不同花生品种养分吸收分配特性

郭凯 李红梅 蔡金兰 母俊 蒋相国

摘要：通过田间试验研究4个花生品种不同生育期氮磷钾吸收和分配特征，旨在为花生科学施肥提供理论依据。结果表明：不同取样时期4个花生品种对 N、P、K的吸收量均表现为N>KO>PO，花生播后50～77 d和77～110 d是花生氮、磷、钾养分吸收的高峰期，其中氮素的吸收高峰出现在结荚期（占生育期总吸收量的46.72%），钾素吸收高峰出现在花针初期（占生育期总吸收量的47.69%），磷素在花针初期、结荚期的吸收量分别占磷素总吸收量的39.56%、32.22%。不同花生品种生产100 kg 荚果所需氮磷钾养分量分别为3.18～4.62、0.34～0.49、1.25～1.80 kg，中花16、冀花16每生产100 kg荚果产量所需营养元素显著低于开农1760、豫花37，养分和干物质生产效率也较高，是养分高效利用品种;而开农1760、豫花37是养分需求较多的品种。

关键词：花生品种;养分;吸收;分配;特征研究;生育期;氮磷钾

中图分类号：S565.206 文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2022）11-0091-06

收稿日期：2021-08-13

基金项目：国家现代农业产业技术体系建设专项（编号：CARS-13）。

作者简介：郭 凯（1991—），男，河南林州人，硕士，助理研究员，主要从事花生栽培生理及育种工作。E-mail：925763843@qq.com。

通信作者：蒋相国，研究員，主要从事油料作物育种及栽培技术研究。E-mail：xfjxg1972@163.com。

花生（Arachis hypogaea L.） 别称长生果、落花生，是我国的主要油料作物，也是油脂和副食品工业的重要原料。我国是世界上最大的花生生产国，年产量在1 700万t以上，种植面积约占全球花生面积的17%，排名全球种植面积的第2位。不同花生品种由于遗传背景不同，其在产量、抗逆性、养分利用、干物质积累等方面存在较大差异。氮、磷、钾是花生生长发育必需的三大营养元素，科学施肥能有效提高肥料利用效率、提高花生产量并改善花生品质。王秀娟等报道了花生不同生育期养分吸收量在不同器官的分配规律。刘子凡等分别研究了木薯花生间作、膜下滴灌追肥、不同土壤容重处理下花生对氮磷钾营养元素的吸收与利用效率。高旭华等研究结果表明，在不同覆盖条件下花生各生长时期的氮、磷、钾累积吸收量均表现为PE（普通地膜）>BD（生物降解膜）>CK（不盖膜）。张克朝等研究发现，增施钙肥显著增加了花生养分利用效率、氮素利用效率、氮肥偏生产力和钙肥利用率，其中施钙量为 75 kg/hm 时，氮素利用效率最高。闫童等研究了不同化肥减量增效模式对花生产量和肥料利用率的影响，结果表明，秸秆还田+配方肥处理、有机肥+80%配方肥处理可以明显提高肥料利用率和农学效率。张运红等研究发现，喷施CBP（海藻酸钠寡糖、水杨酸等配制而成）可促进花生对氮的吸收，提高其在叶和花生仁中所占的比例。武庆慧等研究结果表明，潮土区高产夏播花生氮、磷、钾肥配比为126.2、95.8、137.6 kg/hm能够显著提高产量、养分吸收利用效率及经济效益。史晓龙等研究发现，外源钙对盐胁迫下花生植株各器官氮、磷、钙、镁的吸收累积有明显的促进作用，尤其对籽仁中磷素积累的调节最为显著，其在籽仁中的积累量提高50%以上。长江流域春夏花生区是我国重要的花生主产区之一，近年来花生播种面积和产量逐年增加，而对该地区主栽花生品种氮磷钾养分吸收分配差异方面的研究较少。为此，本研究通过研究不同花生品种生育期各器官对氮磷钾养分的吸收量、分配系数、养分生产效率、干物质生产效率、100 kg荚果所需氮磷钾量和比例的差异，旨在为该地区花生高产高效品种的筛选和科学施肥提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在湖北省襄阳市南漳县泉水堰村襄阳农科院花生试验基地（112°01′N，31°53′E）进行。该地属亚热带季风型大陆气候过渡区，光照充足，热量丰富，降水适中，农业生产条件好，年均无霜期为241 d，年均气温15.1～16.9℃，年均降水量750～900 mm。

