不同施鈣量對花生莢果發(fā)育時(shí)期農(nóng)藝性狀的影響

趙亞飛，張彩軍，孟 謠，王銘倫，王月福，張曉軍，鄒曉霞

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266109)

花生是世界五大油料作物之一，是食用、榨油兼用的經(jīng)濟(jì)作物[1]。中國是世界上最大的花生生產(chǎn)和出口大國，花生種植面積在我國農(nóng)作物中排在第七位，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值排在第五位，年總產(chǎn)已達(dá)1500多萬t，占世界花生總產(chǎn)的43%[2]，加工總產(chǎn)值約為1500億元，居世界之首，是為數(shù)不多具有比較優(yōu)勢和國際市場競爭力的農(nóng)產(chǎn)品。但目前國內(nèi)食用植物油自給率尚不足40%，迫切需要進(jìn)一步提高油料生產(chǎn)能力[3]，而提高花生產(chǎn)量和品質(zhì)，是緩解油脂供需矛盾的重要途徑[4]。

花生對鈣極度敏感，其鈣需求量僅次于氮，高于磷，與鉀相當(dāng)，另外，鈣對花生葉片光合物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、根系活力、莢果發(fā)育、抗逆性蛋白質(zhì)和脂肪含量、油酸/亞油酸(O/L)比等方面有重要影響[5]，鈣作為重要的營養(yǎng)及信號(hào)物質(zhì)，影響花生光合參數(shù)、葉綠素含量和葉面積系數(shù)[6]。吳晶華等人研究表明：不同鈣肥用量對花生主莖高、分枝數(shù)、莢果性狀等無顯著影響[7]。也有研究認(rèn)為，施鈣顯著降低了花生主莖高和側(cè)枝長[8-9]。施加外源Ca2+可以促進(jìn)花生主莖和側(cè)枝的生長，甚至可促進(jìn)花生農(nóng)藝性狀的改善[10-13]。

可見，不同研究結(jié)果間存在差異，但眾多研究表明，缺鈣導(dǎo)致花生體內(nèi)光合碳產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)失調(diào)，籽仁正常生理代謝及胚細(xì)胞形態(tài)發(fā)育受影響，處于“饑餓”狀態(tài)，導(dǎo)致胚敗育而空莢[14-15]。鈣對花生莢果發(fā)育期光合產(chǎn)物在各器官的積累有何影響？這與籽仁發(fā)育有何聯(lián)系？這個(gè)問題尚不明確。因此本試驗(yàn)采用盆栽試驗(yàn)，設(shè)不同鈣肥施用量，按照莢果發(fā)育時(shí)期調(diào)查采樣，研究施鈣對花生不同莢果發(fā)育時(shí)期植株農(nóng)藝性狀及干物質(zhì)積累的影響，旨在為花生高產(chǎn)及合理施肥提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試花生品種：L-2010(由山東省花生研究所提供)(耐低鈣)和花育22(不耐低鈣)，肥料為尿素(N 46%)、硫酸鉀(K2O 50%)、磷酸二氫鈉(化學(xué)純，P2O559.2%)和氧化鈣(化學(xué)純，CaO 98%)。供試土壤取自前期試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的嚴(yán)重缺鈣地塊土壤。肥力狀況：土壤含有機(jī)質(zhì)12.14 g·kg-1、水解性氮77.60 mg·kg-1、速效磷4.13 mg·kg-1、速效鉀115.30 mg·kg-1、交換性鈣0.78 g·kg-1。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018年5-9月在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)萊陽試驗(yàn)站進(jìn)行，采用盆栽法，選用栽培盆高43cm，直徑 30cm。將采集的低鈣土壤風(fēng)干后過5 mm篩。土壤含水量10%(易壓實(shí))左右時(shí)裝盆，保持每盆裝土量相同(37 kg)，裝土距盆沿3 cm。在裝填0～20 cm土層土壤時(shí)，按每公頃施氮120 kg，磷180 kg，鉀150 kg(折純量)，每盆施尿素1.00 g，磷酸二氫鈉2.00 g，硫酸鉀1.81 g。為減少盆栽過程環(huán)境條件的影響，花盆裝填好后，均埋入土中，只露出盆沿約3 cm高度。

每品種下設(shè)T0：對照(不施鈣)、T1：CaO 150 kg/hm2和T2：CaO 300 kg/hm23個(gè)施鈣水平，共6個(gè)處理，分別為：L-2010，L-T0、L-T1、L-T2和花育22，H-T0、H-T1、H-T2，每處理30盆，共計(jì)180盆。不施鈣處理(T0)每盆施鈣肥0 g、T1每盆施鈣肥1 g、T2每盆施鈣肥2 g，與花生開花下針期隨水均勻澆灌于盆中，不施鈣處理澆等量清水，各處理隨機(jī)排列，3次重復(fù)。2018年5月11日播種，每盆播種3穴，每穴2粒，出苗后每穴選留1株健壯苗。其他管理同一般大田生產(chǎn)。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

