不同收获时期对花生产量和品质的影响

郭 峰 李庆凯 范仲学 崔 利 孟静静 唐朝辉 李新国 万书波

(山东省农业科学院生物技术研究中心；山东省作物遗传改良与生态生理重点实验室，济南 250100)

作物成熟要经历一个复杂的过程，期间作物体内持续发生物理与化学变化，其产量和品质除受品种、栽培技术等因素影响外，与收获时间也有很大关系[1-4]。不同收获时期可改变作物生育期内的光、热、水等气候要素的配置，从而使作物产量及品质表现一定的差异[5,6]。路海东等[7]研究发现，夏玉米收获期每推迟1 d，百粒质量可增加0.44 g，产量可增加206 kg/hm2。随收获期的延迟，供试6个大豆品种的油分含量呈先上升后下降的变化趋势，过早或过晚收获都会影响其油分含量，且每个品种都有其最佳的收获期[8]。乐丽红等[9]报道了适当推迟收获，“甬优538”结实率提高，产量增加，糙米率、整精米率及精米率提高，但稻米蛋白质含量降低。可见，适时收获是实现作物高产、优质的一条重要途径。

花生(ArachishypogaeaL.)是我国重要的油料作物和经济作物，在国民经济中占有重要地位。花生荚果产量及籽仁营养成分含量在其成熟过程中不断变化，适宜收获期对其荚果产量和籽仁品质起着重要作用[10]。收获过早导致荚果代谢积累物质不足，多数荚果未充分成熟，秕果多，产量低，品质差；收获过晚导致果柄易霉烂，荚果脱落，甚至荚果变质腐烂。我国花生种植分布较广，因种植制度不同，播种时间和收获时期差异较大[11]。随着品种更新、地膜覆盖等措施的实施，花生生育期普遍变短，这在一定程度上影响了花生产量和品质。食用花生的评判标准主要包括籽仁中氨基酸、蛋白质含量等指标，油用花生则以籽仁高油酸、高亚油酸和高脂肪含量作为首要优质性状[12]。

本研究通过对不同品种春花生不同收获时期产量和品质进行分析, 研究收获期与花生产量、品质的关系，旨在为山东省中西部地区食用和油用等不同用途的花生优质高产栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试花生品种：大花生“花育22号”和小花生“花育20号”，为山东省主推品种。

1.2 试验设计

试验连续2年(2009—2010年)在山东省农业科学院试验场进行。试验地土壤类型为壤土，播前土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为90.5、25.8、159.0 mg/kg，有机质含量为13 g/kg。花生种植采用起垄覆膜的方式：垄距85 cm，垄面宽55 cm，垄高10 cm，垄上种两行花生，行距35 cm，大花生(花育22号)密度21万株/hm2，小花生(花育20号)密度22.5万株/hm2，每穴1粒种子。小区面积25.5 m2，随机排列，重复3次。小区基施肥料以尿素(含N 46%)、过磷酸钙(含P2O512%)和硫酸钾(含K2O 50%)按照N、P2O5、K2O三者比例按1∶1.1∶1.3配施而成，每亩施用50 kg。4月25日播种，收获期分为8月1日、8月18日和9月4日，均为饱果期，每隔17 d收获1次，分别代表花生的饱果成熟初期、饱果成熟中期和饱果成熟末期，其他措施同一般高产田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 花生产量及产量构成因素的测定

收获时每小区选取生长整齐一致的花生植株10棵，考察单株结果数、单株饱果数和单株秕果数。各小区选取两垄生长均匀一致长度2 m的花生进行收获，然后摘果、风干，测定小区荚果产量。

1.3.2 花生籽仁品质的测定

各处理在自然风干的荚果中选取均匀一致的荚果人工剥取籽仁，籽仁中的氨基酸、蛋白质、粗脂肪、油酸、亚油酸含量及O/L值等指标，采用多功能谷物近红外分析仪(DA7250)进行分析与测定。

1.4 数据处理

采用Excel处理试验数据，SPSS 16.0数据处理系统进行处理间各指标的差异显著性检验，显著性水平设为α= 0.05，采用LSD法进行多重比较。2年试验数据结果变化趋势基本一致，全文数据采用两年数据的平均值进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同收获期对花生产量及产量构成因素的影响

