摘 要: 缓释肥作为一种新型肥料具有良好的发展前景,硫、氯元素是花生必要的营养元素,但对于含硫或含氯的不同类型缓释肥对花生产量和生长状况的影响还鲜有报道。本研究于2023 年开展了含硫和含氯缓释肥在花生上的肥效试验,以探究其对花生农艺性状、产量和品质的影响。试验花生品种为‘潍花24 号’,试验设置4 个处理:含硫普通肥15-10-20S(T1),含硫缓释掺混肥15-10-20S(T2),含氯普通肥15-10-20Cl (T3),含硫氯缓释掺混肥15-10-20SCl (T4)。研究结果表明,与T1 相比,T2 显著提高了花生的平均单仁果重、单株荚果数、产量和经济效益,增产5.4%,增收7.6%;同时也显著提高了花生籽粒中可溶性糖和中微量元素含量。与T3 相比,T1、T2 和T4 显著提高了花生的单株荚果数、平均果重、产量和经济效益;T2 和T4 显著提高了花生籽粒中脂肪含量。
关键词: 含硫缓释掺混肥;含硫氯缓释掺混肥;花生;产量;品质;经济效益
中图法分类号: S565.2 文献标识码: A 文章编号: 1000-2324(2024)06-0977-07
花生是我国主要的经济作物和油料作物,是油脂和蛋白质的重要来源[1,2]。自改革开放以来,我国花生种植面积和产量呈现出稳中有升的态势[2],成为花生的主要生产国,种植面积和产量均居世界前三位[3]。山东省作为我国花生的主要种植区之一,近几年花生种植面积和总产均居全国第二[3,4]。
硫作为植物必须的微量营养元素之一,是仅次于氮、磷、钾的第四大植物营养元素,对植物的生长发育有重要作用[5,6],能够直接或间接的参与植物碳氮代谢和蛋白质合成过程[7-10]。花生作为一种需硫较多的作物,适量的施硫可以延缓叶片衰老,改善花生农艺性状,提高单株果数和果重,增加荚果产量[11-14]。苑学亮等[7]研究表明,与不施硫肥相比增施4 kg/667 m2的硫肥单株果数增加13.1%,荚果产量增加17.4%。另外施用含硫肥料可以提高氮肥利用率,促进植株营养生长和生殖生长,增加产量,提高蛋白质和脂肪含量,改善花生品质[9, 15]。同样,氯元素作为植物必需的微量营养元素之一,对植物的生长发育也起到重要作用,它能够参与植物的光合作用,影响酶的活性,参与激素合成,调节植物代谢过程[16-18]。合理的施用含氯肥料不会导致产量降低甚至有增产效果,然而当土壤中氯离子浓度过高时则会影响花生的正常生长,对产量和品质造成不良影响[19]。因此合理施用含硫、含氯的肥料对实现花生增产提质具有重要作用。
随着社会的发展和农村劳动力构成的改变,缓释肥作为一种新型肥料具有良好的发展前景。缓释肥主要通过物理或化学因素使肥料中的养分缓慢释放,且释放速率接近植物的生长发育速度,具有肥效长、肥效高等特点,能够满足作物整个生长期对养分的需求[20-22]。在花生种植过程中,将缓释肥料以基肥形式一次性施入,可以提高化肥当季利用率[23],提高根系活力和叶片光合能力[24,25],改善农艺性状和籽粒品质[26,27],从而实现提质增产,增加收入。然而,对于含硫或含氯的不同类型缓释肥对花生产量和品质的影响尚未可知,因此探究它们在花生上的增产提质效果,对缓释肥的应用与推广具有现实指导意义。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2023 年在山东省海阳市八甲村(36°45′39.9″N,121°20′16.9″E)进行。试验地属暖温带东亚季风型大陆气候,四季分明,雨量充沛,海阳市年平均气温12.0 ℃ ,平均年降水量695.7 mm,年降水日数124 d。供试土壤类型为棕壤土,试验地0~20 cm土层的土壤基础理化性质列于表1中。
1.2 供试肥料
T1:含硫普通肥(15-10-20S),硫(S)含量为7.7%;
T2:含硫缓释掺混肥(15-10-20S),其中缓释氮占总氮含量的10.5%,包膜缓控释尿素氮的释放期为90 d,硫(S)含量为7.6%;
T3:含氯普通肥(15-10-20Cl),氯(Cl)含量为15.7%;
T4:含硫氯缓释掺混肥(15-10-20SCl),其中缓释氮占总氮含量的10.5%,包膜缓控释尿素氮的释放期为90 d,硫(S)含量为3.5%,氯(Cl)含量为9.4%。
1.3 供试花生品种
选用花生品种‘潍花24号’为供试材料。
1.4 试验设计
