不同钙处理对花生农艺性状和钙含量的影响

李东霞，符海泉，杨伟波，徐中亮，冯美利

(1.中国热带农业科学院椰子研究所，海南 文昌 571339；2.海南省热带油料作物生物学重点实验室，海南 文昌 571339)

【研究意义】花生(ArachishypogaeaL.)是海南省的重要油料作物[1]，作为豆科一年生草本植物，是调整农业种植业结构的优势作物。海南省一直有种植花生的传统习惯，但是花生的增产出现下降情况[2]。海南岛是一个典型的热带土壤分布区，成土过程中钙淋失严重，土壤交换性钙含量的分布频率小于4 cmol·kg-1(低钙含量)达100 %，而且盐基高度不饱和，肥料施入后易遭损失[3]。钙是植物生长发育过程必需的营养元素之一，参与植物从种子萌发、生长分化、形态建成到开花结果的全过程[4]。而花生是喜钙作物，对缺钙非常敏感，有研究表明大田土壤轻度缺钙时，花生的荚果发育减退，造成烂果、空果、秕果增多，种仁不饱满[5]，因土壤缺钙造成花生大幅减产降质的问题尤为突出。钙素对维持花生正常的生长发育程，保证花生高产优质栽培具有不可替代的作用。虽然增施钙肥是减少花生空果的有效途径[6]，但在生产成本降低和环境保护双重压力下筛选培育耐低钙花生品种对提高海南花生产量也非常重要。【前人研究进展】李忠等通过砂培方法，在高钙200 mg/L和低钙40 mg/L处理条件下对12个不同基因型花生品种进行研究，发现不同花生品种耐低钙能力不同，认为花生荚果产量、植株地上部干重和根干重可以作为鉴别砂培培养条件下花生品种耐低钙能力的有效指标[7]。杨运萍等对广东省4个主栽的花生品种(湛油82、湛油75、湛红2号和湛油 62)进行田间试验，研究表明，4个花生品种的钙效率高低顺序为：湛红2号>湛油82>湛油75>湛油62；百仁重对4个花生品种钙效率的影响最大[8]。赵秀芬等以10个花生品种为试材，通过砂培盆栽试验研究发现不同品种的钙生产效率和钙干物质生产效率差异较大，钙素利用效率差异则相对较小[9]。还有研究发现，花生品种LH11和YZ9102在低钙浓度的营养液培养条件下，所表现出的耐低钙能力不同，YZ9102比LH11有更长的根系和更强的钙吸收转运能力[10]。不同基因型花生的耐低钙能力不同，在不同钙水平下的反应也不同[11]。【本研究切入点】本研究采用海南本地红壤沙土作为培养环境，采用盆栽的培养方法，设置施钙和不施钙2个处理，研究不同钙处理培养下不同花生品种和海南本地花生种质资源的主要农艺性状和钙含量的差异性，对它们的耐低钙能力进行评价，筛选出候选耐低钙花生种质。【拟解决的关键问题】为今后培养适宜海南种植的耐低花生新品种奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试花生10份材料，主要包括6个在海南省收集的花生的种质资源：海南五指山(WZS)、海南万宁(WN1)、海南本地红(WC1)、海南万宁(WN2)、海南文昌9(WC9)、海南文昌10(WC10)和4个来源于其他省份的优良品种：白沙1016(BS1016)、花育52(HY52)、桂花1026(GH1026)、冀油4号(JY4)。

1.2 试验方法

盆栽试验在海南省省文昌市中国热带农业科学院椰子研究所试验基地进行，每盆播种2株，供试土壤采自中国热带农业科学院椰子研究所，土壤类型为红壤沙土，具体理化性质为有机质0.67 %，碱解氮35.3 mg/kg，有效磷4.2 mg/kg，速效钾38.7 mg/kg，土壤交换性钙73.4 mg/kg，土壤交换性镁7.5 mg/kg，pH 4.63。实验设置2个钙水平：不施钙肥和施钙肥(1 g CaCO3/kg土)2个处理，每个处理4次重复，底肥为每kg土施NH4SO41.05 g、KH2PO40.288 g、MgSO4·7H2O 0.252 g、KCl 0.16 g，开花下针前每kg土浇灌Anon微量营养液1 mL，其中施钙肥处理追施钙肥(0.28 g CaCO3/kg土)，所用的肥料均用化学纯试剂。在培养1个月期间浇灌农药土杀，灭虫。首先将花生种子在实验室进行露白试验，选取露白的种子伴有农药后进行盆栽试验。2016年3月上旬播种，6月下旬收获。全株收获，收获后考察单株结果数、单株饱果数、无效果针数、单株秕果数、百果重、500 g果重、500 g果数、百仁重、500 g仁数、出仁率、每盆干果重、主茎高、侧枝长、总分枝数、结果枝数，测定地上部、根部钙含量，其中钙含量的测定仪器采用岛津AA-6300。

