不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生生理特性及產(chǎn)量的影響

栗鑫鑫 錢必長(zhǎng) 李金融 趙繼浩 李穎 李向東

摘要：以山花108為試材，在大田條件下設(shè)置麥田套種、直播露地和直播覆膜三種種植方式，系統(tǒng)研究了不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生生理特性及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：在花生生育前期，夏直播覆膜處理可提高其葉面積系數(shù)，增加功能葉的葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率，提高葉片凈光合速率，增加植株干物質(zhì)積累量，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。麥套花生能顯著提高花生生育中后期葉面積系數(shù)和葉綠素含量，改善光合性能，增加干物質(zhì)積累，提高單株結(jié)果數(shù)、出仁率和果重。三種種植方式下花生產(chǎn)量表現(xiàn)為麥套>直播覆膜>直播露地。發(fā)展麥油兩熟制花生，在人力和物力充足條件下，宜選用麥田套種方式；為適應(yīng)機(jī)械化，宜采用夏直播覆膜栽培，同時(shí)力爭(zhēng)早播和適當(dāng)增加密度，保證產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：麥油兩熟制花生；種植方式；生理特性；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S565.201文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2018）06-0090-06

Abstract Taking Shanhua 108 as material， we compared the physiological characteristics and quality of peanut in three different cropping patterns （wheat field inter-cropping， summer direct seeding treatment and summer direct seeding with plastic film treatment ） under field conditions. The main results were as follows. In the earlier growing period of peanut， the summer direct seeding with plastic film treatment could increase the leaf area index， chlorophyll content in functional leaves， stomatal conductance， transpiration rate and net photosynthetic rate， thus promoted the amount of dry matter accumulation and vegetative growth of peanut. Wheat field inter-cropping could significantly increase the leaf area index and chlorophyll content in the middle and late growth period of peanut， improve photosynthetic performance and dry matter accumulation， thereby boost the fruit number per plant， kernel rate and fruit weight. The peanut yield under three cultivation patterns showed as wheat field inter-cropping > summer direct seeding with filming> summer direct seeding. Therefore， with sufficient manpower and material resources， wheat field inter-cropping pattern should be adopted for wheat-peanut double cropping system； to adapt to mechanization， summer direct seeding with filming pattern was suitable， and early sowing and appropriately increasing density should be adopted to ensure yield.

Keywords Wheat-peanut double cropping system； Planting patterns； Physiological characteristics； Yield

黃河流域花生區(qū)是我國(guó)種植面積最大、總產(chǎn)量最高的花生產(chǎn)區(qū)，主要包括山東、天津、河北、河南等地，種植面積和總產(chǎn)量占全國(guó)的50%以上[1]。受自然條件、土壤肥力和農(nóng)藝管理等多方面影響，我國(guó)花生產(chǎn)區(qū)發(fā)展極不平衡[2]，李國(guó)志[3]研究指出生態(tài)條件和栽培制度的差異是造成這一現(xiàn)象的主要原因。山東是我國(guó)花生種植大省，近年種植面積約80萬(wàn)公頃，以春花生為主，約占總面積的80%，麥油兩熟制花生種植面積約18萬(wàn)公頃，約占總面積的20%[4]。隨我國(guó)人口增長(zhǎng)與可耕地面積不斷減少的矛盾日益突出，如何利用有限的耕地來(lái)滿足人們不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)需求[5]，已成為制約我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要問(wèn)題。春花生為一年一季種植，近一半的時(shí)間土地?cái)R置，對(duì)土地和溫光資源利用率較低[6]；而麥油兩熟制栽培能提高復(fù)種指數(shù)[7]，更有效地利用光熱資源，進(jìn)而提高單位土地面積的產(chǎn)量。因此，發(fā)展麥油兩熟制花生生產(chǎn)是緩解糧油爭(zhēng)地矛盾、保障糧油安全的有效途徑。

