李冬冬，唐康*，曾寧波，2，3，傅惠林，董露琳，張昊，2，3，羅梓楠，2，3，劉登望，2，3，李林，2，3

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.國家花生工程技術(shù)研究中心長沙分中心／湖南省花生工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410128；3.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)旱地作物研究所，湖南 長沙 410128）

花生是我國重要的油料與經(jīng)濟(jì)作物。作物生產(chǎn)以種子萌發(fā)出苗為起點(diǎn)，該階段若受脅迫，會對后續(xù)生長發(fā)育產(chǎn)生系統(tǒng)性與基礎(chǔ)性影響?；ㄉa(chǎn)用種量大、成本高，一播全苗壯苗是保障花生獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的根本基礎(chǔ)。我國各地花生受氣候條件、土壤質(zhì)地、種植制度、播期、科技水平等因素的影響，播種深度（以下簡稱播深）不一致［1］，也缺乏系統(tǒng)性標(biāo)準(zhǔn)。南方地區(qū)土壤粘重，花生的適宜播深更難以把控，成苗質(zhì)量難有保障，不是過淺，就是過深，導(dǎo)致出苗慢而少，幼苗參差不齊，形成小個(gè)體、弱群體，最終花生產(chǎn)量低而不穩(wěn)［2，3］。因此，確定花生適宜的播深對高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)意義重大。

有研究表明，播深通過調(diào)控土壤溫度、水分等條件而影響作物種子萌發(fā)、幼苗出土，繼而對植株的形態(tài)建成及生理生化過程產(chǎn)生影響［4］。玉米、稻谷淺播導(dǎo)致出苗率降低，主要原因是種子吸脹萌發(fā)需水多，而土壤表層水分蒸發(fā)快、含水量較低，播種過淺時(shí)土壤表層易失墑干旱，種子或因缺水而失去發(fā)芽能力，或勉強(qiáng)發(fā)芽形成弱苗，也易遭蟲鳥破壞［5］。作物播種過深，則種子承受的重壓大、幼苗頂土困難，導(dǎo)致出苗推遲［6］，降低成苗率，且出苗時(shí)養(yǎng)分消耗過多，也易形成弱苗，對作物生育期、株高、整齊度、葉面積及葉綠素含量、光合性能、抗氧化能力、根系吸收活力等產(chǎn)生全面影響［7－9］，最終限制產(chǎn)量。

典型的植物種子萌發(fā)過程可以分為3個(gè)生理階段：吸脹階段、萌動階段和發(fā)芽階段［10］。研究表明，花生種子萌發(fā)需要較多水分與較高的溫度條件，一般需吸收風(fēng)干種子重的40%～60%的水分才開始萌動，從萌發(fā)到出苗約需吸收種子重量4倍的水。土壤水分不足時(shí)種子發(fā)芽、發(fā)芽后的根系生長、胚軸伸長明顯變慢，并時(shí)常出現(xiàn)芽后落干現(xiàn)象，出苗不齊［11］。當(dāng)水分適宜時(shí)，溫度是影響種子萌發(fā)、出苗速度的主要因素，尤其是粒型偏大的品種［12］。研究表明，大花生品種萌發(fā)出苗過程約需5 cm地溫大于12℃的有效積溫為116℃［11］，小籽品種出苗所需有效積溫小于大籽品種。播深與有效積溫之間呈指數(shù)關(guān)系，隨著播深的增加兩類品種出苗所需的有效積溫逐漸接近［13］。一般認(rèn)為，大花生品種的適宜播深為5 cm［1，14］。