本试验共设置4个处理,T1:含硫普通肥(15-10-20S),T2:含硫缓释掺混肥(15-10-20S),T3:含氯普通肥(15-10-20Cl),T4:含硫氯缓释掺混肥(15-10-20SCl)。试验于2023年5月8日播种,2023年10月30日收获。试验地前茬作物为冬小麦,收获后灭茬整地,花生采用单垄双行种植,垄距为0.8 m,垄面为0.5 m,密度为10万株/hm2。小区长为10 m,宽为3.9 m,小区面积为39 m2,3 次重复,完全随机区组设计。各小区除施肥种类不同外,肥料均按1 125 kg/hm2以底肥的形式一次性施入,其他栽培管理按照一般花生高产田要求进行。
1.5 测定项目与方法
1.5.1 基础地力测定 于施肥播种前,按五点取样法采集试验地0~20 cm土层土壤样品,采用常规方法测定土壤酸碱度(pH)、电导率(EC)、速效钾、有机质、碱解氮、有效磷、交换性钙和交换性镁含量。
1.5.2 花生产量及产量构成因素 于花生成熟收获期,在各小区选取具有代表性的地段取样10株,调查单株结果数、单双仁荚果个数和重量,计算双仁果率。在各小区中间选取3 m2区域收获全部植株,取荚果放于网袋中,晾干后称重测产。
1.5.3 花生籽粒品质 从各处理收获的风干荚果中选取大小均一且具有代表性的荚果脱壳,将籽仁磨碎测定蛋白质含量和粗脂肪含量。按照GB 5009.5-2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》测定蛋白质含量,按照GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》测定粗脂肪含量,利用蒽酮比色法测定可溶性糖含量。
1.5.4 花生籽粒中微量元素 从各处理收获的风干荚果中选取大小均一且具有代表性的荚果脱壳,将籽仁磨碎消化利用原子吸收分光光度计测定花生籽粒中微量元素含量。
1.5.5 经济效益指标 花生收购价按照当年市场平均价格10.6 RMB/kg计算,产值(×104 RMB/hm2)=产量×10.6×10−4,净产值(×104 RMB/hm2)=产值- (肥料成本-其他成本)×10−4。
1.6 数据处理与分析方法
采用DPS软件进行方差分析并用LSD法进行显著性检验(Plt;0.05),采用SPSS 软件进行相关性分析。使用GraphPad Prism 和Office 进行图表制作。
2 结果和分析
2.1 不同肥料对花生农艺性状的影响
平均单仁果重、平均双仁果重和双仁果率作为影响花生产量的重要农艺性状,两者重量及其占比的变化对花生产量形成具有重要影响。不同处理对花生的平均单仁果重和平均双仁果重影响显著,但对双仁果率没有显著影响(表2)。含硫缓释掺混肥(T2)处理的平均单仁果重最大,较含硫普通肥(T1)、含氯普通肥(T3)、含硫氯缓释掺混肥(T4)处理分别显著增加了10.3%、13.0%、11.2%。T1 处理的平均双仁果重最大,较T2、T3、T4 处理分别增加3.6%、10.0%、2.2%,仅与T3 处理间差异达到了显著水平。T3 处理的双仁果率最大,较T1、T2、T4 处理分别增加了0.33%、2.52%、0.09%,但处理间差异均未达到显著水平。
2.2 不同肥料对花生产量及产量构成的影响
不同肥料处理对花生单株荚果数、平均果重和产量均有显著影响(表3)。T2 处理的单株荚果数最高,较T1、T3 和T4 处理分别提高了9.4%、11.5%和9.4%,与其他处理间差异均达到显著水平。T1 处理的平均果重最高,T1、T2 和T4 处理的平均果重均显著高于T3 处理,T1、T2 和T4 处理与T3 处理相比平均果重分别提高了9.0%、5.0%和6.5%。T2 处理的产量最高,较T1、T3 和T4 处理分别提高了5.4%、17.6%和8.0%,处理间差异均达到显著水平。另外,单株荚果数与产量呈极显著正相关关系(表4)。
2.3 不同肥料对花生籽粒品质的影响
蛋白质、脂肪和可溶性糖作为花生中主要的营养成分,花生籽粒中蛋白质、脂肪和可溶性糖含量的高低对花生品质的好坏具有重要影响。不同处理对花生籽粒中蛋白质含量没有显著影响,但对花生籽粒中的脂肪含量和可溶性糖含量有显著影响(表5)。T3 处理花生籽粒中的蛋白质含量最高,较T1、T2、T4 处理分别提高0.3%、0.4%、0.3%,但处理间差异均未达到显著水平。T2 处理花生籽粒中的脂肪含量最高,与T1、T3 和T4 处理相比分别增加了2.2%、6.4%、0.2%,T2 处理花生籽粒中的脂肪含量仅与T3 处理差异显著。T3 处理花生籽粒中的可溶性糖含量最高,较T1、T2、T4 处理分别增加了5.9%、1.5%、16.7%,与T1 和T4 处理差异显著。
