不同時(shí)期追肥對(duì)花生葉片衰老特性及產(chǎn)量的影響

張 甜，王銘倫，張曉軍，王月福，鄒曉霞

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東 青島 266109)

花生是我國(guó)重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，是重要的食用油和蛋白質(zhì)來源，是食品工業(yè)的理想原料，在我國(guó)農(nóng)業(yè)中具有重要地位。施肥是提高花生產(chǎn)量和改善品質(zhì)的重要措施[1]。合理施肥有利于提高肥料利用率、降低施肥成本、增加種植效益、減少施肥引起的環(huán)境壓力[2]?；ㄉ谏L(zhǎng)發(fā)育過程中需持續(xù)吸收多種營(yíng)養(yǎng)元素，其中花針期和結(jié)莢期需求量較大[3]，然而在花生生產(chǎn)中，較為普遍的是只施基肥或基肥配合少量種肥[4]，基肥也多以化肥為主，易導(dǎo)致生長(zhǎng)中后期脫肥，影響莢果充實(shí)飽滿。在生育期間為滿足產(chǎn)量器官生長(zhǎng)的需要，進(jìn)行追肥是多數(shù)作物重要的施肥方式[5]，而花生是地上開花、地下結(jié)果作物，加之植株較矮，株行間距小，不便于追肥操作，且追肥易傷及已入土果針和莢果，在地膜覆蓋栽培條件下，追肥操作更是無法進(jìn)行。有關(guān)施肥對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育[6]、干物質(zhì)積累與分配[7]、產(chǎn)量形成[8]、根瘤菌活性[9]等研究，施肥方式多為基施，而追肥的研究較少。趙秀芬等提出了花生提高追肥比例的氮肥后移施肥方式[9]，陳建等探究了膜下滴灌條件下，水溶肥適宜施用量與時(shí)期對(duì)花生葉片生理特性的影響[11]，畢振方等研究了不同時(shí)期追肥對(duì)花生植株生長(zhǎng)[12]和葉片光合性能[13]的影響。而不同時(shí)期追肥對(duì)花生葉片衰老特性的影響未見報(bào)道。本研究旨在探明不同時(shí)期追施主要營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)花生功能葉片衰老特性和莢果產(chǎn)量的影響，為確定花生膜下滴灌適宜的隨水追肥時(shí)期、實(shí)現(xiàn)水肥一體化及新型緩控釋肥養(yǎng)分適宜釋放時(shí)間提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)萊陽校區(qū)試驗(yàn)田進(jìn)行，土壤為地力均勻的砂壤土，基礎(chǔ)養(yǎng)分含量見表1。供試花生品種為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的青花7號(hào)。

表1 供試土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按追肥時(shí)期不同設(shè)5個(gè)處理，分別為CK1(不追肥)、CK2(等量追肥作基肥)、T1(苗期追肥)、T2(花針期追肥)和T3(結(jié)莢期追肥)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)。每處理為1小區(qū)，小區(qū)長(zhǎng)8m，寬2.7m，每小區(qū)6行，行距45cm，穴距17.5cm，每穴播2粒。各處理追肥量相同(N 180.0 kg/hm2、P2O597.5kg/hm2、K2O 225.0kg/hm2、CaO 23.0kg/hm2)。試驗(yàn)田耕地前均勻施復(fù)合有機(jī)肥750kg/hm2，CK2播種前將等量追肥施于耕層內(nèi)，各追肥處理在不同時(shí)期將肥料撒施于植株兩側(cè)距植株5～15cm處，然后培土蓋肥。試驗(yàn)于5月上旬播種，9月中旬收獲，田間管理同大田生產(chǎn)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

各處理于追肥后10 d開始取樣測(cè)定(CK1和CK2第一次取樣時(shí)間同T1)，每10 d天取1次樣，每次取10株有代表性植株主莖倒3葉。葉綠素相對(duì)含量用SPAD-502葉綠素計(jì)測(cè)定，葉面積用AM100型葉面積儀測(cè)定，超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量分別參照王愛國(guó)和林植芳的方法、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性分別用愈創(chuàng)木酚法和Chance法測(cè)定。

