钙肥及气象因子对花生开花动态的影响

李旭阳，刘 宇，王 清，李 林，3，刘登望，3，万书波，谭红娇，王建国，王 飞

(1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128； 2. 湖南农业大学农学院，湖南 长沙 410128；3. 湖南农业大学旱地作物研究所，湖南 长沙 410128； 4.山东省农业科学研究院生物研究中心，山东 济南 250100)

钙对植物生殖生长的促进具有普遍意义。钙促进黄瓜子叶离体培养物的花芽分化[1]，促进蓝猪耳受精作用[2]。是花生仅次于氮、钾的第三大必需元素，比磷还多[3]。钙浓度不足会导致花生花粉发育较差，花粉活力低，影响萌发和受精过程[4]。

开花是植物从营养生长转向生殖生长的关键环节[5]。花生具有一定的无限生长习性，花期长，花量大，中期低效花和后期无效花多，在不合理肥水管理条件下更易产生冗余生长[6]，荚果发育所需养分受到徒长的茎叶、晚育无效的花针果强烈而持续的竞争，最终导致“花多不齐、针多不实、果多不饱”，当前的高产田绝大多数的花(80%～85%)、针(63%～67%)是冗余的[7]。山东农业大学摘除后期无效花的试验表明，增产幅度达33.8%；摘除多余叶片也大幅增产[5,8]。

从花的角度开展“调花控冗”栽培研究，促进营养生长向生殖生长转换，增加前期高效花，抑制中期低效花，杜绝后期无效花，解决花期不集中、花量偏多的难题，有望突破冗余生长弊端，可能是花生实现高产高效的新途径。然而，历史上的花生栽培多注重花生营养生长研究，例如光合作用、生物量等[6,9]，迄今有关花生生殖生物学以及“控花”栽培报导还很少。本研究拟在南方地区的缺钙红壤旱地开展盆栽试验，以探讨钙及气象因子与开花的关系，为花生高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试花生品种为湖南农业大学旱地作物研究所培育的南方主栽大粒型品种湘花2008。供试土壤为浏阳市书院村月光坪村新开垦的第四纪红壤表层土，其理化性质为：pH 4.5(水：土=2.5：1)、碱解氮64 mg/kg、有效磷未检出、速效钾 82 mg/kg、有机质27.3 g/kg、CEC 13 cmol(+)/kg、交换性钙0.74 cmol(1/2 Ca2+)/kg、交换性镁0.13 cmol(1/2 Mg2+)/kg、有效锌0.63 mg/kg、有效硫143.7 mg/kg、有效硼0.12 mg/kg、有效钼0.08 mg/kg，属于酸性、缺钙瘠薄红壤土。

1.2 试验设计

试验在湖南农业大学耘园试验基地进行，采用土柱试验，PVC管内径36cm、高75cm、壁厚0.5cm，底部铺上地膜，以阻隔供试土壤与试验地本土的干扰。将管的一端放于地膜上，装入供试土壤90kg。为保证除钙以外的养分需求，于土柱上层0～30cm处参照大田标准施加基肥：尿素3.857g、磷酸二氢钾7.897g、六水合氯化镁8.5g，并混匀，苗期喷施硼、钼微肥，实现平衡施肥。钙肥肥源为氧化钙，每667m2施钙量(CaO计)设4个水平即0、25、50、75kg，两种施钙方式：① 播种前钙肥基施，与土壤混匀；② 播种前、始花期钙肥各施一半，共7个处理(表1)。每处理17盆，播种前将土浇透，待表层土壤含水量为70%左右时播种，每盆播8粒，出苗后间苗，定苗4株。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 开花动态观测

从见花期开始，每天上午7:00-9:00统计各处理下的整体开花植株数量，并在各处理选取16株作为定点观测株，记录每株当日开花量，及高位花量(高于土壤表层5.5 cm以上的花)，计算花期长度、花量、高位花量、低位花率等。

