種植密度和施氮量互作對(duì)單粒精播花生植株和產(chǎn)量性狀的影響

陳 康，林 倩，王永麗，王廷利，陳 紅

（煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，山東煙臺(tái) 264001）

0 引言

花生是中國(guó)重要的油料作物，山東是中國(guó)重要的出口大花生生產(chǎn)基地[1-2]。適宜的種植方式和密度是提高花生單產(chǎn)水平的有效途徑之一，改花生常規(guī)的雙粒穴播為單粒精播是一項(xiàng)行之有效的節(jié)本增效新技術(shù)，在產(chǎn)量不降低或略有增產(chǎn)的情況下，節(jié)種20%左右，生產(chǎn)成本大幅降低，實(shí)踐證明是可行的[3-6]。

氮素是花生吸收量最大的營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)花生產(chǎn)量形成和品質(zhì)提高有重要作用?；ㄉ鼍哂泄痰饔?，但僅靠根瘤固氮還不能滿足花生對(duì)氮素的需要[7-9]。增施氮肥可以提高花生產(chǎn)量、改善花生品質(zhì)，但過(guò)量施用氮肥，會(huì)降低肥料利用率、降低花生產(chǎn)量和品質(zhì)[10-15]。合理施用氮肥是提高花生產(chǎn)量和提高氮肥利用率的重要措施[16]。

種植密度和施氮量是影響作物產(chǎn)量的重要栽培措施[17-19]。適宜的氮肥水平下，合理密植可改善作物群體質(zhì)量，提高作物產(chǎn)量[20-23]。氮、磷可促進(jìn)花生根系生長(zhǎng)[24-26]，干旱條件下，氮肥有利于深層根系生長(zhǎng)[27-28]。劉俊華等[29]采用桶栽的方式研究證明合理的種植密度和施氮量可以促進(jìn)花生根系生長(zhǎng)和莢果產(chǎn)量的提高。鄭亞萍等[30]通過(guò)建立精播條件下不同類型花生N肥用量和密度與產(chǎn)量的數(shù)學(xué)模型，得出大花生對(duì)肥料更為敏感。為促進(jìn)氮肥在單粒精播花生上的合理施用，減少氮素?fù)p失，確定合理的種植密度和施氮量，降低種植成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，本研究以出口大花生品種‘花育22’為材料，研究魯東丘陵地區(qū)單粒精播種植方式下，種植密度和施氮量對(duì)花生植株和產(chǎn)量性狀的影響，以期為花生單粒精播優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培及氮素合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018 年和2019 年在山東省煙臺(tái)市招遠(yuǎn)進(jìn)行，屬溫帶季風(fēng)氣候，土壤為棕壤土。2018 年含有機(jī)質(zhì)1.1%、速效氮68.2 mg/kg、速效磷45.6 mg/kg、速效鉀97.5 mg/kg、pH 6.4；2019 年含有機(jī)質(zhì)1.2%、速效氮73.5 mg/kg、速效磷40.5 mg/kg、速效鉀98.3 mg/kg、pH 6.3。兩年地塊為相鄰地塊，屬小麥玉米花生兩年三作區(qū)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以花生(Peanut)為材料，品種為‘花育22’。試驗(yàn)采用密度(D)、氮肥(N)兩因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為密度處理，設(shè)低密度D1（12 萬(wàn)株/hm2）、中 密 度D2（20萬(wàn)株/hm2）、高密度D3（28萬(wàn)株/hm2）3個(gè)水平；副區(qū)為氮肥處理，設(shè)N 0、50、115、180 kg/hm24個(gè)水平，分別用N0、N50、N115、N180表示。

