楊啟睿，李嵐?jié)?，張瀟，張倩，張銀杰，張鐸，王宜倫

施鉀對夏花生產量、品質及光溫生理特性的影響

楊啟睿，李嵐?jié)?，張瀟，張倩，張銀杰，張鐸，王宜倫

河南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，鄭州 450046

【目的】探究不同施鉀水平對夏花生產量、品質及生育期鉀素積累動態(tài)、光溫生理特性和根系形態(tài)的影響，為花生合理施鉀提供科學依據?！痉椒ā?021—2022年在河南省溫縣進行鉀肥用量田間試驗，供試品種為豫花22，設施鉀量0（K0）、45 kg·hm-2（K45）、90 kg·hm-2（K90）、135 kg·hm-2（K135）和180 kg·hm-2（K180）5個處理，于成熟期測定夏花生莢果產量和品質，并分別于苗期、花針期、結莢期、飽果期測定葉片SPAD值、冠層光合有效輻射和冠層溫度，分析植株鉀積累量和根系形態(tài)?！窘Y果】隨施鉀量增加，兩年度花生莢果產量可分別用“線性+平臺”和“一元二次方程”擬合，適宜施鉀量分別為164和135 kg·hm-2，施鉀處理平均增產17%。成熟期籽粒粗蛋白、含油量和氨基酸含量均隨施鉀量增加呈先升高后趨于穩(wěn)定趨勢。與不施鉀相比，施鉀處理籽粒粗蛋白、含油量和氨基酸含量兩年度平均增幅分別為7.85%、3.98%和13.97%，效果顯著。運用Logistic方程對夏花生鉀素積累量進行非線性回歸擬合，得出施鉀主要提高了花生鉀素最大積累速率（Vmax）和平均積累速率（Vmean），推遲吸收峰值的出現（Tmax），延長快速積累期（Δt）與活躍積累期（Taas），促進夏花生持續(xù)快速生長發(fā)育。此外，各生育時期冠層最高溫、最低溫與平均溫度均隨施鉀量的增加顯著降低；施鉀135 kg·hm-2可顯著增加花生葉片SPAD值與冠層光合有效輻射量（APAR）和分量（FPAR），并對根系形態(tài)具有積極影響?！窘Y論】合理施鉀可顯著提高夏花生產量、改善品質、促進鉀素積累利用并顯著改善生育期光溫生理性能。本試驗條件下夏花生推薦施鉀量為135—160 kg·hm-2。

夏花生；施鉀量；產量；品質；冠層溫度

0 引言

【研究意義】花生（L）是我國重要的油料作物與經濟作物，2021年花生播種面積占全國油料作物播種面積的36%，總產量超過1 830萬噸，占比高達56%。河南省是我國花生主產區(qū)之一，播種面積與產量常年位居全國第一[1]?；ㄉ蚜：胸S富的油脂與蛋白質，是我國健康食用油的重要來源[2]，所含氨基酸包括人體必需的多種氨基酸，且極易被消化利用，消化利用系數可達到90%[3]。與其他油料作物相比，花生在保障我國糧油安全和提高農民收入等方面起著至關重要的作用[4]。鉀素是作物生長所必需的礦質營養(yǎng)元素之一[5]，深入研究鉀素供應對花生生長發(fā)育、產量品質及生理特性的影響，對實現當地花生高產優(yōu)質具有重要意義。【前人研究進展】適宜的鉀水平是作物抵抗外界脅迫的重要保障，可顯著促進作物持續(xù)生長和產量、品質的提升[6]。鉀雖不是有機化合物的成分，但鉀離子通過轉運體和通道等多種生理功能，參與諸多生理代謝過程[7]。花生喜鉀[8]，鉀肥不足時，花生生長發(fā)育受阻[9]、根系短小[10]、葉綠素與鉀積累量顯著降低[11]，嚴重時導致產量大幅下降[12]。合理施鉀有效促進花生鉀素積累[13]，調節(jié)花生生長發(fā)育，促進光合產物轉化與籽粒脂肪、蛋白質和氨基酸等含量的提升[14-15]，過量時抑制光合作用[16]，減產減質的同時還會污染環(huán)境[10,17]。吸收性光合有效輻射（APAR）是作物冠層可吸收并用于光合產物積累的光合有效輻射（PAR）；吸收性光合有效輻射分量（FPAR）是作物吸收的PAR占入射太陽輻射的比例，也稱作FAPAR，APAR和FPAR均是植物生理方面的重要參數，同時也是構建生態(tài)學模型的重要參量[18-19]。FPAR在夏玉米各生育時期對產量均有較大影響[20]。冠層溫度的高低本質上反映的是作物本身活力信息，隨著紅外技術的快速發(fā)展，冠層溫度在大田作物研究中的應用日漸廣泛[21-22]。GUO等[23]在小麥上研究表明，冠層平均溫度與施氮量呈負相關，與不施氮相比，冠層平均溫度在主要生育時期平均降幅11.3%。任學敏等[24]發(fā)現，在一定范圍內，花生產量與冠層溫度呈顯著負相關，且溫度每升高１℃，產量減少225.8—393.2 kg·hm-2。【本研究切入點】前人研究雖明確了鉀肥用量對花生產量的影響，但大都集中在品種篩選和氮水平方面[21-25]，基于鉀肥用量下花生產量、品質、鉀素積累動態(tài)及光溫生理特性報道相對匱乏?！緮M解決的關鍵問題】深入探究鉀肥用量對夏花生產量、品質、鉀素積累動態(tài)及光溫生理響應機制，以期為豫北潮土區(qū)夏花生鉀肥優(yōu)化施用提供依據和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