表1 试验处理

1.3.2 气象生态指标测定

田间降水量及日均温度等气象数据采用临近试验地的长沙市望城区农业气象站的数据。

1.4 数据处理与分析

采用Excel 2007进行数据录入及绘图，采用SPSS 22.0进行数据处理分析。

2 结果与分析

2.1 施钙对花生开花动态的影响

2.1.1 花期

从表2可见，施钙量及施钙方式对始花期影响很小，但对花期长短、末花期(将开花后期群体开花株数低于30%时视为末花)有显著影响。不施钙时花期长达104 d；施钙后各处理花期均有明显缩短，幅度达8.65%～17.31%。其中，施钙量为基施Ca50时缩短达18 d；幅度最小的基施Ca75也缩短了9 d。不同施钙方式中，Ca25基与Ca25追之间差异很小，Ca50基与Ca50追、Ca75基与Ca75追之间存在较大差异。

2.1.2 每日单株开花量动态

图1可知，整个开花阶段中，不施钙处理(对照)在开花前期、中期均未出现开花高峰期(这里规定群体每日单株开花量平均1.5朵或以上，持续2 d以上)；开花后期出现1个开花高峰期，累计2 d。

表2 不同施钙方法对花生品种湘花2008花期的影响

图1 不施钙处理花生每日单株开花量Fig. 1 Daily flowering number per plant of peanut without calcium fertilizer treatment

图2可知，每667 m2施钙25 kg且全部基施时，开花前期出现4个开花高峰期，累计15 d；开花中期3个高峰期，累计7 d；后期1个高峰期，累计6d。基、追肥各半时，开花前期2 d高峰期，累计7d；开花中期1个高峰期，累计2 d；后期1个高峰期，累计2 d。基施钙肥比基、追肥各半的花生进入开花高峰期略早，且前、中期开花高峰期比追肥处理持续时间长，到后期基施钙肥开花高峰持续时间长，无效花量明显多于追肥处理。

图3可知，每667 m2施钙50 kg且全部基施时，开花高峰期不明显，始花后第2天到8月3日左右每株1朵上下波动，从9月22日到收获，开花数呈下降趋势。在追肥处理下，从始花期到8月30日开花动态与基施钙肥趋势基本一致，但在开花中、后期出现高峰，累积8 d。10月5日后两处理基本无花，开花后期无效花量均呈明显下降趋势。

图4可知，每667 m2施钙75 kg花生开花动态趋势：播种前基施全部钙肥，开花前、中、后期各出现1个开花高峰期，累积天数分别为2d、4d、4d。而追肥处理前期和中期都没有出现开花高峰，开花后期出现了1个开花高峰期，累计2 d；两个处理在10月9日到收获期基本无花。

图2 每667 m2施钙25 kg花生每日单株开花量 Fig. 2 Daily flowering per plant of peanut treated with 25 kg/667 m2 of calcium fertilizer

图3 每667m2施钙50 kg花生每日单株开花量Fig. 3 Daily flowering number per plant of peanut treated with 50 kg/667 m2 of calcium fertilizer

图4 每667 m2施钙75 kg花生每日单株开花量 Fig. 4 Daily flowering number per plant of peanut treated with 75 kg/667 m2 of calcium fertilizer

2.1.3 单株总开花量及单株总高位花量

由表3可知，施钙比不施钙处理总开花量多1.07%～32.54%，Ca25、 Ca50 、Ca75基施钙比追施钙的开花量分别多23.53%、1.09%、11.09%，而高位花量(Ca25基除外)、高位花率施钙比不施钙分别降低0.07%～17.73%、6.86%～24.91%。说明施钙可减少低效、无效花，50 kg/667 m2控花效果最好，其次为75 kg/667 m2。

