不同种植方式对麦油两熟制花生生理特性及产量的影响

栗鑫鑫 钱必长 李金融 赵继浩 李颖 李向东

摘要：以山花108为试材，在大田条件下设置麦田套种、直播露地和直播覆膜三种种植方式，系统研究了不同种植方式对麦油两熟制花生生理特性及品质的影响。结果表明：在花生生育前期，夏直播覆膜处理可提高其叶面积系数，增加功能叶的叶绿素含量、气孔导度、蒸腾速率，提高叶片净光合速率，增加植株干物质积累量，促进营养生长。麦套花生能显著提高花生生育中后期叶面积系数和叶绿素含量，改善光合性能，增加干物质积累，提高单株结果数、出仁率和果重。三种种植方式下花生产量表现为麦套>直播覆膜>直播露地。发展麦油两熟制花生，在人力和物力充足条件下，宜选用麦田套种方式；为适应机械化，宜采用夏直播覆膜栽培，同时力争早播和适当增加密度，保证产量。

关键词：麦油两熟制花生；种植方式；生理特性；产量

中图分类号：S565.201文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）06-0090-06

Abstract Taking Shanhua 108 as material， we compared the physiological characteristics and quality of peanut in three different cropping patterns （wheat field inter-cropping， summer direct seeding treatment and summer direct seeding with plastic film treatment ） under field conditions. The main results were as follows. In the earlier growing period of peanut， the summer direct seeding with plastic film treatment could increase the leaf area index， chlorophyll content in functional leaves， stomatal conductance， transpiration rate and net photosynthetic rate， thus promoted the amount of dry matter accumulation and vegetative growth of peanut. Wheat field inter-cropping could significantly increase the leaf area index and chlorophyll content in the middle and late growth period of peanut， improve photosynthetic performance and dry matter accumulation， thereby boost the fruit number per plant， kernel rate and fruit weight. The peanut yield under three cultivation patterns showed as wheat field inter-cropping > summer direct seeding with filming> summer direct seeding. Therefore， with sufficient manpower and material resources， wheat field inter-cropping pattern should be adopted for wheat-peanut double cropping system； to adapt to mechanization， summer direct seeding with filming pattern was suitable， and early sowing and appropriately increasing density should be adopted to ensure yield.

Keywords Wheat-peanut double cropping system； Planting patterns； Physiological characteristics； Yield

黃河流域花生区是我国种植面积最大、总产量最高的花生产区，主要包括山东、天津、河北、河南等地，种植面积和总产量占全国的50%以上[1]。受自然条件、土壤肥力和农艺管理等多方面影响，我国花生产区发展极不平衡[2]，李国志[3]研究指出生态条件和栽培制度的差异是造成这一现象的主要原因。山东是我国花生种植大省，近年种植面积约80万公顷，以春花生为主，约占总面积的80%，麦油两熟制花生种植面积约18万公顷，约占总面积的20%[4]。随我国人口增长与可耕地面积不断减少的矛盾日益突出，如何利用有限的耕地来满足人们不断增长的物质需求[5]，已成为制约我国农业发展的重要问题。春花生为一年一季种植，近一半的时间土地搁置，对土地和温光资源利用率较低[6]；而麦油两熟制栽培能提高复种指数[7]，更有效地利用光热资源，进而提高单位土地面积的产量。因此，发展麦油两熟制花生生产是缓解粮油争地矛盾、保障粮油安全的有效途径。

麦油两熟制花生栽培主要包括麦田套种、直播露地和直播覆膜三种种植方式。麦田套种花生较直播花生生育期长，可改善花生品质；前期与小麦有15～25 d的共生期，共生期间生长环境与单作花生相比，光照、温度、水分、营养和土壤理化性状均发生较大变化，花生生长发育受到一定影响[8]。夏直播花生生育期为100～110 d，生育期内积温很难达到花生全生育期所需积温量[9]，光热严重不足导致荚果成熟度差[10]，产量显著低于春花生，但便于整地与施肥，具有播种质量高、易实现机械化生产等优点。而采用覆膜栽培可明显加快花生生育进程，增温保墒，增加结果数，提高饱果率，相对弥补了夏直播花生生育期短，热量不足的问题[11]。本试验在前人研究[12-14]基础上，以山花108为试材，进一步研究了不同种植方式对麦油两熟制花生生理特性及产量的影响，以期为麦油两熟花生的高产优质栽培提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试材与试验地

