不同施钙量对花生荚果发育时期农艺性状的影响

赵亚飞，张彩军，孟 谣，王铭伦，王月福，张晓军，邹晓霞

(青岛农业大学山东省旱作农业技术重点实验室，山东 青岛 266109)

花生是世界五大油料作物之一，是食用、榨油兼用的经济作物[1]。中国是世界上最大的花生生产和出口大国，花生种植面积在我国农作物中排在第七位，农业产值排在第五位，年总产已达1500多万t，占世界花生总产的43%[2]，加工总产值约为1500亿元，居世界之首，是为数不多具有比较优势和国际市场竞争力的农产品。但目前国内食用植物油自给率尚不足40%，迫切需要进一步提高油料生产能力[3]，而提高花生产量和品质，是缓解油脂供需矛盾的重要途径[4]。

花生对钙极度敏感，其钙需求量仅次于氮，高于磷，与钾相当，另外，钙对花生叶片光合物质转运、根系活力、荚果发育、抗逆性蛋白质和脂肪含量、油酸/亚油酸(O/L)比等方面有重要影响[5]，钙作为重要的营养及信号物质，影响花生光合参数、叶绿素含量和叶面积系数[6]。吴晶华等人研究表明：不同钙肥用量对花生主茎高、分枝数、荚果性状等无显著影响[7]。也有研究认为，施钙显著降低了花生主茎高和侧枝长[8-9]。施加外源Ca2+可以促进花生主茎和侧枝的生长，甚至可促进花生农艺性状的改善[10-13]。

可见，不同研究结果间存在差异，但众多研究表明，缺钙导致花生体内光合碳产物转运失调，籽仁正常生理代谢及胚细胞形态发育受影响，处于“饥饿”状态，导致胚败育而空荚[14-15]。钙对花生荚果发育期光合产物在各器官的积累有何影响？这与籽仁发育有何联系？这个问题尚不明确。因此本试验采用盆栽试验，设不同钙肥施用量，按照荚果发育时期调查采样，研究施钙对花生不同荚果发育时期植株农艺性状及干物质积累的影响，旨在为花生高产及合理施肥提供理论基础和实践指导。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试花生品种：L-2010(由山东省花生研究所提供)(耐低钙)和花育22(不耐低钙)，肥料为尿素(N 46%)、硫酸钾(K2O 50%)、磷酸二氢钠(化学纯，P2O559.2%)和氧化钙(化学纯，CaO 98%)。供试土壤取自前期试验过程中发现的严重缺钙地块土壤。肥力状况：土壤含有机质12.14 g·kg-1、水解性氮77.60 mg·kg-1、速效磷4.13 mg·kg-1、速效钾115.30 mg·kg-1、交换性钙0.78 g·kg-1。

1.2 试验方法

试验于2018年5-9月在青岛农业大学莱阳试验站进行，采用盆栽法，选用栽培盆高43cm，直径 30cm。将采集的低钙土壤风干后过5 mm筛。土壤含水量10%(易压实)左右时装盆，保持每盆装土量相同(37 kg)，装土距盆沿3 cm。在装填0～20 cm土层土壤时，按每公顷施氮120 kg，磷180 kg，钾150 kg(折纯量)，每盆施尿素1.00 g，磷酸二氢钠2.00 g，硫酸钾1.81 g。为减少盆栽过程环境条件的影响，花盆装填好后，均埋入土中，只露出盆沿约3 cm高度。

每品种下设T0：对照(不施钙)、T1：CaO 150 kg/hm2和T2：CaO 300 kg/hm23个施钙水平，共6个处理，分别为：L-2010，L-T0、L-T1、L-T2和花育22，H-T0、H-T1、H-T2，每处理30盆，共计180盆。不施钙处理(T0)每盆施钙肥0 g、T1每盆施钙肥1 g、T2每盆施钙肥2 g，与花生开花下针期随水均匀浇灌于盆中，不施钙处理浇等量清水，各处理随机排列，3次重复。2018年5月11日播种，每盆播种3穴，每穴2粒，出苗后每穴选留1株健壮苗。其他管理同一般大田生产。

1.3 测定项目及方法

参考前人研究得出的花生荚果发育时期[17-19]，共设5次采样，采取花生植株。取样时间如表1。

表1 取样时间安排

在设定的采样期(表1)，每处理采集完整花生植株各6株。调查主茎高、侧茎长、茎干重、总分枝数、叶干重、荚果干重、根干重。植株干物重的测定采用烘干法：将植株各器官先于105℃下杀青30min，再于70℃下烘干至恒重，主茎高、侧茎长直接用直尺测定。

