新疆旱区不同种植密度对花生光合生理及产量的影响

李 强，顾元国，王 娟，贾东海，张 乐，陈跃华

(1.新疆农业科学院经济作物研究所,乌鲁木齐 830091；2.吉林省吉林市农业科学院,吉林 132101)

新疆旱区不同种植密度对花生光合生理及产量的影响

李 强1，顾元国1，王 娟1，贾东海1，张 乐2，陈跃华1

(1.新疆农业科学院经济作物研究所,乌鲁木齐 830091；2.吉林省吉林市农业科学院,吉林 132101)

【目的】探寻在新疆旱区不同密度处理花生的光合生理及产量变化，找出在新疆特殊生态条件下密度与产量的最佳配置,以指导生产实践。【方法】设置5种(A～E)不同密度，采用随机区组设计，研究花生光合生理变化及产量性状变化规律。【结果】种植密度对花生干物质积累、叶面积指数、叶绿素含量及光合势影响较大，在出苗后44 d，在低密度范围内(1.35×105～1. 5×105穴/hm2)，单位面积干物质积累量随密度的增加呈增加趋势；在高密度范围内(1.65×105～1.95×105穴/hm2)，单位面积干物质积累量随密度的增加呈减少趋势。不同群体密度下的叶面积系数随着生育期的增长不断增加，出苗后98 d达到最大值，出苗后107 d，密度进一步增加，叶面积系数反而下降。叶绿素含量整体趋势高密度处理(1.65×105～1.95×105穴/hm2)叶绿素含量高于低密度处理(1.35×105～1.5×105穴/hm2)。光合势在出苗后64～77 d的群体光合势最大，约占整个生育阶段的18%～20%。群体光合势随着密度的增加先升高后下降趋势。【结论】高密度处理(1.65×105～1.95×105穴/hm2)在干物质积累、叶面积指数及叶绿素含量变化相对均衡，而在经济性状及产量性状均优于低密度处理，相应的高密度配置在生产上更有利于产量形成。

新疆旱区；花生；密度；光合生理；产量性状

0 引 言

【研究意义】花生是中国重要的经济作物和油料作物，在国民经济中占有重要地位。花生作为我国人民的主要食用油源，花生籽仁含油率达50%以上，在西北区处于蓬勃发展态势，这对于解决我国食用油供应紧张有着积极意义，因而发展花生生产对缓解食用油脂供应不足具有重要作用[1]。新疆作为我国花生新产区，具有其独特的地理优势。新疆属于西北内陆花生产区，属典型的温带大陆性干旱气候，光照充足，昼夜温差大，全年太阳总辐射量达550～570 kJ/cm2。新疆花生研究尚处于初级阶段，除做了简单引种试验，尚未在深层技术研究中探索出适宜新疆花生种植的栽培技术。因此，如何发展新疆高效种植模式研究已经成为亟待解决的问题[2-4]。【前人研究进展】有关研究的文献较集中在国内花生主产区，其地理生态环境和新疆有着较大区别。史普想等[5]认为缩小行距，扩大株距，增加种植密度，有利于叶绿素含量维持较长时间，增大叶面积指数和干物质积累。杨胜和等[6]认为密度过大影响花生从营养生长转入生殖生长，从而造成花生生育期推迟，同时，密度过大，通风透光较差，受光不均匀，植株纤细，造成农艺性状降低。【本研究切入点】目前在花生密度研究方面主要集中于光照资源不太充分及低密度配置花生产区，而在新疆特殊地理气候条件下不同种植密度下花生光合生理及对产量相关性状的研究较少。对新疆地区花生最佳密度配置的研究将有助于在该地区超高产创建及花生产业发展。【拟解决的关键问题】研究新疆地区不同种植密度对花生产量影响，分析花生地上部光合生理及产量构成相关性状，为进一步探讨花生高产创建提供理论依据，探寻花生超高产的原因。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试花生品种为远杂9102，由河南省农科院经济作物研究所提供。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验于2014年在新疆农业科学院安宁渠试验场进行，设A:1.35×105穴/hm2(CK)、B: 1. 5×105穴/hm2、C: 1.65×105穴/hm2、D: 1.8×105穴/hm2、E: 1.95×105穴/hm25个密度处理。小区长6 m，宽4 m,行距40 cm，穴距根据密度确定，每穴2粒。随机排列，重复3次，