本试验于2016—2017年在山东农业大学农学试验站进行。供试花生品种为山花108。土质壤土，地势平坦，利于排灌。耕层土壤有机质含量为13.08 g/kg，全氮0.69 g/kg，碱解氮66.78 mg/kg，速效磷26.23 mg/kg，速效钾61.23 mg/kg。前茬作物为小麦。

1.2 试验设计

试验共设3个处理，分别为（1）MT：麦田套种，5月25日播种，即麦收前15 d套种于小麦行间，行距27 cm，穴距20 cm，9月23日收获，生育期121 d；（2）XZB：夏直播露地，6月11日播种，小麦收获后留茬直播，9月27日收获，生育期108 d。（3）XBF：夏播覆膜，旋耕灭茬后平地覆膜播种，6月13日播种，9月27日收获，生育期106 d。采用随机区组设计，重复3次，小区面积36 m2。花生种植密度18万株/hm2。每公顷施花生专用复合肥（N-P2O5-K2O：15-15-10）750 kg。田间管理同一般花生高产田。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 叶面积系数与干物质积累 于花针期、结荚期、饱果期和成熟期，每小区取代表性植株5株，分为根、茎、叶、荚果，分别装入牛皮纸袋，烘箱105℃杀青30 min，后调至80℃烘干至恒重。称重测定各生育时期干物质积累量。采用打孔比叶重法测定单株绿叶面积，计算叶面积指数（LAI）。

1.3.2 叶绿素含量 于花生各生育时期在各小区选取主茎倒3叶，置于冰盒带回实验室，采用Arnon法[15]，95%乙醇避光萃取测定叶绿素含量。

1.3.3 叶片光合参数 于花生各生育时期晴朗无风的上午9∶00—11∶00，在小区内选取受光方向和长势一致的主茎倒3叶，用英国PP-systems公司生产的CIRAS-3型便携式光合测定系统测定叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs），测定时使用开放式气路，光照强度为1 400 μmol·m-2·s-1，每处理5次重复。

1.3.4 产量性状 采用小区测产（6.67 m2），避开边行，重复3次。选取代表性植株10株，调查植株性状和单株结果数，荚果晒干后称重计产。荚果放入室内平衡10 d后，各小区随机称取500 g荚果考种，计算荚果产量、籽仁产量、公斤果数和出仁率。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2007进行数据统计和图表绘制，采用DPS 7.05软件（LSD最小显著极差法）进行差异显著性分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同种植方式对麦油两熟制花生叶面积指数的影响

从图1看出，不同种植方式的花生叶面积指数变化趋势基本一致，均呈先上升后下降的趋势，于饱果期达最大值，而后迅速下降。花针期XBF处理的叶面积指数显著高于MT和XZB处理，MT与XZB处理间无显著差异；至结荚期植株生长加快，叶面积指数显著上升，表现为MT>XBF>XZB；饱果期各处理均达最大值，表现为MT>XZB>XBF，而后逐渐下降，MT处理葉面积指数下降幅度显著低于XZB与XBF处理。表明花生生育前期XBF处理能促进花生叶片生长，显著提高叶面积指数，有利于花生营养生长；MT处理可显著提高花生发育中后期叶面积指数，至成熟期仍保持较高的叶面积指数，对提高麦套花生生育后期群体光合速率，促进光合产物的积累具有积极作用。

2.2 不同种植方式对麦油两熟制花生功能叶叶绿素含量的影响

由图2可知，麦油两熟制花生功能叶叶绿素含量随生育进程推进逐渐增加，于结荚期达到最大值，而后逐渐下降。MT处理叶片叶绿素含量在花生生育中后期均显著高于XZB和XBF处理，特别是结荚期达最大值后下降缓慢，饱果期MT处理叶绿素含量较XZB和XBF处理分别高27.04%和20.38%，成熟期也一直维持在较高水平，较高的叶绿素含量可为提高叶片光合作用、增加植株干物质积累奠定生理基础。XBF处理花生生育前期叶绿素含量显著高于XZB处理，但至饱果期迅速下降，显著低于XZB处理。

