不同鈣處理對花生農(nóng)藝性狀和鈣含量的影響

李東霞，符海泉，楊偉波，徐中亮，馮美利

(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所，海南 文昌 571339；2.海南省熱帶油料作物生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 文昌 571339)

【研究意義】花生(ArachishypogaeaL.)是海南省的重要油料作物[1]，作為豆科一年生草本植物，是調(diào)整農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢作物。海南省一直有種植花生的傳統(tǒng)習(xí)慣，但是花生的增產(chǎn)出現(xiàn)下降情況[2]。海南島是一個典型的熱帶土壤分布區(qū)，成土過程中鈣淋失嚴(yán)重，土壤交換性鈣含量的分布頻率小于4 cmol·kg-1(低鈣含量)達(dá)100 %，而且鹽基高度不飽和，肥料施入后易遭損失[3]。鈣是植物生長發(fā)育過程必需的營養(yǎng)元素之一，參與植物從種子萌發(fā)、生長分化、形態(tài)建成到開花結(jié)果的全過程[4]。而花生是喜鈣作物，對缺鈣非常敏感，有研究表明大田土壤輕度缺鈣時，花生的莢果發(fā)育減退，造成爛果、空果、秕果增多，種仁不飽滿[5]，因土壤缺鈣造成花生大幅減產(chǎn)降質(zhì)的問題尤為突出。鈣素對維持花生正常的生長發(fā)育程，保證花生高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培具有不可替代的作用。雖然增施鈣肥是減少花生空果的有效途徑[6]，但在生產(chǎn)成本降低和環(huán)境保護(hù)雙重壓力下篩選培育耐低鈣花生品種對提高海南花生產(chǎn)量也非常重要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】李忠等通過砂培方法，在高鈣200 mg/L和低鈣40 mg/L處理條件下對12個不同基因型花生品種進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)不同花生品種耐低鈣能力不同，認(rèn)為花生莢果產(chǎn)量、植株地上部干重和根干重可以作為鑒別砂培培養(yǎng)條件下花生品種耐低鈣能力的有效指標(biāo)[7]。楊運(yùn)萍等對廣東省4個主栽的花生品種(湛油82、湛油75、湛紅2號和湛油 62)進(jìn)行田間試驗(yàn)，研究表明，4個花生品種的鈣效率高低順序?yàn)椋赫考t2號>湛油82>湛油75>湛油62；百仁重對4個花生品種鈣效率的影響最大[8]。趙秀芬等以10個花生品種為試材，通過砂培盆栽試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)不同品種的鈣生產(chǎn)效率和鈣干物質(zhì)生產(chǎn)效率差異較大，鈣素利用效率差異則相對較小[9]。還有研究發(fā)現(xiàn)，花生品種LH11和YZ9102在低鈣濃度的營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，所表現(xiàn)出的耐低鈣能力不同，YZ9102比LH11有更長的根系和更強(qiáng)的鈣吸收轉(zhuǎn)運(yùn)能力[10]。不同基因型花生的耐低鈣能力不同，在不同鈣水平下的反應(yīng)也不同[11]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】本研究采用海南本地紅壤沙土作為培養(yǎng)環(huán)境，采用盆栽的培養(yǎng)方法，設(shè)置施鈣和不施鈣2個處理，研究不同鈣處理培養(yǎng)下不同花生品種和海南本地花生種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性狀和鈣含量的差異性，對它們的耐低鈣能力進(jìn)行評價，篩選出候選耐低鈣花生種質(zhì)。【擬解決的關(guān)鍵問題】為今后培養(yǎng)適宜海南種植的耐低花生新品種奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試花生10份材料，主要包括6個在海南省收集的花生的種質(zhì)資源：海南五指山(WZS)、海南萬寧(WN1)、海南本地紅(WC1)、海南萬寧(WN2)、海南文昌9(WC9)、海南文昌10(WC10)和4個來源于其他省份的優(yōu)良品種：白沙1016(BS1016)、花育52(HY52)、桂花1026(GH1026)、冀油4號(JY4)。