參考前人研究得出的花生莢果發(fā)育時(shí)期[17-19]，共設(shè)5次采樣，采取花生植株。取樣時(shí)間如表1。

表1 取樣時(shí)間安排

在設(shè)定的采樣期(表1)，每處理采集完整花生植株各6株。調(diào)查主莖高、側(cè)莖長、莖干重、總分枝數(shù)、葉干重、莢果干重、根干重。植株干物重的測定采用烘干法：將植株各器官先于105℃下殺青30min，再于70℃下烘干至恒重，主莖高、側(cè)莖長直接用直尺測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)使用Excel 2010和DPS 7.05軟件進(jìn)行處理及統(tǒng)計(jì)分析，顯著性檢驗(yàn)采用LSD方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鈣處理對花生主要植株性狀的影響

2.1.1 不同鈣處理對主莖高和第一對側(cè)枝長的影響

圖1可看出，兩品種的主莖高度在雞咀幼果期至莢果定型期之間增長迅速，在莢果定型期達(dá)到最大值，花育22 T0為48.3 cm，T1為46.5 cm，T2為44.4 cm，L-2010 T0為50.7 cm，T1為47.0 cm，T2為47.5 cm，從莢果定型期之后增長緩慢。各施鈣處理間對花生植株主莖高的影響基本一致，莢果定型期后，各施肥處理主莖高與對照相比增長緩慢，但處理間差異不顯著。結(jié)果表明，施用鈣肥對花生主莖高度無顯著影響。

圖1 不同施鈣量對兩品種主莖高的影響 Fig.1 Effects of different calcium treatments on the main stem height of two varieties注：雞咀幼果期YFS: young fruit stage； 莢果體積膨大期PBS: pod bulking stage； 莢果定型期PSS: pod setting stage； 籽仁充實(shí)期SFS: seed filling stage； 籽仁成熟期SRS: seed ripening ftage。下同。

圖2 不同施鈣量對兩品種側(cè)枝長的影響 Fig.2 Effects of different calcium treatments on lateral branch length of two varieties

圖2可看出，兩品種隨著生育期的進(jìn)行，側(cè)枝長度逐漸增加，在莢果定型期前增長迅速，到籽仁成熟期達(dá)最大值。此時(shí)，花育22 T0：56.0 cm，T1：58.3 cm，T2：55.0 cm，相對于雞咀幼果期增長率分別為T0：55%，T1：68%，T2：69%，品種L-2010 T0：56.2 cm，T1：58.0 cm，T2：57.7 cm，相對于雞咀幼果期增長率分別為T0：94%，T1：75%，T2：69%。施用鈣肥能夠促進(jìn)前期花生側(cè)枝的生長，莢果定型期后各施肥處理花生側(cè)枝長度都增加緩慢，但處理間差異不顯著。

2.1.2 不同鈣處理對總分枝數(shù)的影響

圖3可看出，施用鈣肥后，在花生雞咀幼果期至籽仁成熟期對花育22和L-2010的分枝數(shù)影響不大，分枝數(shù)分別集中在11～12條，9～10條這個(gè)范圍，處理間差異不顯著。

2.2 不同鈣處理對地上部干物重的影響

2.2.1 不同鈣處理對莖干物重的影響

圖4可看出，花育22施鈣處理莖干物重從雞咀幼果期開始增加，到莢果定型期達(dá)到最大值，分別為T1：18.4g，T2：12.4g，此時(shí)相對于雞咀幼果期分別增長T1：40.7%，T2：20.3%，莢果定型期之后開始緩慢減少，至籽仁成熟期，相對于莢果定型期分別降低T1：30.0%，T2：2.5%；未施鈣處理在籽仁充實(shí)期達(dá)最大值，為18.6g，之后逐漸降低，至籽仁成熟期相對于充實(shí)期干物重降低2.5%。L-2010施鈣處理莖干物重從雞咀幼果期開始增加，到莢果定型期達(dá)到最大值，分別為T1：13.0g，T2：14.8g，此時(shí)，相對于雞咀幼果期分別增加T1：24.7%，T2：27.4%，莢果定型期之后開始緩慢減少，至籽仁成熟期，相對于莢果定型期分別降低T1：4.5%，T2：16.6%；未施鈣處理在籽仁充實(shí)期達(dá)到最大值，為15.1g，至籽仁成熟期干物重相對于籽仁充實(shí)期降低4.5%。兩品種從雞咀幼果期至莢果定型期之間各施肥處理與對照相比，都能促進(jìn)莖干物重增加，而在莢果定型期之后，各施肥處理都能促進(jìn)莖干物重的轉(zhuǎn)移，但處理間差異不顯著。

圖3 不同施鈣量對兩品種總分枝數(shù)的影響 Fig.3 Effect of different calcium treatments on the total number of branches of two varieties