试验田土壤为岗地黄棕壤土，地势平坦，土壤肥力均匀，排灌条件良好，空闲冬炕地。0～20 cm 耕层土壤基础养分为：有机质含量15.2 g/kg、碱解氮含量88.5 mg/kg、速效磷含量16.1 mg/kg、速效钾含量 63.8 mg/kg、pH值 7.39。

1.2 试验设计

试验选用花生品种为当地主推高油酸品种开农1760、冀花16、豫花37以及长江流域花生新品种中花16。以品种为处理，随机区组排列，重复3次，试验小区面积为10 m（2 m×5 m），密度15.0万穴/hm，每穴2粒。试验以当地常规方法进行施肥（N 180 kg/hm、PO 120 kg/hm、KO 150 kg/hm），氮肥选用尿素（N 46%）、磷肥为过磷酸钙（PO 12%）、钾肥为氯化钾（KO 60%），所有肥料结合整地时作为基肥一次性施入。花生于4月29日播种，5月16日出苗，9月14日收获，常规大田管理。

1.3 样品采集与分析

整地施肥前采集基础土壤（0～20 cm）样品 0.5 kg，测定基础地力。分别在播种后31 d（苗期）、50 d （花针初期）、77 d（结荚初期）、110 d（饱果期）、123 d（收获期）采集植物样品，每个处理取有代表性的花生10株，按照花生根、茎、叶、花生果（花生仁和花生壳）等器官分开，在105℃下杀青 15 min，65℃恒温烘干，测定其干物质质量，样品粉碎后测定其氮、磷、钾养分含量。采用浓HSO-HO消煮，凱氏定氮法测定植株全氮含量;钼锑抗比色法测定植株全磷含量;火焰光度计法测定植株全钾含量。

1.4 收获与计产

花生成熟后，分小区进行收获、晾晒、称质量计产，测定其主茎高、总分枝数、结果枝数、百果质量、百仁质量、出仁率等性状指标。

1.5 数据分析

试验数据采用Excel 2010软件进行数据初步整理，并用SPSS 22.0软件对试验数据进行方差分析。

养分的分配系数和生产效率计算公式如下：

氮（磷、钾）分配系数=氮（磷、钾）累积量/植株总氮（磷、钾）累积量;

氮（磷、钾）养分生产效率（kg/kg） =荚果产量/植株氮（磷、钾）累积总量;

氮（磷、钾）干物质生产效率（kg/kg） =单位面积植株干物质累积总量/单位面积植株氮（磷、钾）累积总量。

2 结果与分析

2.1 不同花生品种的产量及农艺性状指标

从表1可看出，冀花16主茎为35.3 cm，显著高于其他品种;冀花16、开农1760分枝数较多;单株生产力（单株花生荚果产量）较高的为中花16、冀花16，分别为48.9、46.8 g，比豫花37、开农1760高18.2%～31.5%。中花16、冀花16百果质量均在 200 g 以上，百仁质量大于90 g;出仁率最高的为豫花37（75.2%），出仁率最低的中花16为69.7%;中花16、冀花16的荚果产量分别为5 036.1、4 911.6 kg/hm，显著高于豫花37、开农1760。

2.2 不同花生品种的养分累积分配特征

2.2.1 氮素累积分配特征

花生整株氮素积累整体随着花生的生长而逐渐增加（表2），成熟期4个花生品种总氮累积量达160.1～213.6 kg/hm（按花生常规种植密度30万株/hm算）。播后31 d时氮素主要集中于叶，其累积分配系数为0.64～0.68，茎、根仅为0.22～0.26、0.09～0.12。花生生长至50 d时（花针初期），根系、茎枝、叶中累积的氮素的分配系数较31 d时变化不大，分别为0.08～0.12、0.23～0.29、0.60～0.69。生长至77 d时（结荚初期），荚果累积氮素的分配系数为0.15～0.20，叶中氮素分配系数大幅度减少。生长至110 d时（饱果期），荚果的氮素分配系数已增长至0.63～0.70，茎、叶中的氮素分配系数已分别降至0.08～0.13、0.08～0.21。播后123 d（收获期）时根、叶、茎枝的分配系数较110 d时又大幅降低，荚果的氮素分配系数达到0.65～0.80。播种后31～50 d，冀花16的根、茎、叶的氮素累积量较高，吸氮能力较强;中花16次之;开农1760、豫花37较低，且与冀花16、中花16存在较大差异。