从表1可以看出，不同收获期对花生产量及构成因素均有一定的影响，且品种间存在差异。进入8月份，“花育20号”单株结果数趋于稳定，而8月1日收获的“花育22号”显著低于后期收获。随着收获期延长，两品种花生单株饱果数显著增加，秕果数呈降低的趋势，其中对大花生“花育22号”的影响要大于小花生“花育20号”；前者饱果率由44.1%增加到60.8%，增加了16.7个百分点；后者饱果率从51.2%增加到62.3%，增加了11.2个百分点，但“花育20号”单株饱果数和秕果数差异均不显著，这说明延长收获期对小花生的影响较小。从小区产量来看，其规律性与饱果率基本一致，后期收获对“花育20号”的影响亦不大，这可能与小花生生育期短有关。因此，适当延长“花育22号”收获时间对于提高其饱果率和荚果产量是必要的。

2.2 不同收获期对花生籽仁人体必需氨基酸含量的影响

由表2可知，不同收获期对两品种花生籽仁中苯丙氨酸、异亮氨酸和总人体必需氨基酸含量影响均未达到差异显著性，对其他氨基酸含量的影响因品种而异。对“花育22号”来讲，8月1日收获的籽仁中蛋氨酸、苏氨酸和缬氨酸含量均显著高于后两个收获期；到了8月18日，亮氨酸含量显著高于其他两个收获期；赖氨酸和色氨酸含量则无显著差异。随着收获时期的延长，“花育20号”籽仁中色氨酸含量呈增加趋势，赖氨酸呈降低趋势；与8月1日收获的花生相比，9月4日收获的花生籽仁中两种氨基酸的含量显著增加；蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸和缬氨酸含量差异均不显著。从整体来看，“花育22号”籽仁中人体必需氨基酸总含量呈降低的趋势，而“花育20号”呈先升后降的趋势，但均未达到差异显著性。因此，从所含人体必需氨基酸总量及营养价值来看，“花育20号”应正常成熟相对晚收，而“花育22号”宜早收。

表1 不同收获期对花生产量及产量构成因素的影响

注：不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)，下同。

表2 不同收获期对花生籽仁中8种人体必需氨基酸含量的影响/%

2.3 不同收获期对花生籽仁人体半必需氨基酸含量的影响

随着收获期延迟，两品种花生籽仁中精氨酸含量均显著降低，而胱氨酸和丝氨酸含量差异不显著，其他氨基酸含量亦因品种而异。3个收获期，“花育22号”籽仁中甘氨酸含量呈增加的趋势，但前两个收获期差异不显著，9月4日收获则显著提高了其含量；不同收获期对酪氨酸含量的影响差异不显著。“花育20号”酪氨酸含量随着收获期延迟先升后降，9月4日收获则显著降低了其含量，而不同处理间甘氨酸含量不存在差异显著性。综合3个收获时期，“花育22号”籽仁中人体半必需氨基酸总量呈下降趋势，而“花育20号”则呈先升后降趋势。从人体半必需氨基酸总量和营养价值分析，“花育22号”宜早收，而“花育20号”则应正常成熟，相对晚收(表3)。

2.4 不同收获期对花生籽仁人体其他人体非必需氨基酸含量的影响

从表4可以看出，不同收获期对两品种花生籽仁中组氨酸和脯氨酸含量的影响均差异不显著。随收获期的延长，“花育22号”和“花育20号”籽仁中天冬氨酸含量均呈降低的趋势，前者8月1日收获显著高于后两个收获期，后者9月4日收获则显著低于前两个收获期。两品种花生籽仁中谷氨酸含量均呈现先升后降趋势，其中“花育22号”的3个收获期之间均达到了差异显著性，而“花育20号”则差异不显著；两品种丙氨酸含量均呈下降趋势，其中“花育20号”在9月4日收获其含量差异低于8月1日收获，而“花育22号”各处理间差异不显著。从整体来看，人体非必需氨基酸总量均呈现降低趋势，其中9月4日收获的花生均显著降低了其含量。因此，从其他人体非必需氨基酸总量及营养价值分析，两者均应早收。

