余 瓊,索炎炎,司賢宗,張 翔,李 亮,孫艷敏

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所,河南 鄭州 450002； 2.濮陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南 濮陽 457000)

花生是我國重要的油料作物和經(jīng)濟作物,在豫北砂質(zhì)壤土地區(qū),小麥花生套種是普遍采用的種植模式。影響花生生長發(fā)育及產(chǎn)量和質(zhì)量的因素主要有肥料的施用情況、氣候特征、土壤養(yǎng)分狀況、田間管理及花生品種等。施肥在作物增產(chǎn)方面起到?jīng)Q定性作用,為農(nóng)作物的生產(chǎn)提供豐富的養(yǎng)分。合理施用化肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的必備條件,隨著作物產(chǎn)量的逐步提高,生產(chǎn)過程中化肥施用過量現(xiàn)象日趨突出,由此帶來了一系列問題,如土壤質(zhì)量降低[1-4]、肥料利用率低[5-9]、對地下水及大氣環(huán)境造成威脅等[10-11]。緩控釋肥作為一種新型肥料,具有肥效釋放緩慢、養(yǎng)分供應(yīng)時期長、增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等特征,在茶葉[2]、馬鈴薯[12]、黃瓜[13]、玉米[14-15]、小麥[16]、水稻[17-18]等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。緩控釋肥施入土壤后,肥料養(yǎng)分比普通化肥釋放緩慢；控釋肥的養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物吸收同步；緩釋肥養(yǎng)分釋放速率遠小于速溶性肥料施入土壤后轉(zhuǎn)變?yōu)橹参镉行B(tài)養(yǎng)分的釋放速率；長效肥的養(yǎng)分釋放緩慢、肥效持久。影響精準(zhǔn)化施肥效果的主要因素有肥料種類、施用深度及施用位置,不同的施肥深度對土壤有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、植株對養(yǎng)分的吸收會產(chǎn)生不同影響,合理適宜的施用深度可協(xié)調(diào)肥料的養(yǎng)分投入及作物對養(yǎng)分元素的需求特征。郭新送等[19-20]研究發(fā)現(xiàn),控釋肥施用深度為10 cm時小麥產(chǎn)量與肥料的利用率均較高。關(guān)于不同控釋肥料及施用深度對花生產(chǎn)量性狀和品質(zhì)的影響方面鮮有報道。為進一步探討不同種類的控釋肥料在花生上的應(yīng)用效果,本研究通過大田試驗來探討不同種類控釋肥料及施用深度對花生農(nóng)藝性狀、養(yǎng)分積累狀況及脂肪酸含量等的影響,以篩選出合適的緩控釋肥配方及施用深度,為花生高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地點和供試花生品種

試驗于2017年在濮陽市清豐縣固城鄉(xiāng)呂家村進行,東經(jīng)114°47′～115°23′,北緯35°45′～36°05′,試驗田土壤類型為砂質(zhì)壤土,地勢平坦,肥力均勻,排灌條件良好。耕層土壤基本理化性狀為:有機質(zhì)8.55 g/kg、全氮 0.59 g/kg、堿解氮0.06 g/kg、有效磷0.02 g/kg、速效鉀0.08 g/kg,pH值8.61。供試花生品種為豫花9326。

1.2 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)9個處理,詳見表1。

表1 試驗設(shè)計Tab.1 Experimental design

試驗小區(qū)面積為 15 m2(寬3 m×長5 m),一個小區(qū)種植8行花生,重復(fù) 3 次,隨機排列?；ㄉ谛←?zhǔn)斋@前套種于小麥行間,花生苗期施基肥,開溝條施。肥料淺施指根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的施肥習(xí)慣,施用深度為10 cm,深施即施用深度為20 cm?；ㄉN植密度18萬穴/hm2,每穴播種2粒,試驗田四周均設(shè)有1.0 m保護行。其他田間管理按照一般豐產(chǎn)大田進行管理。

1.3 土壤樣品采集與測定

整地施肥前采集基礎(chǔ)土壤(0～20 cm)樣品1 kg,測定基礎(chǔ)地力。

花生成熟期時,用土鉆采取0～20 cm耕層土壤樣品(花生壟上取),每個小區(qū)取3鉆,將采集的土樣充分混勻,挑出根系和有機殘體,裝入自封袋中,自然風(fēng)干,磨樣過孔徑0.15 mm篩待測。土壤堿解氮采用堿解擴散法測定；土壤有效磷采用NaHCO3法測定；土壤速效鉀采用NH4OAc浸提,火焰光度法測定[21]。