2.1.4 不同阶段单株开花量

一般而言，高产花生的理想开花模式应是生育前期开花多而集中，而中、后期尽量不或少开花[10]。为便于分析，将本次试验的开花阶段分为前期(始花至35 d，开花至结荚阶段)、中期(30～70 d，结荚至饱果阶段)、后期(70～105 d，饱果至成熟阶段)。从表4可知，在开花前期，施钙较不施钙的开花量均增加(3.19%～57.03%)，其中Ca25基增幅最大，Ca75追最小，基施钙肥的开花量均高于追肥，其中Ca25 、Ca50、Ca75的基比追处理分别提高17.31%、2.54%、9.22%，此时高位花量少，且无明显差异。在开花中期，开花量依然以施钙大于不施钙(14.77%～60.02%)、基施高于追肥。Ca25、Ca50、Ca75的基比追分别提高29.79%、0.22%、17.09%，此时高位花量多，且差异大。在开花后期，施钙较不施钙的开花量、高位花量反而均降低；开花后期与中期比，施钙的开花量均降低(13.85%～29.82%)，不施钙的开花量反而增加39.09%；此时基施钙肥开花量依然高于分期施钙。说明施钙尤其是基施钙肥可提高开花前期的有效花量，而对开花中、后期的低、无效花起到很好的控花作用，减少了营养的无效消耗。

表3 不同施钙方式对花生平均单株开花总动态的影响

表4 不同施钙处理花生各开花阶段平均单株开花量及高位花的变化

2.2 单株每日开花量与气象因子的关系

将整个开花阶段的单株每日开花量与其前1、2、3 d的平均日均温度、日均相对湿度以及降雨量进行相关性分析(表5、表6、表7、图5)可知，不同气象因子对花生开花的影响程度有差异。总体上，整个开花阶段处于日均温度14～34 ℃、日均相对湿度63%～100%、降雨量0～42 mm(前期温度高，降雨多)的气候生态条件下，不施钙时当日开花量与其前1～3 d的日均温度和日均相对湿度均呈极显著负相关，与降雨量呈不同程度的负相关但相关度较低；施钙后，当日开花量与前1～3 d的日均温度均呈极显著正相关。而前1、2、3 d之间不同气象因子变化对当日开花量的影响均差别不大。说明钙有利于花生开花前期(温度较高)促早花、开花后期(温度较低)控晚花，并且对开花量的影响以日均温度较大，其次是日均相对湿度，而降雨量较小。

将不同开花阶段的单株每日开花量与气象生态因子进一步分析可知，在前期，日均温度除降雨导致的降温外，多在28～33 ℃波动，不施钙时花生单株每日开花量与其前1、2、3 d的平均日均温度和相对湿度相关度不高，与前3 d的平均降雨量呈现显著的负相关，施钙处理中，由于施钙量和施钙方式的不同，单株每日开花量与各气象因子的相关度也存在一定差异，其中处理Ca75基开花量与前1、2、3 d的平均日均温度都呈显著正相关，与日均相对湿度的相关度同样是处理Ca75基较高，而对比不施钙，处理Ca25基的开花量与前1、2、3 d的平均日均温度相关度都较小，其他处理之间开花量与气象因子的相关度差异不大。

在中期，不施钙时花生单株每日开花量与其前1、2、3 d的平均日均温度和相对湿度均呈极显著负相关，与降水量相关度不高且差异不明显，施钙时，各处理花生单株每日开花量与前1、2、3 d的平均日均温度呈不同程度的正相关，其中处理Ca50基花生开花量与前1、2 d的平均日均温度呈显著正相关，与前3 d平均日均温度呈极显著正相关，与日均相对湿度的相关度也比其他施钙处理高，与前1、2 d平均日均相对湿度呈显著正相关，与前3 d呈极显著正相关，而此时期处理Ca75基花生单株每日开花量与前1、2、3 d平均日均温度和日均相对湿度相关度都不显著。各处理花生单株每日开花量与降雨量均呈负相关，但差异并不明显。