2.5 不同收获期对花生籽仁总氨基酸、蛋白质、粗脂肪、油酸、亚油酸含量及O/L的影响

从表5可以看出，随收获期延长，两品种花生籽仁中粗脂肪和油酸含量均呈升高趋势，其中9月4日收获的花生籽仁粗脂肪含量均显著高于前两个收获期，而油酸含量各处理之间均达到了差异显著性。不同收获期对蛋白质含量的影响因品种而异，其中“花育22号”籽仁中蛋白质含量随收获期的延长呈降低趋势，9月4日收获显著降低了其含量，而前两次收获处理间差异不显著；“花育20号”籽仁中蛋白质含量呈先升高后降低的趋势，8月18日收获显著高于8月1日，但后两次收获之间差异不显著。3个收获期，“花育22号”籽仁中总氨基酸含量显著降低，而“花育20号”则呈现先升后降趋势。不同收获期对“花育22号”籽仁亚油酸含量的影响差异不显著，但延迟收获提高了“花育20号”籽仁亚油酸含量。与8月1日收获相比，晚收均显著增加了两品种O/L值，但“花育22号”后两次收获之间差异不显著，而“花育20号”各处理之间均差异显著。综上，根据用途确定收获时期，从食用角度分析，“花育22号”宜早收获，“花育20号”宜相对晚收获；从油用角度分析，均应正常成熟收获。

表3 不同收获期对花生籽仁中5种人体半必需氨基酸含量的影响/%

表4 不同收获期对花生籽仁中其他人体非必需氨基酸含量的影响/%

表5 不同收获期对花生籽仁总氨基酸、蛋白质、粗脂肪、油酸、亚油酸含量及O/L值的影响

2.6 不同收获期不同品种花生籽仁蛋白质、粗脂肪含量与积温和日照时数的关系

图1为不同收获期不同品种花生籽仁蛋白质、粗脂肪含量与积温和日照时数的线性关系，可以看出，随着收获期的推迟，积温和日照时数与两品种花生籽仁脂肪含量均存在一定的正相关性，决定系数R2值介于0.796 9～0.806 8；“花育22号”籽仁中蛋白质的含量与积温和日照时数均存在负相关关系，相关系数分别为-0.856 3和-0.859 0，而“花育20号”则与积温(R=0.733 7)和日照时数(R=0.730 1)存在正相关关系。说明从油用角度，两品种均应正常成熟收获。从食用角度分析，“花育22号”宜早收获，“花育20号”宜适时晚收。

注：HY22表示花育22号，HY20表示花育20号；因2009-2010年两年度花生生育期内积温和日照时数相差不大，采用两年数据的平均值进行分析。图1 不同收获期不同品种花生籽仁蛋白质、 粗脂肪含量与积温和日照时数的关系

3 讨论

3.1 不同收获期对不同品种花生产量的影响

王红等[13]研究发现，与蜡熟中期收获相比，适当地将玉米收获时期推迟两周，籽粒产量可增加约9%。王西芝等[14]认为，鲁西南夏玉米9月20日苞叶变白时收获，玉米粒重仅为完熟期的86%，推迟到9月底收获，可增产10%以上。本研究发现，随着收获期延长，两品种花生单株秕果数降低，饱果数显著增加，荚果产量呈增加趋势，其中“花育22号”荚果产量可增加15.38%～28.85%，“花育20号”可增产13.16%～18.42%。花生收获期属于饱果成熟期，该时期营养生长逐渐衰退，干物质积累速度变慢，茎叶中所积累的氮磷等营养物质大量向荚果转运[11]。延迟收获从而花生增产，分析其主要原因是延长了其饱果成熟期。陈亮等[15]报道了日照时数每增加1 h，玉米产量增加3.5～6.6 kg/hm2。李月华等[16]研究发现玉米千粒重增加与光照有关，光照不足时千粒重下降。随着收获期推迟，夏玉米千粒重提高，且千粒重增加与全生育期积温呈极显著正相关。在本研究中，推迟收获期增加了花生日照时数和积温。另一方面，随着收获期延长，气温日较差逐渐增大。以上因素均在一定程度上增加了花生荚果产量。

