減施氮肥對(duì)旱地花生農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

袁 光，張冠初，丁 紅，徐 揚(yáng)，李澤倫，梁新波，慈敦偉，秦斐斐，石書(shū)兵，張智猛*

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830000；2.山東省花生研究所，山東 青島 266100)

花生是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物和油料作物，是世界范圍內(nèi)植物油脂和植物蛋白的重要來(lái)源之一，在國(guó)民生產(chǎn)中占有重要地位，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，需求量劇增，發(fā)展花生產(chǎn)業(yè)對(duì)保障我國(guó)油脂和蛋白供給安全具有重要作用[1-2]。我國(guó)花生產(chǎn)量雖居世界首位，產(chǎn)區(qū)相對(duì)集中，種植方式較為成熟，但存在的問(wèn)題也日益突顯[3]?；ㄉa(chǎn)量的提高，與施肥量的不斷增加密切相關(guān)，但也使得肥料利用率明顯降低[4]。我國(guó)化肥投用強(qiáng)度逐年增長(zhǎng)，作物產(chǎn)量增幅卻并未有大的突破，中國(guó)增產(chǎn)單位質(zhì)量糧食所依賴(lài)的化肥投入逐步超過(guò)美國(guó)，存在投入過(guò)量問(wèn)題，當(dāng)前全國(guó)氮肥利用率僅為30%～35%[4]。作為肥料資源約束型國(guó)家，連續(xù)大量施用化肥，不僅浪費(fèi)資源，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，也帶來(lái)水體富營(yíng)養(yǎng)化、溫室氣體排放、土壤酸化和病蟲(chóng)害加重等一系列環(huán)境問(wèn)題。因此，在保證花生產(chǎn)量品質(zhì)的前提下，提高肥料利用率，減少環(huán)境污染是當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題[5]。

國(guó)內(nèi)外圍繞提高氮肥利用率、減量施用氮肥做了大量研究[6-8]，直接減少氮肥使用量，是提高氮肥利用率、降低氮素?fù)p失最直接有效的途徑[9]，在適當(dāng)減氮肥的基礎(chǔ)上配合施用其他元素肥料、有機(jī)肥、土壤調(diào)理劑和菌劑等生物制品，對(duì)產(chǎn)量品質(zhì)及肥料利用率有理想的效果，并可增加莢果數(shù)和籽粒質(zhì)量[7]。減少化肥施入量，對(duì)提高固氮效率及豆科作物的生產(chǎn)和競(jìng)爭(zhēng)力有巨大的優(yōu)越性[8]，若合理配施土壤調(diào)理劑，在促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量和氮肥利用效率的同時(shí)，還可降低氮素?fù)p失風(fēng)險(xiǎn)[10-11]。目前，對(duì)于花生減量施用化肥的研究較多[12-16]，但減施氮肥同時(shí)配合施用鈣肥、有機(jī)肥的研究相對(duì)較少。為此，本試驗(yàn)在減量施用氮肥的前提下增施有機(jī)肥和鈣肥，研究其對(duì)花生農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，以期為花生穩(wěn)產(chǎn)高效栽培提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年在山東省臨沂市沂南縣臥龍種業(yè)產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行。試驗(yàn)田土壤類(lèi)型為褐土，土壤肥力中等，耕層基礎(chǔ)土壤養(yǎng)分狀況：有機(jī)質(zhì)12.5 g/kg，堿解氮91 mg/kg，速效磷(P)28 mg/kg，速效鉀(K)95 mg/kg，pH6.0。