1.2 試驗(yàn)方法

盆栽試驗(yàn)在海南省省文昌市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所試驗(yàn)基地進(jìn)行，每盆播種2株，供試土壤采自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所，土壤類型為紅壤沙土，具體理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)0.67 %，堿解氮35.3 mg/kg，有效磷4.2 mg/kg，速效鉀38.7 mg/kg，土壤交換性鈣73.4 mg/kg，土壤交換性鎂7.5 mg/kg，pH 4.63。實(shí)驗(yàn)設(shè)置2個鈣水平：不施鈣肥和施鈣肥(1 g CaCO3/kg土)2個處理，每個處理4次重復(fù)，底肥為每kg土施NH4SO41.05 g、KH2PO40.288 g、MgSO4·7H2O 0.252 g、KCl 0.16 g，開花下針前每kg土澆灌Anon微量營養(yǎng)液1 mL，其中施鈣肥處理追施鈣肥(0.28 g CaCO3/kg土)，所用的肥料均用化學(xué)純試劑。在培養(yǎng)1個月期間澆灌農(nóng)藥土殺，滅蟲。首先將花生種子在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行露白試驗(yàn)，選取露白的種子伴有農(nóng)藥后進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。2016年3月上旬播種，6月下旬收獲。全株收獲，收獲后考察單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)、無效果針數(shù)、單株秕果數(shù)、百果重、500 g果重、500 g果數(shù)、百仁重、500 g仁數(shù)、出仁率、每盆干果重、主莖高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)，測定地上部、根部鈣含量，其中鈣含量的測定儀器采用島津AA-6300。

采用Microsoft Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理與分析，花生主要農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析采用SAS 9.1統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 2個鈣處理下供試花生主要農(nóng)藝性狀的差異

在施鈣和未施鈣處理下，4個花生品種和6份在海南本地收集的花生種質(zhì)資源的主要農(nóng)藝性的考察結(jié)果見表1，平均值及變異情況見表2。由表1可見，同一花生在不同鈣處理下的主要農(nóng)藝性狀表現(xiàn)不同，不同花生在相同鈣處理下的農(nóng)藝性狀表現(xiàn)也不同。在全生育期不施鈣肥的處理下，由于供試花生結(jié)果數(shù)和飽果數(shù)太少，無法考察百果重、500 g果數(shù)、百仁重、500 g仁數(shù)，因此在表1中沒有列出。在施鈣處理下，JY4的無效果針數(shù)、單株秕果數(shù)、百果重、百仁重最大，WN1的500 g果數(shù)、出仁率最高；WC9的側(cè)枝長最長、WN2的500 g仁數(shù)最大，WC10的主莖高最高、HY52的單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)、每盆干果重、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)最高，JY4的500 g果數(shù)、500 g仁數(shù)，WN1的單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)、無效果針數(shù)、單株秕果數(shù)、百果重、百仁重、每盆干果重、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)，WC1的主莖高、側(cè)枝長，GH1026的無效果針數(shù)、WN2的無效果針數(shù)、出仁率，HY52的無效果針數(shù)最小。在全生育期不施鈣處理下，JY4的無效果針數(shù)、單株結(jié)果數(shù)、單株秕果數(shù)、WN1的主莖高、WC9的單株飽果數(shù)、出仁率、WC1的每盆干果重、WC10的側(cè)枝長、HY52的總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)最大；WZS的出仁率、GH1026的單株飽果數(shù)、總分枝數(shù)、WN2的單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)、無效果針數(shù)、單株秕果數(shù)、每盆干果重、側(cè)枝長、結(jié)果枝數(shù)，WC10的單株飽果數(shù)，HY52的主莖高最低。

