土壤質(zhì)地對(duì)花生葉片衰老特性和產(chǎn)量的影響

史普想　張曉軍　趙長星　王銘倫　王月福

摘要：采用在塑料箱中栽培的方法，研究了不同質(zhì)地的土壤（沙土、壤土、黏土）對(duì)花生葉片衰老特性和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，花生功能葉片的凈光合速率、可溶性蛋白質(zhì)含量、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性在生育前期均表現(xiàn)為沙土>壤土>黏土，在生育后期則表現(xiàn)為壤土>沙土>黏土：葉片中丙二醛（MDA）含量在生育前期表現(xiàn)為黏土>壤土>沙土，生育后期表現(xiàn)為黏土>沙土>壤土；對(duì)產(chǎn)量性狀而言，莢果產(chǎn)量、子仁產(chǎn)量和有效果數(shù)均表現(xiàn)為壤土最大、沙土次之、黏土最小。由此可知，沙土雖能夠提高花生生育前期葉片的生理活性，但生育后期衰老也較快；黏土則在整個(gè)生育期均不利于花生葉片生理活性的提高：而壤土在花生整個(gè)生育期均能保持較高水平的葉片生理活性，進(jìn)而提高花生的產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：花生；土壤質(zhì)地；葉片衰老；葉片生理活性；產(chǎn)量

花生是中國重要的食用油源、食品工業(yè)的理想原料和重要出口創(chuàng)匯作物。加強(qiáng)花生生產(chǎn)對(duì)提高農(nóng)民收入，保障國家油脂供應(yīng)安全具有重要作用。目前在花生高產(chǎn)栽培過程中，花生結(jié)莢后期葉片早衰脫落是限制莢果充實(shí)和產(chǎn)量進(jìn)一步提高的重要因素，因此，防止后期植株早衰是保證花生高產(chǎn)的關(guān)鍵措施。關(guān)于花生衰老現(xiàn)象的研究較多，如對(duì)花生衰老進(jìn)程及在衰老過程中的生理變化和細(xì)胞微結(jié)構(gòu)變化的研究，以及始花前追施氮肥、施氮量、施鈣肥量、葉面噴施調(diào)環(huán)酸、葉面噴施多效唑、改變?cè)磶毂鹊却胧?duì)花生衰老過程調(diào)控效應(yīng)的研究。土壤質(zhì)地是土壤重要的物理性狀之一，土壤質(zhì)地的差異導(dǎo)致水、肥、氣、熱在土壤中的遷移和含量不同，進(jìn)而影響作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量?；ㄉ堑厣祥_花地下結(jié)果的作物，土壤質(zhì)地與花生生長發(fā)育的關(guān)系就更為密切。但是對(duì)土壤質(zhì)地與花生植株衰老關(guān)系的系統(tǒng)研究較少。為此，筆者選擇山東省分布面積較廣的沙土、壤土和黏土為研究對(duì)象，研究了3種土壤質(zhì)地對(duì)花生葉片衰老特性和產(chǎn)量的影響，以期探討提高花生產(chǎn)量的適宜土壤質(zhì)地類型，為因地制宜、合理布局花生生產(chǎn)和改良土壤，提高花生產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

1.材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2011年和2012年在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。供試土壤為沙土、壤土和黏土3種質(zhì)地土壤，分別從青島農(nóng)業(yè)大學(xué)萊陽實(shí)驗(yàn)基地、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)膠州實(shí)驗(yàn)基地、青島市城陽區(qū)上馬鎮(zhèn)取土運(yùn)回實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行試驗(yàn)，各質(zhì)地土壤物理性狀如表1所示。采用PVC板制成可拆卸的長40 cm、寬20 cm、高100 cm的塑料箱，于前一年的10月填裝上述0-30 cm的上表層土壤，埋于土中，用水沉實(shí)，使箱子中的土壤緊實(shí)度接近于相應(yīng)的大田土壤。每個(gè)箱子施純氮0.96 g、P2O5、1.20 g、K2O 0.96 g、合成有機(jī)肥12 g，在播種前均勻地施于15 cm土層中。每年于5月1日選取均勻飽滿的種子每箱播種4粒，出苗后選留2株。在箱栽試驗(yàn)區(qū)周圍種植1 m寬與試驗(yàn)箱相同行距和株距的保護(hù)區(qū)。每種質(zhì)地土壤24箱。其他管理同一般大田管理。