花生产量形成是一个连续的动态的过程，荚果和籽仁质量在荚果形成后70～80 d仍有明显增加，80 d以后则增加不明显[17]。陆大雷等[18]认为糯玉米籽粒产量随着收获期延迟而不断增加，在不同收获期条件下，花后35～40 d籽粒产量增加最快，而40 d后增加缓慢。本研究结果显示，与小花生“花育20号”相比，延长收获期对大花生“花育22号”的产量及构成因素的影响较大，且后期收获对“花育20号”的影响亦不大，这可能与小花生生育期较短有关。据研究，花生单株荚果干物质的累积过程呈“S型曲线”，即在花生成熟期，荚果产量逐渐增加，到最高后产量稳定一定时间又逐渐下降[11]。因此，生产上可适当延迟花生收获期。

3.2 不同收获期对不同品种花生品质的影响

不同作物具有不同的品质最佳收获期，且随收获期推迟品质变化趋势也不尽相同。王延琴等[3]研究发现棉子中可溶性糖及脂肪含量随收获时间后延而降低，蛋白质及棉酚含量随收获时间后延而升高。吴建宇等[19]研究表明，随着收获期延迟，玉米籽粒蛋白含量逐渐下降，脂肪和碘值逐渐升高，适时收获可改善品质。本研究发现，推迟收获期，两品种花生籽仁中油酸和O/L值均显著增加；与8月1日收获相比，9月4日收获的两品种花生籽仁中粗脂肪含量及“花育20号”亚油酸含量均显著增加。随着收获期的推迟，两品种花生籽仁脂肪含量、“花育20号”籽仁蛋白质含量与积温和日照时数均呈一定的正相关。延迟收获可充分利用8月中下旬及9月上旬昼夜温差大、光照充足等气象资源，促进花生籽仁中包括油酸、亚油酸和粗脂肪等在内多种营养物质的合成。另一方面，推迟收获延长了两品种花生饱果成熟期，利于花生籽仁干物质积累和油脂合成。而“花育22号”籽仁中蛋白质的含量与积温和日照时数均呈负相关，这可能与大小花生品种差异有关。

在植物体氮代谢过程中，无机氮主要通过谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合成酶循环同化铵态氮谷氨酸和谷氨酰胺，再通过各种转氨酶作用转化为其他必需或非必需氨基酸，为蛋白质合成提供前体物质[20,21]。因此，蛋白质与氨基酸含量与氮代谢关键酶的活性有着密切的联系。本研究发现，随着收获期的推迟，两品种花生籽仁中4种人体必需氨基酸含量、2种人体半必需氨基酸含量、2种其他人体非必需氨基酸含量、人体半必需氨基酸总含量和其他人体非必需氨基酸总含量均呈降低趋势，且“花育22号”籽仁中蛋白质含量亦呈降低趋势，“花育20号”蛋白质含量呈先升后降的趋势。延迟收获，花生荚果水分含量明显降低，加之早晚温差变大，夜间湿度大，花生籽仁吸水，而白天温度升高，水分蒸发，花生籽仁水分含量偏低在一定程度上降低了氨基酸代谢酶活性，从而使氨基酸、蛋白质积累相对较少。另外，不同收获期的日最低温度、日均气温、日相对湿度和日均日照时数等气候生态因子也在一定程度上影响了两品种花生的食用品质。

4 结论

延长收获期可通过提高单株花生结果数和饱果率来增加花生荚果产量，以大花生“花育22号”增幅较大。随收获期延长，两品种花生籽仁中油酸、O/L值和粗脂肪含量均呈增加趋势。延迟收获影响了花生籽仁中各类氨基酸和蛋白质含量：两品种花生籽仁中4种人体必需氨基酸含量、2种人体半必需氨基酸含量、2种其他人体非必需氨基酸含量、人体半必需氨基酸总含量和其他人体非必需氨基酸总含量均呈降低趋势，“花育22号”籽仁中蛋白质含量亦呈降低趋势，而“花育20号”蛋白质含量呈先升后降的趋势；与大花生“花育22号”相比，小花生“花育20号”籽仁中氨基酸含量在前两个收获期变化较小。

随着收获期的推迟，两品种花生籽仁脂肪含量与积温和日照时数均呈一定的正相关。“花育22号”籽仁中蛋白质的含量与积温和日照时数均呈负相关，而“花育20号”则与积温和日照时数呈正相关。从食用角度来看，“花育22号”宜早收获，而“花育20号”宜正常成熟，适时延后收获；从油用角度分析，两品种均应适当晚收。