麥油兩熟制花生栽培主要包括麥田套種、直播露地和直播覆膜三種種植方式。麥田套種花生較直播花生生育期長(zhǎng)，可改善花生品質(zhì)；前期與小麥有15～25 d的共生期，共生期間生長(zhǎng)環(huán)境與單作花生相比，光照、溫度、水分、營(yíng)養(yǎng)和土壤理化性狀均發(fā)生較大變化，花生生長(zhǎng)發(fā)育受到一定影響[8]。夏直播花生生育期為100～110 d，生育期內(nèi)積溫很難達(dá)到花生全生育期所需積溫量[9]，光熱嚴(yán)重不足導(dǎo)致莢果成熟度差[10]，產(chǎn)量顯著低于春花生，但便于整地與施肥，具有播種質(zhì)量高、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。而采用覆膜栽培可明顯加快花生生育進(jìn)程，增溫保墑，增加結(jié)果數(shù)，提高飽果率，相對(duì)彌補(bǔ)了夏直播花生生育期短，熱量不足的問(wèn)題[11]。本試驗(yàn)在前人研究[12-14]基礎(chǔ)上，以山花108為試材，進(jìn)一步研究了不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生生理特性及產(chǎn)量的影響，以期為麥油兩熟花生的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試材與試驗(yàn)地

本試驗(yàn)于2016—2017年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗(yàn)站進(jìn)行。供試花生品種為山花108。土質(zhì)壤土，地勢(shì)平坦，利于排灌。耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量為13.08 g/kg，全氮0.69 g/kg，堿解氮66.78 mg/kg，速效磷26.23 mg/kg，速效鉀61.23 mg/kg。前茬作物為小麥。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別為（1）MT：麥田套種，5月25日播種，即麥?zhǔn)涨?5 d套種于小麥行間，行距27 cm，穴距20 cm，9月23日收獲，生育期121 d；（2）XZB：夏直播露地，6月11日播種，小麥?zhǔn)斋@后留茬直播，9月27日收獲，生育期108 d。（3）XBF：夏播覆膜，旋耕滅茬后平地覆膜播種，6月13日播種，9月27日收獲，生育期106 d。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，小區(qū)面積36 m2?；ㄉN植密度18萬(wàn)株/hm2。每公頃施花生專用復(fù)合肥（N-P2O5-K2O：15-15-10）750 kg。田間管理同一般花生高產(chǎn)田。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 葉面積系數(shù)與干物質(zhì)積累 于花針期、結(jié)莢期、飽果期和成熟期，每小區(qū)取代表性植株5株，分為根、莖、葉、莢果，分別裝入牛皮紙袋，烘箱105℃殺青30 min，后調(diào)至80℃烘干至恒重。稱重測(cè)定各生育時(shí)期干物質(zhì)積累量。采用打孔比葉重法測(cè)定單株綠葉面積，計(jì)算葉面積指數(shù)（LAI）。

1.3.2 葉綠素含量 于花生各生育時(shí)期在各小區(qū)選取主莖倒3葉，置于冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室，采用Arnon法[15]，95%乙醇避光萃取測(cè)定葉綠素含量。

1.3.3 葉片光合參數(shù) 于花生各生育時(shí)期晴朗無(wú)風(fēng)的上午9∶00—11∶00，在小區(qū)內(nèi)選取受光方向和長(zhǎng)勢(shì)一致的主莖倒3葉，用英國(guó)PP-systems公司生產(chǎn)的CIRAS-3型便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs），測(cè)定時(shí)使用開(kāi)放式氣路，光照強(qiáng)度為1 400 μmol·m-2·s-1，每處理5次重復(fù)。

1.3.4 產(chǎn)量性狀 采用小區(qū)測(cè)產(chǎn)（6.67 m2），避開(kāi)邊行，重復(fù)3次。選取代表性植株10株，調(diào)查植株性狀和單株結(jié)果數(shù)，莢果曬干后稱重計(jì)產(chǎn)。莢果放入室內(nèi)平衡10 d后，各小區(qū)隨機(jī)稱取500 g莢果考種，計(jì)算莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量、公斤果數(shù)和出仁率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和圖表繪制，采用DPS 7.05軟件（LSD最小顯著極差法）進(jìn)行差異顯著性分析（P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生葉面積指數(shù)的影響