小區(qū)面積為20 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3 次。小區(qū)周圍種2壟保護(hù)行。試驗(yàn)所用氮肥為尿素(N 46%)、磷肥為普通過(guò)磷酸鈣(P2O512%)、鉀肥為硫酸鉀(K2O 50%)，N用量按照處理進(jìn)行，P2O5和K2O用量按每公頃施110 kg 配施。試驗(yàn)所有肥料全部作基肥，即起壟前將各處理肥料均勻撒在土表，然后包施在壟內(nèi)?；ㄉ捎闷饓鸥材瘟＞シN植方式，壟距85 cm，壟面寬55 cm，壟高10 cm，壟上種2 行花生，壟上行距35 cm，穴（株）距因密度不同而異，每穴1 粒種子。2018 年5月5 日播種，9 月18 日收獲；2019 年5 月1 日播種，9 月20 日收獲。全生育期按大田花生生產(chǎn)進(jìn)行田間管理。收獲時(shí)各小區(qū)單收稱重并按小區(qū)面積折合成公頃產(chǎn)量。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 地上部植株性狀的測(cè)定 在花針期(FS)、結(jié)莢期(PS)和收獲期(harvest stage,HS)，從各處理選取3株生長(zhǎng)一致的植株，從子葉節(jié)部位將植株分為地上部和地下部，地上部植株測(cè)定主莖總?cè)~片數(shù)、側(cè)枝數(shù)、主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)和第一節(jié)間粗等指標(biāo)；干物質(zhì)累積量：各時(shí)期的樣品在105℃下殺青30 min后，80℃烘干至恒重稱重。

1.3.2 產(chǎn)量指標(biāo)測(cè)定 單株莢果重、百果重采用天平稱量方法；產(chǎn)量計(jì)算公式如式(1)所示。

公頃產(chǎn)量=每公頃鮮果重×折干率(55%)×縮值系數(shù) ………………………………………………… (1)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2013 軟件計(jì)算和處理數(shù)據(jù)，采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，最小顯著極差法(LSD)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)。文中數(shù)據(jù)為2年平均數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 施氮量對(duì)不同花生密度單株干物質(zhì)量的影響

由表1可知，D1和D3密度條件下同一生育期，單株干物質(zhì)總量隨施氮量的增加而增加，D2 密度條件下，單株干物質(zhì)總量隨施氮量的增加先增加后降低。同一密度同一施氮條件下，花生單株干物質(zhì)增加量隨生育期推進(jìn)表現(xiàn)為S型增長(zhǎng)曲線，以結(jié)莢期最大，單株干物質(zhì)總量成熟期達(dá)到最大值。

表1 施氮量對(duì)不同花生密度干物質(zhì)增加量的影響

與N0相比，D1和D3密度在不同施氮處理下，結(jié)莢期花生單株干物質(zhì)增加量均在N180 施氮量時(shí)達(dá)到最大值，D2密度在N115施氮量時(shí)達(dá)到最大值。成熟期單株干物質(zhì)總量D1 和D3 密度均在施氮量為N180 時(shí)達(dá)到最大值，D2密度在施氮量為N115時(shí)達(dá)到最大值。說(shuō)明適當(dāng)增施氮肥能有效增加花生單株干物質(zhì)量。

2.2 氮肥和密度對(duì)花生植株性狀的影響

由表2 可知，不同施氮水平對(duì)主莖葉片數(shù)的影響不顯著，對(duì)側(cè)枝數(shù)、主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)和第一節(jié)間粗的影響呈增加的趨勢(shì)，但也存在年度和時(shí)期間的差異。不同密度對(duì)主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)的影響不顯著，對(duì)主莖葉片數(shù)、側(cè)枝數(shù)和第一節(jié)間粗影響顯著，隨密度的增加，主莖葉片數(shù)、側(cè)枝數(shù)和第一節(jié)間粗呈逐步降低的趨勢(shì)。氮肥與密度互作對(duì)花針期主莖高、結(jié)莢期的側(cè)枝數(shù)和側(cè)枝長(zhǎng)及成熟期主莖葉片數(shù)的影響顯著。

表2 密度和氮肥互作對(duì)花生植株性狀的影響

2.3 施氮量對(duì)不同花生密度產(chǎn)量性狀的影響

由表3 可以看出，同一施氮條件下不同花生密度產(chǎn)量性狀表現(xiàn)出一定差異性；同一密度不同施氮條件下，D1 和D3 密度下花生單株莢果重、百果重、公頃產(chǎn)量均有增加，D2密度下花生單株莢果重、百果重、公頃產(chǎn)量先增加后受施氮量增加的影響不明顯。D1和D3密度下，公頃產(chǎn)量在N180時(shí)達(dá)到最高值，D2密度下公頃產(chǎn)量在N115時(shí)達(dá)到最高值，且為試驗(yàn)最高產(chǎn)量。

