鉬肥拌種量對(duì)旱薄地花生發(fā)育及氮素積累的影響

張 俊，郝 西，劉 娟，臧秀旺，張 曼，湯豐收，董文召

(河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟(jì)作物研究所/農(nóng)業(yè)部黃淮海油料作物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河南省油料作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家油料作物改良中心河南花生分中心/花生遺傳改良國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450002)

鉬是植物重要的營(yíng)養(yǎng)元素，同時(shí)是植物硝酸還原酶、固氮酶等的組成成分，在植物氮代謝及逆境防御過(guò)程起著重要作用[1-2]。

花生是河南省重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年河南省花生種植面積達(dá)120.3萬(wàn)hm2，總產(chǎn)732.4萬(wàn)t[3]。河南省花生種植主要分布在黃淮平原的潮土、黃褐土和砂姜黑土區(qū)等地區(qū)，這些地區(qū)土壤均缺鉬嚴(yán)重，存在季節(jié)性干旱，典型地區(qū)如新鄉(xiāng)市延津縣、原陽(yáng)縣，安陽(yáng)市內(nèi)黃縣等地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，河南省耕地土壤有效鉬平均含量為0.078 mg/kg[4]，缺鉬(有效鉬含量<0.15 mg/kg屬缺鉬土壤)耕地面積占河南省耕地面積93%[5-6]，極缺鉬(有效鉬含量<0.10 mg/kg)耕地面積超過(guò)1 000萬(wàn)hm2，占河南省耕地面積的80%[6-8]。近年來(lái)，隨著花生種植面積的不斷擴(kuò)大和常年連作或單一輪作(花生—小麥輪作)種植，土壤有效鉬含量降低加劇，嚴(yán)重限制了花生產(chǎn)量、品質(zhì)的提高和花生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

研究表明，目前大多數(shù)植物含鉬量不到1 mg/kg，禾本科作物含鉬量顯著低于豆科作物[9]。鉬肥在多種植物上的應(yīng)用均已有研究，劉貴河等[10]研究表明，鉬肥與大量元素配施可增加苜蓿干草產(chǎn)量；四川農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)證，鉬肥具有提高大豆經(jīng)濟(jì)效益的作用[11]；喻敏等[12]認(rèn)為，施用鉬肥可有效提高冬小麥抗低溫能力；劉娜等[13]研究表明，鉬可提高花生花針期光合能力；蔣春姬等[14]研究得出，鉬可提高花生莢果產(chǎn)量以及籽仁脂肪、亞油酸和蛋白質(zhì)含量。目前，關(guān)于河南省旱薄地花生上的鉬肥研究較少，且鉬肥對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育的影響等尚缺乏系統(tǒng)研究[15-17]，鑒于此，研究不同用量鉬肥拌種對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育、氮素積累、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為花生科學(xué)施肥及其產(chǎn)量、品質(zhì)提高提供依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2018年在河南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究開(kāi)發(fā)基地進(jìn)行，該區(qū)屬黃河沖積平原，土壤砂質(zhì)，季節(jié)性干旱較為明顯，能較為典型地體現(xiàn)河南省旱薄地花生產(chǎn)區(qū)情況。參試花生品種為豫花9326，由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所育成并提供。鉬酸銨(分析純)購(gòu)自天津恒興化學(xué)試劑制造有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用防雨棚下盆栽砂土種植，可較好地模擬旱薄地的土壤情況，土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。試驗(yàn)設(shè)置0(CK)、0.5、1.0、1.5 g/kg 4個(gè)鉬酸銨拌種量。拌種時(shí)將鉬酸銨用溫水稀釋為1 000倍液，將花生種子浸泡8～10 h，風(fēng)干后即播種，每盆1株，每處理50盆。各處理均足墑播種，播種期為5月15日，收獲期為9月12日。

表1 盆栽土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量Tab.1 Basic nutrient content of potted soil