于2014年5月5日播种，全生育期浇水5次，锄草3次。施底肥(磷酸二铵150 kg/hm2，尿素75 kg/hm2)，开花下针期追施尿素和磷酸二铵混合肥150 kg/hm2。从出苗到成熟每隔5～7 d测定一次茎、叶、荚果干物质、光合势(LAD)、叶绿素含量(SPAD)、叶面积指数(LAI)等。

1.2.2 测定项目

干物质重：在各取样期各处理分别选取长势均匀植株5株，用自来水冲洗干净，蘸干后从子叶节部将地上部与地下部分别剪开，在105℃条件下杀青30 min后，置于80℃下烘干至恒重，称取其干重[7]。

叶面积、叶面积指数(LAI)：通过YWOS-YMJ2叶面积测定仪测定各时期叶面积，并通过单株叶面积计算叶面积指数(LAI)。

光合势(LAD)：通过各时期测定的各处理间单株叶面积与不同处理间基本苗数及相隔测定时期得出。

LAD=各生育时期平均667 m2(亩)叶面积×生育时期。

叶绿素含量(SPAD)：用叶绿素测定仪SPAD502 ChlorophyⅡ Meter,结果用SPAD值表示。

产量：收获时每小区去除边行，每行取5 m长，测产面积为13 m2，折算成公顷产量。

1.3 数据统计

数据统计采用唐启义的DPS数据处理系统进行数据统计分析。采用Duncan法进行均值的多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理间物候期变化

不同处理间物候期变化无明显差异，高密度处理自开花下针期比低密度处理都推迟1～2 d，成熟期相对退后2 d。低密度处理物候期之间保持一致，整个生育期为136 d。表1

表1 不同密度生育期

Table 1 Phenological phase change at different growth stages

处理Treatment播种期Sowing出苗期Emergence开花下针期Floweringneedleunderperiod结荚期Fruitingperiod成熟期Maturity生育天数(d)GrowthperiodA5月5日5月12日6月20日7月7日9月19日136B5月5日5月12日6月20日7月7日9月19日136C5月5日5月12日6月21日7月9日9月19日136D5月5日5月12日6月21日7月10日9月21日138E5月5日5月12日6月22日7月10日9月21日138

2.2 种植密度对花生干物质积累动态的影响

不同处理间花生干物质动态存在着一定差异。不同栽培密度条件下花生干物质积累动态表明，不同处理间干物质生长动态呈现抛物线形式。单位面积干物质积累量最高点出现在出苗后98 d，不同处理间单位面积干物质积累量1.80×105穴/hm2整个生育期表现出较高生长量，1.35×105穴/hm2在各处理间整个均表现出较低生长量。整个生育期1.80×105穴/hm2处理增加量与CK相比达到22.85%～107.14%。表明在一定高密度范围内在新疆生态区花生具有一定自我调节能力，能够具有较大的干物质增长量，而较低密度处理(CK)无法形成较高干物质增长量，从而无法形成较高生产力。图1

2.3 种植密度对花生叶面积系数的影响

不同群体密度下的叶面积系数随着生育期的增长不断增加，出苗后98 d达到最大值，然后开始下降。不同密度群体间比较，随着密度的增加，群体叶面积系数增加。至出苗后107 d，密度进一步增加，叶面积系数反而下降。可见，密度越大，叶面积系数越大，生育后期叶面积系数下降越快，特别是在出苗后107 d密度超过适宜范围后下降幅度越大。因此，只有在合理密度下，才能保证整个生育期的群体叶面积系数变化较为平稳，且在成熟期有较高的叶面积系数。表2

