關(guān)鍵詞:春花生;復合肥減量;加鈣;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量和品質(zhì)
冀東地區(qū)是河北省花生主產(chǎn)區(qū),其中昌黎縣播種面積穩(wěn)定在9.68×103hm2,年產(chǎn)量達4.10×104t。為實現(xiàn)花生高產(chǎn),本地區(qū)生產(chǎn)上施復合肥(N-P2O5-K20=17-17-17)量高達1500.0kg/hm2?!秶屹|(zhì)量興農(nóng)戰(zhàn)略規(guī)劃》(2018-2022年)已明確提出化肥減量增效問題,因此減施化肥是當前花生種植中亟需解決的重點問題。研究指出,復合肥(N-P205-K20=15-15-15)減施40%~60%配施生物有機肥花生產(chǎn)量顯著提高。施用生物炭10t/hm2下減施復合肥用量50%(N、P205、K20用量為16、40、16kg/hm2),花生莢果和種子產(chǎn)量、含油量顯著高于全量施肥。Seran研究發(fā)現(xiàn),施用農(nóng)場糞肥7.5t/hm2下減施復合肥用量50%(N、P205、K2,0用量為8、22.5、22.5kg/hm2)并加施氮14kg/hm2,花生單株結(jié)果數(shù)、單株莢果重和種子產(chǎn)量較全量施肥顯著提高。
鈣是植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)物質(zhì)?;ㄉ翱斩骨v”的發(fā)生是因為鈣不能從老的組織中被動員并通過韌皮部重新分配,這迫使發(fā)育中的組織依賴于木質(zhì)部鈣的直接供應,而木質(zhì)部鈣依賴于蒸騰作用,然而蒸騰作用在幼葉、封閉組織和果實中都很低。因此,花生缺鈣問題經(jīng)常發(fā)生。施用鈣肥可促進花生生長,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。適當施鈣還可以緩解鹽脅迫對花生生長的抑制,增加產(chǎn)量。但施肥種類及用量、增施鈣量不同對花生農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、籽仁品質(zhì)等的影響各不相同:Ca0施用量為0~150kg/hm2,隨著施鈣量增加,花生發(fā)芽率、主莖高、側(cè)枝長、分枝數(shù)、百仁重、百果重、出仁率及產(chǎn)量、可溶性糖含量、O/L值及脂肪含量均增加,蛋白質(zhì)含量降低;Ca0施用量為150~450kg/hm2,主莖高、側(cè)枝長、分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、飽果率和產(chǎn)量隨著施鈣量增加而降低,蛋白質(zhì)含量增加。Ca0施用量為600kg/hm2時,產(chǎn)量顯著提高。
由上看出,關(guān)于復合肥減施下增加有機肥和鈣肥量對花生農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量等影響的研究較多,但推薦的施鈣量由150kg/hm2到600kg/hm2不等。同時,冀東地區(qū)農(nóng)民施復合肥過多,缺少補施鈣肥問題較突出。因此,本試驗以當?shù)貍鹘y(tǒng)的復合肥施用量為參照,研究復合肥減施下加施鈣對花生農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,以期為當?shù)鼗ㄉ鷥?yōu)化施肥提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1供試材料
試驗于2021年4月17日至9月11日在河北省昌黎縣龍家店汪上村(39°43'N,119°04' E)進行。供試花生品種為冀花11號。供試肥料為復合肥、過磷酸鈣(Ca≥15%)。試驗地為砂壤土,有機質(zhì)含量14.56g/kg、堿解氮102.67mg/kg、有效磷21.12mg/kg、速效鉀84.12mg/kg、交換性鈣642.00mg/kg·pH值6.54。
1.2試驗設(shè)計與田間管理
試驗設(shè)置6個處理,其中復合肥減量處理3個:零減量即常規(guī)用量(CK,復合肥用量1500.0kg/hm2)、常規(guī)用量減12.5%(T1)、常規(guī)用量減25.0%(T2);復合肥+鈣處理3個:T3(CK+225.0kg/hm2)、T4(T1+337.5 kg/hm2)、T5(T2+450.0kg/hm2)。采用完全隨機區(qū)組設(shè)計,重復3次。播種前使用噻蟲嗪、沃家福和萎繡·福美雙進行種子包衣。小區(qū)面積51m2。壟面寬0.50m,壟溝寬0.35m。雙粒播種,穴距0.18m.播種密度13.5萬穴/hm2。其他管理措施同大田。
1.3測定項目及方法
1.3.1農(nóng)藝性狀成熟期分別在各小區(qū)取植株5株,測其主莖高、側(cè)枝長、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)。
1.3.2干物質(zhì)積累量分別在苗期、開花下針期、結(jié)莢期、飽果期、成熟期將植株根、莖稈、葉片和莢果等分裝于紙袋,105℃烘箱殺青30min后80℃烘干至恒重稱干重。利用Logistic曲線擬合花生干物質(zhì)積累量:
