索炎炎 張 翔 司賢宗 李 亮 余 瓊 余 輝

（1河南省農(nóng)業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，450002，河南鄭州；2正陽縣花生研究所，463600，河南正陽）

花生（Arachis hypogaea L.）是我國重要的經(jīng)濟作物，其總產(chǎn)量居油料作物之首，是我國重要的食用油源、食品工業(yè)理想原料和出口創(chuàng)匯作物。近年來，花生種植面積不斷增加，2018年我國花生種植面積約462萬hm2，產(chǎn)量高達1.733×107t，成為世界最大的花生生產(chǎn)國[1]。花生是需鈣量較大的作物，每生產(chǎn)100kg莢果需吸收鈣2.0～2.7kg[2]，莢果所需鈣的90%以上是其直接從土壤中吸收[3]。鈣具有穩(wěn)定細胞膜、穩(wěn)固細胞壁、促進細胞伸長及酶促反應等方面的重要作用，對花生的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)及提高抗逆性具有顯著效果[4-6]?；ㄉL中缺鈣會導致嚴重的“空果”和“爛果”現(xiàn)象。近年來，由于酸沉降、過量施用高濃度復合肥及花生連作等原因，導致花生田土壤酸化加劇，土壤鈣素流失或鈍化嚴重[7-8]，且生產(chǎn)上對鈣肥施用重視不夠，導致花生出現(xiàn)缺鈣現(xiàn)象，籽粒發(fā)育受阻，產(chǎn)量和品質(zhì)下降。

磷是花生中核酸、核蛋白、磷脂、植素、ATP和含磷酶的重要組分，施磷能夠促進花生根系生長發(fā)育，增強葉片的光合性能，增加對磷素的吸收和利用，提高花生的產(chǎn)量和品質(zhì)[9-11]。磷與鈣之間存在復雜的交互作用，不同作物體內(nèi)磷鈣交互作用存在差異，番茄幼苗、生菜及稻米體內(nèi)磷鈣之間存在拮抗作用[12-14]，冬小麥體內(nèi)磷含量隨營養(yǎng)液中鈣添加水平的增加而增加[15]。沈浦等[16]研究了3個典型酸性棕壤區(qū)不同耕作方式下花生體內(nèi)磷鈣互作效應特征，發(fā)現(xiàn)花生對磷鈣吸收具有協(xié)同效應，且莢果中磷鈣協(xié)同吸收效應高于植株地上部?？梢?，以往研究得出的結(jié)論并不一致。

花生作為需鈣量較大的作物，其外源磷鈣配施的作用效果及磷鈣間呈現(xiàn)協(xié)同還是拮抗效應還需驗證。基于此，本研究以花生為研究對象，探究外源磷鈣肥配施對花生生長、產(chǎn)量和磷鈣吸收利用的影響，旨在為酸性土壤中花生高產(chǎn)及磷鈣肥合理高效施用提供科學依據(jù)和理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

2016年6月15日-9月29日，在河南省駐馬店市正陽縣蘭青鄉(xiāng)大余村 （32°27′25″N，114°20′28″E）選擇地勢平坦、地力均勻地塊進行試驗。試驗地土壤類型屬砂姜黑土，質(zhì)地為黏壤，0～20cm耕層土壤基本理化性狀：有機質(zhì)14.67g/kg、全氮0.80g/kg、速效氮87.13mg/kg、速效磷19.60 mg/kg、速效鉀126.96mg/kg、有效鈣1.45g/kg，pH值5.2。供試花生品種為遠雜6號，果型屬珍珠豆型。采用秋播小麥－夏播花生的種植模式，夏播花生為起壟種植，壟底寬75cm，壟面寬40cm，壟高約18cm，壟上播2行花生，花生行距約20cm，株距約15cm，每穴播2粒種子，種植密度約17.8萬穴/hm2。

試驗設置3個處理：不施磷鈣肥（CK）、施磷肥處理（P）和施磷鈣肥處理（P+Ca），磷肥和鈣肥分別為重過磷酸鈣（P2O546%）和CaCO3（CaO 99.99%），用量分別為90kg/hm2（P2O5）和300kg/hm2（CaO）。3個處理的氮肥和鉀肥施用量相同，分別為N（尿素，含N 46%）120kg/hm2和K2O（氯化鉀）150kg/hm2。在花生種植前，土壤旋耕后，將氮、磷、鉀及鈣肥分別均勻撒施于土壤表層，然后再進行旋耕，使肥料均勻分布到耕作層。試驗隨機排列，重復3次，小區(qū)面積為15m2（5m×3m）。其他田間管理措施按照一般豐產(chǎn)大田進行。

1.2 測定項目與方法

1.2.1 農(nóng)藝、經(jīng)濟性狀及產(chǎn)量 在收獲期每個處理選取10株生長一致的花生植株，測量記錄株高、側(cè)枝長、總分枝數(shù)、單株飽果數(shù)、單株飽果重和百果重，并計算出仁率（花生仁占花生莢果重的百分比）。每個小區(qū)實收晾曬后，稱重計產(chǎn)。

