膜下滴灌追肥種類對花生衰老特性和產(chǎn)量的影響

秦文潔，郭潤澤，鄒曉霞，張曉軍，于曉娜，王月福，司 彤

（青島農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/山東省旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)重點實驗室，山東青島266109）

0 引言

花生是國內(nèi)重要的經(jīng)濟作物和油料作物。在花生生產(chǎn)中，由于地膜覆蓋技術(shù)的應用，以及地上開花地下結(jié)果的特性，無法進行土壤追肥，即使追肥效果也差，因此，只能一次性使用速效底肥。一次性使用速效底肥，一是在花生生育前期容易引起旺長，使營養(yǎng)生長和生殖生長失調(diào)，甚至導致中后期倒伏，降低產(chǎn)量。二是在花生生育后期，由于底肥淋溶流失土壤養(yǎng)分含量低[1]，根系逐漸衰老，加上莢果發(fā)育對養(yǎng)分的需求量大，葉片氮、磷等元素轉(zhuǎn)移到莢果中，引起葉片早衰，降低光合能力，導致減產(chǎn)[2]。三是過于集中施用，花生難以在短期內(nèi)有效吸收，部分肥料會隨雨水淋失污染土壤或地表水體，造成肥料大量流失，對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成危害。因此，根據(jù)花生需肥規(guī)律，將肥料進行分次施用，使養(yǎng)分供應盡量與花生需求吻合，既有利于提高花生產(chǎn)量和肥料利用效率，還能防止肥料流失，減輕施肥對環(huán)境的污染危害。

近年來，膜下滴灌水肥一體化技術(shù)的開發(fā)應用為解決花生追肥難的問題提供了可行途徑。大量研究認為，滴灌水肥一體化技術(shù)可以根據(jù)作物的水肥需求特性實時定量灌溉施肥，實現(xiàn)水分和養(yǎng)分的協(xié)同供應，提高水肥利用率[3-4]。但是，滴灌施肥與常規(guī)施肥制度理論上存在差異[5]。氮是花生生長發(fā)育必需的大量元素之一，對花生產(chǎn)量形成和品質(zhì)提高有重要作用[6]?；ㄉm為豆科作物，但僅靠根瘤菌所固定的氮肥和土壤氮，尚不能滿足對氮的需求，因此，仍需要施用氮肥來保證花生生長發(fā)育的正常進行[7]。鈣元素是花生生長發(fā)育中所需要的中量元素之一，鈣對花生植株生長、莢果發(fā)育、光合特性、產(chǎn)量形成等具有重要作用[8-10]。硼素對改善光合產(chǎn)物在各器官中的分配和運轉(zhuǎn)有重要作用，施用硼肥能夠促進莢果膨大、增加干物質(zhì)積累，增加花生單株結(jié)莢數(shù)和雙仁果數(shù)、飽果數(shù)、百果重[11-12]。目前，關于花生單施氮[7,13-15]、鈣[8-10]、硼[11-12]肥的研究相對較多，但是對于氮、鈣、硼肥配合追施對花生生長發(fā)育和產(chǎn)量形成影響的研究鮮見報道?；ㄡ樒谑腔ㄉL發(fā)育最旺盛、水肥需求最敏感的時期[16]。為此，本研究在大田覆膜滴灌條件下，于花生花針期追施不同種類的肥料，研究了氮、硼和鈣單施及其配合施用對花生衰老特性和產(chǎn)量的影響，以期明確各肥料種類及其相互配合追施提高花生產(chǎn)量的效應，確定適宜的追施肥料種類和配施，為花生科學追肥實現(xiàn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)節(jié)本增效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2017年和2018年在青島農(nóng)業(yè)大學膠州現(xiàn)代科技示范園進行。2017年和2018年5—9月相關氣象數(shù)據(jù)如表1。供試土壤為砂姜黑土，0～20 cm土層土壤基礎養(yǎng)分狀況見表2。供試花生品種為大花生品種‘青花7號’，肥料為尿素（總氮≥46.4%，由陽煤平原化工有限公司提供）、硝酸鈣（分析純Ca(NO3)2·4H2O≥99.0%，由天津市鼎盛鑫化工有限公司提供）和硼砂（分析純，由天津市恒興化學試劑制造有限公司提供）。

表1 2017年和2018年5—9月相關氣象數(shù)據(jù)

