不同施肥处理对多彩花生干物质积累和主要农艺性状的影响

任明刚, 杨 平, 李春红, 何大智, 陈 维, 冯明友

(安顺市农业科学院, 贵州 安顺 561000)

0 引言

【研究意义】花生是我国重要的油料作物,是生物固氮效率较高的豆科作物,也是优质蛋白质的重要来源[1-2]。多彩花生因其种皮颜色发生变异而产生花斑,种皮上存在2种或2种以上的颜色,形成色泽艳丽的斑纹[3],因其特异的外观、优良的品质,比较受市场青睐,适宜作为地方农特产品。肥料是花生生产必不可少的物资,科学施肥既是提高花生产量[4],促进干物质积累[5],提升品质[6]的重要措施之一,又是提高肥料利用率[7],促进化肥减施增效的重要途径。氮磷钾肥是作物生长的主要营养元素,不合理施肥直接影响农作物正常生长。不同花生品种由于遗传物质差异而各具特色,使得对肥料的需求也存在个体差异。当前,花生生产上普遍存在肥料使用过量或不足的现象,不科学的施肥技术已经成为影响花生产业高质量发展的重要因素之一[2]。因此,研究多彩花生最适施肥方式和施肥量对集成多彩花生配套栽培技术具有重要意义。【前人研究进展】氮磷钾肥配施或单一肥料对普通花生农艺性状、产量构成因子、品质形成等方面的影响有较多研究[8],但在施肥方式与施肥量互作对花生生长的研究相对较少。彩色花生口感细腻,有较强的抗氧化能力,营养价值高[9-11],但由于育成的彩色花生品种数较少,栽培技术相关研究报道也较少。张小红等[12]研究认为,彩色花生品种与普通花生品种的种植技术有较大差异;张映信等[13]研究认为,基肥和追肥均有利于彩色花生增产。【研究切入点】安顺市农业科学院自主选育的多彩花生新品系Ah48,其荚果大,网纹非常明显,单荚3～4粒,种皮为浅紫色与深紫色相间形成斑纹,具有很好的视觉性,但是其生长势强,植株旺盛,若按普通花生栽培方式种植,产量潜力不能有效发挥,其最佳施肥方式和施肥量尚未见报道。【拟解决的关键问题】研究多彩花生Ah48对肥料的利用效率,分析干物质积累及主要农艺性状对不同施肥处理的响应,寻找与其最适宜的施肥方式和施肥量,集成高效配套栽培技术,为新品种登记及其示范推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年在安顺市农业科学院科研试验地实施。试验地海拔1 395 m,土壤类型为黄壤,pH 6.7,碱解氮115.50 mg/kg,速效磷180.77 mg/kg,速效钾40.27 mg/kg,有机质含量15.93 g/kg,排灌方便。

1.2 试验材料

试验材料为安顺市农业科学院自主选育的多彩花生新品系Ah48,种皮色为浅紫色与深紫色相间的花斑色。供试肥料为云天化安全素硫酸钾型复合肥料(N∶P∶K=15∶15∶15,总养分≥45%,由云南云天化股份有限公司生产)。

1.3 试验设计

试验设施肥方式(A)和施用量(B)2个因素。施肥方式设A1(作基肥一次性施用)、A2(基肥50%+开花期追肥50%)、A3(开花期作追肥一次性施用),施用量设B1(300 kg/hm2)、B2(375 kg/hm2)、B3(450 kg/hm2)、B4(525 kg/hm2)、B5(600 kg/hm2),共15个处理,以不施肥为对照(CK)。田间试验采取随机区组设计,5行区,行长4 m,行距0.4 m,穴距0.2 m,密度25.5万株/hm2,小区面积8.0 m2,3次重复。4月30日播种时,用5%辛硫磷颗粒剂按45 kg/hm2拌细土撒施防治地下害虫;9月22日人工收获。其余操作同大田生产。

1.4 测定项目及方法

按照《花生种质资源描述规范和数据标准》[14],调查记载出苗期、初花期、成熟期;收获时,从每小区中间3行随机取10株作为样株,田间测定主茎高、第一侧枝长、一次分枝数、总分枝数、单株结果数、单株有效结果数,测定生物产量,其余全区收获晒干去土后测定饱果重、饱仁重、百果重、百仁重、出仁率和经济产量;样株荚果单独收获晒干并去土,测定单株果重、单株籽仁重。

在幼苗期、开花期(初花后15 d)、成熟期,每小区取样5株,将各器官分开置于恒温烘箱中105 ℃杀青1 h,80 ℃烘48 h后冷却至室温,再分别称重。最后计算肥料贡献率(P)。

P=(Kij-Nj)/kij×100%

式中,Kij为第i个施肥处理的第j个性状值,Nj为不施肥处理的第j个性状值。

1.5 数据处理

数据采用Excel归纳整理,利用DPS 7.05统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理多彩花生的植株性状