1.2.2 花生各器官磷和鈣含量 測定農(nóng)藝及經(jīng)濟性狀后，將植物樣品帶回實驗室，分地上部、殼和籽粒3部分，烘干后稱重、粉碎，測定地上部、果殼和籽粒的磷和鈣含量。用H2SO4-H2O2消煮，采用鉬藍比色法[17]測定磷含量，采用原子吸收法測定鈣含量。

1.3 計算方法

磷或鈣累積及利用特性的相關(guān)指標計算公式如下：

植株某部位磷或鈣積累量（kg/hm2）=植株某部位磷或鈣含量×該部位干物質(zhì)質(zhì)量；磷或鈣吸收效率（%）=[（處理區(qū)植株磷或鈣積累量-對照區(qū)植株磷或鈣積累量）/磷或鈣肥施用量]×100；磷或鈣利用效率（kg/kg）=莢果重/收獲期整株磷或鈣積累量；磷或鈣收獲指數(shù)（%）=收獲期莢果中磷或鈣積累量/整株磷或鈣積累量×100。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)在DPS 7.5軟件中進行統(tǒng)計分析，方差分析采用單因素有重復方差分析，平均數(shù)多重比較用Ducan新復極差法進行（P＜0.05）。采用Microsoft Excel 2007和Origin 8.5軟件整理數(shù)據(jù)和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用磷和鈣對花生生長的影響

由表1可以看出，不施磷鈣肥（CK）的處理花生生長明顯受到抑制，施磷（P）和磷鈣配施處理（P+Ca）顯著提高了花生株高、第一側(cè)枝長和總分枝數(shù)。與P處理相比，P+Ca處理顯著提高了花生的株高、第一側(cè)枝長和總分枝數(shù)，說明施磷基礎上，施鈣肥促進了花生植株的生長。

表1 施用磷和鈣對花生農(nóng)藝性狀的影響Table 1 Effects of P and Ca application on the agronomic characteristics of peanut

2.2 施用磷和鈣對花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

施用磷肥及磷鈣肥配施可不同程度地提高花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素（表2）。與CK相比，P和P+Ca處理花生單株飽果數(shù)、單株飽果重、百果重和出仁率均顯著增加，莢果產(chǎn)量顯著提高。與P處理相比，P+Ca處理的花生單株飽果數(shù)、單株飽果重、百果重、出仁率和莢果產(chǎn)量也顯著提高，花生增產(chǎn)29.75%，可見配施鈣肥使花生增產(chǎn)是由于其增加了單株飽果數(shù)、單株飽果重、百果重和出仁率。

表2 施用磷和鈣對花生產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 2 Effects of P and Ca application on the yield and its components of peanut

2.3 施用磷和鈣對花生磷含量與積累量的影響

由圖1可知，不同部位磷含量和積累量的順序為籽粒＞地上部＞殼。與CK相比，單獨施P和P+Ca配施處理顯著提高了花生地上部、殼和籽粒中磷含量與積累量。與單獨施P相比，P+Ca配施處理花生地上部和籽粒中磷積累量分別顯著提高15.99%和32.89%，但對花生地上部、殼和籽粒的磷含量無顯著影響，說明施鈣促進了磷素在地上部和籽粒中的積累。

圖1 施用磷和鈣對花生不同部位磷含量與積累量的影響Fig.1 Effects of P and Ca application on P content and accumulation in different parts of peanut

2.4 施用磷和鈣對花生鈣含量與積累量的影響

由圖2可以看出，不同部位鈣含量和積累量的順序為地上部＞殼＞籽粒。與CK相比，施P處理花生地上部、殼和籽粒的鈣含量有增加趨勢，但增加不顯著，但鈣積累量增加顯著，增幅分別為47.46%、28.40%和77.54%，說明施磷促進了鈣素向花生體內(nèi)積累。鈣磷配施時花生地上部、殼和籽粒中鈣含量和積累量均顯著增加，鈣含量增幅分別為18.87%、26.42%和38.09%，鈣積累量增幅分別為36.30%、30.05%和86.51%。

圖2 施用磷和鈣對花生不同部位鈣含量與積累量的影響Fig.2 Effects of P and Ca application on Ca content and accumulation in different parts of peanut