1.4 植株樣品采集及品質(zhì)分析

在花生花針期、結(jié)莢期、飽果期測定葉綠素含量,每個處理取有代表性5株花生,每株取5片新展開葉,采用手持葉綠素儀 ( Chlorophyllmeter,SPAD-502) 測定花生葉片SPAD值；按照GB/T 14772-2008測定花生仁粗脂肪含量；按照GB/T 14377-2008測定花生仁脂肪酸組分相對百分含量。花生果全氮采用H2SO4-H2O2消煮,奈氏比色法測定；全磷采用H2SO4-H2O2消煮,釩鉬黃比色法測定；全鉀采用H2SO4-H2O2消煮,火焰光度法測定[21]。

花生各器官中某元素積累量=單位面積花生各器官的產(chǎn)量×花生各器官中某元素含量；

花生果某元素的積累量=花生殼中某元素積累量+花生仁中某元素積累量。

1.5 收獲與測產(chǎn)

花生收獲時,每個處理取4 m2進行測產(chǎn)；同時每個處理取有代表性的10株花生進行考種,測定指標(biāo)包括株高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、單株結(jié)果個數(shù)(飽果個數(shù)、秕果數(shù))、單株飽果質(zhì)量和百果質(zhì)量等。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2013 進行初步整理；在SPSS 16.0進行統(tǒng)計分析,用Duncan′s新復(fù)極差法對平均數(shù)進行多重比較(顯著性差異P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類肥料對花生不同生育時期葉片SPAD值的影響

由表2可知,不同控釋肥處理對各生育時期花生葉片SPAD值影響顯著。在飽果期時,Ksf-20處理花生葉片SPAD值最高,與Cxf-10、Ksf-10、Hsf-20無顯著差異,與其他處理差異均達到顯著水平；在花針期各施肥處理間差異不顯著，但均顯著高于CK；在結(jié)莢期時,各處理花生葉片SPAD值表現(xiàn)為Cxf-10>Hsf-10>Hsf-20>Ksf-20>Hksf-20>Cxf-20>Ksf-10>Hksf-10,各處理SPAD值均較CK有所提高。肥料施用深度對花針期和飽果期花生葉片SPAD值均無顯著影響(表2)；在結(jié)莢期，施用深度對Ksf與Hsf處理花生葉片SPAD值均無顯著影響，Hksf處理深施對花生葉片SPAD值顯著高于淺施,但Cxf正相反。說明緩控釋肥適宜深施,長效肥適宜淺施,此時花生葉片SPAD值較高,各施肥處理花生葉片SPAD值在花針期時最高,隨著生育時期的延長,葉片SPAD值在Hksf-10、Cxf-20和Ksf-10處理呈先降低后升高趨勢,且花針期與結(jié)莢期差異顯著。

表2 不同生育時期花生葉片SPAD值Tab.2 SPAD values of peanut leaf in different growth stages

注:同列不同小寫字母表示同一時期不同處理在0.05水平上差異顯著,同行不同大寫字母表示同一處理不同時期在0.05水平上差異顯著。表3-6同。

Note: Different lowercase letters in the same column showed significant differences at 0.05 level in different treatments in the same period, and different uppercase letters in the same line indicated significant differences at 0.05 level in different periods of the same treatment. The same as Tab.3-6.

2.2 不同種類肥料對花生成熟期主要農(nóng)藝性狀及單株飽果質(zhì)量的影響

施用不同控釋肥料對花生主要農(nóng)藝性狀均產(chǎn)生影響,見表3。與CK相比,各施肥處理的主莖高、第一側(cè)枝長、單株飽果個數(shù)及單株飽果質(zhì)量均顯著增加；Cxf-10、Ksf-20分枝數(shù)顯著增加,其他處理的分枝數(shù)與CK相比均無顯著差異。各施肥處理相比,主莖高和第一側(cè)枝長在Hksf-10達到最大值,與其他處理差異達到顯著水平；Cxf-10的分枝數(shù)顯著高于Hksf-10和Hksf-20,與其他處理無顯著差異；Cxf-20、Ksf-20、Hsf-20的單株飽果個數(shù)顯著高于Cxf-10、Ksf-10、Hsf-10,與Hksf-10、Hksf-20無顯著差異；Ksf-20與其他施肥處理單株飽果質(zhì)量的差異達顯著水平。肥料施用深度的影響表現(xiàn)為:與Hksf-20相比,Hksf-10主莖高和第一側(cè)枝長顯著增加；其他處理主莖高、第一側(cè)枝長、分枝數(shù)均無顯著差異；Ksf-20和Hsf-20單株飽果個數(shù)及單株飽果質(zhì)量顯著高于Ksf-10和Hsf-10,說明控釋肥和緩釋肥深施時單株飽果發(fā)育較好。