于2021年和2022年分別在河南省焦作市溫縣武德鎮(zhèn)（35° 2′ 13′′ N，113° 3′ 3′′ E）及趙堡鎮(zhèn)（35° 58′ 35′′ N，113° 9′ 1′′ E）進行。試驗地均屬大陸性季風氣候，四季分明，年平均氣溫14.6 ℃，年平均日照時數2 302.2 h，年均降水量505.5 mm。供試土壤類型為黏質潮土，試驗地0—20 cm土層基礎理化性質見表1。

表1 試驗田土壤基礎養(yǎng)分狀況

1.2 試驗設計

選用當地常用花生品種豫花22號為供試材料。試驗共設置5個鉀肥用量（K2O）處理：0（K0）、45 kg·hm-2（K45）、90 kg·hm-2（K90）、135 kg·hm-2（K135）和180 kg·hm-2（K180）。供試氮肥按普通尿素﹕心連心控失尿素=6﹕4配制（分別含N 46%和45%），施用量為N 135 kg·hm-2；磷肥選用磷酸一銨（含N 11%、P2O544%），施用量為P2O575 kg·hm-2；供試鉀肥選用氯化鉀（含K2O 60%）。試驗地各小區(qū)氮、磷肥施用量均一致，各肥料混勻后于播種前一次性均勻施入小區(qū)。試驗采用起壟種植，壟距0.8 m，壟面0.5 m，壟上種2行花生，播種密度21萬穴/公頃，每穴2粒。小區(qū)壟長6 m，寬5 m（6壟），小區(qū)面積30 m2，3次重復，隨機區(qū)組排列。各小區(qū)除鉀肥用量不同外，其余田間管理措施同當地農戶保持一致。武德鎮(zhèn)于2021年6月11日播種，10月17日收獲；趙堡鎮(zhèn)于2022年6月12日播種，10月18日收獲。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤樣品采集與分析 在夏花生施肥播種前，按五點取樣法采集試驗地0—20 cm土層土樣，風干過篩后測定土壤pH（水土比2.5﹕1-電極法）、有機質（高錳酸鉀容量-外加熱法）、堿解氮（堿解擴散法）、有效磷（NaHCO3浸提-鉬藍比色法）和速效鉀（NH4OAc浸提-火焰光度計法）含量[26]。

1.3.2 植株樣品采集與測定 于夏花生苗期、花針期、結莢期和飽果期，各小區(qū)選取6株代表性植株，處理后烘干、稱重，計算生物量；采用H2SO4-H2O2法測定植株全鉀含量，計算植株鉀素積累量。