1.3.3產(chǎn)量及其構(gòu)成因素成熟期每小區(qū)取連續(xù)生長均勻植株20株,測其百果重和百仁重,計算飽果率、出仁率和產(chǎn)量。
1.3.4品質(zhì)隨機選取風干后飽滿一致的花生果仁進行品質(zhì)性狀測定。用凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量(換算系數(shù)為5.46),用索氏提取法測定粗脂肪含量,參照NY/T 3299-2018(油酸、亞油酸)和NY/T 2794-2015(氨基酸)的方法測定脂肪酸和氨基酸含量。
1.4數(shù)據(jù)處理與分析
采用Microsoft Excel 2010和DPS 7.5軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和作圖。采用LSD法進行方差分析和多重比較,用Pearson法對花生農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量進行相關(guān)分析。
2結(jié)果與分析
2.1復合肥減量加鈣對成熟期花生農(nóng)藝性狀的影響
由表1可知,不同處理對主莖高、側(cè)枝長、單株結(jié)果數(shù)影響均顯著,對結(jié)果枝數(shù)影響不顯著。不加鈣條件下,復合肥減量25%(T2)主莖高、側(cè)枝長、結(jié)果枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)較CK均有顯著提高。等量復合肥配施鈣肥與不配施處理相比,主莖高差異不顯著:T5側(cè)枝長顯著低于T2,其他對應處理間差異不顯著;單株結(jié)果數(shù)T4顯著高于T1,其他對應處理間差異不顯著。
2.2復合肥減量加鈣對莢果干物質(zhì)量和分配比率的影響
復合肥減量加鈣對各生育時期莢果干物質(zhì)積累量和分配比率(除飽果期外)均影響顯著(表2)。結(jié)莢期莢果干物質(zhì)積累量T2顯著高于其他處理,成熟期莢果干物質(zhì)積累量和結(jié)莢期莢果干物質(zhì)分配比率T4顯著高于其他處理。復合肥減量不加鈣處理,隨復合肥減量增大,T2和T1處理飽果期莢果干物質(zhì)積累量顯著高于CK,成熟期莢果干物質(zhì)分配比率T2顯著高于其他處理。等量復合肥配施鈣肥后,飽果期莢果干物質(zhì)積累量T3處理顯著高于CK,成熟期莢果干物質(zhì)分配比率T4顯著高于T1。
2.3復合肥減量加鈣對花生干物質(zhì)累積特征值的影響
復合肥減量加鈣對花生干物質(zhì)累積各特征值均影響顯著(表3)。各處理的決定系數(shù)R2在0.984~0.994之間,表明各處理擬合效果較好。T4處理的t1(快速積累期起始時期)較各處理均顯著延后。復合肥減量不加鈣處理(T1、T2),隨復合肥減量增大,其t1、△t(快速累積持續(xù)期)與CK相比差異不顯著;T2處理的t2(快速積累期終止時期)較CK和T1提前;T2處理的t(最大干物質(zhì)積累速率出現(xiàn)時間)較CK、T1提前,V(最大干物質(zhì)積累速率)較CK和T1提高:T1、T2處理的K(最大干物質(zhì)量)較CK提高。等量復合肥配施鈣肥后,T4處理的t1較T1提前;T3、T5處理的t2分別較CK、T2推遲:T3處理的△t較CK增長、T4較T1縮短;tmax較對應處理均顯著推遲;T3處理的V較CK降低、T4較T1提高;T3處理的K值較CK提高、T5較T2降低。
2.4復合肥減量加鈣對花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響
復合肥減量加鈣對花生百仁重、出仁率影響不顯著,對其他性狀影響顯著(表4)。T4花生產(chǎn)量顯著高于其他處理。復合肥減量不加鈣處理(T1、T2)花生百果重和飽果率均顯著高于CK,T2較CK分別提高6.81%、14.39%。等量復合肥配施鈣肥與不施鈣處理相比,T4處理百果重和飽果率均顯著高于T1.分別提高4.94%和9.11%。
2.5復合肥減量加鈣對花生籽仁品質(zhì)的影響
由表5可知,各處理對油酸/亞油酸(O/L)比值和亞油酸含量影響顯著,對其他品質(zhì)指標影響均不顯著。復合肥減量不加鈣處理,隨復合肥減量增大.T2處理的O/L比值較CK顯著降低16.20%,亞油酸含量較CK顯著提高17.49%。等量復合肥配施鈣肥與對應的不施鈣處理相比,O/L比值和亞油酸含量差異均不顯著。
2.6花生農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的相關(guān)分析
對花生農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量及其構(gòu)成因素進行相關(guān)性分析,結(jié)果(表6)表明,單株結(jié)果數(shù)與百果重、飽果率、產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān),結(jié)果枝數(shù)與百果重呈顯著正相關(guān),其他指標間相關(guān)性不顯著。由此可見,結(jié)果枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)是影響百果重、飽果率和產(chǎn)量的重要因素,可以通過增加結(jié)果枝數(shù)和單株結(jié)果數(shù)達到提高百果重、飽果率和產(chǎn)量的目的。