表3 不同處理在花生成熟期時主要農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)Tab.3 Main agronomic traits of peanut at maturity with different treatments

2.3 不同種類肥料對花生果各部位中氮、磷、鉀積累量的影響

花生果中氮、磷、鉀積累量主要集中于花生仁中(表4)。與CK相比,施不同控釋肥處理花生果、花生仁和花生殼中氮、磷、鉀的積累量總體上均有所增加,其中Hksf-10、Ksf-20、Hsf-10與Cxf-10花生果中鉀的積累量差異達顯著水平,其他各施肥處理間花生果和花生仁中磷和鉀的積累量無顯著差異。總體來說,Cxf處理花生果和花生仁中氮和鉀積累量相對較少,Ksf處理花生果和花生仁中氮和鉀的積累量相對較多,但與Hsf 和Hksf處理無顯著差異。各施肥處理花生仁中氮積累量的表現(xiàn)為:Ksf-20>Hsf-10>Hsf-20>Hksf-20>Ksf-10>Cxf-10>Cxf-20>Hksf-10。施肥深度對花生果和花生仁中氮、磷和鉀的積累量總體上無顯著影響,但Hksf和Ksf處理在施肥深度在20 cm時花生仁中氮、磷和鉀積累量較高,Hksf深施比淺施的氮、磷、鉀積累量分別增加8.49%，9.54%和0.28%；Ksf深施比淺施的氮和鉀積累量分別增加10.32%和5.30%，磷積累量減少5.67%；而Cxf和Hsf 處理則相反,說明緩控釋肥與控釋肥深施利于花生籽粒氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累,而長效肥和緩釋肥淺施時利于花生籽粒養(yǎng)分的積累。Ksf和Hsf處理花生殼中氮、磷和鉀的積累量高于Hksf和Cxf處理。

2.4 成熟期土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量與花生果中氮、磷、鉀積累量的關(guān)系

在成熟期時,土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀養(yǎng)分含量與花生果氮、磷、鉀積累量的關(guān)系見圖1-3。不同控釋肥料處理,土壤堿解氮含量與花生果中氮積累量關(guān)系呈現(xiàn)拋物線狀,即花生果中氮積累量隨著土壤堿解氮含量的增加呈現(xiàn)先增加后逐漸下降的趨勢,二者關(guān)系用方程式表示為:y=-0.638x2+40.198x-422.090,決定系數(shù)R2=0.847 7；而土壤有效磷、速效鉀含量與花生果中磷、鉀積累量之間的決定系數(shù)較小。

表4 不同處理對花生果中氮、磷、鉀積累量的影響Tab.4 Effects of different treatments on accumulation of nitrogen, phosphorus and potassium in peanut kg/hm2

2.5 不同種類肥料對花生仁粗脂肪及脂肪酸組分含量的影響

不同種類控釋肥料對花生仁粗脂肪及脂肪酸組分含量的影響見表5。與CK相比,各施肥處理油酸/亞油酸(O/L)比值均增加。各施肥處理相比,其中Hksf-20、Cxf-10與Ksf-20硬脂酸含量差異達顯著水平；Hksf-10、Ksf-10、Ksf-20花生一烯酸含量均顯著高于Hksf-20；Hksf-20處理粗脂肪含量與CK相比顯著增加了5.18%,Ksf-20較CK顯著降低；Hksf-10、Ksf-20、Hsf-10和Hsf-20山崳酸含量顯著高于Hksf-20和Cxf-10；Hksf-10、Cxf-20和Ksf-20的木焦油酸含量顯著高于Hksf-20；各施肥處理間花生仁中其他脂肪酸組分含量差異不顯著。粗脂肪含量的高低表現(xiàn)為:Hksf-20>Cxf-10>Hsf-10>Cxf-20>Ksf-10>Hsf-20>Hksf-10>Ksf-20，其中緩控釋肥深施比淺施粗脂肪含量增加4.76%。試驗結(jié)果表明,長效肥、緩釋肥和控釋肥均表現(xiàn)為淺施時花生仁中粗脂肪含量高、O/L比值高,而緩控釋肥深施時花生仁中粗脂肪含量高、O/L比值高。

圖1 土壤堿解氮含量與花生果氮積累量關(guān)系Fig.1 Relationship between alkaline nitrogen content in soil and nitrogen accumulation in peanut

圖2 土壤有效磷含量與花生果磷積累量的關(guān)系Fig.2 Relationship between available phosphorus content in soil and phosphorus accumulation in peanut