图1 不同密度下干物质生长动态

Fig.1 The influence of density on dry matter dynamic growth

表2 不同密度时期的叶面积系数

2.4 种植密度对花生叶绿素含量的影响

叶绿素与作物光合作用存在着密切关系，而且在作物产量形成方面也起到重要作用。不同密度配置叶绿素在不同生育时期呈现显著或极显著差异性。各处理叶绿素含量随着生育期推进均呈现逐渐降低趋势。D处理在出苗后44 d后，叶绿素含量明显高于其它处理。整体趋势高密度处理(1.8×105～1.95×105穴/hm2)叶绿素含量高于低密度处理(1.35×105～1.65×105穴/hm2)。由此可见，不同密度配置对叶绿素含量有着一定影响。表3

表3 不同种植密度冬油菜叶绿素含量变化

Table 3 Chlorophyll content of peanut at different stages under different densities (spad)

处理Treatment出苗后天数Daysafteremergence(d)31445264778898107A47 53aA46 67aA43 83aA39 83cB41 83bB36 83cB34 23bA33 20cBB46 17aA42 13bA44 83aA42 90bcAB41 47bB39 03bcAB35 10bA33 97bcABC46 00aA41 23bB44 87aA45 43abAB45 97aAB41 37abcAB35 67bA35 17bcABD45 87aA40 27bA45 13aA48 46aA47 70aA44 40aA42 73aA39 50aAE45 13aA40 07bB45 00aA46 17abAB46 50aAB42 37abAB39 30abA37 60abAB

注： a, b, c表示在0.05水平上显著；A, B, C表示在0.01水平上显著，下同

Note： a, b, c Significant at 0.05 level; A, B, C Significant at 0.01 level，the same as below

2.5 种植密度对花生光合势的影响

光合势是反映花生群体叶片光合能力的主要因素。随着密度增加，不同处理的总光合势呈现先增加后降低趋势。就光合势的不同生育阶段来看，大部分光合势主要集中在出苗后52 d至成熟期，而出苗后64～77 d的群体光合势最大，约占整个生育阶段的18%～20%。群体光合势随着密度的增加先升高后下降。群体密度的增加是群体叶面积增大，光合面积提高，群体光合势增强，但当群体密度过大时，密度的进一步增加导致个体早衰，叶面积减少，光合势下降。表4

表4 不同阶段群体光合势

Table 4 The photosynthetic potential at different group stages (104.m2.d)/hm2

处理Treatment出苗后天数Daysafteremergence(d)31～4444～5252～6464～7777～8888～9898～107总光合势TotalphotosyntheticpotentialA5 817 0216 4722 6820 6620 1315 77108 56B11 2914 5627 9033 0729 8829 4525 32171 50C13 2617 2633 7739 4838 0841 9333 20216 98D17 1726 4859 8772 7164 3768 7248 89358 24E17 0823 9447 4859 3258 8365 6048 32320 59

2.6 种植密度对花生农艺性状的影响

研究表明，花生产量与花生主要经济性状存在密切相关。各处理单株果数差异；各处理间单株生产力处理D与其它处理间均达到显著差异性。总体表现为处理D>处理C>处理E>处理B>处理A。处理A、处理B饱果率显著低于处理C、处理D和处理E，说明适量增加密度能够增加饱果率，从而增加单株生产力[9]。处理D百果重最大且极显著高于其它处理，处理D百仁重也最大且显著高于处理C，极显著高于其它处理。表5