1.2 供試材料

供試花生品種為當(dāng)?shù)刂魍破贩N龍花128；供試有機(jī)肥為商品有機(jī)肥(有機(jī)氮磷鉀≥5%，有機(jī)氨基酸≥6%，有機(jī)鈣≥2%，有機(jī)質(zhì)≥50%，有機(jī)蛋白10%，腐殖酸≥20%)；氮磷鉀常規(guī)施肥選用商品復(fù)合肥(氮磷鉀15∶15∶15)、氮肥為尿素(含氮量46%)；磷鉀肥為磷酸二氫鉀(含P2O5為24%，含K2O為21%)；補(bǔ)充鉀肥為硫酸鉀(含K2O為51%左右)；鈣肥為氧化鈣(含CaO為80%左右)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置不施肥(CK0)、常規(guī)施肥(CK)、較常規(guī)施肥減氮25%(N1)、較常規(guī)施肥減氮35%(N2)、減氮25%配施有機(jī)肥(N1O1、N1O2、N1O3)和減氮25%配施鈣肥(N1Ca1、N1Ca2 、N1Ca3)、減氮35%配施有機(jī)肥(N2O1、N2O2、N2O3)和減氮35%配施鈣肥(N2Ca1、N2Ca2 、N2Ca3)，共16個(gè)處理，其中有機(jī)肥施用量O1、O2、O3分別為1500 kg/hm2、3000 kg/hm2、4500 kg/hm2，鈣肥施用量Ca1、Ca2、Ca3分別為1000 kg/hm2、2000 kg/hm2、3000 kg/hm2。整地前將所需肥料充分混合后以基肥形式均勻施入對(duì)應(yīng)各小區(qū)，小區(qū)面積33.3 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)。2018年4月28日播種，種植密度1.2萬(wàn)穴/666.7m2，每穴2粒，9月10日收獲。田間管理同一般高產(chǎn)田。收獲時(shí)，每個(gè)處理小區(qū)隨機(jī)選取有代表性植株10株，調(diào)查主莖高、第一側(cè)枝長(zhǎng)、單株單莢果數(shù)、雙莢果數(shù)、飽果數(shù)和總果數(shù)；各小區(qū)單獨(dú)收獲計(jì)產(chǎn)。

肥料貢獻(xiàn)率/%=(施肥處理產(chǎn)量-不施肥處理產(chǎn)量)/施肥處理產(chǎn)量×100

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對(duì)花生結(jié)果特性的影響

由表1可知，CK0處理下的雙果數(shù)、總果數(shù)、飽果數(shù)和飽果率均顯著低于常規(guī)施肥(CK)、N1和N2處理。常規(guī)施肥明顯提高雙果數(shù)、總果數(shù)、飽果數(shù)和飽果率，減施氮肥均使雙果數(shù)、總果數(shù)、飽果數(shù)和飽果率各莢果性狀顯著降低，但均明顯高于不施肥CK0處理。CK0、CK、N1和N2所有處理間的單果數(shù)差異均未達(dá)顯著水平，N1與N2處理間的各莢果性狀差異亦不顯著，N2處理的雙果數(shù)、總果數(shù)、飽果數(shù)和飽果率較N1處理分別降低4.33%、3.02%、4.64%和1.56%。

減氮補(bǔ)充有機(jī)肥和鈣肥可明顯改善花生結(jié)果特性，但過(guò)量減氮至35%時(shí)，配施有機(jī)肥和鈣肥均使其各特性明顯降低，且N2各處理間差異均不顯著。N1處理下，隨有機(jī)肥施用量的增加其雙果數(shù)、總果數(shù)、飽果數(shù)和飽果率均顯著提高，N1O2和N1O3較N1O1分別提高13.12%、8.16%、15.96%、7.25%和20.41%、15.09%、27.33%、10.14%。N1處理下，適量配施鈣肥可明顯改善雙果數(shù)、總果數(shù)、飽果數(shù)和飽果率，且N1Ca1、N1Ca2和N1Ca3各處理間差異均達(dá)顯著水平，N1Ca2效果最高，N1Ca3最低，二者較N1Ca1分別提高11.83%、6.32%、15.15%、8.45%和-2.04%、-2.92%、-5.39%、-8.45%。

表1 不同處理對(duì)花生莢果性狀的影響

注：同一列不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。下同。

Note: Different letters in the same column indicated significant differences among treatments at 0.05 levels.Same below.