2.5 施用磷和鈣對花生磷鈣吸收和利用的影響

由表3可以看出，與CK相比，施P處理降低了花生莢果磷素利用效率，顯著提高了花生磷吸收效率、磷收獲指數(shù)及鈣吸收和利用效率，其中鈣吸收和利用效率分別增加1.72%和3.60g/kg；P+Ca處理也降低了花生莢果磷素利用效率，但顯著提高了花生磷鈣吸收效率和磷鈣收獲指數(shù)。與施P處理相比，P+Ca處理顯著提高了鈣吸收效率、鈣收獲指數(shù)、磷吸收效率和莢果磷利用效率，其中磷吸收和利用效率分別增加8.08%和5.36g/kg，表明施用鈣肥促進了花生對磷的吸收和利用；但P+Ca處理與CK相比顯著降低了花生莢果磷利用效率，與施P處理相比，鈣利用率顯著降低，這主要由于磷鈣配施對莢果重的增加量小于對收獲期整株磷或鈣積累增加量所致。

表3 施用磷鈣對花生磷鈣吸收和利用效率的影響Table 3 Effects of P and Ca application on P and Ca uptake and use efficiency of peanut

3 討論

磷元素以多種途徑參與植物體內(nèi)各種代謝過程，合理施磷可促進植物根系生長發(fā)育，提高光合作用效率，改善植株抗氧化特性，從而促進生長發(fā)育[18-19]。本研究表明，施磷和磷鈣配施均顯著提高了花生主莖高、第一側(cè)枝長和總分枝數(shù)，磷鈣配施處理的花生各營養(yǎng)生長指標顯著優(yōu)于單獨施磷處理，與前人研究結(jié)論[20-21]一致。施用磷肥對花生的增產(chǎn)效果受施磷量、花生品種及土壤有效磷含量等因素影響[22-23]。本研究發(fā)現(xiàn)，在供試土壤有效磷含量中等偏上的水平（19.6mg/kg）下，單獨施磷（90kg/hm2）可顯著增加花生莢果產(chǎn)量，一是由于花生屬喜磷作物，需磷量顯著高于其他作物[24]，且不同花生品種的磷利用效率也存在顯著差異，本研究供試花生品種遠雜6號為磷低效品種，因此單位產(chǎn)量所需要的磷量較多[25]；二是本研究土壤有效磷含量19.6mg/kg遠小于花生田土壤有效磷適宜值35.0mg/kg[23]。施磷基礎上，施用鈣肥顯著增加了花生的單株飽果數(shù)、單株飽果重、百果重和出仁率，使花生顯著增產(chǎn)，與Kamara等[20]研究結(jié)果一致，其可能原因是施鈣能夠提高葉片的氣孔導度和蒸騰速率，從而促進了葉片的光合作用[26]，利于無機物同化為有機物，增加籽粒中有機物的積累。

磷和鈣之間存在復雜的交互作用。磷肥用量過高時，植物對鈣的吸收和利用受阻。陳明昌等[12]研究認為，磷肥用量過高時，番茄對鈣的吸收和利用嚴重受阻，導致其產(chǎn)量和品質(zhì)下降。施磷后，磷肥中大量磷酸根離子與土壤中的鈣易生成難溶性磷酸鈣沉淀，阻礙Ca2+的吸收，煙株大量吸收磷酸根還可抑制體內(nèi)鈣的轉(zhuǎn)運和再利用，從而使煙草植株缺鈣[27]。還有研究認為，磷鈣關(guān)系具有物種特異性[28-29]，Ding等[28]研究認為高鈣供應抑制小麥對磷的吸收，但增加了豆科作物磷的吸收率。本研究表明，單獨優(yōu)化施磷比不施磷鈣肥顯著增加地上部、花生殼和籽粒中鈣積累量，提高了鈣的吸收及利用效率，表明土壤施磷可促進花生植株鈣素吸收利用及積累；優(yōu)化施磷的基礎上，施用鈣肥顯著提高了地上部、殼和籽粒中磷的積累量，顯著增加了磷的吸收利用效率，表明施用鈣肥能促進花生植株對磷的吸收、利用及積累，這與以往在花生上的研究結(jié)論[11，30]一致。合理施用磷鈣肥可使花生對磷鈣吸收產(chǎn)生協(xié)同效應，原因可能在于一方面花生是以陰離子H2PO4-和HPO42-形態(tài)吸收磷，而以陽離子Ca2+形態(tài)吸收鈣，為保持花生體內(nèi)陰陽離子平衡吸收，則吸收磷的同時伴隨鈣的吸收；另一方面可能由于施用碳酸鈣提高了土壤pH值，減少了磷素的固定及鈣素淋溶損失[31-32]。

4 結(jié)論

施磷和施鈣均促進了花生營養(yǎng)生長和生殖生長，從而使花生顯著增產(chǎn)，原因是顯著增加了花生單株飽果數(shù)、單株飽果重、百果重和出仁率。施磷可促進鈣的吸收和積累，施鈣也可促進磷的吸收和積累，二者具有協(xié)同作用。因此，本試驗條件下，90kg/hm2P2O5配施300kg/hm2CaO可提高鈣和磷吸收效率，有利于花生生長和高產(chǎn)，是豫南砂姜黑土區(qū)花生高產(chǎn)的一種養(yǎng)分優(yōu)化管理方式。