表5 不同密度配置下花生经济性状

Table 5 Effect of density on economic characters of peanut

处理TreatmentABCDE主茎高(cm)Mainstemheight22 2±1 06bA22 4±0 51bA22 0±1 61bA24 6±0 74abA26 8±1 88aA侧枝长(cm)Lateralbrancheslength21 4±0 51bB23 4±0 81bAB23 8±1 62bAB29 4±2 94aA24 2±1 46bAB总分枝数(条)No ofbranches5 4±0 40aA5 6±0 40aA6 0±1 26aA7 8±1 15aA7 8±1 07aA结果枝数(条)No ofeffectivebranches3 6±0 40bB4 6±0 74bB5 0±0 32bAB8 0±1 26aA5 8±0 48bAB单株果数(个)No ofpodsperplant9 0±1 30bB10 6±1 53bAB18 6±2 46aA19 4±2 29aA15 2±2 88abAB饱果率(%)Full-podrate68 7±0 061bB70 3±0 022bB79 7±0 025abAB87 93±0 053aA71 7±0 020bAB百果重(g)100-podweight158 1±0 58dD182 1±0 58cC197 4±0 63bB209 2±0 58aA198 5±0 58bB百仁重(g)100-seedweight98 3±0 58eD119 8±0 58dC131 2±0 58bA135 3±0 58aA128 5±0 58cB单株生产力(g)Podweightperplant14 7±2 45bA21 1±3 52abA29 2±4 27abA35 9±10 52aA26 8±2 62abA

2.7 种植密度对花生产量的影响

不同处理间产量水平存在显著差异性，花生产量随密度的增加而增加。处理D(1.8×105穴/hm2)产量最高，且显著高于其它处理。其次是处理C(1.65×105穴/hm2)和处理E(1.95×105穴/hm2)产量在573～596 kg/667 m2。处理A(1.35×105穴/hm2)产量最低，与处理D相比产量下降37.48%。由此可以看出，新疆地区适宜增加密度有利于花生产量增加。表6

表6 不同密度配置下花生产量变化

Table 6 Effect of density on yield of peanut

处理Treatment重复ReplicationⅠⅡⅢ合计Total平均Average折合单产(kg/667m2)Yieldperha差异显著性Significanceofdifferent0 050 01A8 647 568 8825 088 36428 74cBB10 2010 109 4229 729 91508 06bcABC11 4411 8411 6234 9011 63596 61abABD15 8613 8010 4640 1213 37685 85aAE10 2611 6011 6833 5411 18573 36abAB

3 讨 论

种植密度向来都是各作物讨论的热点，随着近些年各种种植模式的不断更新，不同作物间密度也在发生着变化，密度不仅对产量形成影响还对植株的生理形态产生影响。关于密度对花生光合生理及产量的影响前人做了较多的研究。高飞等[9]研究认为低密度花生单株长势良好，叶绿素含量相对较高，高密度种植单株长势较差，叶片整体光合性能有所下降。另一些研究表明，高密度种植，相应提高生育前期光能利用率，随着密度加大也造成植株间相互遮光，过早的形成上部郁蔽，植株下部叶片处于光补偿点之下[10-11]。种植密度较小，单株受光面积大，利于光合，但群体较小，漏光较多，不利于群体的光能利用。研究表明，种植密度对花生干物质积累产生一定影响，在低密度范围内(1.35×105～1.65×105穴/hm2)，单位面积干物质积累量随密度的增加呈增加趋势；在高密度范围内(1.8×105～1.95×105穴/hm2)，单位面积干物质积累量随密度的增加呈减少趋势。叶绿素含量整体趋势高密度处理叶绿素含量高于低密度处理，叶面积系数和光合势均随着密度的增加呈现先增加后降低的趋势。

密度对花生群体的影响前人做了很多研究。密度过稀或过密都会对产量、群体干物质积累与分配、农艺性状等造成显著影响，从而影响个体与群体协调发展[12]。此试验研究表明，随密度增加，花生单株结果数、百果重、百仁重均呈现先增加后减少，百果重的提高是因饱果率和双仁果率提高所致，进而导致花生单株生产力提高。在一定密度范围内，随密度的增加，花生单位面积产量呈逐渐增加的趋势，这与其他作物上的研究结果一致[13,14]。

