莢果期淹水脅迫對花生產(chǎn)量及品質的影響

馬青榮 鄒春輝 胡程達 成林 李彤霄 秦福生

摘要：研究花生莢果期澇害對產(chǎn)量及品質的影響可為農(nóng)業(yè)防災減災提供重要科學依據(jù)?；谔镩g試驗，將夏花生莢果期分為前期、中期、后期3個時段，每個階段設置0（對照）、3、5、7、9d人工模擬淹水脅迫，研究了澇害對花生的影響。結果表明，淹水脅迫時間越早，脅迫日數(shù)越多，產(chǎn)量影響就越大，反之影響小，總體影響趨勢排序為前期>中期>后期，9d>7d>5d>3d;前期的9d淹水脅迫使莢果產(chǎn)量、百果重、百仁重分別減少21.8%、16.2%和24.6%，中期9d淹水脅迫分別減少15.7%、8.6%和14.2%;前、中期的地上生物量莖葉干重3、5d淹水脅迫為正效應，平均增幅8%，7d開始轉為負效應;淹水脅迫可使子仁品質受到影響，影響程度排序為中期>后期>前期，水分、粗蛋白、油酸含量升高，含油量、亞油酸、棕桐酸含量降低，使得品質下降，水分和含油量隨淹水日數(shù)的增加而增加，其余品質指標與淹水日數(shù)關系不明顯。

關鍵詞：花生;莢果期;淹水脅迫;產(chǎn)量;品質

隨著中國農(nóng)業(yè)供給側結構性改革和新一輪農(nóng)業(yè)結構調(diào)整的開展，花生生產(chǎn)進入新的發(fā)展階段。近年來，中國花生種植面積和總產(chǎn)量一直維持在歷史最高水平，花生平均種植面積在467萬hm^主左右，占全球花生種植面積的近21%，居世界第二位[1，2]。河南省是中國第一花生生產(chǎn)大省，2016年河南省花生種植面積接近113萬hm²，占全國花生總種植面積的24%，2017年種植面積接近135萬hm²，2018年種植面積增加到146萬hm

已有研究成果從不同生育期角度揭示了濕澇災害的發(fā)生對花生產(chǎn)量和品質的影響結果和規(guī)律，但是針對花生對濕澇反應的敏感期尚有不同看法[16-19]：生育前期和后期，或莢果充實期，或花針期。淹水時長為10、25、35、65、88d，淹水時段為分苗期[16，17]、花針期[12，13]、結英期和生育后期[14，15]，但存在著淹水時長時段與大田實際生產(chǎn)發(fā)生的淹水時長、時段結合不密切，研究的理論成果難以直接應用于農(nóng)業(yè)氣象服務工作中。本研究結合河南省黃淮區(qū)域八九月極易出現(xiàn)3d以上的夏秋連陰雨或秋澇降雨特點，在夏花生產(chǎn)量形成期間設計3、5、7、9d不同水淹處理試驗，研究花生子仁產(chǎn)量形成前、中、后期不同淹水日數(shù)對花生產(chǎn)量和品質的影響，為河南省花生農(nóng)業(yè)氣象服務、災損影響評估等抗災減災提供科學依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試花生品種為河南省主栽品種豫花22，由河南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所培育，屬于珍珠豆型花生，夏播生育期113d左右。飽果成熟期（50%植株出現(xiàn)飽果到大多數(shù)莢果飽滿成熟）約需25d，英果充實階段約需45d。

1.2 試驗設計

試驗于2018年在河南省氣象科學研究所試驗田（34°43′N、113°39′E，拔海高度110.4m）進行。土壤類型為沙壤土，微堿性，肥力中等[20]。處理小區(qū)長4m，寬3m，小區(qū)間用1.5m深塑料膜隔開。每小區(qū)播種6行，每行20穴，每穴2粒種子，播期為5月31日。豫花22子仁產(chǎn)量形成約需45d左右，把子仁產(chǎn)量形成（莢果期）分前期、中期、后期3個時段，試驗設3個時段，分別從成熟收獲日期（從播種第二天算起到113d當天為準）前40（8月12日）、20（9月1日）、10（9月11日）d開始水淹處理，每時段分別設0、3、5、7、9d處理水平，其中0d作為處理對照，土壤濕度保持在田間持水量的50%～70%，水淹處理期間花生根部地面上持續(xù)積水深度2cm以上。