表2 供試土壤基礎養(yǎng)分含量

1.2 試驗設計

在統(tǒng)一按公頃基施復合肥(N:P:K=15:15:15)300 kg的基礎上，采用膜下滴灌方式，在花針期設置9個追肥處理，分別為不灌水不追肥(CK1)、灌水不追肥(CK2)、追施氮肥(N)、追施硼肥(B)、追施鈣肥(Ca)、追施氮硼肥(NB)、追施氮鈣肥(NCa)、追施硼鈣肥(BCa)、追施氮硼鈣肥(NBCa)。各處理具體追肥種類、數(shù)量及灌水量見表3。于適宜播種期（2017年5月8日，2018年5月9日）進行花生機播，一壟雙行，壟距90 cm，壟上小行距30 cm，每穴2粒，穴距15 cm。小區(qū)面積54 m2(20 m×2.7 m)，隨機排列，重復3次，共27個小區(qū)。分別于2017年9月13日和2018年9月11日收獲。其他田間管理同大田生產(chǎn)。

表3 各處理施肥和灌水情況

1.3 測定項目與方法

自花針期追肥（2017年7月3日，2018年7月6日）后10天開始取樣測定，以后每隔10天取樣測定1次。在各取樣期內(nèi)，選擇晴好天氣于9:00—11:00時，用美國產(chǎn)Li-6400便攜式光合測定儀測定各處理花生倒三葉凈光合速率(Pn)，用日本產(chǎn)SPAD-502葉綠素計測定各處理主莖倒三葉的葉綠素含量。同時，各處理取主莖倒三葉，迅速放入冰盒中，后移入超低溫冰箱中冷凍備用。用于測定花生功能葉超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白質(zhì)、丙二醛(MDA)含量。SOD和POD活性、MDA含量和可溶性蛋白含量的測定參照李合生等[17]的方法。收獲時各小區(qū)實收沒有取過樣的地段6 m2，調(diào)查平均每株有效果數(shù)，摘果，自然風干，稱重計產(chǎn)，測定百果重、百仁重和出仁率。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理在Excel 2010下進行，統(tǒng)計分析和差異顯著性檢驗在DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)LSD下進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 追肥種類對花生功能葉葉綠素SPAD值和光合速率變化的影響

由表4～5可以看出，隨著取樣日期的推進，各處理花生功能葉葉綠素SPAD值和凈光合速率均呈先上升后下降的趨勢，于追肥后20～30天達到最大值。在各取樣日期花生葉片葉綠素SPAD值和凈光合速率雖然有CK2高于CK1處理的趨勢，但均未達到顯著水平，說明花針期灌水10 mm對花生葉片葉綠素SPAD值和凈光合速率的影響不顯著。各追肥處理各期葉綠素SPAD值和凈光合速率均高于不施肥的對照處理，有時達到顯著水平。各追肥處理間比較，NCa和NBCa處理的葉片葉綠素SPAD值和凈光合速率在各取樣日期互有高低，且無顯著差異，為處理間最高值，有時顯著高于其他處理。兩兩配施處理在各取樣日期葉片葉綠素SPAD值和凈光合速率均高于單施處理。兩兩配施處理中，各葉片處理葉綠素SPAD值均表現(xiàn)為NCa＞NB＞BCa，NCa、NB處理有時與BCa處理差異達顯著水平。單施處理中，各處理功能葉葉綠素SPAD值和凈光合速率表現(xiàn)為N＞Ca＞B，N、Ca處理有時與B處理達顯著水平。說明花針期追施不同種類肥料均可不同程度提高花生功能葉光合能力，但單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中以追施氮硼鈣肥或氮鈣肥提高光合能力的效果較好。

表4 追肥種類對花生功能葉葉綠素SPAD值變化的影響

表5 追肥種類對花生功能葉凈光合速率變化的影響 μmol CO2/(m2·s)

2.2 追肥種類對花生功能葉SOD和POD活性變化的影響

由表6～7可以看出，隨著取樣日期的推進，各處理花生功能葉SOD和POD活性均呈先上升后下降的趨勢，于追肥后30天達到最大值。CK1和CK2處理的葉片SOD和POD活性在各取樣日期互有高低，但均未達到顯著水平，說明花針期灌水10 mm對花生葉片SOD和POD活性的影響不顯著。各追肥處理的葉片SOD和POD活性在各個取樣日期中均顯著高于不施肥的對照處理。NCa和NBCa處理花生葉片SOD和POD活性在各取樣日期互有高低，為各處理間最高值，且兩者間無顯著差異。兩兩配施處理各期花生葉片SOD和POD活性也均高于單施處理，有時達顯著水平。兩兩配施處理中，以NCa處理花生葉片SOD和POD活性為最高，有時與NB、BCa處理達到顯著水平。單施處理中葉片SOD和POD活性均表現(xiàn)為N＞Ca＞B，之間差異有時達到顯著水平。說明花針期追施不同種類肥料均可不同程度地提高花生功能葉保護酶活性，但單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中以追施氮硼鈣肥或氮鈣肥提高保護酶活性的效果較好。