1.4 数据处理

所有数据使用Excel 2010和DPS 7.05软件进行处理及统计分析，显著性检验采用LSD方法。

2 结果与分析

2.1 不同钙处理对花生主要植株性状的影响

2.1.1 不同钙处理对主茎高和第一对侧枝长的影响

图1可看出，两品种的主茎高度在鸡咀幼果期至荚果定型期之间增长迅速，在荚果定型期达到最大值，花育22 T0为48.3 cm，T1为46.5 cm，T2为44.4 cm，L-2010 T0为50.7 cm，T1为47.0 cm，T2为47.5 cm，从荚果定型期之后增长缓慢。各施钙处理间对花生植株主茎高的影响基本一致，荚果定型期后，各施肥处理主茎高与对照相比增长缓慢，但处理间差异不显著。结果表明，施用钙肥对花生主茎高度无显著影响。

图1 不同施钙量对两品种主茎高的影响 Fig.1 Effects of different calcium treatments on the main stem height of two varieties注：鸡咀幼果期YFS: young fruit stage； 荚果体积膨大期PBS: pod bulking stage； 荚果定型期PSS: pod setting stage； 籽仁充实期SFS: seed filling stage； 籽仁成熟期SRS: seed ripening ftage。下同。

图2 不同施钙量对两品种侧枝长的影响 Fig.2 Effects of different calcium treatments on lateral branch length of two varieties

图2可看出，两品种随着生育期的进行，侧枝长度逐渐增加，在荚果定型期前增长迅速，到籽仁成熟期达最大值。此时，花育22 T0：56.0 cm，T1：58.3 cm，T2：55.0 cm，相对于鸡咀幼果期增长率分别为T0：55%，T1：68%，T2：69%，品种L-2010 T0：56.2 cm，T1：58.0 cm，T2：57.7 cm，相对于鸡咀幼果期增长率分别为T0：94%，T1：75%，T2：69%。施用钙肥能够促进前期花生侧枝的生长，荚果定型期后各施肥处理花生侧枝长度都增加缓慢，但处理间差异不显著。

2.1.2 不同钙处理对总分枝数的影响

图3可看出，施用钙肥后，在花生鸡咀幼果期至籽仁成熟期对花育22和L-2010的分枝数影响不大，分枝数分别集中在11～12条，9～10条这个范围，处理间差异不显著。

2.2 不同钙处理对地上部干物重的影响

2.2.1 不同钙处理对茎干物重的影响

图4可看出，花育22施钙处理茎干物重从鸡咀幼果期开始增加，到荚果定型期达到最大值，分别为T1：18.4g，T2：12.4g，此时相对于鸡咀幼果期分别增长T1：40.7%，T2：20.3%，荚果定型期之后开始缓慢减少，至籽仁成熟期，相对于荚果定型期分别降低T1：30.0%，T2：2.5%；未施钙处理在籽仁充实期达最大值，为18.6g，之后逐渐降低，至籽仁成熟期相对于充实期干物重降低2.5%。L-2010施钙处理茎干物重从鸡咀幼果期开始增加，到荚果定型期达到最大值，分别为T1：13.0g，T2：14.8g，此时，相对于鸡咀幼果期分别增加T1：24.7%，T2：27.4%，荚果定型期之后开始缓慢减少，至籽仁成熟期，相对于荚果定型期分别降低T1：4.5%，T2：16.6%；未施钙处理在籽仁充实期达到最大值，为15.1g，至籽仁成熟期干物重相对于籽仁充实期降低4.5%。两品种从鸡咀幼果期至荚果定型期之间各施肥处理与对照相比，都能促进茎干物重增加，而在荚果定型期之后，各施肥处理都能促进茎干物重的转移，但处理间差异不显著。

图3 不同施钙量对两品种总分枝数的影响 Fig.3 Effect of different calcium treatments on the total number of branches of two varieties