2.4 不同肥料对花生籽粒中微量元素含量的影响
2.4.1 不同肥料对花生籽粒中量元素含量的影响 不同肥料处理对花生籽粒中钙和镁含量有显著影响(图1)。T3 处理花生籽粒中的钙含量最高,与T2 处理间差异未达到显著水平,但较T1、T4 处理分别显著增加了65.4%、27.8%。T2处理花生籽粒中的镁含量最高,较T1、T3 和T4处理分别增加了15.9%、14.3%、9.6%,T2 处理花生籽粒中的镁含量与其他处理间差异均达到显著水平。
2.4.2 不同肥料对花生籽粒微量元素含量的影响 不同肥料处理对花生籽粒中的铁锰锌含量均有显著影响(图2)。T2 处理花生籽粒的铁含量最高,较T1、T3、T4 处理相比分别增加了58.1%、58.1%、161.5%,与T1、T3、T4 处理间差异均达到显著水平。T2 处理花生籽粒中的锰含量最高,与T3 处理间差异未达到显著水平,但与T1和T4 处理相比分别显著增加了17.3%、56.4%。T2 处理花生籽粒的锌含量最高,较T1、T3、T4 处理分别增加了207.1%、23.0%、137.5%,与T1、T3、T4处理间差异均达到显著水平。
2.5 不同肥料对经济效益的影响
施用不同肥料对当季花生的经济效益有显著影响(表6)。T2 处理的经济效益最好,其产值和净产值均最高,显著高于其他处理。T2 处理的产值与T1、T3 和T4 相比分别增加了5.4%、17.6%和8.0%,T2 处理的净产值则比T1、T3 和T4 处理分别显著提高7.6%、25.8% 和11.4%。
3 讨论
3.1 含硫缓释掺混肥通过提高单株荚果数增加花生产量
缓释肥是一种使养分按照设定的释放率和释放期缓慢释放的肥料,缓释肥的养分释放速率接近植物的生长发育速度,从而能够满足作物整个生长期对养分的需求[20,21]。熊金燕等[9]研究认为,施用含硫缓控释尿素能够协调营养生长和生殖生长,提高单株果数和平均产量。本研究中,相较于含硫普通肥(T1),含硫缓释掺混肥(T2)平均单仁果重、单株荚果数、产量和经济效益分别增加10.3%、9.4%、5.4%和7.6%,平均双仁果重、双仁果率和平均果重两者没有差异,相关分析表明单株荚果数与产量显著正相关。郑国栋等[28]研究认为,不同缓释肥处理与对照相比蛋白质含量和脂肪含量并没有显著增加。邱现奎等[27]研究认为,施用缓释肥能够提高花生籽粒中可溶性糖含量,改善花生口感。本研究中,含硫缓释掺混肥(T2)与含硫普通肥(T1)蛋白质含量和脂肪含量两者间没有差异,而可溶性糖含量增加4.4%。缓释肥料可能会对花生籽粒中的中微量元素含量产生影响,本研究中,含硫缓释掺混肥(T2)与含硫普通肥(T1)处理相比花生籽粒中的钙镁铁锰锌含量均显著增加。所以,施用含硫缓释掺混肥能够提高籽粒中可溶性糖和中微量元素含量,同时也能通过提高单株荚果数增加花生产量。
3.2 含硫氯缓释掺混肥能缓解氯元素对花生产量和品质的不利影响
氯元素也是植物必需的微量营养元素之一,但土壤中氯元素含量过高也会抑制作物的生长,进而影响产量的形成。蒋增等[29]人研究表明,适量的含氯化肥增加花生的荚果数和百果重,提高花生产量37.60%-92.07%。本研究中含氯普通肥(T3)处理平均分蘖数最高,而单株荚果数、平均果重和脂肪含量均最低,最终产量和经济效益显著低于其他处理,脂肪含量显著低于含硫缓释掺混肥(T2)处理和含硫氯缓释掺混肥(T4)处理,可溶性糖含量最高,说明含硫氯缓释掺混肥(T4)能够缓解氯元素对花生产量和品质的不利影响。本研究中含氯普通肥(T3)处理花生籽粒中钙铁锰锌含量显著高于含硫氯缓释掺混肥(T4),但造成这一现象的原因有待进一步研究。
4 结论
与含硫普通肥相比,含硫缓释掺混肥显著提高了花生的平均单仁果重、单株荚果数、产量和经济效益,增产5.4%,增收7.6%;同时也显著增加了花生籽粒中可溶性糖和中微量元素含量。与含氯普通肥相比,含硫普通肥、含硫缓释掺混肥和含硫氯缓释掺混肥显著提高了花生的单株荚果数、平均果重、产量和经济效益;含硫缓释掺混肥和含硫氯缓释掺混肥显著提高了花生籽粒中脂肪含量。综上所述,施用含硫缓释掺混肥有利于提高花生产量、品质、中微量元素含量和经济效益,且含硫氯缓释掺混肥能够缓解氯元素对花生产量和品质的不利影响。
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