2.3 不同种植方式对麦油两熟制花生叶片光合参数的影响

2.3.1 净光合速率 由图3可见，不同种植方式花生功能叶净光合速率随生育进程的推进，呈现先上升后降低的趋势，于结荚期达最大值。结荚期前，XBF处理的叶片净光合速率较MT、ZB处理分别高11.28%、3.47%；结荚期后迅速下降，显著低于其他处理；MT处理净光合速率在花生生育中后期均高于XZB处理，且达极显著水平，结荚期、饱果期、成熟期较XZB处理分别高14.47%、27.91%和44.43%。表明麦田套种可促进花生生育中后期净光合速率的提高，利于光合产物的积累。

2.3.2 气孔导度 气孔导度反映了植株气孔传导CO2和H2O的能力，是气孔行为最为重要的生理指标。由图4可见，不同种植方式的气孔导度变化趋势与净光合速率基本一致，均随生育进程推进呈先升后降趋势，最大值出现在饱果期。MT处理能显著提高花生生育中后期叶片气孔导度，饱果期达到峰值，为0.56 mol·m-2·s-1，与XZB和XBF处理相比提高了15.6%和24.2%，差异达极显著水平；而后仍维持在较高水平，显著高于XZB和XBF处理，有利于加快CO2同化，提高光合速率。XZB处理在花针期和结荚期叶片气孔导度显著低于XBF处理，但饱果期和成熟期显著高于XBF处理，分别提高了7.45%和14.15%。

2.3.3 胞间CO2浓度 胞间CO2浓度是确定光合速率变化的主要原因是否为气孔因素必不可少的判断依据。图5可见，与叶片净光合速率趋势相反，随花生生育进程推进，胞间CO2浓度逐渐下降，于结荚期达最低值，而后快速升高，各处理变化趋势一致。在花生结荚期后，MT处理的胞间CO2浓度一直处于较低水平，与其较高的净光合速率相吻合。成熟期MT处理的胞间CO2浓度为250.8 μmol·mol-1，较XZB与XBF处理分别降低12.24%和6.69%。花针期与结荚期XBF处理胞间CO2浓度低于XZB处理，而饱果期与成熟期则高于XZB处理。

2.3.4 蒸腾速率 蒸腾速率是衡量植物水分平衡的重要生理指标，与净光合速率呈正相关。由图6可知，随植株生长，功能叶蒸腾速率逐渐升高，于结荚期达最大值，之后逐渐降低。不同种植方式间叶片蒸腾速率的差异与净光合速率的差异相似，花针期XBF处理显著高于MT和XZB处理，结荚期MT处理较XZB和XBF处理提高了23.91%和15.87%，至成熟期一直维持较高的蒸腾速率，且生育后期下降速度缓慢，下降幅度显著低于XZB与XBF处理。在结荚期之前，XBF处理的蒸腾速率高于XZB处理；之后迅速下降，显著低于XZB处理，处于最低水平。

2.4 不同种植方式对麦油两熟制花生干物质积累的影响

干物质积累量是花生生长发育动态的直观反映，也是产量形成的物质基础。由图7可见，麦油两熟花生地上部（茎和叶）干物质积累呈“S”型，其干物质积累量高峰出现在饱果期。在进入结荚期之前，不同种植方式下地上部干物质积累量表现为XBF>XZB>MT；结荚期后，MT处理植株迅速生长，于饱果期地上部干物质积累量达最大值，较XBF、XZB处理显著增加了12.12%和28.80%；至成熟期，植株叶片衰老脱落，地上部干物质积累量显著下降，但MT处理下降缓慢，仍显著高于XBF和XZB处理，表明MT处理对花生生育后期维持较高的干物质积累量效果明显。在花生生育期内，XBF处理地上部干物质积累量显著高于XZB处理，表明覆膜栽培能显著提高花生地上部干物质积累量。