收獲期每小區(qū)中間4行取20株(不包括根系，包括落葉)烘干，計(jì)算生物產(chǎn)量，其余按小區(qū)(中間4行)收獲，莢果曬干并放入室內(nèi)平衡10 d后稱質(zhì)量、計(jì)產(chǎn)，從每小區(qū)收獲莢果中隨機(jī)稱取1 kg考種，分析計(jì)算單株結(jié)果數(shù)、千克果數(shù)、飽果率、雙仁果率、出仁率等。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)、圖表處理在Excel 2013下進(jìn)行，統(tǒng)計(jì)及差異顯著性分析采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)期追肥對(duì)花生功能葉片衰老特性的影響

2.1.1 葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)

葉綠素含量不僅反映葉片光合性能，其變化也反映葉片的衰老進(jìn)程。由圖1可見，各處理功能葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)呈先增加后減小的變化趨勢(shì)，不同處理變化趨勢(shì)一致。追肥或增施基肥(CK2)處理均可在一定時(shí)間內(nèi)增加功能葉片葉綠素SPAD值，但在生育中后期以T2(花針期追肥)處理葉綠素SPAD值最高，其他處理依次為T1>CK2>T3>CK1。8月19日測(cè)定，T1、T2、T3和CK2處理的葉綠素SPAD值分別較CK1增加19.9%、26.5%、12.7%和16.3%；T1和T2處理較CK2分別增加3.1%和8.8%，而T3較CK2減少3.1%，CK2較CK1增加16.3%?？梢娮贩驶蛟鍪┗示刹煌潭妊泳徤泻笃诠δ苋~片葉綠素的降解，保持較高的葉綠素含量，且以T2處理效果最明顯。

2.1.2 SOD活性

SOD是植物體內(nèi)清除植物細(xì)胞活性氧，防止活性氧或其他過氧化物自由基對(duì)細(xì)胞造成傷害的重要保護(hù)酶之一?；ㄉδ苋~片中SOD活性的變化呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在結(jié)莢期(7月30日)，各處理變化趨勢(shì)一致。追肥或增施基肥(CK2)處理均可不同程度提高花生功能葉片SOD活性，不同處理SOD活性依次為T2>T1>CK2>T3>CK1，以T2處理效果最明顯，追肥后10 d(7月10日)SOD活性即明顯高于其他處理，且保持較高活性直至生育后期。追肥后10 d、30 d(活性最高)和60 d(近收獲)測(cè)定，T2處理功能葉片SOD活性分別較CK1分別提高33.0%、39.3% 和66.7%，較CK2分別提高13.5%、26.1% 和15.6%，差異均達(dá)到顯著或極顯著水平(圖2)。

圖1 不同時(shí)期追肥對(duì)花生功能葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)的影響

2.1.3 POD活性

POD是植物衰老保護(hù)系統(tǒng)中另一重要的酶，主要清除植物體內(nèi)的過氧化物，與光合作用和呼吸作用等密切相關(guān)。圖3可見，花生生育期內(nèi)功能葉片POD活性變化趨勢(shì)與SOD類似，不同施肥處理對(duì)POD活性的影響也與SOD相似(圖2)。T2處理于追肥后20 d(7月20日)功能葉片POD表現(xiàn)出較高的活性，達(dá)到15.00 μg/(g FM·min)，較CK1和CK2分別提高56.3%和26.6%，差異達(dá)到極顯著水平；近收獲時(shí)T2功能葉片POD活性仍為4.50 μg/(g FM·min)，較CK1和CK2分別提高95.7%和26.8%，差異均達(dá)到極顯著水平，T1和T3比CK1提高72.2%和30.4%，T3未達(dá)CK2水平。

2.1.4 CAT活性

CAT是專一催化過氧化氫分解的酶，能消除過氧化氫對(duì)細(xì)胞膜、巰基酶以及其他生物活性物質(zhì)的毒害作用?；ㄉ雒绾蠊δ苋~片CAT活性增加較快，至結(jié)莢后期(7月30日)達(dá)到最大值，而后緩慢下降，各處理變化趨勢(shì)一致。追肥或增施基肥(CK2)處理均可提高功能葉片CAT活性，以T2處理效果最明顯，自追肥后10 d一直保持較高的CAT活性，特別是近收獲時(shí)仍保持較高的CAT活性，而其他處理活性明顯降低。8月29日T1、T2和T3的功能葉片CAT活性分別較CK1和CK2提高20.3%、36.7%、12.9%和14.7%、30.4%、7.6%，差異均達(dá)到顯著或極顯著水平，CK2較CK1提高4.9%(圖4)。