與施肥處理比較，不施肥處理供試花生的單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)、出仁率、每盆干果重、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)均減少，而供試花生的無效果針數(shù)、單株秕果數(shù)、主莖高、側(cè)枝長均有所增加(表2)。其中單株飽果數(shù)和每盆干果重降低幅度較大，JY4、GH1026、WN2、WC10、HY52的單株飽果數(shù)均降低90 %以上，JY4、WC10、HY529、10的每盆干果重降低90 %以上。其中WC9的單株飽果數(shù)和出仁率受影響相對較小，單株飽果數(shù)下降70.97 %，出仁率下降17.56 %；WN1的每盆干果重下降較小，只下降了44.20 %。不施鈣處理相對施鈣處理，花生的無效果針數(shù)增加最明顯，側(cè)枝長也都增長，只有GH1026的主莖高的有所降低，而其余花生的主莖高都增加(表1)。

2.2 2個鈣處理下供試花生地上部和根部的鈣含量的差異

不施鈣處理下供試花生地上部和根部的鈣含量均低于施鈣處理下地上部和根部的鈣含量(圖1)。在施鈣處理下，WC1、JY4、WN2、BS1016、GH1026的地上部鈣含量較高，BS1016、WN1、JY4、WC1、WZS根部的鈣含量較高；在全生育期不施鈣處理下，WZS、WC9、BS1016、GH1026、JY4的地上部鈣含量較高，WC9、HY52、WN1、WZS、WN2的根部鈣含量較高(圖1)。

表1 2個鈣處理下供試花生主要農(nóng)藝性狀的差異Table 1 Difference of agricultural characters of different peanut varieties under two calcium treatments

表2 2個鈣處理下供試花生的主要農(nóng)藝性狀變異情況Table 2 Variation of agricultural characters among different varieties of peanut under two calcium treatments

圖1 2個鈣處理對供試花生地上部和根部鈣含量的差異Fig.1 Difference of calcium contents of shoot and root of peanut under two calcium treatments

2.3 2個鈣處理下供試花生主要農(nóng)藝性狀和鈣含量的相關(guān)性

由表3顯示，施鈣處理下，單株飽果數(shù)與單株結(jié)果枝數(shù)、百仁重與百果重、500 g仁數(shù)與500 g果數(shù)、每盆干果重與單株結(jié)果數(shù)，百果重和百仁重，側(cè)枝長與主莖高，總分枝數(shù)與百仁重和每盆干果重，結(jié)果枝數(shù)與總分枝數(shù)呈極顯著正相關(guān)；單株結(jié)果數(shù)與單株秕果數(shù)，百仁重與無效果針數(shù)，每盆干果重與單株飽果數(shù)、總分枝數(shù)與單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)和百果重，結(jié)果枝數(shù)與單株結(jié)果數(shù)、單株飽果數(shù)、百果重、百仁重和每盆干果重，根部鈣含量與出仁率呈顯著正相關(guān)；百果重與500 g果數(shù)，500 g仁數(shù)與百果重和百仁重，每盆干果重與500 g果數(shù)，地上部鈣含量與側(cè)枝長呈極顯著負(fù)相關(guān)；總分枝數(shù)與500 g果數(shù)和500 g仁數(shù)，結(jié)果枝數(shù)與500 g果數(shù)，地上部鈣含量與主莖高呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 2個鈣處理下供試花生主要農(nóng)藝性狀和鈣含量的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients between peanut agronomic characters and calcium content under two calcium treatments

注：*表示(P﹤0.05)差異顯著，**表示(P﹤0.01)差異極顯著；A表示施鈣處理，B表示不施鈣處理。X1～X14與表2中的相同，X15為地上部鈣含量，X16為根部鈣含量。
Note:*, ** show significant correlations at 0.05 or 0.01levels；A, B show calcium added and without calcium added treatment. The meaning ofX1-X14is the same as table 2,X15show calcium content in shoot, andX16show calcium content in root.