采用Microsoft Excel 软件进行数据的整理与分析，花生主要农艺性状的相关性分析采用SAS 9.1统计软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 2个钙处理下供试花生主要农艺性状的差异

在施钙和未施钙处理下，4个花生品种和6份在海南本地收集的花生种质资源的主要农艺性的考察结果见表1，平均值及变异情况见表2。由表1可见，同一花生在不同钙处理下的主要农艺性状表现不同，不同花生在相同钙处理下的农艺性状表现也不同。在全生育期不施钙肥的处理下，由于供试花生结果数和饱果数太少，无法考察百果重、500 g果数、百仁重、500 g仁数，因此在表1中没有列出。在施钙处理下，JY4的无效果针数、单株秕果数、百果重、百仁重最大，WN1的500 g果数、出仁率最高；WC9的侧枝长最长、WN2的500 g仁数最大，WC10的主茎高最高、HY52的单株结果数、单株饱果数、每盆干果重、总分枝数、结果枝数最高，JY4的500 g果数、500 g仁数，WN1的单株结果数、单株饱果数、无效果针数、单株秕果数、百果重、百仁重、每盆干果重、总分枝数、结果枝数，WC1的主茎高、侧枝长，GH1026的无效果针数、WN2的无效果针数、出仁率，HY52的无效果针数最小。在全生育期不施钙处理下，JY4的无效果针数、单株结果数、单株秕果数、WN1的主茎高、WC9的单株饱果数、出仁率、WC1的每盆干果重、WC10的侧枝长、HY52的总分枝数、结果枝数最大；WZS的出仁率、GH1026的单株饱果数、总分枝数、WN2的单株结果数、单株饱果数、无效果针数、单株秕果数、每盆干果重、侧枝长、结果枝数，WC10的单株饱果数，HY52的主茎高最低。

与施肥处理比较，不施肥处理供试花生的单株结果数、单株饱果数、出仁率、每盆干果重、总分枝数、结果枝数均减少，而供试花生的无效果针数、单株秕果数、主茎高、侧枝长均有所增加(表2)。其中单株饱果数和每盆干果重降低幅度较大，JY4、GH1026、WN2、WC10、HY52的单株饱果数均降低90 %以上，JY4、WC10、HY529、10的每盆干果重降低90 %以上。其中WC9的单株饱果数和出仁率受影响相对较小，单株饱果数下降70.97 %，出仁率下降17.56 %；WN1的每盆干果重下降较小，只下降了44.20 %。不施钙处理相对施钙处理，花生的无效果针数增加最明显，侧枝长也都增长，只有GH1026的主茎高的有所降低，而其余花生的主茎高都增加(表1)。

2.2 2个钙处理下供试花生地上部和根部的钙含量的差异

不施钙处理下供试花生地上部和根部的钙含量均低于施钙处理下地上部和根部的钙含量(图1)。在施钙处理下，WC1、JY4、WN2、BS1016、GH1026的地上部钙含量较高，BS1016、WN1、JY4、WC1、WZS根部的钙含量较高；在全生育期不施钙处理下，WZS、WC9、BS1016、GH1026、JY4的地上部钙含量较高，WC9、HY52、WN1、WZS、WN2的根部钙含量较高(图1)。

表1 2个钙处理下供试花生主要农艺性状的差异Table 1 Difference of agricultural characters of different peanut varieties under two calcium treatments

表2 2个钙处理下供试花生的主要农艺性状变异情况Table 2 Variation of agricultural characters among different varieties of peanut under two calcium treatments

图1 2个钙处理对供试花生地上部和根部钙含量的差异Fig.1 Difference of calcium contents of shoot and root of peanut under two calcium treatments