綜上，前人對花生適宜播深的研究多是圍繞單一品種及其出苗情況、幼苗質(zhì)量、葉片衰老及產(chǎn)量形成等方面展開［15］。而關(guān)于不同粒型花生種子的吸脹特性及播深對種際土壤溫濕度、出苗率、幼苗素質(zhì)等方面影響的綜合研究尚未見報(bào)道，個(gè)別不同播深的地溫研究采用的也是同一土壤深度（如5 cm處）［13］，有一定局限性。因此，本試驗(yàn)以湖南主栽品種安化紅皮（小籽）、湘黑小果（中小籽）、湘花2008（大籽）為材料，研究不同粒型花生種子的吸脹特性及大田條件下播深對其種際溫濕度、發(fā)芽出苗的影響，以期為確定花生的適宜播深和保障一播苗齊苗壯提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于洞庭湖東畔的汨羅市桃林寺鎮(zhèn)亦仁村（N 28°55′53.17″，E 113°09′49.95″），屬于亞熱帶濕潤性氣候，四季分明，歷年平均氣溫17℃，日照時(shí)數(shù)1 650 h，降水量1 345 mm，光熱水配合較好。生育期內(nèi)氣象因子平均值見表1。土壤屬于較為貧瘠的酸性紅壤土，地塊平整，質(zhì)地疏松，肥力均勻。其土壤理化性質(zhì)見表2。

表1 花生生育期內(nèi)氣象因子

表2 試驗(yàn)地土壤理化性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)材料

供試花生品種為小籽（安化紅皮，百粒重46.7 g，<50 g）、中小籽（湘黑小果，百粒重52.1 g，介于50～80 g）、大籽（湘花2008，百粒重109.4 g，＞80 g），由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)旱地作物研究所提供。所有試驗(yàn)種子經(jīng)過風(fēng)干處理后，置于陰涼干燥柜中水分平衡7個(gè)月，最終含水量均為8%左右。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 種子吸脹特性試驗(yàn) 于2020年10月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)旱地作物研究所實(shí)驗(yàn)室完成，室溫25℃。采用質(zhì)量法測定種子吸水過程：首先精選飽滿無破損且大小一致的種子，以10粒為一組，重復(fù)3次，再用千分之一天平準(zhǔn)確稱重，記錄初始種子重量，而后將種子置于培養(yǎng)皿中并加入蒸餾水將其完全浸沒，于0～10 h之間每隔1 h取出種子并用濾紙將種子表面水分快速吸干，準(zhǔn)確稱重記錄，計(jì)算種子吸水量、種子吸脹速率。

單粒種子吸水量＝吸水后種子重量－未浸泡種子初始重量。

種子吸脹速率（%）＝（吸水后種子重量－未浸泡種子初始重量）／未浸泡種子初始重量×100。

1.3.2 播深試驗(yàn)與田間管理 于2021年在汨羅市亦仁村試驗(yàn)基地大田進(jìn)行。采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以播深為主區(qū)，設(shè)置4個(gè)水平，分別為2、4、6、8 cm，記為SD2、SD4、SD6、SD8；品種為副區(qū)，分別為小、中、大三種粒型。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，共36個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積13.44 m2（0.8 m×16.8 m）。播種前基施等比例45%的氮磷鉀復(fù)合肥450 kg／hm2、氧化鈣750 kg／hm2，充分旋耕。機(jī)械化起壟栽培，壟距80 cm，壟面寬50 cm，壟高30 cm。單粒播種，每壟播2行，行距22 cm，株距10 cm。播前使用苗得意懸浮種衣劑（噻蟲嗪15%、福美雙10%、萎銹靈10%）45 mL／hm2拌種，播時(shí)種子平放，嚴(yán)格按照播種深度覆土，并輕輕抹平至壟面高度。5月8日播種，9月2日收獲。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 氣象數(shù)據(jù) 由汨羅市氣象觀測站提供5—9月的氣象數(shù)據(jù)，包括日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量、相對濕度、日照時(shí)長?；ㄉ雒缟飳W(xué)最低溫度為15℃（T）。按照氣溫計(jì)算的齊苗所需有效積溫＝（∑日平均氣溫－T）×齊苗天數(shù)。

1.4.2 播種出苗期土壤溫濕度測定 種子覆土前，不同播種深度處理各小區(qū)均于種際精準(zhǔn)地水平放置地溫計(jì)，從播種后1 d開始每天記錄8∶00、14∶00、18∶00共3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的溫度，直到齊苗再停止。按照地溫計(jì)算的齊苗有效積溫＝（∑日平均地溫－T）×齊苗天數(shù)。