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 植株生長(zhǎng)發(fā)育和干物質(zhì)積累 于花生出苗后，每隔20 d，選擇各處理長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株5株，調(diào)查主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、莖粗、分枝數(shù)、果針數(shù)、莢果數(shù)、莢果體積等植株性狀，用WinRHIZO根系掃描分析系統(tǒng)分析根系形態(tài)。將各器官分開(kāi)，測(cè)定各器官含水量，之后105 ℃殺青，75 ℃烘干至恒質(zhì)量，調(diào)查各器官的干物質(zhì)積累量。

1.3.2 植株開(kāi)花情況 于花生出苗后，選擇各處理長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株5株，自開(kāi)花后，調(diào)查每日開(kāi)花量至開(kāi)花結(jié)束，統(tǒng)計(jì)開(kāi)花總量。

1.3.3 葉片葉綠素含量及凈光合速率 于花生出苗后，每隔20 d，選擇各處理長(zhǎng)勢(shì)均勻的植株5株，用萬(wàn)深葉面積儀測(cè)定倒三葉葉面積，用LI-6400光合儀測(cè)定倒三葉的凈光合速率。

1.3.4 氮含量 收獲后將各器官分開(kāi)，用格哈特VAP50S全自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定各器官氮素含量。

1.3.5 產(chǎn)量、品質(zhì) 單株收獲，晾干后稱量單株莢果干質(zhì)量，計(jì)算單株生產(chǎn)力，并測(cè)定品質(zhì)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2013 和DPS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉬酸銨拌種量對(duì)花生營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響

鉬酸銨拌種后，花生植株主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、莖粗、分枝數(shù)均有不同程度增加(圖1)。從收獲后的植株形態(tài)來(lái)看，鉬酸銨1.5 g/kg拌種處理的花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、莖粗、分枝數(shù)分別較對(duì)照增加27.33%、21.39%、9.55%、11.70%；鉬酸銨1.0 g/kg拌種處理的花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)、莖粗、分枝數(shù)分別較對(duì)照增加19.18%、12.77%、6.79%、7.69%。

鉬酸銨拌種促進(jìn)了花生各器官生長(zhǎng)及干物質(zhì)積累。鉬酸銨拌種后，花生葉、根等器官干物質(zhì)積累較對(duì)照顯著增加，隨鉬酸銨拌種用量的增加，器官干物質(zhì)積累增加。收獲時(shí)，鉬酸銨1.5 g/kg拌種處理，花生葉、根的干物質(zhì)積累分別較對(duì)照提高28.42%、28.30%；鉬酸銨1.0 g/kg拌種處理，花生葉、根的干物質(zhì)積累分別較對(duì)照提高18.26%、20.02%。

圖1 鉬酸銨不同拌種量對(duì)花生營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effect of different amount of ammonium molybdate seed dressing on peanut nutritional growth

圖2 鉬酸銨不同拌種量對(duì)花生各器官干物質(zhì)積累的影響Fig.2 Effects of different amount of ammonium molybdate seed dressing on dry matter accumulation of peanut organs

2.2 鉬酸銨拌種量對(duì)花生生殖生長(zhǎng)的影響

從圖3可以看出，鉬酸銨拌種還可增加單株開(kāi)花數(shù)，3個(gè)鉬酸銨拌種處理花生單株總開(kāi)花數(shù)平均較對(duì)照(0 g/kg)增加35.67朵，增幅46.73%，其中鉬酸銨1.5 g/kg拌種處理單株開(kāi)花總量最多，較對(duì)照增加48.43朵，鉬酸銨1.0 g/kg拌種處理較對(duì)照增加36.00朵。

開(kāi)花數(shù)不同，果針數(shù)和莢果數(shù)亦不同，各處理果針數(shù)、莢果數(shù)、莢果體積均呈上升趨勢(shì)。鉬酸銨拌種后，不論果針數(shù)、莢果數(shù)還是莢果體積，均較對(duì)照增加，其中鉬酸銨1.5 g/kg拌種處理果針數(shù)、莢果數(shù)最多，莢果體積最大，分別較對(duì)照增加19.46%、26.49%、16.39%；鉬酸銨1.0 g/kg拌種處理果針數(shù)、莢果數(shù)、莢果體積增加次之，分別較對(duì)照增加了13.74%、14.95%、11.93%。

圖3 鉬酸銨不同拌種量對(duì)花生生殖生長(zhǎng)的影響Fig.3 Effect of different amount of ammonium molybdate seed dressing on peanut reproductive growth