2.2 不同施肥處理對(duì)花生植株農(nóng)藝性狀的影響

表2可知，CK0處理下主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量均顯著低于CK、N1和N2處理。常規(guī)施肥明顯提高主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量，減施氮肥均使主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量等各農(nóng)藝性狀顯著降低，但均明顯高于不施肥CK0處理，N1與N2處理間主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量各農(nóng)藝性狀差異性顯著，N2較N1處理分別降低12.13%、6.52%、7.50%、21.35%。

減氮補(bǔ)充有機(jī)肥可明顯改善花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量等各農(nóng)藝性狀，減氮補(bǔ)充鈣肥可明顯提高地下部生物積累量，但對(duì)主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)和地上部生物積累量影響不明顯；過(guò)量減氮至35%時(shí)，配施有機(jī)肥和鈣肥均使其各特性明顯降低，且N2各處理間差異均不顯著。N1處理下，增施有機(jī)肥使其主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量均顯著提高，N1O3略高于N1O2，兩處理間差異不顯著，N1O2和N1O3均顯著高于N1O1，較N1O1分別提高12.65%、11.23%、16.13%、23.23%和14.09%、10.49%、17.21%、27.31%。N1處理下，適量配施鈣肥可明顯改善地下部生物積累量，且N1Ca2 顯著高于N1Ca1和N1Ca3，N1Ca1和N1Ca3間差異不顯著，N1Ca2和N1Ca3較N1Ca1分別提高17.36%和-9.05%。

表2 不同處理對(duì)花生農(nóng)藝性狀的影響

表3 不同處理對(duì)產(chǎn)量性狀的影響

2.3 不同施肥處理對(duì)花生產(chǎn)量性狀的影響

由表3可看出，CK0處理下的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出米率和產(chǎn)量均顯著低于CK、N1和N2處理。常規(guī)施肥明顯提高百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和產(chǎn)量，減施氮肥使百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出米率和產(chǎn)量均顯著降低，但均明顯高于不施肥CK0處理，N1和N2處理間除產(chǎn)量差異顯著外，其余各產(chǎn)量性狀差異均未達(dá)顯著水平，N2處理的百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出米率和產(chǎn)量較N1處理分別降低0.63%、0.36%、0.01%和21.35%。

減氮補(bǔ)充有機(jī)肥可明顯提高花生產(chǎn)量，對(duì)百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、出米率影響不明顯，減氮補(bǔ)充鈣肥可明顯提高百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和產(chǎn)量，出米率影響不顯著，但過(guò)量減氮至35%時(shí)，配施有機(jī)肥和鈣肥均使其各特性明顯降低，且N2各處理間差異均不顯著。N1處理下，隨有機(jī)肥用量增加產(chǎn)量增加，N1O2和N1O3較N1O1分別提高26.74%和27.31%。N1處理下，適量配施鈣肥可以明顯提高百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量和產(chǎn)量，且N1Ca2顯著高于N1Ca1和N1Ca3，但N1Ca1和N1Ca3處理間差異不顯著，二者較N1Ca1分別提高5.29%、7.11%、1.07%、17.36%和-1.48%、-1.38%、-0.12%、-9.05%。

2.4 不同施肥處理對(duì)肥料貢獻(xiàn)率的影響

肥料貢獻(xiàn)率是指肥料對(duì)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率。由圖1可知，常規(guī)施肥與減施氮肥處理的肥料貢獻(xiàn)率大小表現(xiàn)為：CK>N1>N2，且三者間差異達(dá)顯著水平，N1和N2較CK處理的肥料貢獻(xiàn)率分別減少19.26%和36.49%，說(shuō)明氮肥對(duì)肥料貢獻(xiàn)率作用明顯。減氮肥25%適量補(bǔ)充有機(jī)肥和鈣肥，可明顯提高肥料貢獻(xiàn)率，N1Ca2、N1O2和N1O3較常規(guī)施肥間差異不顯著，但N1Ca1、N1Ca3和N1O1均顯著低于常規(guī)施肥。過(guò)量減氮至35%時(shí)，配施有機(jī)肥和鈣肥各處理的肥料貢獻(xiàn)率均顯著降低，且N2各處理間差異均不顯著。