生长至77 d时（结荚初期），开农1760、冀花16的荚果氮累积量较大，显著高于其他2个品种，而开农1760根、茎的氮素累积量显著低于冀花16、中花16。生长至110 d时（饱果期），冀花16、中花16茎的氮素累积量显著高于其他2个品种，而冀花16的叶氮素累积量显著低于其他3个品种。4个品种荚果的氮素累积量为 363.75～436.79 mg/株，其中开农1760荚果氮的累积量显著高于其他3个品种。生长至123 d时（收获期），开农1760、豫花37的单株氮素累积量较高，中花16最低，而荚果的氮素累积量表现为豫花37最高，冀花16次之，开农1760荚果氮分配系数最低，明显低于其他3个品种。

2.2.2 磷素累积分配特征

由表3可知，花生植株磷素累积量也随植株生长整体呈增加趋势。播后31 d（苗期）、50 d（花针初期）、77 d（结荚初期），磷素主要分布在叶和茎，累积分配量占整株平均累积分配量的73%～92%，根、荚果中磷素累积分配系数分别为0.07～0.15、0.13～0.16。播后110 d（饱果期）、123 d（收获期）磷素主要累积分配于荚果中，累积分配系数分别为0.54～0.62、0.66～0.75。从整个生育期来看，根、叶中磷素累积分配系数逐渐降低，荚果中磷素累积分配系数逐渐升高，而茎中的累积分配系数先升高后降低。收获时中花16整株磷累积量为57.70 mg/株，显著低于其他3个品种，单株磷积累量与最高的豫花37相差18.22 g，荚果中磷累积量也显著低于冀花16、豫花37。收获时开农1760叶中磷累积量显著高于其他3个品种，而其荚果磷素累积分配系数为0.66，显著低于其他品种。

2.2.3 钾素累积分配特征

由表4可知，花生整株钾素累积较快的时期为播后31～77 d，77 d（结荚初期）后积累增加较慢。31 d（苗期）时冀花16的钾素累积量为14.04 mg/株，显著高于豫花37、中花16，叶中钾素分配系数最高，介于0.55～0.60之间。生长50 d（花针初期）时钾素主要集中于茎、叶中，其累积分配系数分别为0.37～0.45、0.48～0.57，其中，中花16叶中钾素累积分配系数显著高于其他品种，而茎中钾素分配系数显著低于其他品种;整株的钾素累积量较高的为冀花16、中花16。77 d（结荚初期）时，钾素在茎中的分配系数为0.40～0.41，在叶中的分配系数为0.37～0.39;中花16的平均整株钾素累积量最少，为162.93 mg/株，显著低于其他3个品种。生长110 d（饱果期）时茎、叶的钾素累积分配系数较77 d（结荚初期）降低，有的品种的钾素累积量出现负增长，开农1760、冀花16的整株钾累积量分别为245.76、235.10 mg/株，均显著高于豫花37、中花16。生长123 d（收获期）时荚果中钾素分配系数增加，叶中钾素分配系数减少;整株钾累积量最高的是豫花37，为286.89 mg/株，其次为开农1760，为270.55 mg/株。

2.3 不同花生品种生产100 kg荚果的养分需求量

由表5可知，4个品种生产100 kg荚果所需的氮、磷、钾养分量分别为3.18～4.62、0.34～0.49、1.25～1.80 kg，开农1760、豫花37的100 kg荚果产量需氮、磷量显著高于冀花16、中花16;中花16需钾量显著低于其他品种，豫花37最高，为1.80 kg，其次为开农1760，为1.76 kg。5个不同生育期4个花生品种对 N、P、K的吸收量均表現为N>K>P。播后50、77 d所需钾素较多，而磷素在播后77 d所需量较多。

2.4 不同花生品种的养分生产效率和干物质生产效率

从表6可以看出，中花16的氮、磷、钾养分生产效率最高，分别为31.46、290.95、80.12，显著高于其他品种，豫花37、开农1760较低。中花16、冀花16的氮干物质生产效率显著高于其他品种，中花16的磷、钾干物质生产效率最高，其次为冀花16。开农1760、豫花37的氮、磷、钾干物质生产效率相似且低于其他2个品种。