黃淮區(qū)域的南陽、駐馬店、周口3個地區(qū)2016年花生種植面積68萬hm²，約占河南省種植面積的47%，其中夏花生50萬hm²，占河南省夏播面積的50%。然而，該區(qū)域在8月中旬至9月上旬雨量集中且常發(fā)生大雨、暴雨，秋澇出現(xiàn)頻率甚高，由于該地區(qū)花生種植習慣為平作，遇澇排水困難，因此造成花生生育后期澇漬災頻發(fā)，嚴重影響花生產(chǎn)量和品質。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 產(chǎn)量結構分析 成熟收獲期間每處理水平小區(qū)隨機連根取樣10穴，選有代表性的10株自然晾干后，用0.01g感應量的電子天平先稱取每株的地上生物量（含莖、葉）、根重、莢果重，結合密度（株/m²）換算為每平方米數(shù)值;收獲小區(qū)莢果晾曬干后測定產(chǎn)量，并隨機稱取500g莢果分析百果重（飽果）、百仁重（飽子）。

1.3.2 子仁品質測定 莢果晾曬干去殼后子仁隨機抽樣，去皮粉碎后利用瑞典波通公司生產(chǎn)的DA7250型近紅外儀測定水分、粗蛋白質、脂肪、油酸、亞油酸、棕櫚酸、精氨酸、賴氨酸、亮氨酸的含量。

2 結果與分析

通過前期、中期、后期3個時段不同日數(shù)的淹水脅迫取樣數(shù)據(jù)分析，各項指標均受到不同程度影響，從前期、中期、后期3個時段之間及時段內(nèi)不同淹水脅迫日數(shù)對比，均呈現(xiàn)出明顯變化。下面就各時段3、5、7、9d淹水脅迫與對照處理（0d）的增減情況加以分析。

2.1 不同時段淹水脅迫日數(shù)對生物量的影響

由圖1可知，地上生物量的莖葉干重和地下生物量的根干重、莢果干重幾項指標在3個時段內(nèi)均明顯受到淹水脅迫的影響，影響程度的排序為前期>中期>后期，且影響幅度隨著淹水日數(shù)的增加而增加。

莖葉干重在前期和中期的3、5d出現(xiàn)了正效應，不減反增，且前期增幅大于中期，3d大于5d。前期處于營養(yǎng)生長與生殖生長同時旺盛時段，需水量大，3、5d的水淹處理加速了莖葉的生長，分別增加了12%、9%;7d水淹處理開始抑制生長，呈現(xiàn)負效應，比對照下降6%;9d時已下降了12%。中期3d增加了8%，5、7d基本持平，9d降10%。后期基本停止營養(yǎng)生長，3～7d基本持平，9d因水淹日數(shù)偏多，加速了莖葉衰老而下降8‰

淹水對根干重的影響雖然表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，分別下降12%、10%和1%，但3，5d的影響為中期大于前期，平均下降7.8%和4.1%，7、9d的影響為前期大于中期，分別下降15.4%、22.7%和10.8%、15.0%。后期因基本停止營養(yǎng)生長，淹水對根重基本沒影響。

莢果干重的淹水脅迫隨著水淹日數(shù)的增加影響幅度變大，3、5d前中后期平均分別降低10.6%、2.6%、2.2%，7、9d前中后期平均分別降低18.2%、9.7%、3.8%，基本上中期影響是前期的一半，后期影響是中期的一半。

2.2 不同時段淹水脅迫日數(shù)對產(chǎn)量的影響

從淹水脅迫對產(chǎn)量的影響趨勢來看排序為百仁重>莢果產(chǎn)量>百果重，從時段來看排序為前期>中期>后期，從水淹日數(shù)來看排序為9d>7d>5d>3d。

2.2.1 不同時段淹水脅迫日數(shù)對莢果與子仁大小的影響前期、中期、后期3個時段淹水脅迫造成百果重和百仁重平均下降9%、4%、2%和16%、12%、6%，其中前期的3、5、7、9d淹水分別下降3%、6%、9%、16%和8%、9%、22%、25%。百果重中期、后期時段影響降幅分別在9%、5%以內(nèi);百仁重中期的3～5d影響減幅約為10%，7～9d減幅為15%左右，后期時段減幅比中期降低了50%。產(chǎn)量形成前期水淹9d百仁重影響最大，減幅高達25%;產(chǎn)量形成后期影響最小，水淹9d影響7%，水淹3d基本不受影響。

2.2.2 對莢果產(chǎn)量的影響淹水脅迫對莢果產(chǎn)量的影響為前期、中期、后期平均減產(chǎn)15%、8%、2%。其中前期的3、5、7、9d分別減產(chǎn)9%、10%、17%、22%，中期和后期的4個水淹日數(shù)處理分別減產(chǎn)2%、6%、9%、16%和1%、1%、2%、4%。產(chǎn)量形成前期水淹9d影響最大，減產(chǎn)高達22%，產(chǎn)量形成后期水淹3d影響最小，減產(chǎn)1%。