2.7花生農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和品質(zhì)性狀的主成分分析
將花生農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和品質(zhì)性狀共15個指標數(shù)據(jù)進行標準化處理后再進行主成分分析,基于特征值gt;1的原則共提取出4個主成分,其貢獻率依次為50.57%、28.71%、12.16%和6.80%,累計貢獻率為98.24%。說明這4個主成分能夠代表6個施肥處理花生15個性狀98.24%的信息,可以用其進行綜合評價(表7)。第1、第2、第3、第4主成分中,分別以單株結(jié)果數(shù)和側(cè)枝長,脂肪含量和O/L比值,百仁重和產(chǎn)量,花生酸含量和結(jié)果枝數(shù)的特征向量絕對值最大,說明4個主成分依次反映的是農(nóng)藝性狀、品質(zhì)、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的信息。
2.8不同處理基于花生農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和品質(zhì)性狀的主成分得分
根據(jù)農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和品質(zhì)性狀共15個指標的主成分矩陣、特征值和貢獻率建立主成分得分線性方程,計算主成分得分,結(jié)果見表8。T2處理在第1主成分中得分最高,說明T2通過增加側(cè)枝長、單株結(jié)果數(shù)提高產(chǎn)量;T4處理在第2、第3主成分中得分最高,說明T4主要通過增加百仁重提高產(chǎn)量。依據(jù)綜合得分可知,T4、T2排名第1、第2位。
3討論與結(jié)論
合理減量施肥作物產(chǎn)量不會下降,還能降低養(yǎng)分流失造成的面源污染風險。本試驗條件下,隨復合肥施用量減少,花生主莖高、側(cè)枝長、單株結(jié)果數(shù)、干物質(zhì)積累速率、莢果干物質(zhì)積累量、莢果干物質(zhì)分配比率均提高。其中,與對照(CK)相比,復合肥減量25.0%。即T2處理通過側(cè)枝增長、單株結(jié)果數(shù)增加、干物質(zhì)積累速率提高、單株干物質(zhì)積累量增加、莢果干物質(zhì)分配比率提高,繼而獲得較高產(chǎn)量。同時,相關(guān)性分析表明,花生單株結(jié)果數(shù)與百果重、飽果率、產(chǎn)量均呈極顯著正相關(guān),結(jié)果枝數(shù)與百果重呈顯著正相關(guān),這可能是常規(guī)施肥量基礎(chǔ)上適當減施復合肥(T1、T2)產(chǎn)量不降反而有所升高的內(nèi)在原因。前人研究表明,施氮量114.8kg/hm2時花生百仁重、飽果率較施氮量135.0kg/hm2降低但差異不顯著,施氮量74.3kg/hm2時百仁重、飽果率顯著降低。王才斌等研究表明,施氮量108.0kg/hm2花生百果重、百仁重和產(chǎn)量顯著降低。因此,為保持較高的產(chǎn)量水平,需合理降低肥料施用比例。
施鈣增加花生單株結(jié)果數(shù)和出仁率,提高果重,并因干物質(zhì)快速積累時間縮短而使其積累速率提高,進而增加花生莢果和籽仁產(chǎn)量。本研究中,施鈣提高莢果干物質(zhì)積累量和分配比率,縮短快速積累時間,進而提高單株干物質(zhì)積累量和積累速率,增加單株結(jié)果數(shù)、百果重、飽果率和產(chǎn)量,這與上述前人研究結(jié)果一致。
花生O/L值、籽仁脂肪和蛋白質(zhì)含量是衡量花生品質(zhì)的重要指標,其中O/L值是花生耐儲藏指標,較高的O/L值可以延長儲藏時間。侯文通等研究指出,復合肥(N-P-K=15-15-15)量較常規(guī)用量(600kg/hm2)減施10%~20%后,O/L值均顯著降低。Ca0施用量0~150.0kg/hm2時,花生蛋白質(zhì)含量增加。也有研究發(fā)現(xiàn),Ca0施用量300.0kg/hm2時花生O/L值顯著提高,耐儲性好。本研究中,減施復合肥降低O/L值,與前人研究結(jié)果一致。施鈣對脂肪、蛋白質(zhì)含量和O/L值影響并不顯著,這可能由于本試驗Ca0最高施用量(67.50kg/hm2,即過磷酸鈣用量450.0kg/hm2)低于前人施用量造成的。
綜上可知,在常規(guī)復合肥用量(1500.0kg/hm2)適量減施花生產(chǎn)量不會降低,增施過磷酸鈣337.5kg/hm2后產(chǎn)量顯著增加。冀東地區(qū)花生生產(chǎn)中,最佳施肥方式為復合肥1312.5kg/hm2+過磷酸鈣337.5kg/hm2或復合肥1125.0kg/hm2+過磷酸鈣337.5kg/hm2。但是復合肥減量加鈣并未提高花生脂肪和蛋白質(zhì)含量,后續(xù)試驗需要通過進一步增加鈣肥用量來研究得出改善冀東地區(qū)花生品質(zhì)的最適施鈣量。