表6 追肥種類對花生功能葉SOD活性變化的影響 U/(g·FW·h)

續(xù)表6

表7 追肥種類對花生功能葉POD活性變化的影響 U/(g·FW·s)

2.3 追肥種類對花生功能葉可溶性蛋白含量變化的影響

由表8可以看出，各處理花生功能葉可溶性蛋白含量均呈先上升后下降的變化趨勢，于追肥后30天達到最大值。CK1和CK2處理的葉片可溶性蛋白含量在各取樣日期互有高低，但均未達到顯著水平，說明花針期灌水10 mm對花生葉片可溶性蛋白含量的影響不顯著。各追肥處理各期花生葉片可溶性蛋白含量均高于不施肥的對照（追肥后50天的B、Ca處理除外）。追肥處理間比較，NCa和NBCa處理葉片可溶性蛋白含量在追肥后20天及之后取樣日期互有高低，為各處理間最高值，且兩者間無顯著差異。兩兩配施處理各期花生葉片可溶性蛋白含量大多數(shù)時期也均高于單施。兩兩配施處理中，NB和NCa處理在大多數(shù)取樣日期高于BCa處理，有時差異達顯著水平。單施處理中，以B處理葉片可溶性蛋白含量最低，有時與N、Ca處理差異顯著。說明花針期追施不同種類肥料均可不同程度提高花生功能葉可溶性蛋白含量，但單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中以追施氮硼鈣肥或氮鈣肥提高可溶性蛋白含量的效果較好。

表8 追肥種類對花生功能葉可溶性蛋白含量變化的影響 μmol/(g·FW)

2.4 追肥種類對花生功能葉MDA含量變化的影響

由表9可以看出，隨著取樣日期的推進，各處理花生功能葉MDA含量均呈逐漸上升趨勢。CK1和CK2處理的葉片MDA含量在各取樣日期互有高低，但均未達到顯著水平，說明花針期灌水10 mm對花生葉片MDA含量的影響不顯著。各追肥處理的葉片MDA含量在各取樣日期中均顯著低于不施肥的對照處理（追肥后10天除外）。NCa和NBCa處理花生葉片MDA含量在各取樣日期互有高低，兩者間無顯著性差異，為各處理間最低值。兩兩配施處理各期花生葉片MDA含量也均低于單施處理。兩兩配施處理中，以NCa處理葉片MDA含量為最低，有時與NB和BCa處理差異達到顯著水平。單施處理中，N、Ca處理花生葉片MDA含量各取樣日期均低于B處理，有時差異達顯著水平。說明花針期追施不同肥料均可不同程度地降低花生功能葉MDA含量，但單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中以追施氮硼鈣肥或氮鈣肥降低葉片MDA含量的效果較好。

表9 追肥種類對花生功能葉MDA含量變化的影響 μmol/(g·FW)

續(xù)表9

2.5 追肥種類對花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表10可以看出，2年數(shù)據(jù)表現(xiàn)規(guī)律一致，CK1和CK2處理的產(chǎn)量、單株結(jié)果數(shù)、百仁重和出仁率的差異均未達到顯著水平，說明花針期灌水10 mm對花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響不顯著。各追肥處理花生產(chǎn)量、單株結(jié)果數(shù)、百仁重和出仁率均高于不施肥的對照。追肥處理間比較，花生產(chǎn)量、單株結(jié)果數(shù)、百果重、百仁重和出仁率均以NBCa處理為最高，分別比兩對照平均值高26.51%～27.91%、25.70%～44.90%、8.46%～8.50%、7.11%～7.48%和4.09%～6.10%，但與NCa處理的產(chǎn)量、百果重、百仁重和出仁率均無顯著性差異。兩兩配施處理花生產(chǎn)量、單株結(jié)果數(shù)、百仁重和出仁率也均高于單施。兩兩配施處理中，以NCa處理花生產(chǎn)量為最高，比對照平均值高22.15%～22.18%。單施處理中花生產(chǎn)量以N處理為最高，比對照平均值高11.35%～12.58%。說明花針期追施不同肥料均可不同程度地提高花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的水平，但單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中以追施氮硼鈣肥或氮鈣肥提高產(chǎn)量及其構(gòu)成因素水平的效果較好。