從圖1看出，不同種植方式的花生葉面積指數(shù)變化趨勢(shì)基本一致，均呈先上升后下降的趨勢(shì)，于飽果期達(dá)最大值，而后迅速下降?；ㄡ樒赬BF處理的葉面積指數(shù)顯著高于MT和XZB處理，MT與XZB處理間無(wú)顯著差異；至結(jié)莢期植株生長(zhǎng)加快，葉面積指數(shù)顯著上升，表現(xiàn)為MT>XBF>XZB；飽果期各處理均達(dá)最大值，表現(xiàn)為MT>XZB>XBF，而后逐漸下降，MT處理葉面積指數(shù)下降幅度顯著低于XZB與XBF處理。表明花生生育前期XBF處理能促進(jìn)花生葉片生長(zhǎng)，顯著提高葉面積指數(shù)，有利于花生營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)；MT處理可顯著提高花生發(fā)育中后期葉面積指數(shù)，至成熟期仍保持較高的葉面積指數(shù)，對(duì)提高麥套花生生育后期群體光合速率，促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累具有積極作用。

2.2 不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生功能葉葉綠素含量的影響

由圖2可知，麥油兩熟制花生功能葉葉綠素含量隨生育進(jìn)程推進(jìn)逐漸增加，于結(jié)莢期達(dá)到最大值，而后逐漸下降。MT處理葉片葉綠素含量在花生生育中后期均顯著高于XZB和XBF處理，特別是結(jié)莢期達(dá)最大值后下降緩慢，飽果期MT處理葉綠素含量較XZB和XBF處理分別高27.04%和20.38%，成熟期也一直維持在較高水平，較高的葉綠素含量可為提高葉片光合作用、增加植株干物質(zhì)積累奠定生理基礎(chǔ)。XBF處理花生生育前期葉綠素含量顯著高于XZB處理，但至飽果期迅速下降，顯著低于XZB處理。

2.3 不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生葉片光合參數(shù)的影響

2.3.1 凈光合速率 由圖3可見(jiàn)，不同種植方式花生功能葉凈光合速率隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，于結(jié)莢期達(dá)最大值。結(jié)莢期前，XBF處理的葉片凈光合速率較MT、ZB處理分別高11.28%、3.47%；結(jié)莢期后迅速下降，顯著低于其他處理；MT處理凈光合速率在花生生育中后期均高于XZB處理，且達(dá)極顯著水平，結(jié)莢期、飽果期、成熟期較XZB處理分別高14.47%、27.91%和44.43%。表明麥田套種可促進(jìn)花生生育中后期凈光合速率的提高，利于光合產(chǎn)物的積累。

2.3.2 氣孔導(dǎo)度 氣孔導(dǎo)度反映了植株氣孔傳導(dǎo)CO2和H2O的能力，是氣孔行為最為重要的生理指標(biāo)。由圖4可見(jiàn)，不同種植方式的氣孔導(dǎo)度變化趨勢(shì)與凈光合速率基本一致，均隨生育進(jìn)程推進(jìn)呈先升后降趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在飽果期。MT處理能顯著提高花生生育中后期葉片氣孔導(dǎo)度，飽果期達(dá)到峰值，為0.56 mol·m-2·s-1，與XZB和XBF處理相比提高了15.6%和24.2%，差異達(dá)極顯著水平；而后仍維持在較高水平，顯著高于XZB和XBF處理，有利于加快CO2同化，提高光合速率。XZB處理在花針期和結(jié)莢期葉片氣孔導(dǎo)度顯著低于XBF處理，但飽果期和成熟期顯著高于XBF處理，分別提高了7.45%和14.15%。