圖3 土壤速效鉀含量與花生果鉀積累量的關(guān)系Fig.3 Relationship between available potassium content in soil and potassium accumulation in peanut

2.6 不同種類肥料對花生產(chǎn)量構(gòu)成的影響

不同控釋肥料對花生百果質(zhì)量、出仁率、莢果產(chǎn)量的影響見表6。與CK相比,各施肥處理花生莢果產(chǎn)量及籽仁產(chǎn)量均顯著增加,其中Hsf-10處理莢果產(chǎn)量最高,增加了34.66%,其次為Hksf-20,增加了30.43%；各施肥處理相比,除 Hksf-20的出仁率顯著高于Hksf-10與CK外,花生百果質(zhì)量、出仁率、莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量處理間均無顯著差異。各處理中,Hsf-10莢果產(chǎn)量最高達7 083.5 kg/hm2,Hksf-20出仁率最高達70.2%,莢果產(chǎn)量僅次于Hsf-10，達6 861.2 kg/hm2。Hsf-10、Hksf-20的籽仁產(chǎn)量分別為4 916.9, 4 818.2 kg/hm2。施肥深度的影響表現(xiàn)為緩控釋肥、控釋肥深施時產(chǎn)量較高,緩釋肥和長效肥淺施時花生莢果產(chǎn)量較高。緩控釋肥、控釋肥及

表5 不同處理對花生仁粗脂肪及脂肪酸組分含量的影響Tab.5 Effects of different treatments on contents of crude fat and fatty acid components in peanut

長效肥深施比淺施時籽仁產(chǎn)量分別增加5.06%，2.66%和0.48%,緩釋肥淺施比深施籽仁增產(chǎn)4.90%。肥料產(chǎn)量貢獻率最高為Hsf-10,其次為Hksf-20。與CK相比，各施肥處理增產(chǎn)率25.4%～34.7%。

表6 不同處理對花生產(chǎn)量構(gòu)成的影響Tab.6 Effects of different treatments on peanut yield components

2.7 花生各生長性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)間的相關(guān)關(guān)系

由表7可知,花生莢果產(chǎn)量與花生果中氮、磷、鉀的積累量及側(cè)枝長呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.897,0.808,0.847,0.817,與主莖高呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.776；土壤堿解氮含量與花生生長的主莖高表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.807,與側(cè)枝長表現(xiàn)出顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.723；土壤有效磷與花生果中氮的積累量呈現(xiàn)顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.776；花生果中氮的積累量與磷的積累量表現(xiàn)為顯著正相關(guān),與鉀的積累量表現(xiàn)極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.760,0.822；花生果中鉀的積累量與主莖高呈現(xiàn)顯著正相關(guān),與側(cè)枝長呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.708,0.826；主莖高與側(cè)枝長呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.945；側(cè)枝長與花生單株飽果個數(shù)和單株飽果質(zhì)量均表現(xiàn)為顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.788,0.712；花生單株飽果個數(shù)與單株飽果質(zhì)量呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)為0.987。土壤速效鉀含量、分枝數(shù)和粗脂肪含量與其他各性狀指標(biāo)均不具有顯著相關(guān)性。

表7 花生各生長、產(chǎn)量、品質(zhì)性狀間的相關(guān)關(guān)系Tab.7 Correlation between growth, yield and quality traits of peanut

注:PY.莢果產(chǎn)量；MSH.主莖高；LBL.側(cè)枝長；BPP.分枝數(shù)；AN.花生果氮積累量；F.粗脂肪；AP.磷積累量；AK.鉀積累量；SN.土壤堿解氮；SP.土壤有效磷；SK.土壤速效鉀；PW.單株飽果質(zhì)量；PP.單株飽果個數(shù)；*.指標(biāo)間具有顯著相關(guān)性；**.指標(biāo)間具有極顯著相關(guān)性。

Note: PY.Pod yield；MSH.Main stem height；LBL.Lateral branch length；BPP.Branch per plant；AN.Nitrogen accumulation in peanut；F.Crude fat；AP.Phosphorous accumulation in peanut；AK.Potassium accumulation in peanut；SN.Soil alkaline nitrogen；SP.Soil available phosphorus；SK.Soil available potassium；PW.Full pods weight per plant；PP.Full pods per plant；*.There is a significant correlation between indicators,**.There is a very significant correlation between indicators.