4 结 论

在新疆地区花生种植密度在1.35×105穴/hm2至1.95×105穴/hm2范围内，随着密度增加，主茎高、总分枝数增加，结果枝数先增高后降低，单株果数和单株生产力也呈现先增高后降低趋势。适宜的密度(1.8×105穴/hm2)可较好地协调群体和个体的关系，使单株的光合性能较高，有利于增加光合产物的积累和改善光合产物的分配，促进荚果发育，使果重显著提高，从而获得较高的生物产量和经济产量。在此试验条件和密度范围内，1.8×105穴/hm2能较好地协调花生各产量构成因素的关系，是取得高产的适宜密度。

References)

[1] 万书波，王才斌，封海胜，等.花生品种改良与高产优质栽培[M].中国农业出版社，2008：2-3.

WAN Shu-bo,WANG Cai-bin, FENG Hai-sheng，et al.(2008).VarietyImprovementandHighYieldandQualityCultivationinpeanut[M]. China Agriculture Press：2-3. (in Chinese)

[3] 赛力汗，雷俊杰，铁木尔﹒吐尔逊，等.新疆花生高产栽培要点[J].新疆农业科学,2005,42(增):17-19.

SAI Li-han, LEI Jun-jie, Tiemuer Tuerxun, et al. (2005). Key Points of Peanut High-yield Cultivation in Xinjiang [J].XinjiangAgriculturalSciences, 42(supplement)：17-19. (in Chinese)

[4] 李利民，苗昊翠，张金波，等.新疆花生栽培生产现状及发展对策研究[J].中国农学通报,2011,27(9):12-16.

LI Li-min, MIAO Hao-cui, ZHANG Jin-bo, et al. (2011). Study on the Peanut Cultivation Production Status and Development Countermeasure in Xinjiang [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, 27(9):12-16. (in Chinese)

[5] 史普想，于洪波，于国庆，等.大垄三行密植对花生的影响研究[J].辽宁农业科学，2014，(4):84-86.

SHI Pu-xiang, YU Hong-bo, YU Guo-qing, et al. (2014). Effect of Large Ridge Close Planting on Peanuts[J].LiaoningAgriculturalSciences,(4):84-86. (in Chinese)

[6]杨胜和，夏延茂.不同密度对花生的生育期和农艺性状及产量的影响[J].耕作与栽培，2011,(6)：40-42.

YANG Sheng-he, XIA Yan-mao. (2011). Effect of Planting Density on the Growth Period and Agronomic Characters and Yield of Peanut [J].TillageandCultivation, (6)： 40-42.(in chinese)

[7]邹琦.植物生理学 [M].北京:中国农业出版社,2000：160-164

ZHOU Qi. (2000).Phytophysiology[M].Beijing: China Agriculture Press：160-164 .(in Chinese)

[8] 李新国，郭峰，万书波.高产花生理想株型的研究[J].花生学报,2013,42(3):23-26.

LI Xin-guo, GUO feng, WAN Shu-bo. (2013). Peanut Ideotypes with High Yield [J].JournalofPeanutScience, 42(3): 23-26. (in Chinese)

[9]高飞，翟志席，王铭伦.密度对夏直播花生光合特性及产量的影响[J].中国农学通报,2011,27(9):320-323.

GAO Fei, ZHAI Zhi-xi, WANG Ming-lun. (2011). Effects of Plant Density on Photosynthetic Characteristics and Yield in Summer-planting Peanut [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin, 27(9): 320-323. (in Chinese)

[10] 蒋春姬，郑英杭，王晓光，等.不同田间配置方式对花生群体光合特性及产量的影响[J].吉林农业大学学报，2014,36(2):134-138.

JIANG Chun-ji, ZHENG Ying-hang, WANG Xiao-guang, et al (2014). Effect of Different Field Configuration Modes on Photosynthetic Characteristics and Yield of Peanut Populations [J].JournalofJilinAgriculturalUniversity, 36(2): 134-138. (in Chinese)

[11] 张晓艳，封文杰，刘淑云，等. 花生光合生产与干物质积累的动态模拟[J].山东农业科学,2009,(1):11-14.