2.2.2 不同鈣處理對葉干物重的影響

圖5可看出，兩品種隨著生育期的進(jìn)行，葉干物重逐漸增加，與莖干物重呈相似變化規(guī)律，各施鈣處理間對花生植株葉干物重的影響基本一致，花育22從雞咀幼果期到莢果定型期達(dá)最大，分別為T0：23.35g，T1：25.7g，T2：21.8g，此時(shí)，相對于雞咀幼果期分別增長T0：72.7%，T1：91.4%，T2：87.7%，莢果定型期之后開始緩慢減少，至籽仁成熟期，相對于莢果定期分別降低T0：60.2%，T1：69.5%，T2：66.3%。開始增加，至莢果定型期，L-2010施鈣處理在雞咀狀幼果期開始植株葉干物重增加，到莢果定型期達(dá)到最大值，分別為T1：22.7g，T2：23.8g，此時(shí)，相對于雞咀幼果期分別增加T1:70.2%，T2:57.8%，莢果定型期之后開始緩慢減少，至籽仁成熟期，相對于莢果定型期分別降低T1：48.5%，T2：49%，未施鈣處理在籽仁充實(shí)期達(dá)到最大值，為24.2g，之后逐漸降低，至籽仁成熟期降低48.4%。兩品種在雞咀幼果期至莢果定型期之間各施肥處理與對照相比，都能促進(jìn)葉干物重，但處理間差異不顯著。

圖4 不同施鈣量對兩品種莖干重的影響 Fig.4 Effects of different calcium application on stem dry weight of two varieties

圖5 不同施鈣量對兩品種葉片干重的影響 Fig.5 Effects of calcium application on leaf dry weight of two varieties

圖6 不同施鈣量對兩品種根干重的影響 Fig.6 Effects of different calcium application rates on root dry weight of two varieties

圖7 不同施鈣量對兩品種莢果干重的影響 Fig.7 Effects of different calcium application rates on dry weight of pods of two varieties

2.3 不同鈣處理對地下部干物重的影響

2.3.1 不同鈣處理對根干物重的影響

圖6可看出，兩品種根干物重隨著莢果發(fā)育而逐漸增加，各施鈣處理間對花生根干物重的影響基本一致，花育22從雞咀幼果期根干物重呈近似直線增長，至籽仁充實(shí)期，相對于雞咀幼果期分別增長T0：69.2%，T1：11.0%，T2：31.6%，而在籽仁充實(shí)期之后，各處理根干物重依次減少，至籽仁成熟期，相對于籽仁充實(shí)期分別降低T0：36.5%，T1：22.4%，T2：56.8%。L-2010從雞咀幼果期根干物重呈近似直線增長，至籽仁充實(shí)期，相對于雞咀幼果期分別增長T0：40.7%，T1：89.8%，T2：50.6%，而在籽仁充實(shí)期之后，各處理根干物重依次減少，至籽仁成熟期，相對于籽仁充實(shí)期分別降低T0：60.8%，T1：37.8%，T2：27.4%。

2.3.2 不同鈣處理對莢果干物重的影響

圖7可看出，莢果干物重隨著莢果發(fā)育而逐漸增加，到收獲時(shí)達(dá)到最大值?；ㄓ?2從雞咀狀幼果開始至莢果定型期莢果干物重呈直線增加，莢果定型期后增長緩慢，至籽仁成熟期達(dá)到最大值，分別為T0：28.3 g，T1：33.0 g，T2：30.8 g。L-2010整個(gè)生育時(shí)期都呈直線增加，籽仁成熟期達(dá)最大值分別為T0：29.2 g，T1：32.8 g，T2：38.3 g。

3 討論與結(jié)論

鈣作為重要的營養(yǎng)及信號(hào)物質(zhì)，對植物的細(xì)胞分裂、伸長、生長、發(fā)育和抗逆進(jìn)行調(diào)控，缺鈣會(huì)導(dǎo)致花生空殼嚴(yán)重。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、其余性狀作為次要考慮[16]。吳文新等試驗(yàn)結(jié)果表明，施鈣降低了花生主莖高和側(cè)枝長，但可以增加莖的干物質(zhì)量[9]，施加外源Ca2+可以促進(jìn)花生側(cè)枝的生長[10]甚至可促進(jìn)花生農(nóng)藝性狀的改善[11]。史曉龍等研究發(fā)現(xiàn)，適量施用鈣肥可明顯促進(jìn)花生側(cè)枝長的生長[12]，本研究發(fā)現(xiàn)兩品種在雞咀幼果期至莢果定型期之間各施肥處理與對照相比，都能促進(jìn)主莖高的生長，側(cè)枝長度逐漸增加，在莢果定型期前迅速增長，之后增長緩慢，到籽仁成熟期時(shí)達(dá)到最大值。這與前人研究結(jié)果基本相符?？偡种?shù)沒有變化，這可能是因?yàn)槭┾}在前期對花生分枝數(shù)有影響，但在開花下針期不再影響分枝數(shù)。施鈣處理對于花生莖干物重和葉干物重前期表現(xiàn)促進(jìn)、后期開始減少的現(xiàn)象，兩品種莖和葉片干物重均在莢果定型期達(dá)到最大，之后開始緩慢減少；地下部，根的干物重到籽仁充實(shí)期也呈減少趨勢，這與修俊杰的結(jié)論是基本一致的[20]。表明施用鈣肥可以調(diào)節(jié)地上部和地下部干物重，為產(chǎn)量的提高打下基礎(chǔ)。