圖1 不同處理對(duì)肥料貢獻(xiàn)率的影響

3 討論與結(jié)論

氮是植物生長(zhǎng)發(fā)育中最具重要意義的營(yíng)養(yǎng)元素之一，氮肥的肥料貢獻(xiàn)率作用至關(guān)重要，適宜的氮肥用量對(duì)于提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)量有重要作用[17]。以往研究表明，在一定施氮量范圍內(nèi)，增施氮肥可顯著提高花生有效果數(shù)和產(chǎn)量，且隨施氮量的增加，花生產(chǎn)量也相應(yīng)增加，氮肥對(duì)花生產(chǎn)量起著決定性的作用[18-21]。適當(dāng)減少氮肥用量，不僅不會(huì)減少作物的產(chǎn)量，而且還可以減少生產(chǎn)成本，提高氮肥利用率[22]。在減施20%氮肥配施土壤調(diào)理劑或有機(jī)肥基礎(chǔ)上，能促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量和氮肥利用效率[10]。

合理施用有機(jī)肥和鈣肥，實(shí)現(xiàn)有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合，減少化肥養(yǎng)分投入，改良土體構(gòu)造、培肥地力、改善花生的農(nóng)藝性狀，從而增加結(jié)果枝數(shù)、單株果數(shù)、百果質(zhì)量，顯著提高花生產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益[23]。減氮肥10%和15%配施有機(jī)肥，可以達(dá)到水稻穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)目的，且?guī)?lái)的環(huán)境效益較好[24]；在一定氮、磷、鉀元素基礎(chǔ)上，配施有機(jī)肥能夠有效促進(jìn)花生的生長(zhǎng)發(fā)育，明顯增加生物量、莢果數(shù)，降低地上部生物量與地下部生物量之比，有助于籽粒形成和花生產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的提高[11,25-27]。合理使用鈣肥可提高光合速率和碳代謝能力，提高花生莢果充實(shí)度，明顯減少空秕果的形成，增加花生單株的結(jié)果數(shù)，避免了氮素過(guò)多地在營(yíng)養(yǎng)器官積累而導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)體生長(zhǎng)過(guò)快，促進(jìn)蛋白質(zhì)以及其他有機(jī)營(yíng)養(yǎng)向花生籽仁運(yùn)送，協(xié)調(diào)了營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)之間的關(guān)系，從而減少空殼率，提高飽果率，增加產(chǎn)量[28-30]。

本試驗(yàn)條件下，減施氮肥可顯著降低花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量、單株莢果數(shù)、飽果率和產(chǎn)量，顯著降低肥料貢獻(xiàn)率。減施氮肥增施有機(jī)肥和鈣肥，可顯著提高花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、生物積累量、單株莢果數(shù)和飽果率，補(bǔ)償因氮肥減少而造成的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的降低，實(shí)現(xiàn)花生穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)目標(biāo)。減施氮肥增施鈣肥對(duì)花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)及地上部生物積累量影響不明顯，但可顯著提高花生地下部生物積累量、單株莢果數(shù)和飽果率，進(jìn)而提高產(chǎn)量。減氮25%配合增施2000kg/hm2鈣肥或4500kg/hm2有機(jī)肥，較常規(guī)施用復(fù)合肥處理其產(chǎn)量差異均未達(dá)顯著水平，且分別增產(chǎn)6.92%和3.89%。因此，通過(guò)配施適量的有機(jī)肥或鈣肥可達(dá)到花生減氮穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)的目的，確?；ㄉa(chǎn)量穩(wěn)步提高的同時(shí)，降低氮素流失和環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)花生環(huán)境友好型生產(chǎn)。