不同种植方式下，花生结荚期前为营养生长阶段，主要是地上部干物质的积累；结荚期后，营养生长逐渐由盛转衰，主要转为荚果的形成与发育。由图7可知，地下部（荚果和根）干物质积累量随生育进程推进呈逐渐上升趋势，结荚期后地下部干物质积累量迅速增加，不同种植方式间显著差异。MT处理地下部干物质积累量显著高于XBF处理和XZB处理，成熟期单株积累量达29.92 g，较XBF与XZB处理分别提高31.60%和56.14%；饱果期和成熟期XBF处理较XZB处理地下部干物质积累量分别增加15.50%、18.65%，表明覆膜栽培能提高花生莢果干物质积累量，进而提高产量。

2.5 不同种植方式对麦油两熟制花生产量及其构成的影响

由表1可以看出，不同种植方式对花生产量影响差异显著。MT和XBF处理均可提高花生荚果和籽仁产量。MT处理较XBF、XZB处理荚果产量分别提高20.43%和30.94%，籽仁产量分别提高22.26%和34.75%，差异均达显著水平。MT处理的单株结果数与出仁率均显著高于XBF和XZB处理，表明其产量的提高主要是由单株结果数、果重以及出仁率的提高所致。XBF处理较XZB处理增加了单株结果数和果重，出仁率显著提高，荚果产量提高8.71%，差异达显著水平。

3 讨论与结论

叶面积指数作为群体结构的重要标志，既可衡量群体光合面积的大小，又能反映出冠层结构是否合理[16]。合理的冠层结构能增加光合有效辐射的截获与吸收，提高作物的光合特性。在一定范围内，叶面积指数越大，光合产物积累越多，产量越高[17-19]。多人研究[20-22]认为，花生生育中前期拥有足够的叶源，才能提高光能利用效率，增加光合产物积累，形成较大的潜在产量源。杨富军等[11]研究表明，覆膜栽培可以促进夏直播花生叶片生长，提高叶面积系数，整个生育期内叶面积指数均高于露地栽培处理。麦套花生生长发育较夏直播花生缓慢且生育期长，荚果产量形成后期单株叶面积显著高于夏直播露地与麦套露地栽培[23]。本研究结果也表明，夏播覆膜处理可提高花生生育前期叶面积指数，增加干物质积累量，且显著高于麦套和直播露地花生，有利于花生营养生长；与夏直播花生相比，麦套花生处理可明显提高生育中后期叶面积指数，增加地上部和地下部干物质积累量，且生育后期叶面积指数和干物质积累量的下降幅度显著低于夏直播花生，为其产量提高奠定了物质基础。

叶片叶绿素含量在光能的吸收、传递和转换中起关键作用[24]，其含量高低直接影响花生光合作用的进行，而较高的光合速率有利于光合产物转化和积累，增加果重，形成高产。杨传婷研究表明，与露地栽培相比，覆膜栽培可以显著提高花生叶片叶绿素含量，进而提高光合速率，但成熟期覆膜栽培的花生光合速率迅速下降，易形成早衰现象[25]。本研究结果表明，结荚期前，夏播覆膜花生叶片叶绿素含量显著增加，气孔导度和蒸腾速率提高，胞间CO2浓度降低，进而提高了叶片光合速率；在生育中后期，麦套花生处理的叶绿素含量、净光合速率显著高于直播覆膜和直播露地处理，表明麦套花生生育中后期能保持较高的光合速率，且生育期较夏直播花生延长，能延长叶片功能期，这是麦套花生产量提高的生理基础。

花生的经济产量是由单位面积株数、单株结果数和果重3个因素构成。陈建生等[12]研究指出，麦套花生荚果产量显著高于直播覆膜和直播露地花生，较直播露地处理可增产6.44%；王激清等[26]研究指出与露地栽培相比，覆膜栽培花生根系发育良好，抗旱保墒能力强，单株结果数和百果重明显提高，增产效果极显著。本研究表明，与直播露地花生相比，麦套花生单株结果数、果重、出仁率显著提高，荚果产量显著提高，达30.94%；夏播覆膜花生产量提高8.71%，增产原因主要是单株结果数及果重的增加。

综合考虑人力和机械化因素，发展麦油两熟花生，在人力和物力充足条件下，宜选用麦田套种方式；为适应机械化，宜采用夏直播覆膜栽培，同时力争早播和适当增加密度，保证产量。

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