每隔1 d，于下午14∶00按播深在每小區(qū)壟面中間取土樣100 g左右，裝袋后于80℃下烘干至恒重稱重，測定土壤含水量。土壤含水量（%）＝（土壤濕重－土壤烘干重）／土壤濕重×100。

1.4.3 出苗率測定 播種后10 d開始調(diào)查每小區(qū)出苗數(shù)，直到齊苗為止。出苗率（%）＝（出苗數(shù)／播種粒數(shù)）×100。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2016進(jìn)行處理及繪圖，采用IBM SPSSStatistics21.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析（Duncan’s法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粒型花生種子的吸脹特性

吸脹是種子發(fā)芽必經(jīng)的重要過程。種子只有吸足水分后，體內(nèi)的儲藏物質(zhì)才能被動員，這是種子順利萌發(fā)的重要生理基礎(chǔ)之一［16］。由圖1可知，不同粒型品種種子吸水量，隨吸脹時(shí)間延長呈現(xiàn)出由少到多的二次拋物線趨勢，9～10 h后不再增加，表現(xiàn)為大籽＞小籽≈中小耔，大籽是中小籽的1.32～1.55倍，是小籽的1.12～1.48倍。由圖2可知，各品種種子吸脹速率表現(xiàn)出快到慢的二次拋物線總體趨勢，小籽＞中小籽＞大籽。說明不同粒型花生吸水量和吸脹速率各異，小籽花生吸脹速率較快但吸水量較小，大籽花生吸脹速率較慢但吸水量遠(yuǎn)大于小籽和中小籽。

圖1 單粒種子吸水量

圖2 種子吸脹速率

2.2 播深及溫濕度對出苗率的影響

2.2.1 播種出苗期氣象特點(diǎn) 從表3中的日平均氣溫和表4中的降水量、空氣相對濕度來看，夏初播種出苗期的天氣正常。播種后1～3 d經(jīng)歷晴間小雨，空氣相對濕度在82.0% ～93.0%之間小幅波動，氣溫徘徊在21.7～26.3℃；第7～15 d經(jīng)歷連續(xù)大到暴雨，相對濕度保持在84.0% ～100.0%之間，有利于種子充分吸水，相應(yīng)氣溫較低，在17.0～21.2℃之間。

2.2.2 播種出苗期氣溫與種際土溫的關(guān)系 由表3可知，在播種出苗期天氣條件下，播種后15 d內(nèi)三類品種各播種深度的種際土溫較平均氣溫高1.93～2.20℃（9.02% ～10.28%），有效積溫高28.5～32.5℃（29.55% ～33.69%），淺播的差異小而深播的差異大，兩類積溫之間的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.968～0.982，達(dá)極顯著水平。說明外界氣溫及其有效積溫與種際土溫及其有效積溫相差較大，但兩個(gè)溫度間高度正相關(guān)。

2.2.3 播深對種際土溫的影響 由表3看出，小籽品種的種際土溫均值表現(xiàn)為SD8＞SD6＞SD2＞SD4，中小籽為SD8＞SD6＞SD4＞SD2，大籽為SD6＞SD4、SD8＞SD2。這可能與不同粒型種子在呼吸過程中產(chǎn)生熱量多少存在差異有關(guān)。

表3 播種出苗期的氣溫與種際土溫 （℃）

2.2.4 播深對種際土壤有效積溫的影響 由圖3可知，小籽、中小籽品種隨播深增加，種際土壤有效積溫基本呈現(xiàn)出由低到高的二次拋物線趨勢，大籽品種則為先升高后降低趨勢。其中，小籽品種種際土壤有效積溫與播深的決定系數(shù)R2＝0.8796，SD4有效積溫最低，SD8最高；中小籽品種兩者的決定系數(shù)高達(dá)0.9814，積溫隨著播深增加而增高；大籽品種兩者的決定系數(shù)R2＝0.7891，SD2有效積溫最低，SD6最高。