1.3.3 成熟期花生產量、品質的測定 于夏花生成熟收獲期，各小區(qū)取10株代表性植株，整株放入尼龍網袋中，用于養(yǎng)分積累量等測定。各小區(qū)選中間兩壟去除前后各1.5 m后共計5 m2全部收獲，取莢果放于尼龍網袋，曬干后置于室內平衡10 d，稱重計產。

各處理選取完好無損的花生籽粒裝入近紅外品質分析儀（DA7250，Perten，Sweden）樣品杯中，保持杯中待測籽粒樣品平整，測定夏花生籽仁品質。

1.3.4 植株生理指標測定 于上述各生育時期，各小區(qū)選取10株長勢一致的植株，采用便攜式手持葉綠素計SPAD-502測定主莖倒三葉的SPAD值。

于上述生育時期晴天11：00—14：00間，采用線性光量子傳感器（LI COR 190SA，U.S.）測定花生冠層光合有效輻射（PAR）。各小區(qū)選取3個樣點測定，每個樣點分別正測花生頂部0.1 m處光合有效輻射（PARci）、反測花生頂部0.2 m處光合有效輻射（PARcr）、正測花生根部0.05 m光合有效輻射（PARgi）、反測花生根部0.10 m光合有效輻射（PARgr），測量時水平球始終保持水平使傳感器與地面平行。

于上述生育時期晴天13：00—15：00間，采用紅外熱成像儀（TiX650，Fluke，U.S.）觀測各小區(qū)長勢均勻且有代表性的花生冠層溫度，該儀器空間分辨率為0.8 mRad，熱分辨率為0.03 ℃，拍攝時紅外相機固定在花生冠層上方約1.0 m處，俯視拍攝（俯角45°），各小區(qū)重復拍攝4次，采用Fluke SmartView專業(yè)分析軟件對圖片進行計算分析得到花生冠層最高（Tmax）、最低（Tmin）和平均（Tmean）溫度。

1.3.5 根系形態(tài)測定 在上述指標測定基礎上，各小區(qū)選取花生植株3株，以根為中心，完整挖?。ㄩL、寬、深分別為20、20、20 cm）土塊[10,27]，放于100目尼龍網袋沖凈后用根系掃描儀（V700 PHOTO，Epson，Japan）和圖像分析軟件（WinRHIZOTM2003b，Canada）進行圖片掃描與分析，得到根系形態(tài)指標。

1.4 相關參數

1.4.1 經濟最佳施鉀量 2021年夏花生產量與鉀肥用量可依據一元二次方程擬合，肥料效應公式為=2++（、、為常數，≠0），為產量，為鉀肥用量。并計算經濟最佳施鉀量=（/-）/-2[28]，P為鉀肥價格7.33元/kg，P為夏花生價格4.2元/kg。2022年采用“線性+平臺”方程擬合。

1.4.2 鉀積累動態(tài)模型分析 花生鉀素積累過程符合生態(tài)學中經典的Logistic 曲線模型。模擬花生鉀積累動態(tài)方程為：(1+ae)（、、為常數，e為自然常數），為花生鉀素積累量，為播種后天數（d）。

對Logistic方程分別進行二次、三次求導[29]，得到參數公式如下：

1= (ln-1.317)/（1）

2= (ln+1.317)/（2）

Δ=2-1（3）

max = (ln)/（4）

max =/4 （5）

mean =/6 （6）

aas =/mean （7）

式中，1為快速積累開始日期，2為快速積累結束日期，Δ為花生鉀素快速積累的持續(xù)時間，max為達到最大積累速率的日期，max為最大積累速率，mean為平均積累速率，aas為活躍積累期。