表5 当日开花量与前1日气象因子的相关性

表6 当日开花量与前2日平均气象因子的相关性

表7 当日开花量与前3日平均气象因子的相关性

图5 开花阶段每日的气象条件变化 Fig. 5 Changes of daily meteorological conditions during the flowering stage

在后期，不施钙与施钙处理花生单株每日开花量与前1、2、3 d平均日均温度均呈现极显著负相关，与日均相对湿度呈现不同程度的负相关，与降雨量相关性不大，而施钙处理中，Ca75基花生开花量与日均温度相关性最显著。通过分析，说明每日开花量受温度变化的影响较大，而受降雨量变化的影响较小，并且开花阶段前期受气象因子的影响小于中期，而后期的影响最大；施钙可以降低温度变化对花生开花产生的影响。

3 讨论与结论

3.1 讨 论

3.1.1 花生尽早开花与结果的意义

根据作物生长中心理论，植株生长中心若能尽早、快速从营养器官向生殖器官转移，对经济产量形成的数量、质量、效率将具有决定意义[11]。荚果是花生的经济器官，也是生殖器官。荚果能否早生、多育、壮实，直接决定于开花时间的早晚、长短、数量的多少、位置的高低。一般在始花至盛花期内开的花为高效花，成针/果率高，饱果率高；盛花期以后开的花为低效花，节位高，成针率低，多为秕果；末花期均为无效花，不能结成荚果。一般认为，高产品种单株开花75～100朵且开花早、集中，而开花太多、分散的品种空果多、饱果少、不整齐、产量低[7]。

本研究表明，施钙促早花，增加生育早期的开花总量，尤其提高有效花；控制生育中期的低效花和生育后期的无效花。不同施钙处理下，每667m2施钙50 kg和75 kg对花生控花效果好，相同施钙量处理下，播种前基施钙肥比始花期追施钙肥对花生控花效果好。

3.1.2 气象因子对花生开花的影响

气象因子是影响作物生长发育、产量和品质的重要因素，明确气象因子与作物生长发育的关系，是作物优质高产栽培的基础[12]。气象因子的变化对花生开花量也有影响。万书波等[7]认为花生开花的适宜温度为23～28 ℃，低于21 ℃或高于30 ℃开花数量均会减少。刘德金[13]认为花生开花的适宜温度为24～25 ℃，当日均气温高于或低于该范围，开花量明显下降。

本试验结果也发现，开花前期日均温度除降雨导致的降温外，多在28～33 ℃范围内波动，开花中期日均温度多在28～31 ℃(前20 d左右)和22～28 ℃波动，开花后期日均温度多在25 ℃以下波动，前期温度较高，多高于开花的适宜温度，而中、后期温度降低；通过单株每日开花量与其整个开花阶段和不同开花阶段前1、2、3 d的平均日均温度、降雨量等气象因子变化的相关性分析也表明，对开花量影响较大的气象因子是日均温度，而降雨量则影响较小；并且开花阶段前期受气象因子的影响小于中期，而后期的影响最大。同时，施钙处理下，在前期开花总量均较不施钙时提高，中、后期则有效控制开花高峰，大幅减少开花量。说明施钙可以降低温度变化对花生开花产生的影响，有利于花生开花前期(温度较高)促早花，开花后期(温度较低)控晚花。

3.2 结 论

在缺钙瘠薄红壤旱地花生不同施钙量和方式的开花动态趋势差异较大。适度施钙可以促使花生提早进入开花高峰期，提高有效花期内的开花总量，控制生育中、后期开花量，降低高位花率。各个施钙处理中，每667 m2施钙50 kg前期促进开花效果好，每667 m2施钙75 kg后期抑制无效花效果好，不同施钙方式中，播种前基施钙肥比始花期追施钙肥控花效果好。整个开花阶段气象因子变化影响花生开花量，其中影响较大的是日均温度，而降雨量则影响较小。施钙可以降低温度变化对花生开花产生的影响，有利于花生开花前期(温度较高)促早花，开花后期(温度较低)控晚花。