2.3.3 胞間CO2濃度 胞間CO2濃度是確定光合速率變化的主要原因是否為氣孔因素必不可少的判斷依據(jù)。圖5可見(jiàn)，與葉片凈光合速率趨勢(shì)相反，隨花生生育進(jìn)程推進(jìn)，胞間CO2濃度逐漸下降，于結(jié)莢期達(dá)最低值，而后快速升高，各處理變化趨勢(shì)一致。在花生結(jié)莢期后，MT處理的胞間CO2濃度一直處于較低水平，與其較高的凈光合速率相吻合。成熟期MT處理的胞間CO2濃度為250.8 μmol·mol-1，較XZB與XBF處理分別降低12.24%和6.69%?；ㄡ樒谂c結(jié)莢期XBF處理胞間CO2濃度低于XZB處理，而飽果期與成熟期則高于XZB處理。

2.3.4 蒸騰速率 蒸騰速率是衡量植物水分平衡的重要生理指標(biāo)，與凈光合速率呈正相關(guān)。由圖6可知，隨植株生長(zhǎng)，功能葉蒸騰速率逐漸升高，于結(jié)莢期達(dá)最大值，之后逐漸降低。不同種植方式間葉片蒸騰速率的差異與凈光合速率的差異相似，花針期XBF處理顯著高于MT和XZB處理，結(jié)莢期MT處理較XZB和XBF處理提高了23.91%和15.87%，至成熟期一直維持較高的蒸騰速率，且生育后期下降速度緩慢，下降幅度顯著低于XZB與XBF處理。在結(jié)莢期之前，XBF處理的蒸騰速率高于XZB處理；之后迅速下降，顯著低于XZB處理，處于最低水平。

2.4 不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生干物質(zhì)積累的影響

干物質(zhì)積累量是花生生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)的直觀反映，也是產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。由圖7可見(jiàn)，麥油兩熟花生地上部（莖和葉）干物質(zhì)積累呈“S”型，其干物質(zhì)積累量高峰出現(xiàn)在飽果期。在進(jìn)入結(jié)莢期之前，不同種植方式下地上部干物質(zhì)積累量表現(xiàn)為XBF>XZB>MT；結(jié)莢期后，MT處理植株迅速生長(zhǎng)，于飽果期地上部干物質(zhì)積累量達(dá)最大值，較XBF、XZB處理顯著增加了12.12%和28.80%；至成熟期，植株葉片衰老脫落，地上部干物質(zhì)積累量顯著下降，但MT處理下降緩慢，仍顯著高于XBF和XZB處理，表明MT處理對(duì)花生生育后期維持較高的干物質(zhì)積累量效果明顯。在花生生育期內(nèi)，XBF處理地上部干物質(zhì)積累量顯著高于XZB處理，表明覆膜栽培能顯著提高花生地上部干物質(zhì)積累量。

不同種植方式下，花生結(jié)莢期前為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，主要是地上部干物質(zhì)的積累；結(jié)莢期后，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)逐漸由盛轉(zhuǎn)衰，主要轉(zhuǎn)為莢果的形成與發(fā)育。由圖7可知，地下部（莢果和根）干物質(zhì)積累量隨生育進(jìn)程推進(jìn)呈逐漸上升趨勢(shì)，結(jié)莢期后地下部干物質(zhì)積累量迅速增加，不同種植方式間顯著差異。MT處理地下部干物質(zhì)積累量顯著高于XBF處理和XZB處理，成熟期單株積累量達(dá)29.92 g，較XBF與XZB處理分別提高31.60%和56.14%；飽果期和成熟期XBF處理較XZB處理地下部干物質(zhì)積累量分別增加15.50%、18.65%，表明覆膜栽培能提高花生莢果干物質(zhì)積累量，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

2.5 不同種植方式對(duì)麥油兩熟制花生產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表1可以看出，不同種植方式對(duì)花生產(chǎn)量影響差異顯著。MT和XBF處理均可提高花生莢果和籽仁產(chǎn)量。MT處理較XBF、XZB處理莢果產(chǎn)量分別提高20.43%和30.94%，籽仁產(chǎn)量分別提高22.26%和34.75%，差異均達(dá)顯著水平。MT處理的單株結(jié)果數(shù)與出仁率均顯著高于XBF和XZB處理，表明其產(chǎn)量的提高主要是由單株結(jié)果數(shù)、果重以及出仁率的提高所致。XBF處理較XZB處理增加了單株結(jié)果數(shù)和果重，出仁率顯著提高，莢果產(chǎn)量提高8.71%，差異達(dá)顯著水平。