1.5 數據處理與分析

養(yǎng)分積累量（kg·hm-2）=花生整株干物質量×花生整株養(yǎng)分含量；

肥料利用率（%）=（施肥區(qū)花生養(yǎng)分積累量-無肥區(qū)花生養(yǎng)分積累量）/施肥量×100；

肥料農學效率（kg·kg-1）=（施肥區(qū)莢果產量-無肥區(qū)莢果產量）/施肥量；

肥料偏生產力（kg·kg-1）= 施肥區(qū)莢果產量/施肥量；

APAR=（PARci-PARcr）-（PARgi-PARgr）；

FPAR= [（PARci-PARcr）-（PARgi-PARgr）]/PARci[30]。

采用Microsoft Excel 2016進行基礎數據整理與分析；SPSS 20.0軟件進行方差分析和顯著性檢驗（LSD法）；Origin 2021Pro軟件作圖；DPS數據處理系統(tǒng)擬合logistic模型。

2 結果

2.1 施鉀對夏花生莢果產量的影響

圖1顯示，隨施鉀量增加，夏花生產量呈先升高后趨于穩(wěn)定的變化，施鉀135 kg·hm-2處理的產量最高。與不施鉀（K0）相比，2021、2022年夏花生施鉀處理產量增幅分別為7.51%—21.03%、8.28%— 28.85%。2021年鉀肥用量與產量關系可用一元二次方程擬合，決定系數（2）為0.96，計算可知經濟最佳施鉀量為164 kg·hm-2，對應產量為3 612 kg·hm-2；2022年則可用“線性+平臺”方程擬合，決定系數為0.95，適宜施鉀量為135 kg·hm-2，對應產量為5 736 kg·hm-2。綜合兩年試驗結果，建議當地夏花生適宜施鉀量為135—160 kg·hm-2。

柱狀圖上不同字母表示各處理間在0.05水平上差異顯著

2.2 施鉀對夏花生品質的影響

蛋白質、脂肪和氨基酸含量是決定花生籽粒品質高低的主要因素。本試驗中，施鉀條件下花生籽粒粗蛋白、含油量與氨基酸含量（表2）均呈先增高后趨于穩(wěn)定的趨勢變化，三者均在施鉀量135 kg·hm-2時效果較為理想，與對照（K0）相比，兩年最大平均增幅分別為7.58%、4.06%和13.98%，說明適宜施鉀量可有效提高花生籽粒粗蛋白、含油量與氨基酸含量。由表3可知，隨鉀肥用量增加，花生油酸與亞油酸含量兩年變化趨勢一致，油酸含量逐漸降低，但處理間差異不顯著；亞油酸含量則顯著增高，在K180時達到最大。棕櫚酸、山崳酸、硬脂酸和花生酸含量均有不同程度提高，與K0相比，最大平均增幅分別為5.11%、5.84%、16.93%和8.35%；木蠟酸對鉀素敏感性較低，變化趨勢略微下降。此外，花生籽粒中人體必需氨基酸含量高低是反映其營養(yǎng)價值的重要指標。鉀肥對花生籽粒所含人體必需氨基酸（苯丙氨酸、賴氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸）含量提升相對較大（表4），隨著鉀肥用量增加，總體呈上升趨勢；鉀肥施用對花生籽粒中人體非必需氨基酸（蛋氨酸、組氨酸、脯氨酸、精氨酸）影響較小，但仍有一定增加作用。

對兩年夏花生產量和品質組分進行相關性分析（圖2）。除油酸含量外其余組分均與產量呈正相關；粗蛋白含量與氨基酸含量呈極顯著正相關（＜0.01）；含油量與其他組分關聯較弱；亞油酸含量與脂肪酸和氨基酸組分具有正相關關系；而氨基酸組分與脂肪酸組分間大都存在不同程度的相互依賴性?？梢?，施鉀條件下，花生產量與品質正向依賴性較強，籽粒品質提升主要來源于粗蛋白、亞油酸及氨基酸含量的提高。

表2 鉀肥用量對夏花生籽粒主要品質影響

數據后不同小寫字母表示處理間0.05水平上差異顯著。下同

Different letters in the table indicate significant differences between treatments at the 0.05 level. The same as below