不施鈣處理下，單株結(jié)果數(shù)與單株秕果數(shù)，側(cè)枝長與主莖高，單株飽果數(shù)與根鈣含量呈極顯著正相關(guān)；地上部鈣含量與結(jié)果枝數(shù)，根鈣含量與出仁率呈顯著正相關(guān)。

3 討 論

鈣是花生生命活動中非常重要的必需營養(yǎng)元素，而花生缺鈣的判斷標(biāo)準(zhǔn)因花生品種、栽培基質(zhì)、器官、生育期而異[12]，本研究以海南紅壤沙土為培養(yǎng)條件，通過施加鈣肥和不施加鈣肥兩個處理，考察花生的農(nóng)藝性狀和鈣含量。相對于施鈣處理，在全生育期不施鈣處理下，供試花生的單株飽果數(shù)、出仁率、每盆干果重大幅減少，而無效果針數(shù)大幅增加(表1)，這些指標(biāo)可以看作是與花生耐土壤低鈣脅迫的相關(guān)指標(biāo)。莢果產(chǎn)量是評價花生耐低鈣脅迫能力的重要指標(biāo)，這與李忠[7]等研究結(jié)果相似。也有研究認(rèn)為，鈣高效品種主要關(guān)注單株產(chǎn)量、百果重和百仁重、其余性狀[8]。本研究還發(fā)現(xiàn)不施鈣處理相對于施鈣處理增高了大部分花生的主莖高和側(cè)枝長，增多了總分枝數(shù)(表1)，胡承偉[13]等研究發(fā)現(xiàn)了施鈣抑制了紅衣米花生的主莖高、側(cè)枝長和分枝數(shù)，施鈣能降低癟果數(shù)，對百果重的影響較小，張佳蕾[14]等研究發(fā)現(xiàn)酸性土壤施鈣顯著增加了花生的莢果產(chǎn)量，增產(chǎn)原因是施鈣肥顯著增加了花生單株結(jié)果數(shù)、提高了雙仁果率，從而增加了單株莢果產(chǎn)量，同時增加了籽仁的飽滿度而顯著提高了出仁率。不同花生對缺鈣的耐受性不同，在不同鈣水平下的反應(yīng)也不同[8-9]。本研究發(fā)現(xiàn)，與施鈣處理相比，在不施鈣處理下，JY4、GH1026、WN2、WC10、HY52的單株飽果數(shù)均降低90 %以上，JY4、WC10、HY52的每盆干果重降低90 %以上。在不施鈣肥處理下，WC9的單株飽果數(shù)多，出仁率高，WC1的每盆干果重大，而WN2的單株飽果數(shù)少、每盆干果重少，WC10的單株飽果數(shù)少(表1)。可見，WC9和WC1相對來說具有耐低鈣能力的潛質(zhì)，而WN2和WC10相對來說對缺鈣環(huán)境更加敏感。

在施鈣處理和不施鈣處理下，側(cè)枝長與主莖高、單株結(jié)果數(shù)與單株秕果數(shù)、根部鈣含量與出仁率均能達(dá)到顯著正相關(guān)(表3)。側(cè)枝長和主莖高是影響花生株型的重要植物學(xué)性狀，單株結(jié)果數(shù)和單株秕果數(shù)是影響花生生產(chǎn)性能的重要產(chǎn)量性狀，這些性狀之間都密切相關(guān)，出仁率是表示子仁重量與花生干莢果的比值，通過測定植株的鈣含量可以了解其是否缺鈣，不施鈣處理下同一花生品種的根部鈣含量低于施鈣處理下的鈣含量，而花生缺鈣會導(dǎo)致花生空果、秕果、單仁果增多，從而減小花生的出仁率(表3)?？梢姵鋈事士梢宰鳛楹Y選花生耐土壤低鈣脅迫的重要指標(biāo)。

4 結(jié) 論

本研究表明，海南花生種質(zhì)資源中WC9和WC1可作為培育適宜海南種植的耐低鈣花生新品種的候選材料，花生出仁率可以作為評價花生耐土壤低鈣脅迫的關(guān)鍵指標(biāo)。

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