ZHANG Xiao-yan, FENG Wen-jie, LIU Shu-yun, et al (2009). Dynamic Simulation on Photosynthetic Production and Dry Matter Accumulation inArachishypogaea(L.)[J].ShandongAgriculturalSciences, (1): 11-14. (in Chinese)

[12] 李松坚，王军强，朱瑞华，等.不同种植密度对中间型大花生花育22号生物学性状与产量的影响[J].山东农业科学,2014,46(6):64-66.

LI Song-jian, WANG Jun-qiang, ZHU Rui-hua, et al (2014). Effect of Different Planting Densities on Biological Characters and Yield of Intermediat-Type Peanut Variety Huayu 22 [J].ShandongAgriculturalSciences, 46(6): 64-66. (in Chinese)

[13] Hofmann, W. C., Kittock, D. L., & Alemayehu, M. (1988). Planting seed density in relation to cotton emergence and yield.AgronomyJournal, 80(5)：834-836.

[14] Campbell, T. A., & White, G. A. (1982). Population-density and planting date effects on kenaf performance.AgronomyJournal, 74(1)：74-77.

Fund project:Supported by the Basic Science and Technology Research Support Funds of Non-profit Research Institutions of Xinjiang Uygur Autonomous Region "New Variety Selection of High Yield and Quality Peanut in Xinjiang and the High Efficiency Cultivation Model Research"(KY2014030)

Effects of Different Density on Photosynthetic Physiology and Yield of Peanut in Arid Regions of Xinjiang

LI Qiang1, GU Yuan-guo1, WANG Juan1,JIA Dong-hai1, ZHANG Le2, CHEN Yue-hua1

(1.InstituteofEconomicCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.JilinCityAcademyofAgriculturalSciencesinJilinProvince,JilinCity,132101,China)

【Objective】 To research photosynthetic physiology and yield change trend of peanut in different planting densities in Xinjiang arid regions and find out the best configuration of density and output to guide the practical production.【Method】 Five different planting densities (A-E) were designed in the experiment, and single-factor randomized block design was used to study the photosynthetic physiology and yield change trend of peanut.【Result】 The results showed the planting densities greatly influenced the dry matter accumulation, leaf area index, chlorophyll content and photosynthetic potential of peanut. The dry matter accumulation amount per unit increased with the increase of the density in low density range (1.35×105-1. 5×105hole/ha), The dry matter accumulation amount per unit decreased with the increase of the density in high density range (1.65×105-1.95×105hole/ha) in forty-four days after emergence. The leaf area index increased along with the growth period in different planting densities. The peak maximum was ninety-eight days after emergence. The leaf area index decreased along with the increase of the density in one hundred and seven days after emergence. The leaf chlorophyll contents was the high density range(1.65×105-1.95×105hole/ha)was higher than low density range (1.35×105-1.5×105hole/ha). The photosynthetic potential reached peak in sixty-four to seventy-seven days after emergence and accounted for about 18%-20% of the reproductive stage. The population LAD showed a downward trend after the first rise with the increase of the density.【Conclusion】 The high density treatment (1.65×105-1.95×105hole/ha) on dry matter accumulation, leaf area index and chlorophyll content change relatively balanced, the economic characters and yield components were better than that of low density treatment. The high density configuration was more advantageous to yield in the production.

arid regions of Xinjiang; peanut; density; photosynthetic physiology; yield components

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.01.011

2015-06-20

自治区公益性科研院所基本科研业务费项目“新疆高产优质花生新品种筛选及高效种植模式研究”(ky2014030)

李强(1980-)，男，新疆人，副研究员，研究方向为油料作物育种与栽培，(E-mail)lq19820302@126.com

陈跃华(1957-)，男，新疆人，研究员，研究方向为油料作物育种与栽培，(E-mail)chenyuehua@xaas.ac.cn

S565.2

A

1001-4330(2016)01-0084-07