2.2.2 不同钙处理对叶干物重的影响

图5可看出，两品种随着生育期的进行，叶干物重逐渐增加，与茎干物重呈相似变化规律，各施钙处理间对花生植株叶干物重的影响基本一致，花育22从鸡咀幼果期到荚果定型期达最大，分别为T0：23.35g，T1：25.7g，T2：21.8g，此时，相对于鸡咀幼果期分别增长T0：72.7%，T1：91.4%，T2：87.7%，荚果定型期之后开始缓慢减少，至籽仁成熟期，相对于荚果定期分别降低T0：60.2%，T1：69.5%，T2：66.3%。开始增加，至荚果定型期，L-2010施钙处理在鸡咀状幼果期开始植株叶干物重增加，到荚果定型期达到最大值，分别为T1：22.7g，T2：23.8g，此时，相对于鸡咀幼果期分别增加T1:70.2%，T2:57.8%，荚果定型期之后开始缓慢减少，至籽仁成熟期，相对于荚果定型期分别降低T1：48.5%，T2：49%，未施钙处理在籽仁充实期达到最大值，为24.2g，之后逐渐降低，至籽仁成熟期降低48.4%。两品种在鸡咀幼果期至荚果定型期之间各施肥处理与对照相比，都能促进叶干物重，但处理间差异不显著。

图4 不同施钙量对两品种茎干重的影响 Fig.4 Effects of different calcium application on stem dry weight of two varieties

图5 不同施钙量对两品种叶片干重的影响 Fig.5 Effects of calcium application on leaf dry weight of two varieties

图6 不同施钙量对两品种根干重的影响 Fig.6 Effects of different calcium application rates on root dry weight of two varieties

图7 不同施钙量对两品种荚果干重的影响 Fig.7 Effects of different calcium application rates on dry weight of pods of two varieties

2.3 不同钙处理对地下部干物重的影响

2.3.1 不同钙处理对根干物重的影响

图6可看出，两品种根干物重随着荚果发育而逐渐增加，各施钙处理间对花生根干物重的影响基本一致，花育22从鸡咀幼果期根干物重呈近似直线增长，至籽仁充实期，相对于鸡咀幼果期分别增长T0：69.2%，T1：11.0%，T2：31.6%，而在籽仁充实期之后，各处理根干物重依次减少，至籽仁成熟期，相对于籽仁充实期分别降低T0：36.5%，T1：22.4%，T2：56.8%。L-2010从鸡咀幼果期根干物重呈近似直线增长，至籽仁充实期，相对于鸡咀幼果期分别增长T0：40.7%，T1：89.8%，T2：50.6%，而在籽仁充实期之后，各处理根干物重依次减少，至籽仁成熟期，相对于籽仁充实期分别降低T0：60.8%，T1：37.8%，T2：27.4%。

2.3.2 不同钙处理对荚果干物重的影响

图7可看出，荚果干物重随着荚果发育而逐渐增加，到收获时达到最大值。花育22从鸡咀状幼果开始至荚果定型期荚果干物重呈直线增加，荚果定型期后增长缓慢，至籽仁成熟期达到最大值，分别为T0：28.3 g，T1：33.0 g，T2：30.8 g。L-2010整个生育时期都呈直线增加，籽仁成熟期达最大值分别为T0：29.2 g，T1：32.8 g，T2：38.3 g。

3 讨论与结论

钙作为重要的营养及信号物质，对植物的细胞分裂、伸长、生长、发育和抗逆进行调控，缺钙会导致花生空壳严重。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、其余性状作为次要考虑[16]。吴文新等试验结果表明，施钙降低了花生主茎高和侧枝长，但可以增加茎的干物质量[9]，施加外源Ca2+可以促进花生侧枝的生长[10]甚至可促进花生农艺性状的改善[11]。史晓龙等研究发现，适量施用钙肥可明显促进花生侧枝长的生长[12]，本研究发现两品种在鸡咀幼果期至荚果定型期之间各施肥处理与对照相比，都能促进主茎高的生长，侧枝长度逐渐增加，在荚果定型期前迅速增长，之后增长缓慢，到籽仁成熟期时达到最大值。这与前人研究结果基本相符。总分枝数没有变化，这可能是因为施钙在前期对花生分枝数有影响，但在开花下针期不再影响分枝数。施钙处理对于花生茎干物重和叶干物重前期表现促进、后期开始减少的现象，两品种茎和叶片干物重均在荚果定型期达到最大，之后开始缓慢减少；地下部，根的干物重到籽仁充实期也呈减少趋势，这与修俊杰的结论是基本一致的[20]。表明施用钙肥可以调节地上部和地下部干物重，为产量的提高打下基础。