2.3 2个钙处理下供试花生主要农艺性状和钙含量的相关性

由表3显示，施钙处理下，单株饱果数与单株结果枝数、百仁重与百果重、500 g仁数与500 g果数、每盆干果重与单株结果数，百果重和百仁重，侧枝长与主茎高，总分枝数与百仁重和每盆干果重，结果枝数与总分枝数呈极显著正相关；单株结果数与单株秕果数，百仁重与无效果针数，每盆干果重与单株饱果数、总分枝数与单株结果数、单株饱果数和百果重，结果枝数与单株结果数、单株饱果数、百果重、百仁重和每盆干果重，根部钙含量与出仁率呈显著正相关；百果重与500 g果数，500 g仁数与百果重和百仁重，每盆干果重与500 g果数，地上部钙含量与侧枝长呈极显著负相关；总分枝数与500 g果数和500 g仁数，结果枝数与500 g果数，地上部钙含量与主茎高呈显著负相关。

表3 2个钙处理下供试花生主要农艺性状和钙含量的相关系数Table 3 Correlation coefficients between peanut agronomic characters and calcium content under two calcium treatments

注：*表示(P﹤0.05)差异显著，**表示(P﹤0.01)差异极显著；A表示施钙处理，B表示不施钙处理。X1～X14与表2中的相同，X15为地上部钙含量，X16为根部钙含量。
Note:*, ** show significant correlations at 0.05 or 0.01levels；A, B show calcium added and without calcium added treatment. The meaning ofX1-X14is the same as table 2,X15show calcium content in shoot, andX16show calcium content in root.

不施钙处理下，单株结果数与单株秕果数，侧枝长与主茎高，单株饱果数与根钙含量呈极显著正相关；地上部钙含量与结果枝数，根钙含量与出仁率呈显著正相关。

3 讨 论

钙是花生生命活动中非常重要的必需营养元素，而花生缺钙的判断标准因花生品种、栽培基质、器官、生育期而异[12]，本研究以海南红壤沙土为培养条件，通过施加钙肥和不施加钙肥两个处理，考察花生的农艺性状和钙含量。相对于施钙处理，在全生育期不施钙处理下，供试花生的单株饱果数、出仁率、每盆干果重大幅减少，而无效果针数大幅增加(表1)，这些指标可以看作是与花生耐土壤低钙胁迫的相关指标。荚果产量是评价花生耐低钙胁迫能力的重要指标，这与李忠[7]等研究结果相似。也有研究认为，钙高效品种主要关注单株产量、百果重和百仁重、其余性状[8]。本研究还发现不施钙处理相对于施钙处理增高了大部分花生的主茎高和侧枝长，增多了总分枝数(表1)，胡承伟[13]等研究发现了施钙抑制了红衣米花生的主茎高、侧枝长和分枝数，施钙能降低瘪果数，对百果重的影响较小，张佳蕾[14]等研究发现酸性土壤施钙显著增加了花生的荚果产量，增产原因是施钙肥显著增加了花生单株结果数、提高了双仁果率，从而增加了单株荚果产量，同时增加了籽仁的饱满度而显著提高了出仁率。不同花生对缺钙的耐受性不同，在不同钙水平下的反应也不同[8-9]。本研究发现，与施钙处理相比，在不施钙处理下，JY4、GH1026、WN2、WC10、HY52的单株饱果数均降低90 %以上，JY4、WC10、HY52的每盆干果重降低90 %以上。在不施钙肥处理下，WC9的单株饱果数多，出仁率高，WC1的每盆干果重大，而WN2的单株饱果数少、每盆干果重少，WC10的单株饱果数少(表1)。可见，WC9和WC1相对来说具有耐低钙能力的潜质，而WN2和WC10相对来说对缺钙环境更加敏感。

在施钙处理和不施钙处理下，侧枝长与主茎高、单株结果数与单株秕果数、根部钙含量与出仁率均能达到显著正相关(表3)。侧枝长和主茎高是影响花生株型的重要植物学性状，单株结果数和单株秕果数是影响花生生产性能的重要产量性状，这些性状之间都密切相关，出仁率是表示子仁重量与花生干荚果的比值，通过测定植株的钙含量可以了解其是否缺钙，不施钙处理下同一花生品种的根部钙含量低于施钙处理下的钙含量，而花生缺钙会导致花生空果、秕果、单仁果增多，从而减小花生的出仁率(表3)。可见出仁率可以作为筛选花生耐土壤低钙胁迫的重要指标。

4 结 论

本研究表明，海南花生种质资源中WC9和WC1可作为培育适宜海南种植的耐低钙花生新品种的候选材料，花生出仁率可以作为评价花生耐土壤低钙胁迫的关键指标。

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