周彥忠,華福平,李天奇,陳琦,辛鈞安,劉兢文,李麗杰,王偉,張權(quán)
(1漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南漯河 462000;2安陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,河南安陽 455000;3長葛市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,河南長葛 461500;4溫縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,河南溫縣 454850;5河南科技學(xué)院,河南新鄉(xiāng) 453004;6西華縣農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,河南西華 466600)
花生是我國重要的油料和經(jīng)濟(jì)作物。近年來我國花生的種植面積一直穩(wěn)定在400萬hm2左右,約占全球種植總面積的五分之一[1]。光是影響作物生長發(fā)育的重要因素[2],離開光作物將無法進(jìn)行光合作用[3]。我國北方花生的生育期主要在5—10月,受氣候影響,造成了花生生育后期陰雨寡照和濕澇頻發(fā),對花生的生長發(fā)育及產(chǎn)量影響較大[4]。研究發(fā)現(xiàn),陰雨寡照使作物的花粉活力降低,進(jìn)而影響作物的開花和坐果率,延長收獲時間,降低作物產(chǎn)量[5,6]。此外,受寡照影響,作物倒伏現(xiàn)象也非常嚴(yán)重,倒伏后損傷莖稈輸導(dǎo)系統(tǒng),作物產(chǎn)量降低甚至絕收。目前針對陰雨寡照研究較多的是玉米、大豆等,而對花生的影響研究還較少。本試驗通過研究遮陰對花生農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響,以期為花生后期抗逆減災(zāi)研究及選育高抗綠色高效花生品種提供技術(shù)支撐。
供試花生品種為漯花4087,由漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育。試驗地點為漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院五里崗基地(113.993°E,33.624°N)。試驗田土壤為黏土,質(zhì)地黏重,土壤肥力均勻(有機(jī)質(zhì)含量10.8 g/kg、水解氮3.1 g/kg、有效磷58.5 mg/kg、速效鉀94.8 mg/kg),排灌條件良好。
試驗設(shè)4個處理,分別為:CK,不遮陰;T1,遮陰30%;T2,遮陰50%;T3,遮陰70%。試驗小區(qū)面積為13 m2(6.5 m×2 m),每小區(qū)6行,行距33.3 cm,穴距16.7 cm。每個處理重復(fù)3次,隨機(jī)排列。種植密度18.0萬穴/hm2,每穴2粒種。6月10日播種,6月18日出苗,9月28日收獲。其他參照一般高產(chǎn)田管理。
在盛花后期(8月3日—8月12日)分別用30%、50%、70%透光率的遮陽網(wǎng)進(jìn)行連續(xù)10 d遮陰(雨天、陰天不遮)。在需要遮陰的小區(qū)搭遮陰棚,高度距離地面1 m,頂部及四周用遮陽網(wǎng)密封。
分別于結(jié)莢期(8月20日)、收獲期(9月28日),選取該小區(qū)具有代表性的10株花生,先測定株高、分枝數(shù),然后按根、莖、莢果進(jìn)行分樣,裝入取樣袋中,用烘箱于105℃殺青0.5 h,后75℃烘干至恒重,稱量各部分干質(zhì)量。
利用SPAD-502PLUS測定遮陰后7、14 d時頂端葉片SPAD值,并取樣利用莖稈強(qiáng)度測定儀(YYD-1型)測定各處理遮陰后7、14 d時主莖第3莖節(jié)抗折力,計算倒伏指數(shù)。倒伏指數(shù)=(株高×地上部分鮮質(zhì)量)/抗折力。
收獲后,鮮果去雜后曬干,去除芽果、爛果、幼果、泥土雜質(zhì),統(tǒng)計干果質(zhì)量,計算產(chǎn)量及花生的經(jīng)濟(jì)系數(shù)?;ㄉ?jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)(籽仁)產(chǎn)量/地上部分生物產(chǎn)量。
采用Excel 2010和SPSS17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用LSD法進(jìn)行多重比較。
由表1可看出,遮陰處理后花生植株的主莖高明顯增高。結(jié)莢期時,主莖高度僅T3處理與對照差異顯著,其余處理差異不顯著;而收獲期時各處理的主莖高度均與對照達(dá)顯著差異,且T3處理主莖高度比對照增加了31.4%。分枝數(shù)在遮陰后增加,但在結(jié)莢期差異不顯著;而收獲期時各處理的分枝數(shù)與對照均達(dá)到顯著差異水平。