1.2測(cè)定項(xiàng)目與方法

每次選取倒三葉（新鮮葉片）測(cè)定凈光合速率、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量和可溶性蛋白質(zhì)含量。收獲后測(cè)定莢果產(chǎn)量、莢果數(shù)和有效莢果數(shù)。

凈光合速率的測(cè)定采用Gene公司的L1-6400便攜式光合儀測(cè)定。SOD活性的測(cè)定參照王愛國等的方法，POD活性檢測(cè)采用愈創(chuàng)木酚比色法MDA含量的測(cè)定參照Lin等的方法，可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用考馬斯亮蘭比色法。

1.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理在Excel下進(jìn)行，統(tǒng)計(jì)分析和差異顯著性檢驗(yàn)（LSD法）使用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2.結(jié)果與分析

2.1土壤質(zhì)地對(duì)花生功能葉片凈光合速率變化的影響

不同質(zhì)地土壤所含顆粒的大小組成存在明顯的區(qū)別，沙土大顆粒較多，黏土中小顆粒居多，而壤土以中等大小的顆粒為主（表1）。從表2可以看出，隨著花生生育進(jìn)程的推進(jìn)，功能葉的凈光合速率逐漸增加，到開花后37 d達(dá)到最大值，之后開始緩慢降低。在生育前期，功能葉凈光合速率表現(xiàn)為沙土>壤土>黏土，在生育后期則表現(xiàn)為壤土>沙土>黏土。表明沙土雖能夠顯著提高花生生育前期的凈光合速率，但在生育后期下降的速度也較快：而壤土則在整個(gè)生育期均能保持較高水平的凈光合速率：黏土與沙土和壤土相比在整個(gè)生育期均不利于凈光合速率的提高。

2.2土壤質(zhì)地對(duì)花生功能葉片可溶性蛋白質(zhì)含量變化的影響

從表3可以看出，花生功能葉片可溶性蛋白質(zhì)含量從開花后5 d開始上升，到開花后17 d左右時(shí)達(dá)到峰值，之后開始逐漸下降。不同土壤質(zhì)地之間比較發(fā)現(xiàn)，在開花后17 d之前，花生功能葉片可溶性蛋白質(zhì)含量表現(xiàn)為沙土>壤土>黏土，17 d之后表現(xiàn)為壤土>沙土>黏土。說明沙土種植花生，在前期有利于可溶性蛋白質(zhì)的合成，但后期葉片可溶性蛋白質(zhì)降低的也較快：壤土中種植花生，在前期可促使葉片合成較多的可溶性蛋白質(zhì)，后期葉片可溶性蛋白質(zhì)降低的最慢：黏土中種植花生，在前期不利于葉片可溶性蛋白質(zhì)合成，后期葉片可溶性蛋白質(zhì)降低的速度又最快。

2.3土壤質(zhì)地對(duì)花生功能葉片SOD、POD活性變化的影響

從表4和表5可以看出，花生功能葉片SOD、POD活性均呈單峰變化趨勢(shì)，分別在開花后27 d（SOD活性）和37 d（POD活性）達(dá)到最大值，之后開始逐漸下降。土壤質(zhì)地間比較，在開花后37 d之前，花生功能葉片SOD、POD活性表現(xiàn)為沙土>壤土>黏土，之后表現(xiàn)為壤土>沙土>黏土。表明沙土有利于提高花生生育前期葉片SOD、POD活性，但生育后期下降的也較快：而壤土則在整個(gè)生育期均能保持較高水平的葉片SOD、POD活性：黏土則在整個(gè)生育期均不利于葉片SOD、POD活性的提高。

2.4土壤質(zhì)地對(duì)花生功能葉片MDA含量變化的影響

由表6可以看出，3種土壤質(zhì)地上的花生功能葉片MDA含量均隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)而逐漸增加。土壤質(zhì)地間比較，在開花后17 d之前，花生功能葉片MDA含量表現(xiàn)為黏土最大，壤土次之，沙土最?。褐髣t表現(xiàn)為黏土最大，沙土次之，壤土最小。表明沙土種植的花生生育前期葉片MDA含量積累慢，但生育后期積累較快：而壤土種植的花生則在整個(gè)生育期均能保持較低水平的葉片MDA含量：黏土種植的花生則在整個(gè)生育期的MDA含量均較高。