由图1可知,3种施肥方式均有利于促进植株生长,以A3处理的植株最旺盛,其主茎高和第一侧枝长分别比对照(CK)增加24.89%和27.51%。在同一施肥方式下,随施肥量增加,植株主茎高和第一侧枝长呈先增后减趋势,以B3处理为最高。5个不同施肥量处理对多彩花生植株生长的促进作用表现为B3>B4>B2>B5>B1,主茎高和侧枝长B3处理分别比对照增加28.82%和35.83%,B1分别比对照增加12.15%和11.93%。

图1 不同处理花生的主茎高和第一侧枝长

2.2 不同处理多彩花生的分枝性状

由表1可知,3种施肥方式多彩花生分枝数表现为A2>A3>A1,结果枝数表现为A2>A1>A3。说明,施基肥有利于增加有效结果枝,追肥有利于增加总分枝数。同一施肥量下,A2处理表现最好,一次分枝数、总分枝数、单株结果枝数和单株有效结果枝数分别(为3.0条、3.0条、3.0条、2.5条,分别比对照增加41.33%、57.56%、41.11%和34.44%。在同一施肥方式条件下,随着施肥量增加,4个分枝性状值均以B2处理最高;一次分枝数、单株结果枝和单株有效结果枝均表现为B3>B2>B1>B4>B5,总分枝数差异表现为B3>B2>B4>B5>B1。说明,适量施肥既有利于促进分枝,又有利于增加有效结果枝。15个处理组合中,A2B3处理对分枝的促进作用较好,其一次分枝数、总分枝数、单株结果枝数和单株有效结果枝数分别比对照增加60.00%、86.67%、66.67%和68.00%;A2B2处理表现次之,比对照显著增加53.33%、56.67%、70.00%和70.00%。

表1 不同处理花生的分枝性状

2.3 不同处理多彩花生各生育时期的干物质积累

2.3.1 干物质的变化 从表2看出,多彩花生的干物质总量从苗期、开花下针期至成熟期呈逐渐增加至一定量后稳定的规律。苗期至开花下针期以营养生长为主,干物质总量积累增速最大;开花下针至成熟期以生殖生长为主,干物质积累从地上部分转向荚果。不同器官间干物质量的差异在营养生长阶段表现为叶>茎>根,在苗期分别占干物质总量的44.85%、41.61%和13.54%;在开花下针分别占干物质总量的62.99%、23.73%和13.28%;在生殖生长阶段表现为荚果>叶>茎>根,分别占干物质总量的46.42%、28.18%、18.84%和6.56%。

表2 不同处理花生各器官在不同生育时期的干物质量

2.3.2 干物质积累 由表2可知,在相同施肥量条件下,3种施肥方式处理的干物质总量差异在苗期表现为A1>A2>A3,在开花下针期和成熟期表现为A2>A1>A3。相同施肥方式下,5种施肥量处理的苗期干物质差异主要来源于茎秆干物质差异,开花下针期和成熟期的干物质差异来源于叶、茎、根和荚果干物质差异。在A1和A2处理条件下,5种施肥量处理对多彩花生3个生育时期的叶、茎、根和干物质总量的影响,均以B3处理为顶点呈抛物线规律变化,表现为B3>B4>B2>B1>B5;在A3处理条件下,苗期干物质及构成在5种施肥量处理间无明显差异,开花下针期和成熟期干物质及构成差异与A1和A2处理一致。在15个处理组合中,A1B3和A1B4处理显著增加苗期干物质积累,A2B3和A2B4显著增加开花下针期和成熟期干物质积累。说明苗期施足底肥有利于形成壮苗,适量追肥能促进生殖生长。

2.4 不同处理多彩花生的荚果及籽仁性状

由图2和图3可知,在3种施肥方式下,饱果重率、饱仁率、出仁率、百果重和百仁重的差异均表现为A2>A1>A3。5种施肥量处理对饱果率、饱仁率、出仁率、百果重和百仁重的影响因施肥方式不同而存在差异,在A1和A2条件下差异表现为B3>B4>B2>B1>B5;在A3条件下,饱果率、饱仁率和出仁率的差异表现为B3>B2>B1>B4>B5,百果重和百仁重表现为B3>B2>B4>B1>B5。15个处理组合中,以A2B3和A2B4处理的饱果率、饱仁率、出仁率、百果重和百仁重较高,饱果率分别比对照显著增加10.76%和9.56%,饱仁率显著增加4.47%和4.10%,出仁率显著增加20.08%和17.92%,百果重显著增加14.77%和14.32%,百仁重著增加13.87%和11.25%。说明,适量底肥+追肥是提高多彩花生果仁饱满度和出仁率的有效施肥方式。