表1 遮陰處理下不同生育期花生主莖高度及分枝數(shù)Table 1 Main stem height and branch number of peanut in different growth stages under shading treatment
由表2可看出,遮陰處理后花生地上部分干物質(zhì)量明顯增加,結(jié)莢期時,T2、T3處理的地上部干物質(zhì)量與對照達(dá)到顯著差異;地下部分干物質(zhì)量則明顯降低,且T1、T2、T3處理與對照差異均達(dá)到顯著水平;花生的根干質(zhì)量增加,且T3處理的根干質(zhì)量與對照差異顯著,而處理間根冠比無明顯差異。收獲期地上部分、地下部分干物質(zhì)量、根干質(zhì)量及根冠比的變化趨勢基本與結(jié)莢期一致,地上部分干質(zhì)量明顯增加,T2、T3處理與對照差異均達(dá)到顯著水平,地下部分干質(zhì)量明顯降低,而根干質(zhì)量顯著增加。
表2 遮陰處理下不同生育期花生干物質(zhì)積累Table 2 The dry matter accumulation of peanut in different growth stages under shading
功能葉的SPAD值與葉綠素含量呈顯著正相關(guān)。由表3可知,遮陰處理后各處理的SPAD值均明顯升高,且在遮陰后7 d,T2、T3處理的SPAD值與對照達(dá)顯著差異,而在遮陰后14 d,各處理的SPAD值均與對照達(dá)到顯著差異水平。
表3 遮陰處理下花生葉片SPAD值Table 3 The SPAD value in peanut leaves under shading
由表4可知,遮陰后7 d,各處理的抗折力均明顯降低,T1、T2、T3各處理的抗折力分別為39.4、37.2、34.6 N/mm2,分別較對照降低了2.72%、8.15%、14.57%,并與對照達(dá)顯著差異水平。遮陰后14 d,各處理的抗折力變化與遮陰后7 d的基本一致,各處理的抗折力分別較對照降低了8.49%、14.15%、23.35%。而從倒伏指數(shù)的變化可看出,遮陰處理7 d和14 d時,漯花4087的倒伏指數(shù)變化趨勢基本一致,均較對照有明顯升高,除在遮陰14 d時,T1處理的倒伏指數(shù)與對照差異不顯著外,其余各處理與對照的差異均達(dá)顯著水平,這也表明遮陰處理顯著降低了花生莖稈的抗倒伏能力。
表4 遮陰處理下花生莖稈強(qiáng)度Table 4 The peanut stem strength under shading treatment
由表5可知,遮陰處理后漯花4087的莢果產(chǎn)量、籽仁產(chǎn)量與對照相比均有明顯的降低,遮陰處理的T1、T2、T3與對照相比均達(dá)到顯著差異水平,且在T3處理時莢果和籽仁產(chǎn)量最低;漯花4087經(jīng)濟(jì)系數(shù)的變化趨勢與莢果、籽仁產(chǎn)量趨勢基本一致,隨遮陰強(qiáng)度的增加而降低。
表5 遮陰處理下花生產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)系數(shù)Table 5 The peanut yield and economic coefficient under shading
光是作物生長發(fā)育所必需的,光合作用是植物制造、存儲能量的重要方式[7]。作物的生長發(fā)育、光合特性及形態(tài)主要受光強(qiáng)、時間的影響[8]。遮光條件下,作物株高、葉面積、葉綠素含量、干物質(zhì)積累、抗倒伏能力等均發(fā)生顯著變化。有研究表明,遮光會引起作物株高、莖稈節(jié)間長度增加,促使作物莖稈伸長變細(xì),葉長和葉寬變大[9],莖稈的抗折力、抗倒伏能力降低[10],使作物的輸導(dǎo)系統(tǒng)受損,光合產(chǎn)物不能正常輸送,導(dǎo)致光合作用降低,造成產(chǎn)量銳減、品質(zhì)下降[11,12]。有研究表明,遮陰處理下,植物為提高光合作用,會增加葉片單位葉面積的色素密度[9,13],且隨遮陰強(qiáng)度不斷增大,葉綠素含量增加。弱光環(huán)境打破植物的活性氧產(chǎn)生與清除間的平衡,使植物的膜系統(tǒng)受損[14]。此外,還有研究表明,遮陰會導(dǎo)致作物成熟延遲,且顯著影響作物籽粒的含水量[15]。
本試驗條件下,隨遮陰強(qiáng)度增加,漯花4087的主莖高、分枝數(shù)、地上部分生物量、葉片SPAD值和倒伏指數(shù)均顯著增加;而根冠比、莖稈強(qiáng)度、產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)系數(shù)則顯著降低。本研究結(jié)果為探索遮陰對花生的影響提供基礎(chǔ),也為選育抗逆的高產(chǎn)花生新品種提供理論支撐。