表3 不同鉀肥用量夏花生脂肪酸組分含量

* P≤0.05；** P≤0.01

表4 不同鉀肥用量夏花生氨基酸組分含量

2.3 施鉀對夏花生鉀素積累動態(tài)的影響

夏花生鉀素積累量隨其生長發(fā)育呈“S”型曲線變化，表現為苗期緩慢積累，花針期快速積累，結莢后期至飽果期積累速率逐漸降低，隨后趨于平緩（圖3）。由Logistic模擬方程及其相關參數可知（表5），隨著施鉀量增加，花生鉀素最大積累速率（max）和平均積累速率（mean）均呈先增加后降低趨勢變化，在K135處理達到頂點，分別為2.29和1.52 kg·hm-2·d-1；鉀素最大積累速率出現時間（max）略有延后，總體相差較?。豢焖俜e累開始期（1）有所提前，快速積累結束期（2）則不同程度延后，從而延長快速積累期（Δ）；活躍積累期（aas）與快速積累期變化相似，分別增加了5.92、10.45、9.14和5.99 d；施鉀后花生鉀素最大積累量（m）增加13.12—14.2 kg·hm-2，K135處理達到最大，為93.23 kg·hm-2，繼續(xù)投入鉀肥則有下降趨勢。

K0、K45、K90、K135和K180分別表示施鉀量為0、45、90、135和180 kg·hm-2的處理，下同。散點表示實測值，曲線表示擬合值

表5 不同鉀肥用量下夏花生鉀素積累動態(tài)模型及其參數

為花生鉀素積累量，為播種后天數，m為最大積累量，max為最大積累速率，mean為平均積累速率，1為快速積累開始日期，2為快速積累結束日期，Δ為花生鉀素快速累積的持續(xù)時間，max為達到最大積累速率日期，aas為活躍積累期

: Peanut potassium accumulation,: Number of days after sowing,m: Maximum accumulation,max: The maximum accumulation rate,mean: The average accumulation rate,1: Start date of rapid accumulation,2: End date of rapid accumulation, Δ: The duration of rapid accumulation of potassium in peanuts,max: The date of reaching the maximum accumulation rate,aas: The active accumulation period

2.4 施鉀對夏花生葉片冠層溫度特征的影響

施鉀對夏花生各個生育時期冠層溫度均有顯著影響（圖4，表6），隨鉀肥用量增加，夏花生冠層最高溫、最低溫與平均溫均呈現先下降后上升趨勢。施鉀狀態(tài)下，各生育時期冠層最高溫、最低溫與平均溫均在施鉀量135 kg·hm-2時降到最低，繼續(xù)施鉀各時期冠層溫度都有所提高。與對照相比，苗期、花針期、結莢期與飽果期冠層最高溫降幅分別為7.64%、3.45%、10.38%和3.13%；冠層最低溫在上述生育時期降幅分別為4.48%、3.66%、8.21%和7.73%；冠層平均溫度降幅為4.35%、3.33%、9.17%和6.1%，均在結莢期降幅最大。因此適量施鉀（135 kg·hm-2）更有利于調控夏花生冠層溫度，保障良好的生長環(huán)境。

表6 不同鉀肥用量下夏花生冠層溫度特征

SS、FP、PS和PF分別表示苗期、花針期、結莢期和飽果期

SS, FP, PS and PF represent seedling stage, flowering pegging stage, podding stage and pod filling stage, respectively

2.5 施鉀對夏花生SPAD值、光合有效輻射特征的影響

施鉀對夏花生各生育時期SPAD、FPAR和APAR值影響效應如圖5所示。SPAD值在苗期—結莢期處于增長狀態(tài)，結莢期—飽果期則大幅下降；FPAR與APAR則呈現苗期—花針期提高，結莢期—飽果期降低的趨勢變化，表明在花針期冠層結構逐漸封閉，結莢期FPAR與APAR逐漸降低，主要生長由地上部轉移至地下。施鉀對SPAD、FPAR與APAR值均有較大提升，除了苗期SPAD值和飽果期APAR值外，其余生育時期均達到差異顯著水平。綜合分析，苗期、花針期、結莢期和飽果期K135處理的SPAD值較對照（K0）分別增加2.5、7.5、11.1和9.6；FPAR增幅分別為8.92%、6.01%、5.80%、3.56%；APAR增幅分別為15.35%、4.95%、17.15%、9.33%。

