不同施氮量对花生干物质积累及氮肥利用率的影响

江晨，张智猛，孟爱芝，姜常松，丁红

（1.山东省花生研究所，山东 青岛 266100；2.青岛市即墨区温泉街道办事处，山东 青岛 266200；3.海阳市农业技术推广中心，山东 海阳 265100）

施肥是促进作物生长发育、提高干物质积累量继而增产的主要栽培措施。合理施用氮肥对作物干物质积累量及产量形成具有显著影响。研究表明，同一作物不同品种达到最大干物质积累量时的施氮量存在差异［1，2］，且不同施氮量影响总干物质量在不同器官中的分配比例［3-5］。

花生是我国重要的油料作物和经济作物。施用氮肥对花生叶片叶绿素含量、光合速率等具有重要作用，能够促进花生的生长发育，具有显著增产效果［6，7］。作为豆科植物，花生生长发育所需的氮素除部分来源于土壤和肥料外，其自身根瘤固氮也为花生提供丰富氮源。近年研究表明，花生根瘤固氮占其需氮量的40% ～50%，一半以上氮素仍需从土壤和肥料中获得［8，9］。因此，合理施用氮肥是花生获得高产的重要手段之一［10］。

目前作物生产中存在盲目施肥、过量施肥现象。氮肥过量施用增产效果不显著且降低氮肥利用率，由此还会带来严重环境污染问题。花生研究亦表明，氮肥利用率随施氮量增加呈现先升高后降 低 趋 势［11，12］。我 国 的 氮 肥 利 用 率 只 有30%～35%，远低于欧美等发达国家50% ～70%的平均水平［13，14］。因此，在充分发挥花生根瘤菌固氮能力基础上开展花生氮肥效应研究、实现合理施用氮肥，对提高花生产量和氮肥利用率、增加经济效益具有重要意义。为此，本试验以花育36号为试材，研究不同施氮量对花生生长发育、干物质积累、产量及氮肥利用率的影响，以期为提高花生氮肥利用率、实现增产及降低环境污染风险提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试花生品种为高产油用大花生新品种花育36号。供试肥料为尿素（含N 46%）、过磷酸钙（含P2O512%）和硫酸钾（含K2O 51%）。

1.2 试验设计与田间管理

试验于2018年在山东省花生研究所莱西试验站进行。土壤为砂壤土，0～20 cm土层有机质含量11.70 g／kg、水解氮83.29 mg／kg、速效磷59.56 mg／kg和速效钾93.68 mg／kg，田间持水量25.69%。

根据调查，农民常规施肥为750 kg／hm2三元复合肥（N-P2O5-K2O＝15-15-15），因此试验在相同施磷（P2O5）112.5 kg／hm2、钾（K2O）112.5 kg／hm2基础上设4个施氮水平，即N0：不施氮肥；N1：75 kg／hm2；N2：112.5 kg／hm2；N3：150 kg／hm2。

采用垄作覆膜种植方式，1垄2行。每处理5垄，垄长10 m，垄宽0.85 m。随机区组排列，重复3次。

1.3 测定指标及方法

分别于苗期、花针期、结荚期和饱果期采集植株样本，并将植株分为营养器官和生殖器官分别进行生物量调查，测量用烘干法。成熟期选取有代表性的连续10穴植株进行室内考种，测量主茎高、侧枝长。小区实收计产，荚果晒干后放入室内平衡10天测量。

氮肥农学效率和氮肥偏生产力计算：氮肥农学效率＝（施氮区产量-不施氮区产量）／施氮量；氮肥偏生产力＝花生产量／施氮量。

1.4 数据处理

用Microsoft Excel 2007软件进行数据整理和作图，用DPS 7.05数据分析软件进行统计分析，采用LSD法进行差异显著性检验（α＝0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同施氮量对花生主茎高和侧枝长的影响

主茎高和侧枝长能直观反映不同处理花生的生长发育情况。由图1可知，花生主茎高和侧枝长随施氮量的增加而增加。与N0相比，N1、N2和N3处理主茎高分别增加1.76%、6.81%和7.91%；侧枝长分别增加4.08%、5.76%和8.32%。由此表明，施用氮肥促进花生主茎高和侧枝长的生长。

