2、T3、T4處理分別增產10.03%、26.99%、23.60%和15.71%。T2處理產量顯著高于T1和T4處理,T3和T4處理產量均高于T1處理,但差異不顯著。
圖1 肥料減施對產量的影響
由表3可知,各施肥處理間蛋白質、脂肪、油酸、亞油酸和蔗糖含量均無顯著差異。與T2處理相比,肥料減施和不施肥處理下蛋白質、亞油酸和蔗糖含量略微增加,脂肪含量略微降低。其中T2處理的脂肪含量最高,分別較T0、T1、T3和T4增加1.32%、0.97%、0.40%和0.73%。
表3 肥料減施對花生品質的影響 單位:%
表4 列出了分別以T0、T1、T4和T3為對照各處理的產投比和肥料貢獻率。由表4 可知,與不施肥(T0)處理相比,施肥處理的增產收益為1 013.36~8 063.88 元/hm2。不同施肥處理之間的增產收益表現為隨著肥料投入的增加而增加,T2處理相對于T1、T3和T4處理的增產收益比T2處理相對于T0處理的增加收益分別降低了37.19%、87.43%和58.21%。從產投比結果可知,與T0和T1處理相比,產投比隨著復合肥施用量的減少而降低,呈現T2>T3>T4的趨勢;施用復合肥處理之間,產投比隨著復合肥用量的增加而降低,其中以T3與T4處理之間的產投比8.27最大。
表4 肥料減施對花生經濟效益及肥料貢獻率的影響
肥料貢獻率是指肥料對作物產量的貢獻率[12]。由表4可知,與T0處理相比,施肥處理的肥料貢獻率表現為T2>T3>T4>T1,T1處理的肥料貢獻率比T2、T3和T4處理分別降低了57.09%、52.23%和32.83%,說明施肥量的增加提高了肥料貢獻率。不同復合肥處理間,肥料貢獻率隨施肥量的增加而逐漸降低,其中以T2與T3處理之間的肥料貢獻率2.67%最小。綜上,本試驗中隨著施肥量的增加產投比呈現出增大的趨勢,而肥料貢獻率呈現降低的趨勢,減少肥料施用量將降低產投比進而增加肥料利用率。
肥料極大提高了作物產量和品質,但過量施肥會降低肥料利用率,帶來土壤酸化、大氣氮沉降、水質下降等環(huán)境問題[12-13]。為了最大程度發(fā)揮肥料的作用,減少肥料流失引起的環(huán)境問題,學者們開展了減肥增效等相關研究。陳志德等[14]研究表明,復合肥全量施肥的產量極顯著高于半量施肥,半量施肥又高于不施肥處理,植株莖葉中全氮、全磷、全鉀含量和積累量與產量高低關系不大;閆童等[15]研究了配方肥減施對花生產量和肥料利用率的影響,結果表明,缺肥明顯影響了花生產量,與全肥區(qū)相比較,所有缺肥處理花生產量均出現大幅下降;張運紅等[16]研究了不同耕作方式和肥料種類對花生產量、品質和養(yǎng)分吸收利用的影響,發(fā)現壟作更有利于花生生長,且以施用腐殖酸復合肥Ⅱ的增產效果最好;袁光等[17]研究表明,減施氮肥可顯著降低肥料貢獻率、花生主莖高、側枝長、生物積累量和飽果數,最終降低產量,減氮量越多影響作用越大;減量施用氮肥同時增施有機肥可顯著提高花生產量;呂桂榮等[18]研究發(fā)現麥茬花生膜下滴管可以有效減少施肥量,普通施肥減量20%~30%不影響莢果產量。相同施肥量下分層施肥顯著提高花生產量,相同施肥層次花生產量隨施肥量降低而減少,相同施肥量及施肥方式下,油酸含量隨施肥量減少而降低[19]。馬榮輝等[20]研究發(fā)現,同一作物不同土壤類型的施肥量不同,施用肥料后不同類型土壤作物產量增加存在差異。綜上可知,肥料減施措施在不同研究中表現存在差異,因此肥料減施應因地制宜,根據當地土壤類型及當地傳統(tǒng)施肥情況,確定最適施肥量,而不能盲目增(減)施肥料[21]。
本試驗條件下,肥料減施降低了花生植株主莖高、側枝長、總分枝數、生物積累量、百果重、百仁重、出米率和飽果率,最終導致產量降低。肥料減施對花生品影響較小,差異均不顯著。與空白對照相比,肥料貢獻率隨施肥量的增加而增加;不同復合肥處理間,肥料貢獻率隨施肥量的增加而逐漸降低。隨著新型增效肥料的發(fā)展,相比于傳統(tǒng)化肥,新型肥料可以在增加作物產量的同時,提高肥料利用率,減少養(yǎng)分損失。