柱狀圖上不同字母表示各處理間在0.05水平上差異顯著

2.6 施鉀對夏花生根系形態(tài)特征的影響

由圖6可知，施鉀顯著影響夏花生根系特征。隨著生育的推進，夏花生根系總根長在苗期—結莢期逐漸增高，結莢期后逐漸開始脫落，根體積和根直徑變化趨勢與總根長相似；根表面積則不斷升高，全生育期增長速率變化幅度較為平緩。在鉀肥用量0—135 kg·hm-2范圍內，總根長、根表面積、根體積和根直徑隨鉀肥用量的增加而增加，當施鉀量超過135 kg·hm-2時，四者均不再增加或略有下降。綜合全生育期結果，施鉀處理的總根長、根表面積、根體積和根直徑增幅分別為42.78%、12.23%、61.97%和13.72%。

圖6 不同鉀肥用量下夏花生根系形態(tài)特征

2.7 施鉀對夏花生鉀肥利用效率的影響

施鉀后夏花生鉀肥利用率（KUE）、農學效率（KAE）和偏生產力（KPFE）均呈現下降趨勢（表7），兩年度試驗結果變化趨勢一致。施鉀量135 kg·hm-2時，KUE與KPFE相較K45兩年分別降低16%、21.8%和50.7 kg·kg-1、66.8 kg·kg-1；K135處理的KAE略有提高，但總體仍呈下降趨勢，相比K45處理兩年平均降幅為18.4%。

3 討論

3.1 施鉀對夏花生產量和品質的影響

施鉀是提高夏花生產量的重要措施。前人研究表明，鉀素供應不足會縮短作物生育進程加速早衰，適量施鉀保證了光合產物的形成與運輸，對產量的提高具有重要作用[31]。在一定范圍內增施鉀肥可提高多種酶活性，從而延緩花生衰老、提高產量，超過閾值后繼續(xù)施鉀不僅不利于產量的形成，還可能呈現下降趨勢[10,15]。本試驗結果與前人研究相一致，即隨施鉀量增加，產量先增加后趨于穩(wěn)定，2021年和2022年適宜施鉀量分別為164和135 kg·hm-2。此外，綜合分析鉀肥處理發(fā)現，兩年平均產量分別為3 453和5 267 kg·hm-2，而兩年土壤基礎養(yǎng)分差異不大，主要原因在于2021年7月20日（花針期）當地發(fā)生罕見特大暴雨，造成區(qū)域性積水從而導致整體減產現象。

表7 不同鉀肥用量下夏花生鉀肥利用效率

鉀是維持作物生理代謝所必需的元素之一，對多種生命活動（蛋白質、脂肪的合成運輸）具有積極作用[7,32]。適宜的鉀水平有利于豆科作物光合作用、營養(yǎng)元素合成與轉移以及對其他養(yǎng)分的吸收利用，供鉀不足時，葉片NR和固氮酶等活性迅速下降，氮轉化能力降低，阻礙脂肪、蛋白質與氨基酸等形成與積累[33-34]。谷賀賀等[35]分析得出鉀肥對豆科作物籽粒的脂肪與蛋白質形成積累有明顯促進作用，施鉀后多數品質指標呈逐漸增高后平緩的趨勢，在適宜施鉀量下品質最優(yōu)。但前人對花生的研究結果不盡相同，彭智平等[36]認為施鉀量低于90 kg·hm-2時，花生籽粒脂肪和蛋白質含量與鉀肥用量呈正相關，繼續(xù)施鉀則大幅下降；劉娜[11]通過兩年大田試驗得出，施鉀后籽粒蛋白質與脂肪含量都有較明顯提高，油酸含量與O/L呈下降趨勢。目前，有關花生施鉀對氨基酸效應的研究較少，結論尚不明確。本試驗綜合分析兩年結果表明，施鉀后花生籽粒含油量、氨基酸與粗蛋白變化相似，均呈逐漸升高后穩(wěn)定的變化趨勢，在施鉀量135 kg·hm-2時較優(yōu)，繼續(xù)增加鉀肥投入不僅意義不大且浪費資源。李銀水等[31]通過在油菜上布置鉀肥梯度試驗得出，鉀肥利用效率隨鉀肥投入的增加顯著下降，最大降幅為54.2%。本試驗也有類似結果，兩年度鉀肥利用率和偏生產力均與鉀肥投入量呈逆向遞增，而鉀肥農學效率變化幅度較小，在施鉀量45 kg·hm-2時最大。施鉀量45 kg·hm-2時雖有較高的鉀肥利用率和偏生產力，但花生產量較低、品質較差。因此，評價鉀肥最佳施用量應結合產量、品質等指標綜合考慮。