圖3 不同時(shí)期追肥對(duì)花生功能葉片POD活性的影響

2.1.5 丙二醛(MDA)含量

丙二醛(MDA)為膜脂過氧化作用的產(chǎn)物，其含量高低反映了細(xì)胞膜脂過氧化水平。在花生生育期間，功能葉片MDA含量呈逐漸增加趨勢(shì)，不同處理表現(xiàn)一致。不同時(shí)期追肥均可降低花生功能葉片MDA含量，處理間MDA含量表現(xiàn)為T2

2.2 不同時(shí)期追肥對(duì)花生葉面積系數(shù)(LAI)的影響

LAI不僅可以反映作物的生長(zhǎng)狀況，還可反映葉片的衰老情況?；ㄉ雒绾驦AI不斷增加，至結(jié)莢中后期(7月30日)達(dá)到最大值，此后逐漸降低，不同處理變化動(dòng)態(tài)一致。追肥或増施基肥處理均可提高花生LAI，以T2處理效果最明顯，T1處理次之，T3和CK2處理效果相當(dāng)。LAI最大(7月30日)和近收獲(9月8日)時(shí)測(cè)定，T2、T1、T3、和CK2的LAI較CK1分別提高35.3%、26.8%、13.1%、16.3%和40.5%、23.5%、32.4%、20.5%，T2較CK2分別提高16.3%和19.7%，差異均達(dá)到極顯著水平。T2處理維持較大LAI(3以上)的天數(shù)達(dá)30 d以上，可有效延緩葉片衰老，延長(zhǎng)葉片功能期。

圖5 不同時(shí)期追肥對(duì)花生功能葉片MDA含量的影響

2.3 不同時(shí)期追肥對(duì)花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

表2可看出，追肥或增施基肥基本不影響花生生物產(chǎn)量，但由于經(jīng)濟(jì)系數(shù)的提高，明顯提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，以T2處理產(chǎn)量提高幅度最大。T1、T2、T3和CK2的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量分別為5167.3 kg/hm2、5428.6 kg/hm2、4961.0 kg/hm2和5025.2 kg/hm2，較CK1的4585.0 kg/hm2分別提高12.7%、18.4%、8.2%和9.6%，T2較CK2提高8.0%；由于出仁率的提高，籽仁產(chǎn)量提高幅度更大，T1、T2、T3和CK2的籽仁產(chǎn)量較CK1分別提高14.6%、22.6%、10.4%和11.8%，T2較CK2提高9.7%，差異均達(dá)到顯著或極顯著水平。

表2 不同時(shí)期追肥對(duì)花生產(chǎn)量的影響

注：表中同列不同小寫字母表示差異顯著性水平p≤0.05。下同。

Note: Different lowercase letters in the same column of the table mean significance level of difference atp≤0.05. Same below.

在相同種植密度條件下，莢果產(chǎn)量是由單株結(jié)果數(shù)和果質(zhì)量決定的。追肥或增施基肥均可增加單株結(jié)果數(shù)和果質(zhì)量，提高飽果率和雙仁果率。T1、T2、T3和CK2處理的單株結(jié)果數(shù)和千克果數(shù)分別較CK1增加11.4%、18.4%、3.5%、10.5%和減少11.0%、15.5%、12.5%、9.7%，以T2處理單株結(jié)果數(shù)和果質(zhì)量最高，不僅顯著高于CK1，而且較CK2提高7.1%和6.4%；果質(zhì)量的高低是由飽果率和雙仁果率決定的，T2處理的飽果率和雙仁果率較CK1和CK2分別提高10.3、10.6和7.7、4.0個(gè)百分點(diǎn)(表3)?？梢奣2處理莢果產(chǎn)量的提高是通過單株結(jié)果數(shù)和果質(zhì)量的增加實(shí)現(xiàn)的，果質(zhì)量的增加是飽果率和雙仁果率提高所致。