图2 不同处理花生的果仁饱满度及出仁率

图3 不同处理花生的果仁重

2.5 不同处理多彩花生的产量及肥料贡献率

2.5.1 生物产量 由表3可知,在3种施肥方式条件下,生物产量的差异表现为A3>A2>A1,分别比对照(15.54 t/hm2)增加24.45%、22.45%和12.22%。在5种施肥量条件下,生物产量随施肥量增加呈先增后降趋势,以B3最高,表现为B3>B2>B4>B5>B1,变幅达2.51 t/hm2,分别比对照显著增加27.03%、23.81%、21.56%、15.31%和10.88%。在15个处理组合中,以A3B3和A2B3处理条件下的生物产量最高,分别达20.58 t/hm2和20.21 t/hm2,比对照显著增加32.43%和30.05%;以A1B1处理的生物产量最低,为16.68 t/hm2,仍比对照显著增加7.34%。说明,适量追肥能显著提高多彩花生成熟期的生物产量,能有效延缓植株衰老。

表3 不同处理花生的生物产量和经济产量

2.5.2 经济产量 由表3可得,施肥有利于提高经济产量,不同施肥处理对多彩花生经济产量的影响差异明显。在3种施肥方式条件下,荚果和籽仁产量的差异均表现为A2>A1>A3;荚果产量分别比对照(2.94 t/hm2)增加34.35%、23.13%和17.69%;籽仁产量分别比对照(1.82 t/hm2)显著增加53.30%、30.22%和23.63%。在5种施肥量条件下,经济产量随施肥量增加呈先增后降趋势,以B3最高,表现为B3>B2>B4>B1>B5;荚果产量变幅达0.50 t/hm2,比对照显著增加14.29%～31.29%;籽仁产量变幅达到0.59 t/hm2,比对照显著增加17.03%～49.45%。在15个处理中,以A2B3、A2B2和A2B4处理条件下的经济产量表现最好,荚果产量分别达4.21 t/hm2、4.15 t/hm2和4.10 t/hm2,比对照显著增加43.20%、41.16%和39.46%;籽仁产量分别达3.13 t/hm2、2.91 t/hm2和2.99 t/hm2,比对照显著增加71.98%、59.89%和64.29%,是增加多彩花生经济产量最适宜的肥料运筹措施;以A3B5处理条件下的经济产量最低,荚果和籽仁产量分别比对照显著增加3.41%和4.40%。说明,以基肥+追肥方式施复合肥375～525 kg/hm2能显著增加多彩花生经济产量。

2.5.3 产量的肥料贡献率 由图4可得出,不同处理条件下,多彩花生生物产量和经济产量的肥料贡献率有明显差异。3种施肥方式的生物产量肥料贡献差异表现为A3>A2>A1,肥料贡献率分别为19.34%、18.09%和10.76%;荚果产量和籽仁产量的贡献差异均表现为A2>A1>A3,荚果产量肥料贡献率分别为25.11%、18.77%和14.42%,籽仁产量肥料贡献率分别为34.68%、22.62%和18.10%。5种施肥量处理的生物产量肥料贡献差异表现为B3>B2>B4>B5>B1,肥料贡献率为9.71%～21.07%;荚果产量和籽仁产量的贡献差异均表现为B3>B2>B1>B4>B5,荚果和籽仁产量肥料贡献率分别为12.02%～23.40%和13.81%～32.37%。在15个处理组合中,以A3B3处理的生物产量肥料贡献度最高,达24.49%;以A2B3处理的荚果产量和籽仁产量肥料贡献度最高,分别为30.10%和41.79%。

图4 不同处理花生生物产量和经济产量的贡献度

3 讨论

作物高产需以生物量积累为前提,合理施肥能够增加干物质积累,才能促进经济产量形成[15]。前人对普通花生施肥技术研究结果显示,合理施肥能够有效促进植株生长,增加分枝数和果仁饱满度,增加出仁率和单株生产力,提高经济产量[16-18],不恰当施肥均不利于提高肥料利用率[19]。张映信等[13]研究了基肥和追肥对彩色花生生长的影响得出,基肥和追肥均有利于增产,过多施肥在一定程度上抑制营养生长和生殖生长,影响荚果产量。研究结果显示,施肥有利于促进多彩花生营养生长和生殖生长,提高肥料贡献率,增加生物产量和经济产量;施肥过量或不足虽也能增加经济产量,但不是最理想的施肥方式。一次性作基肥的施肥方式虽能够显著增加营养生长阶段的干物质积累,但不利于生殖生长阶段干物质有效积累,这一结论与前人对普通花生[15,20]的研究结果基本一致。多彩花生的适宜施肥量比普通花生[21]偏低,与黑花生[16]基本一致,这可能与多彩花生自身根系发达、固氮能力高有关,而不同器官在不同时期的养分含量还有待进一步研究。

4 结论

按硫酸钾型复合肥料(N︰P︰K=15︰15︰15,总养分≥45%)450 kg/hm2的施肥量,以基肥50%+开花期追肥50%的施肥方式最有利于增加多彩花生的有效分枝,增加生殖生长阶段干物质积累,成熟期干物质总量达77.80 g;能够促进形成饱果、饱仁,显著增加出仁率、百果重和百仁重;荚果和籽仁产量肥料贡献率分别达30.10%和41.79%,荚果和籽仁产量达4.21 t/hm2和3.13 t/hm2,荚果和籽仁产量分别比不施肥处理显著增加43.20%和71.98%,是多彩花生的最适施肥处理方式。