3.2 施鉀對夏花生光溫生理及根系形態(tài)特性的影響

夏花生產量與品質受SPAD值、太陽光輻射、冠層溫度和根系形態(tài)特性影響較大。缺鉀時葉片SPAD值降低，光合利用效率難以提高，冠層溫度升高導致光合產物積累與轉化受阻[14-16]；根系短小，養(yǎng)分吸收速率降低，不利于產量與品質的形成與提高[9-10]。本試驗中，施鉀后夏花生葉片SPAD值顯著升高，生長中后期增幅尤為明顯。APAR和FPAR是反映植株對光能利用效率和評估產量的重要參數[19]。本試驗條件下，花生苗期—結莢期冠層APAR和FPAR不同施鉀處理間差異均顯著，且以K135處理效果最佳，花針期冠層結構逐漸閉合，飽果期二者依然處于遞增趨勢，但APAR差異不顯著。冠層溫度可以作為一個重要指標用于判斷作物施肥是否合理[21]。本研究發(fā)現，施鉀整體降低了花生全生育期冠層群體溫度，施鉀量達到135 kg·hm-2時降幅最大，繼續(xù)增加施鉀量導致葉片溫度回升，不利于促進更好的光合作用。

根系是作物從土壤中吸收礦質元素的主要部位，其與土壤的接觸面積對養(yǎng)分吸收利用起到直接作用[37]。王啟柏等[27]發(fā)現，0—20 cm耕層土壤中，花生根系干重約占總干重的62.6%—85.5%，根系TTC還原量占總量的50%—60%，因此探究耕層中根系形態(tài)特征具有重要意義。前人研究發(fā)現，施鉀后耕層根系的總根長、總根表面積和總根體積顯著提升，但施鉀量過大則會弱化促進效果[10]。也有人認為[38]鉀肥施用對根系直徑幾乎無影響。本試驗同樣表明，施鉀對夏花生各時期根系總長、總表面積、總體積與平均直徑均有不同程度的正向影響，均在施鉀量135 kg·hm-2達到最大，但前三者效果顯著。

3.3 施鉀對夏花生養(yǎng)分吸收積累特性的影響

作物的生長發(fā)育與養(yǎng)分積累量息息相關，養(yǎng)分積累是產量形成的基礎[39]。本研究通過Logistic模型對花生鉀素積累量進行擬合，得出施鉀量對花生鉀素最大積累量、最大積累速率和平均積累速率的影響均為K135＞K180＞K90＞K45＞K0，快速積累期與活躍積累期均有不同程度延后，積累速率峰值出現的時間推遲了0.4—1.63 d，增加了花生鉀素有效積累時間，這與前人研究結果相符[11]。

總體而言，施鉀量135 kg·hm-2時鉀素積累動態(tài)效果較優(yōu)，此時根系形態(tài)與光溫特性也相應最佳，促使葉片生理功能與光能利用效率最大化，為花生養(yǎng)分吸收轉運和光合產物形成積累提供良好內在環(huán)境。過量施鉀并不利于花生生長發(fā)育，原因可能是鉀離子濃度過高導致土壤內養(yǎng)分比例失衡抑制作物對其他陽離子正常吸收，或是高鉀濃度本身帶來的毒害迫使其生長發(fā)育受限。研究表明高濃度鉀對小麥的生長有嚴重毒害作用[40]，也有研究得出施鉀量過大時花生對鉀素的吸收會出現“過猶不及”的現象[10]，高量施鉀下阻礙了油菜對鈣、鎂離子的吸收[41]，山東等地多數番茄都因施鉀過量出現了嚴重的缺鎂癥狀[42]；鉀肥施用過多會抑制水稻對鐵的吸收[43]，而這些元素對花生正常生長也都存在不同強度的影響[44-46]，進而影響產量和品質。綜上，適宜的鉀肥投入是花生正常生長的必要前提，對高產優(yōu)質有決定性作用。