2.3 不同時段淹水脅迫日數(shù)對子仁品質的影響

由表1可知，花生子仁產(chǎn)量形成期間，不同時段不同淹水脅迫日數(shù)均對品質產(chǎn)生了一定影響，淹水脅迫使籽仁含油量、亞油酸和棕櫚酸的含量降低，而水分、粗蛋白、油酸、精氨酸、賴氨酸及亮氨酸含量有所提高，相應O/L（油亞比）有所提升。從前期、中期、后期處理來看，中期時段是子仁充實增重高峰期，品質影響最大，其次是子仁沒有完全發(fā)育成熟的后期時段，前期時段正逢子仁產(chǎn)量形成前期增源擴庫時段，淹水脅迫對品質影響相對最小。水分和含油量隨著濕澇脅迫日數(shù)呈線性增加，水淹日數(shù)越多，變化幅度越大，其他品質指標與濕澇脅迫日數(shù)沒有明顯關系。

水分和含油量隨著淹水脅迫日數(shù)呈階梯狀變化，其中水分變化幅度較大，最大值出現(xiàn)在中期時段的5、7、9d，增幅達60%左右，其余品質指標在淹水脅迫日數(shù)影響下沒有明顯的階梯狀變化。總體來看，3個時段的影響程度排序為中期>后期>前期，升降趨勢一致，變化幅度各異。

3 小結與討論

花生是地下結果的作物，莢果發(fā)育需要土壤中水、氣協(xié)調(diào)[1，6]。研究表明，土壤水分過多會造成花生生長緩慢，干物質積累減少，降低其根冠比，影響花生產(chǎn)量和品質[20，21]。但是，淹水時段對不同花生品質的影響有差異，其中淹水發(fā)生在花生生長發(fā)育的中后期時會影響產(chǎn)量部分構成因素如莢果大小、果仁灌漿充實程度[22]。本研究表明，從生物產(chǎn)量來看，莢果期前、中2個時段3、5d的淹水脅迫引起了莖蔓徒長，莖葉干重形成正效應，根和莢果的干重因水分過多生長受阻，抑制根系的生長和莢果的膨大，根和莢果變小，這與萬書波[1]的研究成果基本一致。

從淹水對產(chǎn)量及其構成要素的影響來看，本研究發(fā)現(xiàn)莢果期3個時段不同日數(shù)的淹水脅迫均造成了花生莢果不同程度的減產(chǎn)，前期淹水減產(chǎn)幅度最大，中期次之，后期最小。產(chǎn)生這種情況的主要原因可能是前期水淹時段花生對淹水比較敏感，此時段淹水脅迫會嚴重阻礙莢果的發(fā)育，進而導致花生百果重、百仁重的大幅降低，前期、中期9d時百果重、百仁重、莢果產(chǎn)量分別下降16.2%、24.6%、21.8%和8.6%、14.2%、15.7%，與劉娟等[6]的10d淹水研究成果基本一致。本研究中的正陽站點2017年在前中期遇到2次5d淹水，當年實際產(chǎn)量為4275kg/hm²，與2016年產(chǎn)量（5020kg/hm²）相比減產(chǎn)15%，2010年的后期5d淹水實際產(chǎn)量基本沒受影響。本研究表明前期、中期、后期3個時段的5d淹水分別減產(chǎn)10%、6%、1%，與生產(chǎn)實際基本一致。

從淹水對花生品質的影響來看，本研究表明英果期不同時段的淹水脅迫導致了花生子仁品質構成發(fā)生了較大的變化，最主要表現(xiàn)為隨淹水脅迫日數(shù)的增加，粗蛋白、油酸、精氨酸、賴氨酸及亮氨酸含量有不同程度的升高，含油量出現(xiàn)不同程度的下降。產(chǎn)生這種情況的主要原因可能是花生受淹水后阻礙了脂肪的合成，但是為了保持花生莢果的活性，促使蛋白質含量增加，這與劉娟等[6]的研究成果基本一致。盡管9d之內(nèi)的濕澇脅迫使O/L值有所提高，增加了花生品質和貯藏的穩(wěn)定性，但子仁水分含量從2%提升至60%左右，加上含油量降低使口感香味變淡，油酸等脂肪酸含量升高，食品營養(yǎng)重要標志的亞油酸含量下降，使花生品質在子仁產(chǎn)量形成時期由于淹水脅迫而品質下降。

已有的研究成果沒有把花生子仁產(chǎn)量形成時期或莢果期分3個時段淹水處理，也沒有10d以內(nèi)的水淹日數(shù)處理水平試驗設置，本研究也只持續(xù)了1年，在品質影響等方面尚存在一定的不確定性，淹水脅迫下油酸含量提升而亞油酸含量下降，致使O/L值有所提高，增加了花生貯藏的穩(wěn)定性，但子仁水分含量升高，食品營養(yǎng)重要標志的亞油酸含量下降，導致品質明顯下降。但臧秀旺等[15]的研究成果是子仁亞油酸的含量提高，油酸的含量降低，O/L值下降，與本研究結論不一致。因此，淹水對花生品質的影響需進一步的探討研究，不同淹水處理水平對花生光合生理方面的影響也應進行研究分析。

參考文獻：

[1]萬書波.中國花生栽培學[M].上海：上海科學技術出版社，2003.