2.2 不同施氮量对花生营养器官干物质积累的影响

不同氮肥用量处理下，花生营养器官干物质积累量均呈结荚期达最大值后又缓慢降低的变化趋势（图2）。不同施氮量对苗期干物质积累量无显著影响，花针期随施氮量增加而增加。与N0相比，N1和N2处理均降低结荚期花生营养器官干物质积累量，而N3与N1、N2处理的效应相反。至饱果期，N1处理的干物质积累量最高，比N0高出10.68%。成熟期施氮处理营养器官干物质积累量增加，N1、N2和N3分别比N0增加29.70%、5.16%和36.42%。

2.3 不同施氮量对花生荚果干物质积累的影响

由图3可知，随生育进程，花生荚果干物质积累量呈逐渐增加趋势，至成熟期达最大值。施氮处理对花针期荚果干物质积累量无显著影响。结荚期和饱果期N2、N3处理荚果干物质积累量均显著高于N0，增幅分别为14.50%和16.18%。成熟期N1和N3处理均显著高于N0、N2，其中N1处理分别比N0、N2和N3高17.42%、15.45%和1.12%。

由表1可见，用Logistic曲线拟合的花生荚果干物质积累量的决定系数R2均达极显著水平，表明不同氮肥处理下荚果干物质积累量均可用Logistic生长曲线良好拟合。与N0相比，N1处理最大生长速率出现时间（Tm）滞后7.91 d，且降低最大生长速率（Vmax）；N2处理最大生长速率出现时间（Tm）提前4.87 d，最大生长速率（Vmax）提高22.90%。由此表明，不同施氮处理对花生荚果发育情况有较大影响。

表1 不同施氮量处理的荚果干物质积累速率

2.4 不同施氮量对产量构成因素和氮肥利用率的影响

由表2可知，N0处理花生荚果产量及单株果数均显著低于N1、N3，N1、N2和N3处理产量比N0分别增加13.48%、7.80%和13.83%，单株果数分别增加15.99%、17.79%和17.37%。施用氮肥增加双仁果率，N1、N2和N3处理比N0分别增加5.28%、5.95%和0.81%。氮肥农学效率的大小为N1＞N3＞N2，N1处理分别是N2、N3的2.59倍和1.95倍。氮肥偏生产力随施氮量增加而显著降低。由此可知，N1处理产量和氮肥利用率均较高，为适宜的施氮水平。

表2 不同施氮量处理的花生产量构成和氮肥利用率

3 讨论与结论

作物光合产物积累量及其分配对产量形成具有重要作用［15］。氮肥对改善植株营养状况、促进植株建成具有明显促进作用。研究表明，花生各生育期干物质积累量随施氮量增加呈先增加后降低趋势［16］。适宜的氮肥用量在生育后期能促进干物质向生殖器官分配，具有增产作用；过量施氮会使植株徒长，生育后期营养器官干物质积累量较高，且降低干物质向荚果的分配率，造成减产［7］。适量施氮显著提高花生叶片叶绿素含量、延长叶片功能期、增加植株的光合产物从而提高花生荚果产量［10］。本研究表明，施用氮肥能提高花生营养器官和荚果干物质积累量，与前人研究结果一致。玉米中研究表明，群体干物质最大增长速率出现时间的延迟可促进玉米开花期至成熟期有较高的干物质积累［17］。目前花生生产中常规施氮量为112.5 kg／hm2（N2），本研究中N1处理饱果期和成熟期花生营养器官和生殖器官干物质积累量均高于N2，且其荚果干物质积累量最大生长速率出现时间比其它处理均滞后，表明适量减施氮肥可促进花生生育后期光合产物积累。

研究表明，在一定施氮量范围内，随施氮量增加花生荚果产量呈增加趋势，施氮量为180 kg／hm2时最高［18，19］。也有研究表明，在一定施氮量范围内花生产量随施氮量增加呈抛物线形变化趋势，获得最高产量的施氮量因品种不同而不同［20，21］。本试验条件下，施氮增加花生荚果产量，N1和N3处理增幅大于N2，这与前人研究结果不尽一致。其原因可能是由地力水平、不同磷钾肥施用量及产地气候因素等所造成。本试验条件下N1处理花生荚果产量及氮肥利用率均最高，而N3处理产量最高，但氮肥利用率较低，表明施用氮肥能显著提高花生产量，但再增加施氮量产量增加不显著，且肥料利用率降低。综合考虑花生产量和氮肥利用率认为，适宜施氮量为纯氮75 kg／hm2。