表10 追肥種類對花生產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 追肥種類對花生衰老特性的影響

花生是一種較耐旱作物，但在生長發(fā)育關鍵期缺水會對其生長發(fā)育造成嚴重影響，進而導致花生減產(chǎn)[18]。本研究中，不灌水不追肥(CK1)與灌水不追肥(CK2)處理的花生功能葉葉綠素含量、光合速率、SOD和POD活性、MDA和可溶性蛋白含量、花生產(chǎn)量、單株莢果數(shù)、百果重、百仁重、出仁率均無顯著性差異，這可能是2017、2018年花生生長期降水量較充足（表1），花生生長未受干旱脅迫且花針期滴灌水量較少有關。

增施氮肥可以提高花生葉片葉綠素含量和光合速率、SOD和CAT活性，降低MDA含量，延緩花生葉片衰老[15]。施氮可通過調(diào)控活性氧的清除和產(chǎn)生而影響花生衰老進程[19]。施鈣可以提高花生葉片葉綠素含量和群體光合勢[9]，改善花生光合特性[20]。施鈣可以提高花生葉片葉綠素含量、CAT、POD和SOD活性，降低花生葉片MDA含量，具有延緩花生衰老的作用[21]。周錄英等[22]研究表明，氮、磷、鉀配施可不同程度提高花生葉片葉綠素含量和光合速率，這與本研究結(jié)果類似，即兩兩配施肥料較單施肥料可以提高花生葉片葉綠素含量和光合速率。畢振方等[24-25]在花生不同時期于植株兩側(cè)撒施N、P、K、Ca混合肥，然后培土蓋肥，發(fā)現(xiàn)花針期追肥可提高花生葉面積指數(shù)，增加功能葉片葉綠素含量和凈光合速率，提高SOD、POD活性，降低MDA含量，延緩葉片衰老。本試驗結(jié)果表明，花針期追施不同肥料均可不同程度地提高花生功能葉葉綠素含量、光合速率、SOD和POD活性、可溶性蛋白含量，降低MDA含量，但單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中以追施氮硼鈣肥或氮鈣肥提高光合性能和保護酶活性的效果較好。

3.2 追肥種類對花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

適量施氮可增加花生有效莢果數(shù)，降低千克果數(shù)而增產(chǎn)，但是過量施氮反而導致有效莢果數(shù)下降、千克果數(shù)增多、莢果產(chǎn)量下降[15]。張毅等[13]研究不同施氮量對麥茬夏花生生長及產(chǎn)量的影響，認為增施氮肥夏花生產(chǎn)量提高，過量施氮產(chǎn)量反而會降低。袁光等[14]研究結(jié)果表明，減量施用氮肥同時配施鈣肥可顯著增加花生單株莢果數(shù)、飽果數(shù)及產(chǎn)量?；ㄡ樒谧贩士纱龠M花生莢果發(fā)育，增加單株結(jié)果數(shù)量，顯著提高莢果產(chǎn)量，過早（苗期）或過晚（結(jié)莢期）追肥的效果均不及花針期追肥[24]。施鈣能緩解鹽脅迫對花生莢果膨大與充實的阻礙作用，提高莢果充實度而提高產(chǎn)量[10]。施鈣增加了單株結(jié)果數(shù)，提高了出仁率，增加了百仁重和百果重[9]，增加了花生莢果的出米率，使產(chǎn)量得到提高[25]。復合肥配施硼肥可增加花生雙仁果數(shù)、飽果數(shù)、百果重等[12]。鈣鉬硼配施對花生植株表現(xiàn)為抑制作用[26]。本試驗結(jié)果表明，花針期追施氮、硼、鈣及其配合施用均可不同程度地提高花生單株結(jié)果數(shù)、百果重、百仁重和出仁率，但單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中以追施氮硼鈣肥或氮鈣肥提高產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的效果較好。

綜上，以往的研究多集中于花生單施氮肥、鈣肥或硼肥，而多種肥料配合施用的研究少見報道。本研究定位于青島膠州砂姜黑土，在施用一定的大量元素肥料基礎上，于花生花針期配合追施3種肥料，研究了花針期追肥對花生的衰老特性和產(chǎn)量的影響。試驗結(jié)果表明，花針期追施氮、硼、鈣肥及其配合施用均可不同程度地提高花生功能葉葉綠素含量、光合速率、SOD和POD活性、可溶性蛋白含量，降低MDA含量，延緩衰老；同時還能增加花生單株結(jié)果數(shù)、百果重、百仁重、出仁率，提高產(chǎn)量。單獨追施氮、硼、鈣肥效果不如氮、硼、鈣肥配合施用，其中配合追施氮硼鈣肥和氮鈣肥對提高花生光合性能和保護酶活性的效果最好。