3 讨论与结论

本研究中，花生根、茎、叶中的氮素分配系数随植株的生长总体呈下降趋势;根、叶磷素分配系数整体呈下降趋势，而茎中的磷素分配系数先升高后下降;根中钾素分配系数表现较为平稳，茎中钾素分配系数先升高后下降，叶中钾素分配系数呈下降趋势。不同生育阶段，营养器官氮素含量叶片>茎>根，叶片、茎中磷素和钾素含量均大于根中的磷素和钾素含量;饱果期和成熟期荚果中的氮、磷含量高于根、茎、叶中的含量，而荚果中钾素的分配量整体低于茎、叶中钾素的分配量。不同取样时期4个花生品种对 N、P、K的吸收量均表现为N>KO>PO，这与房增国等的研究结果相似。李俊庆等研究认为，旱地花生各生育阶段氮积累量苗期、花针期阶段积累量较少，分别为 187.89、124.94 mg/株，分别占积累总量的13.58%、9.03%;结荚期是氮积累高峰期，磷素积累动态与氮素基本一致，钾的积累高峰在花针期（占总积累量的34.28%），其次为结荚期（占总积累量的32.12%），饱果成熟期钾积累量最少。本研究中，在播后31 d（苗期）内，花生对氮、磷、钾的需求量较少，各占全生育期总吸收量的5.76%、3.31%、4.71%，该时期植株生长较慢，根系逐渐形成，所需氮磷钾营养较少。31～50 d（苗期花针初期），氮、磷、钾元素的需求量分别为73.03、6.15、53.39 g/株，分别占总吸收量的11.74%、9.07%、21.67%，该阶段，花生所需钾元素较多、磷元素较少。50～77 d（花针初期—结荚期），氮、磷、钾元素的需求量增长较多，分别为190.12、27.40、122.91 g/株，分别占总吸收量的29.58%、39.56%、47.69%。该阶段花生生长快，生长量大，是花生开花下针荚果形成关键期，需要的养分量最多，为花生养分的吸收高峰期。因此，实际生产中，应保证该时期充足的氮、磷、钾养分供应，特别是磷、钾元素的供应。在77～110 d（结荚初期—饱果期），氮、磷、钾元素的需求量为295.76、22.36、33.44 g/株，分别占总吸收量的46.72%、32.22%、13.53%。此阶段需要较多的氮、磷营养，以完成从营养器官到生殖器官的生长，完成荚果发育、仔仁形成。110～123 d，氮、磷、钾需求量降低，分别占总吸收量的6.20%、15.85%、12.40%，此时期根系吸收能力减弱，对养分吸收减少。综上，花生播后50～77 d（花针初期—结荚期）和77～110 d（结荚初期—饱果期）是花生氮、磷、钾养分吸收的高峰期，其中氮素的吸收高峰出现在结荚期（占生育期总吸收量的46.72%），钾素吸收高峰出现在花针初期（占生育期总吸收量的47.69%），磷素在花针初期、结荚期的吸收量分别占磷素总吸收量的39.56%、32.22%，生产上应根据花生不同生育时期的需肥特性，合理安排施肥，确保满足花生生长后期的养分需求，提高产量。

王秀娟等研究结果表明花生产量为 3 092 kg/hm 时，花生对氮磷钾养分吸收量为氮>钾>磷，形成100 kg荚果产量需要N、PO、KO分别为4.01、1.56、2.65 kg。司贤宗等研究表明在N、PO、KO施用量分别为180、120、150 kg/hm条件下，每形成100 kg荚果需求的N、PO、KO养分量分别为3.46～4.25、0.93～1.25、0.99～1.92 kg。本研究中，不同花生品种生产100 kg 荚果产量所需氮、磷、钾养分量分别为3.18～4.62、0.34～0.49、1.25～1.80 kg，即N 3.18～4.62 kg、PO 0.79～1.12 kg、KO 1.50～2.12 kg，均表现为 N>KO>PO。考虑到花生属于固氮作物，生产中除了要注意生育前期氮的施用外，还应注意施氮对库源关系的调控，防止地上部旺长而影响荚果形成，因此在肥料施用量上应采取“多钾、少磷、氮适中”的施肥方法。本研究4个品种中，中花16、冀花16是需氮、磷、钾元素较少的品种，显著低于其他品种，其养分生产效率也较高，说明这2个品种对养分的吸收累积能力较好;开农1760、豫花37养分生产效率较低，说明该品种对养分的吸收累积能力较差，是需氮、磷、钾元素较多的花生品种。施肥时，应满足不同品种花生对氮磷钾养分的需求，科学调整氮磷钾的比例，达到花生高产、高效的目的。对于养分生产效率较高的品种，能否在实际生产中减少氮、磷、钾养分供应，而对产量不构成显著影响，从而实现节本增效的目的，还需要进一步验证。

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