2.3 鉬酸銨拌種量對(duì)花生根系發(fā)育的影響

由圖4可見(jiàn)，鉬酸銨拌種量不同對(duì)根系影響較大，其在根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)等方面均有所體現(xiàn)。生育期前60 d為根系發(fā)育最快的時(shí)期，80～120 d根系發(fā)育相對(duì)較緩。鉬酸銨1.5 g/kg處理花生根系最為發(fā)達(dá)，鉬酸銨1.0 g/kg處理次之，不拌種根系最弱。收獲期，鉬酸銨1.5 g/kg處理花生根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)分別較對(duì)照增加69.95%、64.97%、52.50%、44.32%；鉬酸銨1.0 g/kg處理花生根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根尖數(shù)分別較對(duì)照增加57.73%、54.27%、39.72%、32.10%。

2.4 鉬酸銨拌種量對(duì)花生葉片功能的影響

鉬酸銨拌種量不同對(duì)花生葉片影響亦有差別，從圖5可以看出，鉬酸銨拌種可提高功能葉片的葉面積和凈光合速率，且葉面積和凈光合速率隨鉬酸銨拌種用量的增加而增大。

隨生育進(jìn)程的推進(jìn)，花生葉面積在出苗后80 d左右達(dá)到最大值，之后至收獲逐漸下降，從整個(gè)生育期葉面積平均值來(lái)看，鉬酸銨0.5、1.0、1.5 g/kg拌種后，功能葉片面積分別比不拌種增加9.64%、14.64%、20.35%，這種促進(jìn)效果在生育中后期尤為顯著，出苗后120 d，鉬酸銨拌種3個(gè)處理平均葉面積較對(duì)照增加了19.13%，其中鉬酸銨1.5 g/kg拌種效果最顯著，葉面積較對(duì)照增加25.20%；鉬酸銨1.0 g/kg拌種處理效果次之，較對(duì)照增加20.71%。

圖4 鉬酸銨不同拌種量對(duì)花生根系形態(tài)的影響Fig.4 Effects of different amount of ammonium molybdate seed dressing on root morphology of peanut

鉬酸銨拌種提高了花生葉片的凈光合速率，整個(gè)生育期內(nèi)，鉬酸銨拌種處理葉片凈光合速率均高于對(duì)照，此規(guī)律在花生生育前期和生育后期效果更為明顯。出苗后40 d，鉬酸銨拌種后功能葉凈光合速率平均為28.27 μmol/(m2·s)，對(duì)照功能葉凈光合速率為21.24 μmol/(m2·s)，其中鉬酸銨1.5、1.0 g/kg拌種處理凈光合速率分別為30.14、28.72 μmol/(m2·s)；出苗后120 d，鉬酸銨拌種后功能葉凈光合速率平均為27.36 μmol/(m2·s)，對(duì)照功能葉凈光合速率為19.38 μmol/(m2·s)，其中鉬酸銨1.5、1.0 g/kg拌種處理凈光合速率分別為29.28、27.63 μmol/(m2·s)，分別較對(duì)照提高51.08%、42.57%。

圖5 鉬酸銨不同拌種量對(duì)花生單株功能葉片面積和凈光合速率的影響Fig. 5 Effects of different amount of ammonium molybdate seed dressing on functional leaf area and net photosynthetic rate of peanut

2.5 鉬酸銨拌種量對(duì)花生各器官氮含量的影響

由表2可見(jiàn)，與對(duì)照相比，鉬酸銨拌種促進(jìn)花生各器官對(duì)氮素的積累。其中，鉬酸銨1.5 g/kg拌種處理對(duì)各器官氮含量增加效果最顯著，根氮含量較對(duì)照提高124.73%，莖氮含量較對(duì)照提高128.41%，葉氮含量較對(duì)照提高202.91%，籽仁氮含量較對(duì)照提高18.91%，果殼氮含量較對(duì)照提高151.28%，果針氮含量較對(duì)照提高123.23%；鉬酸銨1.0 g/kg拌種處理對(duì)氮含量增加效果次之，其中根、莖、葉、籽仁、果殼、果針氮含量分別較對(duì)照提高97.85%、107.95%、166.02%、8.01%、128.21%、93.94%。