表3 不同時(shí)期追肥對(duì)花生產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

3 討論與結(jié)論

葉片是植物體與外界進(jìn)行物質(zhì)、能量交換的主要器官，故葉片的衰老程度與其生理功能密切相關(guān)。延緩花生功能葉片衰老、延長(zhǎng)功能期是提高產(chǎn)量的重要生理基礎(chǔ)。植物葉片的衰老主要是由活性氧為代表的生物自由基積累所致[14-15]，生長(zhǎng)旺盛的葉片自身具有通過保護(hù)性酶(SOD、POD、CAT等)清除活性氧的機(jī)制，使活性氧的產(chǎn)生和清除處于平衡狀態(tài)[16]，當(dāng)自由基大量積累時(shí)就會(huì)對(duì)細(xì)胞膜及許多生物大分子產(chǎn)生破壞作用，進(jìn)而導(dǎo)致衰老[17]。由于花生是地上開花地下結(jié)果作物，且植株較矮，株行間距小，使得常規(guī)撒施、溝施等的追肥方式均難以實(shí)現(xiàn)，然而在生長(zhǎng)發(fā)育過程中需持續(xù)吸收多種營(yíng)養(yǎng)元素，尤其是花針期至結(jié)莢初期，缺肥極易導(dǎo)致生育中后期葉片早衰和植株生理功能下降，進(jìn)而影響莢果發(fā)育，導(dǎo)致減產(chǎn)。生產(chǎn)中，大豆[18]、小麥[19]、水稻[20]、煙草[21]、玉米[22]等作物均是通過追肥來保證生育中后期的養(yǎng)分供應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，可見追肥對(duì)作物后期的生長(zhǎng)發(fā)育有著重要的意義。本試驗(yàn)結(jié)果表明，適期追肥可明顯提高生育后期花生功能葉片葉綠素含量，提高SOD、POD和CAT活性，降低MDA含量，延緩葉片衰老，延長(zhǎng)葉片功能期，使較高葉面積系數(shù)維持較長(zhǎng)時(shí)間，從而有利于光合作用的進(jìn)行、光合產(chǎn)物的積累和產(chǎn)量的提高?；ㄉv果產(chǎn)量是由單位面積株數(shù)、單株結(jié)果數(shù)和果質(zhì)量決定的，本試驗(yàn)在相同密度條件下，產(chǎn)量由后兩者決定?；ㄡ樒谧贩蕦?duì)生物產(chǎn)量影響較小，但可明顯提高經(jīng)濟(jì)系數(shù)和莢果產(chǎn)量，這應(yīng)當(dāng)與花針期追肥促進(jìn)光合作用[13]，提高干物質(zhì)向莢果中的分配比例、增加單株結(jié)果數(shù)和果質(zhì)量有關(guān)。過早(苗期)或過晚(結(jié)莢期)追肥雖較不追肥均有一定增產(chǎn)效果，但過早追肥不能將較強(qiáng)的葉片功能發(fā)揮至生育后期，過晚則不能補(bǔ)償因生育中后期養(yǎng)分不足對(duì)葉片功能的影響，綜合效果甚至不及等量追肥用作基肥處理，以上處理均出現(xiàn)不同程度的早衰，未達(dá)到追肥的最佳效果。本研究結(jié)果與畢振方等不同時(shí)期追肥對(duì)花生植株生長(zhǎng)[12]和光合特性[13]的影響結(jié)果相吻合。由于適期追肥提高了花生飽果率和雙仁果率，從而提高了莢果出仁率，致使籽仁產(chǎn)量提高幅度更大。

花針期追肥可明顯延緩花生功能葉片衰老，延長(zhǎng)功能期，促進(jìn)結(jié)果和莢果發(fā)育，增加結(jié)果數(shù)量和果質(zhì)量，顯著提高莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量。在施肥量相同的情況下，明顯提高了肥料利用率和施肥效益。花針期可作為花生追肥的適宜時(shí)期。研究結(jié)果可為確定膜下滴灌條件下適宜的隨水追肥時(shí)期和緩控釋肥養(yǎng)分釋放速率提供依據(jù)。