3 結(jié)論與討論

不同種類肥料均可改善豫北花生農(nóng)藝性狀、提高花生產(chǎn)量。其中控釋肥和緩釋肥深施時單株飽果發(fā)育較好,緩控釋肥與控釋肥深施利于花生籽粒氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累,而長效肥和緩釋肥淺施時利于花生籽粒養(yǎng)分的積累；緩釋肥淺施花生莢果產(chǎn)量最高,達7 083.5 kg/hm2,與對照相比增加了34.66%,緩控釋肥深施產(chǎn)量居次,達6 861.2 kg/hm2,與對照比增加30.43%。各施肥處理間相比,除緩控釋肥深施的出仁率顯著高于緩控釋肥淺施外,各施肥處理對花生百果質(zhì)量、出仁率、莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量均無顯著影響。

邱現(xiàn)奎等[22]研究發(fā)現(xiàn),施用控釋肥料對花生主要農(nóng)藝性狀的促進作用較顯著,其中株高增加4.97～10.80 cm,百仁質(zhì)量增加0.05～4.87 g,施用控釋復(fù)合肥處理的花生籽粒粗脂肪含量均高于普通肥料處理。王艷華等[23]研究發(fā)現(xiàn),與相同坡度普通肥料相比,控釋肥處理單株結(jié)果數(shù)提高7.1%～36.0%,百仁質(zhì)量提高5.8%～9.7%,施用不同種類的肥料均可提高花生仁粗脂肪含量,其中長效肥、緩釋肥和控釋肥均表現(xiàn)為淺施時花生仁中粗脂肪含量高、O/L比值高,而緩控釋肥深施時花生仁中粗脂肪含量高。本試驗研究發(fā)現(xiàn),施用不同控釋肥料均可顯著改善花生農(nóng)藝性狀,與對照相比,各施肥處理的主莖高、第一側(cè)枝長、單株飽果個數(shù)及單株飽果質(zhì)量均顯著增加；長效肥、緩釋肥和控釋肥均表現(xiàn)為淺施時花生仁中粗脂肪含量高、O/L比值高,而緩控釋肥深施時花生仁中粗脂肪含量高、O/L比值高。

施用控釋肥可以顯著增加花生體內(nèi)的養(yǎng)分積累量,提高肥料養(yǎng)分利用率。侯紅乾等[24]通過大田定位試驗研究發(fā)現(xiàn),緩控釋肥的施用可以促進雙季稻高產(chǎn),增加植株對氮素的吸收,提高氮肥的利用率,同時維持了土壤的氮素水平減少了氮素的損失。張玉樹等[25]研究發(fā)現(xiàn),在花生生長中后期,控釋肥處理的氮、磷和鉀養(yǎng)分積累量均比對照(普通化肥)高。本試驗研究發(fā)現(xiàn),施用不同控釋肥料均利于花生養(yǎng)分的積累,緩控釋肥與控釋肥深施利于花生籽粒氮、磷、鉀養(yǎng)分的積累,其中緩控釋肥處理氮積累量深施比淺施增加8.49%,磷積累量增加9.54%,鉀積累量增加0.28%；不同控釋肥料處理,土壤堿解氮含量與花生果中氮積累量關(guān)系呈現(xiàn)拋物線狀,即花生果中氮積累量隨著土壤堿解氮含量的增加呈現(xiàn)先增加后逐漸下降的趨勢；花生對氮、磷、鉀養(yǎng)分吸收表現(xiàn)為吸氮量最多,其次為鉀,最后為磷,花生植株對不同種類緩控釋肥料中養(yǎng)分的吸收利用不一致。

王應(yīng)君等[26]研究發(fā)現(xiàn),肥料深施技術(shù)對小麥的產(chǎn)量、肥料利用率等具有顯著影響,其中與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民群眾習(xí)慣施肥(淺施)相比,小麥產(chǎn)量增加7.6%～26.6%。章潔瓊等[4]研究發(fā)現(xiàn),緩/控釋肥配施生物肥可以顯著增加薏仁產(chǎn)量,其中緩釋肥薏仁產(chǎn)量比對照增加18.13%。本試驗研究發(fā)現(xiàn),不同控施肥料淺施和深施促進了花生植株的生長,提高了花生單株飽果數(shù)、單株飽果質(zhì)量、百果質(zhì)量、出仁率和產(chǎn)量,增產(chǎn)率幅度為25.4%～34.7%。在產(chǎn)量與各指標(biāo)間的相關(guān)性方面,莢果產(chǎn)量與果中氮、磷、鉀的積累量,主莖高和側(cè)枝長均呈現(xiàn)顯著相關(guān)性,這與朱志堂[27]研究發(fā)現(xiàn)的規(guī)律一致?？蒯尫噬钍┰霎a(chǎn)效果優(yōu)于淺施,可能原因在于砂質(zhì)壤土中,肥料的揮發(fā)損失大于隨水淋溶損失。