表2 鉬酸銨不同拌種量對(duì)花生各器官氮含量的影響

2.6 鉬酸銨拌種量對(duì)花生產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

鉬酸銨拌種后，花生單株結(jié)果數(shù)和單株生產(chǎn)力增加，且隨鉬酸銨拌種用量增加效果愈加明顯，其中鉬酸銨1.5 g/kg拌種處理較對(duì)照單株結(jié)果數(shù)增加4.80個(gè)，單株生產(chǎn)力提高32.74%；鉬酸銨1.0 g/kg拌種處理較對(duì)照單株結(jié)果數(shù)增加3.56個(gè)，單株生產(chǎn)力提高26.41%?；ㄉ蚜Ｖ?、蛋白質(zhì)及油酸含量隨鉬酸銨用量的增加而增加。

表3 鉬酸銨不同拌種量對(duì)花生產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

鉬是植物干物質(zhì)中含量最低的必需元素，僅有0.1 mg/kg[18-19]，但其作用多且重要，鉬離子除參與和影響氮素轉(zhuǎn)化和碳氮代謝外，還直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育[20]，此外,鉬還與磷酸代謝有關(guān)[21]。施鉬可改善作物品質(zhì)，提高蔬菜維生素C含量和可溶性蛋白含量[2]，提高花生脂肪及蛋白質(zhì)含量；還可緩解非生物脅迫，提高抗性防治病害，如增強(qiáng)小麥抗寒力和玉米耐旱性，增強(qiáng)煙草花葉病免疫力和玉米抗病毒性能[18-19,22]，有效防治小麥穗發(fā)芽問(wèn)題[23]，此外，還能減輕和消除鎢、鋁等重金屬的毒害[2,9,18]。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，鉬肥拌種可促進(jìn)花生生長(zhǎng)并改善產(chǎn)量、品質(zhì)。鉬對(duì)花生生長(zhǎng)發(fā)育有較好的促進(jìn)作用，鉬肥拌種可促進(jìn)花生根系發(fā)育，改善和加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)，提高花生葉面積和光合速率，增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)并提高氮積累量，這與趙華建等[24]、蔣春姬等[14]的研究結(jié)果類似。但亦有研究指出，若植株體內(nèi)鉬含量過(guò)高(>200 mg/kg)則會(huì)抑制植物生長(zhǎng)[25]，但此種情況在多數(shù)植物中均較為罕見(jiàn)。為促進(jìn)花生生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量品質(zhì)，可適當(dāng)鉬肥拌種，但拌種用量必然有一個(gè)適宜區(qū)間，本研究中，鉬酸銨拌種用量0.5～1.5 g/kg均可促進(jìn)花生生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)，但從增幅來(lái)看，當(dāng)拌種量從0.5 g/kg提高到1.0 g/kg時(shí)，單株結(jié)果數(shù)增加最多，拌種量從1.0 g/kg提高到1.5 g/kg時(shí)，單株結(jié)果數(shù)增幅下降。王立強(qiáng)[26]認(rèn)為，鉬肥噴施量為1.50 kg/hm2增產(chǎn)效果最為明顯；黃雪蘭等[27]研究表明，3.75 g/kg為最佳施鉬量。這可能與施用方式、花生品種及環(huán)境條件有關(guān)，在今后的試驗(yàn)中將進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)中，鉬酸銨拌種可顯著促進(jìn)花生的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)，提高花生單株結(jié)果數(shù)和單株生產(chǎn)力，改善品質(zhì)，但當(dāng)拌種量從1.0 g/kg提高到1.5 g/kg時(shí)，單株結(jié)果數(shù)和單株生產(chǎn)力的增幅開(kāi)始下降，因此，鉬酸銨拌種用量為1.0～1.5 g/kg對(duì)花生產(chǎn)量、品質(zhì)等指標(biāo)的提高效果最好，用量少且拌種方法簡(jiǎn)便易行，可有效解決河南省土壤特別是旱薄地普遍缺鉬的情況，適宜在生產(chǎn)上推廣。