圖3 種際土壤有效積溫

2.2.5 播深對種際土壤含水量的影響 由表4看出，三類品種的種際土壤含水量整體表現(xiàn)為SD8、SD2＞SD4＞SD6，即播種最深、最淺處的種際土壤濕度大，而播深中等的濕度小。這可能與播種前土壤底墑好，播種后間歇式降雨且雨水難以下滲有關(guān)。

表4 播種出苗期的空氣相對濕度、降水量與種際土壤濕度

2.2.6 播深對出苗率的影響 由表5可知，齊苗前第10 d（播種后19 d），中小籽品種出苗速度慢于另外2個(gè)品種。小籽和中小籽品種均在SD4時(shí)出苗率最高，小籽SD4處理較SD2、SD8、SD6分別提高2.37%、6.72%、7.95%（P<0.05）；中小籽SD4處理較SD6、SD8、SD2出苗率分別提高10.05%、30.99%和50.02%，均達(dá)顯著水平；大籽出苗率以SD6最高，比SD2、SD4、SD8分別提高15.97%（P<0.05）、4.45%和6.27%。說明齊苗前期中小籽、大籽品種出苗率對播深的響應(yīng)比小籽品種更敏感。

表5 三類品種不同播深的出苗率

齊苗期（播種后29 d），各品種出苗率在89.33%～95.14%之間，受播深的影響趨小。但播深對小籽品種影響明顯，SD4出苗率最高，與SD6差異小，比SD2提高4.8%，比SD8提高5.6%，均達(dá)顯著水平；中小籽、大籽品種均以SD6出苗率最高，不同播深間差異小。

從齊苗前后10 d出苗差值（反映達(dá)到峰值的遲早）來看，出苗較早的是小籽SD2、SD4處理，但與其它處理差異不大；中小籽SD4顯著早于其它處理；大籽SD4、SD6顯著早于其它處理，尤其是SD2。

2.2.7 播深對幼苗素質(zhì)的影響 由表6看出，小籽品種各播深處理中，SD4幼苗素質(zhì)優(yōu)于其它處理，植株長勢最好，莖稈粗壯，下胚軸較短；SD2長勢較差；SD6、SD8下胚軸過長，根冠比較低，形成了“長腳苗”。中小籽品種也是SD4的幼苗素質(zhì)優(yōu)于其它處理，植株長勢較好，莖稈較粗壯，下胚軸長適宜，根冠比較高。大籽品種以SD6的根冠比最高，下胚軸最粗，上胚軸最短，表現(xiàn)出矮壯的良好幼苗素質(zhì)。

表6 三類品種不同播深的幼苗素質(zhì)

以上說明播深不僅影響出苗快慢、出苗數(shù)量，而且影響幼苗素質(zhì)，不能單純以出苗率衡量適宜的播深。綜合來看，小籽和中小籽品種播深4 cm（SD4）、大籽播深6 cm（SD6）不僅出苗率高，而且幼苗素質(zhì)好。

3 討論

3.1 種子吸脹特性

種子萌發(fā)是植物生命周期的起始環(huán)節(jié)，種子自身特性與環(huán)境因子是影響種子萌發(fā)的主要因素。決定種子萌發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是種子吸脹吸水，種子的吸水速率受到諸多因素的影響，除遺傳基因外，還受溫度、墑情、酸堿度等一系列外界條件的影響［14－16］。以往研究表明，不同品種間不同形狀、大小和質(zhì)量的花生種子吸水過程存在差異，在相同質(zhì)量下種子越細(xì)長，吸水速率越大，大粒類型種子吸水率高于小粒類型等［17，18］。本研究結(jié)果表明，不同粒型花生種子吸脹特性有所差異，小籽品種安化紅皮吸脹速度最快，中小籽品種湘黑小果次之，大籽品種湘花2008最慢。這與溫賽群等［19］的研究結(jié)果相同。