表3 施氮量對(duì)不同花生密度主要產(chǎn)量性狀的影響

3 討論與結(jié)論

前人研究認(rèn)為，施用氮肥可以促進(jìn)花生干物質(zhì)累積，作物產(chǎn)量形成取決于干物質(zhì)積累總量及其對(duì)果實(shí)的分配[31-32]。本試驗(yàn)條件下，D1和D3密度在不同施氮處理下，結(jié)莢期花生單株干物質(zhì)增加量均在N180施氮量時(shí)達(dá)到最大值，D2 密度在N115 施氮量時(shí)達(dá)到最大值。成熟期單株干物質(zhì)總量D1和D3密度均在施氮量為N180時(shí)達(dá)到最大值，D2密度在施氮量為N115時(shí)達(dá)到最大值。適宜的施氮量在生育后期能協(xié)調(diào)植株各部分干物質(zhì)的分配，對(duì)作物有增產(chǎn)作用，過(guò)量施氮會(huì)使植株莖、葉干物質(zhì)量在生育后期積累過(guò)多，造成減產(chǎn)，說(shuō)明適當(dāng)增施氮肥能有效增加花生單株干物質(zhì)量，這與前人研究結(jié)果相一致[33-34]。

趙長(zhǎng)星等[35]研究表明，在一定范圍內(nèi)，隨著密度的增加，花生主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)呈增加的趨勢(shì)。本研究表明，不同施氮水平對(duì)主莖葉片數(shù)的影響不顯著，對(duì)側(cè)枝數(shù)、主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)和第一節(jié)間粗的影響，呈增加的趨勢(shì)。不同密度對(duì)主莖高、側(cè)枝長(zhǎng)的影響不顯著，對(duì)主莖葉片數(shù)、側(cè)枝數(shù)和第一節(jié)間粗影響顯著，隨密度的增加，主莖葉片數(shù)、側(cè)枝數(shù)和第一節(jié)間粗呈逐步降低的趨勢(shì)。氮肥與密度互作對(duì)花針期主莖高、結(jié)莢期的側(cè)枝數(shù)和側(cè)枝長(zhǎng)及成熟期主莖葉片數(shù)的影響顯著。在修俊杰等[36]研究中，也證實(shí)花生分枝數(shù)、葉片數(shù)隨密度的增加呈減少趨勢(shì)。

產(chǎn)量性狀能直觀反映花生的產(chǎn)量狀況，是植株的基本產(chǎn)量指標(biāo)。周錄英等[37-38]研究表明，施氮量在0～450 kg/hm2時(shí)，隨著施氮量的增加，花生莢果的產(chǎn)量呈增加趨勢(shì)，施氮量為450 kg/hm2，莢果產(chǎn)量最大，花生單株果數(shù)、千克果重也呈增加趨勢(shì)。孫虎等[39]認(rèn)為，施氮量在0～180 kg/hm2時(shí)，隨著施氮量的增加，花生莢果的產(chǎn)量呈拋物線變化趨勢(shì)，施氮量為90 kg/hm2時(shí)，‘白沙1016’的莢果產(chǎn)量最大，施氮量為135 kg/hm2時(shí)，‘花育17 號(hào)’的莢果產(chǎn)量最大，花生單穴有效果數(shù)也呈拋物線變化趨勢(shì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，同一密度不同施氮條件下，D1 和D3 密度下花生單株莢果重、百果重、公頃產(chǎn)量均有增加。D1和D3密度下，公頃產(chǎn)量在N180時(shí)達(dá)到最高值，D2 密度下公頃產(chǎn)量在N115 時(shí)達(dá)到最高值。與孫虎等[39]的研究結(jié)果較為一致，與周錄英等[37-38]研究結(jié)果不完全一致。在D3高密度下，花生主要產(chǎn)量性狀隨著施氮量的增加而增加，與D2密度下變化趨勢(shì)不一致，考慮可能與兩個(gè)試驗(yàn)?zāi)攴莼ㄉ谳^干旱有關(guān)。因此在單粒精播高密度條件下，密度和氮肥互作對(duì)花生的影響還需要進(jìn)一步研究。

不同密度單粒精播條件下，不同施氮施氮水平對(duì)花生植株和產(chǎn)量性狀存在顯著差異，適量增施氮肥能提高葉片葉綠素含量，增加花生干物質(zhì)量，改善花生產(chǎn)量性狀。本試驗(yàn)條件下，花生單粒精播在低密度12 萬(wàn)株/hm2下，花生主要產(chǎn)量性狀隨著施氮量的增加而增加，在中密度20 萬(wàn)株/hm2、施氮量為115 kg/hm2時(shí)，最為適宜。