3 討論與結(jié)論

葉面積指數(shù)作為群體結(jié)構(gòu)的重要標(biāo)志，既可衡量群體光合面積的大小，又能反映出冠層結(jié)構(gòu)是否合理[16]。合理的冠層結(jié)構(gòu)能增加光合有效輻射的截獲與吸收，提高作物的光合特性。在一定范圍內(nèi)，葉面積指數(shù)越大，光合產(chǎn)物積累越多，產(chǎn)量越高[17-19]。多人研究[20-22]認(rèn)為，花生生育中前期擁有足夠的葉源，才能提高光能利用效率，增加光合產(chǎn)物積累，形成較大的潛在產(chǎn)量源。楊富軍等[11]研究表明，覆膜栽培可以促進(jìn)夏直播花生葉片生長(zhǎng)，提高葉面積系數(shù)，整個(gè)生育期內(nèi)葉面積指數(shù)均高于露地栽培處理。麥套花生生長(zhǎng)發(fā)育較夏直播花生緩慢且生育期長(zhǎng)，莢果產(chǎn)量形成后期單株葉面積顯著高于夏直播露地與麥套露地栽培[23]。本研究結(jié)果也表明，夏播覆膜處理可提高花生生育前期葉面積指數(shù)，增加干物質(zhì)積累量，且顯著高于麥套和直播露地花生，有利于花生營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)；與夏直播花生相比，麥套花生處理可明顯提高生育中后期葉面積指數(shù)，增加地上部和地下部干物質(zhì)積累量，且生育后期葉面積指數(shù)和干物質(zhì)積累量的下降幅度顯著低于夏直播花生，為其產(chǎn)量提高奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

葉片葉綠素含量在光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換中起關(guān)鍵作用[24]，其含量高低直接影響花生光合作用的進(jìn)行，而較高的光合速率有利于光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化和積累，增加果重，形成高產(chǎn)。楊傳婷研究表明，與露地栽培相比，覆膜栽培可以顯著提高花生葉片葉綠素含量，進(jìn)而提高光合速率，但成熟期覆膜栽培的花生光合速率迅速下降，易形成早衰現(xiàn)象[25]。本研究結(jié)果表明，結(jié)莢期前，夏播覆膜花生葉片葉綠素含量顯著增加，氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率提高，胞間CO2濃度降低，進(jìn)而提高了葉片光合速率；在生育中后期，麥套花生處理的葉綠素含量、凈光合速率顯著高于直播覆膜和直播露地處理，表明麥套花生生育中后期能保持較高的光合速率，且生育期較夏直播花生延長(zhǎng)，能延長(zhǎng)葉片功能期，這是麥套花生產(chǎn)量提高的生理基礎(chǔ)。

花生的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量是由單位面積株數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和果重3個(gè)因素構(gòu)成。陳建生等[12]研究指出，麥套花生莢果產(chǎn)量顯著高于直播覆膜和直播露地花生，較直播露地處理可增產(chǎn)6.44%；王激清等[26]研究指出與露地栽培相比，覆膜栽培花生根系發(fā)育良好，抗旱保墑能力強(qiáng)，單株結(jié)果數(shù)和百果重明顯提高，增產(chǎn)效果極顯著。本研究表明，與直播露地花生相比，麥套花生單株結(jié)果數(shù)、果重、出仁率顯著提高，莢果產(chǎn)量顯著提高，達(dá)30.94%；夏播覆膜花生產(chǎn)量提高8.71%，增產(chǎn)原因主要是單株結(jié)果數(shù)及果重的增加。

綜合考慮人力和機(jī)械化因素，發(fā)展麥油兩熟花生，在人力和物力充足條件下，宜選用麥田套種方式；為適應(yīng)機(jī)械化，宜采用夏直播覆膜栽培，同時(shí)力爭(zhēng)早播和適當(dāng)增加密度，保證產(chǎn)量。

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