2.5土壤質(zhì)地對(duì)花生莢果產(chǎn)量的影響

由表7可以看出，兩年度花生莢果產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和有效果數(shù)雖因氣象原因差別較大，但是不同土壤質(zhì)地對(duì)花生莢果產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和有效果數(shù)的影響表現(xiàn)趨勢(shì)是一致的，即花生莢果產(chǎn)量、生物產(chǎn)量和有效果數(shù)2年均以壤土最高，沙土次之，黏土最低，其中壤土莢果產(chǎn)量分別比沙土和黏土的莢果產(chǎn)量高6.04%-9.58%和16.96%-29.36%。雖然出仁率表現(xiàn)為黏土>壤土>沙土，但子仁產(chǎn)量仍表現(xiàn)為壤土最大，沙土次之，黏土最小。表明壤土最有利于花生生長發(fā)育。

3.討論

植株衰老是植物發(fā)育過程中的生命現(xiàn)象，它是植物在長期進(jìn)化過程中形成的適應(yīng)性，具有重要的生物學(xué)意義。但在花生高產(chǎn)栽培過程中，生育后期葉片的早衰是影響產(chǎn)量的重要因素。李向東等和戴良香等研究指出，花生衰老具有地上部漸進(jìn)衰老和整體衰老的雙重特點(diǎn)。李向東等_引和王曉云等研究認(rèn)為花生始花前追施氮肥提高了葉片內(nèi)源多胺含量，降低了乙烯釋放速率，延緩了葉綠素、蛋白質(zhì)的降解，提高了SOD、POD、CAT活性，降低了葉片MDA的積累量，可以延緩花生整株衰老進(jìn)程。孫虎等、李岳等研究結(jié)果表明花生葉片葉綠素含量和光合速率、SOD和CAT活性均隨著施氮量和施鈣量的增加而增加，MDA含量隨施氮量和施鈣量的增加而降低，增施氮肥和鈣肥可以延緩花生葉片衰老。杜連濤等認(rèn)為葉面噴施調(diào)環(huán)酸鈣可顯著提高花生葉片葉綠素含量以及植株（根系和葉片）中SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白質(zhì)含量，降低MDA含量，增加莢果產(chǎn)量。李潮海等探討了沙壤、輕壤、中壤、黏壤4種土壤質(zhì)地對(duì)玉米生育后期葉片衰老的影響，發(fā)現(xiàn)中壤玉米葉片SOD活性最高，沙壤最??；MDA含量沙壤最大，中壤最?。涸谙嗤芾?xiàng)l件下，4種質(zhì)地土壤的玉米產(chǎn)量表現(xiàn)出顯著差異。鄭亞萍等認(rèn)為砂姜黑土花生葉綠素和可溶性蛋白含量高于沙壤土，而抗衰老酶活性和MDA含量低于沙壤土。楊英民等報(bào)道土壤質(zhì)地對(duì)夏花生飽果成熟期影響最大，沙質(zhì)土壤能促進(jìn)莢果發(fā)育，重壤土和輕黏土有利于干物質(zhì)積累。趙文德等研究證實(shí)，中壤草甸土經(jīng)壓沙改良后，土壤質(zhì)地發(fā)生改變，花生結(jié)實(shí)層和根系密集層的溫度、水分、養(yǎng)分、通氣性等生態(tài)環(huán)境得到改善，提高了花生品質(zhì)。本研究結(jié)果表明，在生育前期花生功能葉片凈光合速率、可溶性蛋白質(zhì)含量、SOD和POD活性均表現(xiàn)為沙土>壤土>黏土，MDA含量表現(xiàn)為黏土>壤土>沙土：而在生育后期花生功能葉片凈光合速率、可溶性蛋白含量、SOD和POD活性則表現(xiàn)為壤土>沙土>黏土，MDA含量表現(xiàn)為黏土>沙土>壤土。說明沙土雖能夠顯著提高花生生育前期葉片的生理活性，但生育后期衰老也較快：而壤土則在整個(gè)生育期均能保持較高水平的葉片生理活性：黏土則在整個(gè)生育期均不利于葉片生理活性的提高。因而莢果產(chǎn)量、子仁產(chǎn)量和有效果數(shù)均表現(xiàn)為壤土最大、沙土次之、黏土最小。