[2]孫大容.花生育種學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998.

[3]王新偉，杜明哲，王麗，等.河南省花生連陰雨災害氣象指數(shù)保險設計[J].生態(tài)學雜志，2018，37（11）：3390-3395.

[4]A.J.圣安吉洛，著，山東省花生研究所，譯.花生栽培與利用[M].濟南：山東科學技術出版社，1980.

[5]張俊，湯豐收，減秀旺，等.不同種植方式花生生育后期濕澇脅迫對產(chǎn)量及保護性酶系統(tǒng)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2014，43（12）：46-50.

[6]劉娟，張俊，臧秀旺，等.濕澇脅迫對平作和壟作花生滲透調(diào)節(jié)能力與產(chǎn)量及品質的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學學報，2015，49（6）：737-741.

[7]BISHNOI N R，KRISHNAMOORTHY H N.Effect of waterloggingand gibberellic acid on leaf gas exchange in peanut[J].Journal ofplant physiology，1992，139（4）：503-505.

[8]NILSEN E T，ORCUTT D M.The physiology of plants under stress：abiotic factors[M].New York：John W iley&Sons Inc，1996：322-361.

[9]JACKSON M B.Ethylene and responses of plants to soil water-logging and submergence[J].Annual review of plant physiology，1985，36（1）：165-174.

[10]易靜，劉登望，王建國，等.濕澇對花生干物質積累與分配的影響[J].花生學報，2017，46（3）：39-47.

[11]張鳳，王媛媛，張佳蕾，等.不同生育時期淹水對花生生理性狀及產(chǎn)量、品質的影響[J].花生學報，2012，41（2）：1-7.

[12]曹鐵華，梁恒赫，張磊，等.開花后水分脅迫對花生產(chǎn)量形成過程的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)大學學報，2011，33（1）：9-13.

[13]程曦，趙長星，王銘倫，等.不同生育時期干旱脅迫對花生抗旱指標值及產(chǎn)量的影響[J].青島農(nóng)業(yè)大學學報（自然科學版），2012，27（4）：282-284，288.

[14]張俊，劉娟，臧秀旺，等.不同生育時期水分脅迫對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響[J].中國農(nóng)學通報，2015，31（24）：93-98.

[15]減秀旺，湯豐收，張俊，等.生育后期濕澇脅迫對不同種植方式花生產(chǎn)量性狀及品質的影響[J].花生學報，2014，43（4）：13-18.

[16]劉登望，李林.濕澇對幼苗期花生根系ADH活性與生長發(fā)育的影響及相互關系[J].花生學報，2007，43（4）：12-17.

[17]趙偉，李林，戈蕾，等.不同花生品種幼苗期耐澇性差異分析[J].貴州農(nóng)業(yè)科學，2009，37（12）：84-86.

[18]單興斌，劉登望，李林，等.耕作方式對淹水花生光合特性及產(chǎn)量品質的影響[J].花生學報，2018，47（1）：27-32，42.

[19]李林，鄒冬生，劉登望，等.花生等農(nóng)作物耐濕澇性研究進展[J].中國油料作物學報，2004，26（3）：106-111.

[20]劉登望，李林，鄒冬生，等.濕澇脅迫對不同種質花生生長和農(nóng)藝性狀的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2009，17（5）：968-973.

[21]劉登望，王建國，李林，等.不同花生品種對旱澇脅迫的響應及生理機制[J].生態(tài)學報，2015，35（11）：3817-3824.

[22]BISHNOI N R，KRISHNAMOORTHY H N.Effect of waterloggingand gibberellic acid on growth and yield o# peanut[J].Indinajournal of plant physiology，1995，38（1）：45-47.

中圖分類號：S565.2;S422 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）09-0032-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114：2020.09.007

收稿日期：2020-01-08

基金項目：中國氣象局農(nóng)業(yè)氣象保障與應用技術重點開放實驗室科學研究基金項目（AMF201801，AMF201901）;2019年國內(nèi)外作物產(chǎn)量氣象預報專項

作者簡介：馬青榮（1972-），女，河南西峽人，高級工程師，碩十，主要從事農(nóng)業(yè)氣象與災害研究，（電話）13700886561（電子信箱）zzmqr@163.com;通信作者，鄒春輝（1973-），男，江西新余人，正研級高工，碩士，主要從事：農(nóng)業(yè)氣象研究，（電話）0371-86070137（電子信箱）z198@163.com。