3.2 播深對出苗溫濕度的影響

播深是影響種子萌發(fā)、幼苗形態(tài)建成及后期生長發(fā)育的關(guān)鍵因素［20］，決定著種子的萌發(fā)、出土率、幼苗素質(zhì)及產(chǎn)量形成［21］，因此適宜的播深對作物尤為重要，也是機(jī)械化播種的控制元件。播深通過土壤環(huán)境的溫度、濕度等起作用。研究表明，油菜在適宜的播深和土壤壓實(shí)條件下，單株角果數(shù)、每果粒數(shù)、千粒重提高，進(jìn)而產(chǎn)量增加［22］。隨著溫度（15～30℃）升高，中籽花生出苗率、生物量、葉綠素含量及根系活力也逐漸增加；土壤相對濕度60%時(shí)的出苗率和幼苗長勢均優(yōu)于相對濕度40%和80%，土壤相對濕度80%時(shí)爛種率顯著增加，且在高溫和播種過深時(shí)尤其嚴(yán)重［2］?；ㄉN子萌發(fā)要求的最低溫度，珍珠豆型和多粒型為12℃，普通型和龍生型為15℃；發(fā)芽最適溫度為25～37℃［23］，這都是種際溫度。本研究表明，種際土壤溫度及其有效積溫不能用氣溫及其有效積溫所替代，播種后15 d內(nèi)三類品種種際土壤溫度比平均氣溫高1.93～2.20℃（9.02%～10.28%），有效積溫高28.5～32.5℃（29.55% ～33.69%）?；ㄉシN越深，其出苗所需有效積溫越多，進(jìn)而導(dǎo)致出苗時(shí)間的延長［13］，這與本研究結(jié)果相似。

3.3 播深對出苗的影響

適宜播深下，花生出苗率高，植株中后期群體整齊，葉面積指數(shù)、葉綠素含量和凈光合速率較高，群體能形成高光效的冠層結(jié)構(gòu)，利于干物質(zhì)的積累，最終達(dá)到高產(chǎn)［24－26］。在春播、土壤水分適宜以及覆膜與不覆膜種植條件下，大花生品種播種深度均以5 cm為宜［1，14］。播種過淺（3 cm）土壤易失墑干旱，影響種子萌發(fā)，破土期延遲；播種過深（7 cm）下胚軸伸長的長度及時(shí)間增加，推遲出苗期，縮短產(chǎn)量形成期。播種過淺或過深顯著降低株高、葉面積指數(shù)、光合性能及干物質(zhì)積累量，播種過深還顯著降低產(chǎn)量形成期葉片的可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性。研究表明，中籽花生播種深度4～6 cm最為適宜，播種過淺或過深會降低出苗率，延長出苗時(shí)間［2］。本研究表明，中小籽、大籽品種出苗率對播深的響應(yīng)比小籽更敏感。其中，小籽和中小籽品種播深均以4 cm為宜，播種后19 d出苗率比其它播深提高2.37%～50.02%，而播種過淺（2 cm），種子裸露現(xiàn)象嚴(yán)重，易遭蟲鳥鼠類為害，同時(shí)土壤水分蒸發(fā)快易失墑干旱，不利于種子的吸脹萌發(fā)；大籽播深以6 cm為宜，出苗率比播深2、4、8 cm 分別提高15.97%（P<0.05）、4.45%和6.27%，播種過深（8 cm）出苗率下降，出苗時(shí)間延長。

4 結(jié)論

小籽和中小籽品種播深均以4 cm為宜，大籽品種播深以6 cm為宜，這樣就能出苗快、出苗率高、幼苗素質(zhì)好。其主要原因是：大籽品種吸水多而慢，中小籽、小籽吸水少而快，這是大籽花生應(yīng)適當(dāng)深播而小籽花生可適當(dāng)淺播的水分生理基礎(chǔ)。本試驗(yàn)條件下，種際土壤濕度對出苗的影響大于種際溫度，播種最深、最淺處的土壤濕度大而播深中等的濕度小。