4 結論

合理施鉀可顯著提高夏花生產量、改善品質，增強夏花生光溫生理特性，進而提高鉀肥利用率。本文結果表明夏花生產量、品質等指標均在135 kg·hm-2施鉀量時最優(yōu)。綜合考慮夏花生生長發(fā)育、產量和品質等指標建議夏花生鉀肥適宜施用量為135— 160 kg·hm-2。

致謝：感謝王雅嫻、冀妍儒、范心悅在試驗布置和樣品采集分析階段提供幫助與支持。

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Effects of Potassium Application Dosage on Yield, Quality and Light Temperature Physiological Characteristics of Summer Peanut

YANG QiRui, LI LanTao, ZHANG Xiao, ZHANG Qian, ZHANG YinJie, ZHANG Duo, WANG YiLun

College of Resource and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450046

【Objective】The effects of different potassium levels on the yield and quality of summer peanuts at the maturity stage, the dynamics of potassium accumulation at the growth stage, physiological characteristics of light and temperature, and root morphology were explored to provide a scientific basis for rational application of potassium in peanut. 【Method】A field experiment was conducted in Wen County, Henan Province, from 2021 to 2022. The peanut cultivar of Yuhua 22 was used as test material, and 5 potassium fertilizer treatments was set, including 0 (K0), 45 (K45), 90 (K90), 135 (K135) and 180 (K180) kg·hm-2. The yield and quality indexes of summer peanut pods were determined at the maturity stage. Leaf SPAD value, canopy photosynthetically active radiation and canopy temperature were measured at the seedling stage, flowering-pegging stage, pod-setting stage and pod-filling stage, respectively. The potassium accumulation in plants and root morphology were analyzed too. 【Result】With the increase of potassium application rate, the pod yield of peanut in 2 years could be fitted by “l(fā)inear + platforms trends” and “quadratic equation with one variable”, respectively, and the appropriate potassium application rate was 164 and 135 kg·hm-2, respectively. Potassium application increased yield by 17% on average. The content of crude protein, oil and amino acid in grain at maturity showed a trend of “first increasing and then stabilizing” with the increase of potassium application. Compared with no potassium application, the average increase of crude protein, oil and amino acid contents in grain under potassium application was 7.85%, 3.98% and 13.97%, respectively. The Logistic equation was applied to the nonlinear regression fitting of potassium accumulation in summer peanuts. The results showed that potassium application mainly increased the maximum accumulation rate (Vmax) and average accumulation rate (Vmean), delayed the occurrence of peak absorption (Tmax), and prolonged the rapid accumulation period (Δt) and active accumulation period (Taas) to promote the sustainable and rapid growth of summer peanuts. In addition, the maximum, minimum and mean canopy temperatures decreased significantly with increasing potassium application at all fertility stages. Compared with K0, 135 kg hm-2treatment significantly increased the leaf SPAD value and canopy photosynthetically active radiation (APAR) and component (FPAR) of peanut and had a positive effect on root morphology. The utilization efficiency of potassium fertilizer decreased gradually with the increase of potassium application. 【Conclusion】Reasonable application of potassium could significantly improve the yield and quality of summer peanut, promote the accumulation and utilization of potassium, and significantly improve the physiological properties of light and temperature during the growth period. The recommended potassium application amount of summer peanuts under this test condition was 135-160 kg·hm-2.

summer peanut; potassium application rate; yield; quality; canopy temperature

10.3864/j.issn.0578-1752.2024.07.010

2023-05-26；

2023-06-21

國家“十四五”重點研發(fā)計劃子課題（021YFD1901001-08）

楊啟睿，E-mail：yqr1101yqr@163.com。通信作者王宜倫，E-mail：wangyilunrl@163.com

（責任編輯 李云霞）