增施硅肥对花生生理特性、光合性能及产量的影响

石彦召 杨海棠 胡延岭 刘软枝 李盼

摘   要  以郑农花13号为试验材料，研究了增施硅肥对花生生理特性及产量的影响，结果表明：对花生增施硅肥不仅能提高花生叶片的叶绿素含量、光合速率、蒸腾速率、干物质积累量，还能提高花生叶片中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等酶的活性，且能有效降低叶片中丙二醛（MDA）含量等;增施硅肥对花生的主要经济性状也有显著改善作用，可以使花生荚果产量提高5.36%～8.30%，籽仁产量提高5.56%～10.03%。

关键词   花生;硅肥;生理特性;光合性能;产量

中图分类号：S565.2    文献标志码：A    DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.16.009

硅元素已被国际土壤界专家认为是继氮、磷、钾之后第四大植物营养元素。研究表明，施硅肥有利于提高作物的光合作用，提高作物的抗逆性，改善作物品质和增加产量，同时还可以改善生态环境。目前，硅肥研究主要集中在水稻等喜硅作物上，花生的相关研究报道较少。高芳进行了基施硅肥对厚皮甜瓜光合生理特性和果实品质的影响研究，结果表明667 m2施硅肥65 kg处理的厚皮甜瓜叶片净光合速率和蒸腾速率与对照相比显著增加，有效提高了植株的光合能力和根系的吸水能力[1]。外源施加硅肥可以改善干旱胁迫条件下小麦旗叶光合特性，有助于光合产物的积累。在干旱胁迫下，外源施加硅肥显著提高了小麦旗叶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性，施加硅肥处理的小麦旗叶SOD、POD酶活性较对照分别提高了21.03%、11.53%;施加硅肥能显著降低小麦旗叶丙二醛、过氧化氢酶含量[2]。在同一氮肥水平下，施用硅肥可不同程度地延缓成熟期剑叶叶绿素含量下降，提高光合速率和气孔导度，降低胞间CO2浓度，改善叶片光合功能;施用氮肥和硅肥均能提高水稻剑叶中谷草转氨酶（GOT）、谷丙转氨酶（GPT）活性，并且随着硅肥施用量增加，水稻叶片硅素积累量与GOT活性呈极显著正相关关系[3]。研究表明，花生施用硅肥后提高了叶片的叶绿素含量和光合作用效率，增加了茎叶及荚果干物质积累量，从而使花生植株生长健壮，叶色深绿，分枝多，果仁充实饱满、空壳少，百果重和百仁重提高，出仁率高，增产显著，增产幅度达20%[4]。花生是河南省的主要油料作物之一，也是我国传统的出口农产品之一。施肥对花生生理品质和产量的影响已经引起了人们的广泛关注[5]。郑农花13号是郑州市农林科学研究所选育出的大果高产多抗广适花生新品种，本试验研究增施硅肥对郑农花13号的生理特性、光合性能及产量的影响，以期为提高肥料利用率和花生产量提供理论依据，为进一步提高花生平衡施肥技术提供数据支持，同时为合理施用肥料、减轻农业环境污染提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验时间、地点

试验在位于郑州市中原区须水镇的郑州市农林科学研究所试验田开展，土壤为轻壤土，施肥前取0～20 cm土壤进行化验，测得结果为有机质0.95%，pH值7.86，全氮0.096%，碱解氮77 mg·kg-1，速效磷67 mg·kg-1，速效钾182 mg·kg-1，有效SiO2 279 mg·kg-1。2017年5月6号播种，花生种子穴播，每穴2粒，垄距80 cm，株距15～17 cm，每667 m2挖一万穴，同年9月9号收获，管理措施同一般高产田。

1.2 试验材料

供试肥料：硅肥（硅酸钠为分析纯）、有机肥（鸡粪）、氮磷钾复合肥。

供试花生品种：郑农花13号。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

试验设5个处理：处理1（对照）为常规施肥，667 m2施有机肥（鸡粪）3 m3，氮磷钾复合肥50 kg，尿素20 kg;处理2为常规施肥加硅肥（37.5 kg·hm-2）;处理3为常规施肥加硅肥（75 kg·hm-2）;处理4为常规施肥加硅肥（112.5 kg·hm-2）;处理5为常规施肥加硅肥（150 kg·hm-2）。每小区面积12 m2（3 m×4 m），3次重复，随机区组排列。

1.3.2 施肥方法

地块平整冬耕冻垡后，一次性施足底肥，667 m2施有机肥（鸡粪）3 m3，播种前配合旋耕耙，撒施复合肥50 kg、尿素20 kg、硅肥，耙平。

1.3.3 样品采集、测定项目

在花生不同生育期（苗期、花针期、结荚期和成熟期）选择晴天上午9： 00—10： 30，每个处理随机取5～10株植株，每株取3片新展开功能叶用便携式叶绿素仪（SPAD502）、便携式光合蒸腾仪（CB-1102），测定叶片叶绿素含量和净光合速率、蒸腾速率;每个处理取8～10片最近完全展开叶，立刻保存在冰盒内，带回实验室用分光光度计比色法测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）。在收获期，收获其荚果，同时测定主茎高、侧枝长、总分枝数、结果枝数、单株饱果数、单株秕果数，自然风干后用于调查荚果产量、百果重、百仁重、每千克果數、每千克仁数和出仁率等。花生整株干物质的测定：采用土壤农业化学常规分析方法。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS7.05数据处理系统和Excel 2007进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同硅肥处理对花生生理特性及光合性能的影响

2.1.1 不同硅肥处理对花生叶绿素含量的影响

叶绿素含量是反映植物光合作用和衰老程度的重要指标，叶绿素含量的提高有助于植物在光合作用过程中对光能的吸收，提高转化率。由表1可见，增施硅肥可不同程度地提高花生叶片叶绿素含量，在苗期和花针期，增施硅肥处理的叶绿素值随时间推移呈递增趋势，尤其是处理4增长最多，比对照处理增加18.50%、15.25%、15.78%，差异显著;在结荚期，叶片叶绿素含量先升至最高再开始下降，当进入成熟期后，叶绿素值迅速降低。与对照处理相比，增施硅肥对花生叶片叶绿素含量有促进作用，尤以处理4增加最为明显，与对照差异显著，表明花生增施硅肥能提高各生育期的叶片叶绿素含量。

2.1.2 不同硅肥处理对花生净光合速率和蒸腾速率的影响

花生的光合、呼吸速率是影响花生产量形成的重要因子。由表2可知，花生生育期内，各施肥处理的花生叶片光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）的变化趋势与叶绿素含量变化趋势相同，这是因为叶绿素是影响光合速率的限制性因子。花生叶片光合速率、蒸腾速率在苗期、花针期、结荚期逐渐增大，到成熟期又减小。在苗期、花针期、结荚期，处理4和处理5的光合速率较大;在成熟期，处理4和处理3的光合速率较大。在花生全生育期内，处理4比对照处理1的光合速率分别增加了21.15%、23.01%、17.74%、7.89%;处理4和处理5的花生叶片的蒸腾速率较大，其中处理4的蒸腾速率比对照分别增加27.78%、7.83%、13.95%、17.24%。处理4的花生叶片光合速率、蒸腾速率与对照处理1比达5%差异显著水平。表明花生增施硅肥能显著提高各生育期的叶片光合速率和蒸腾速率。

2.1.3 不同硅肥处理对花生叶片中SOD、POD、CAT酶活性及MDA含量的影响

SOD是一种抗氧化酶，具有特殊的生理活性，是生物体内清除自由基的首要物质，能够促进植物生长。MDA是生物体内自由基作用于脂质发生过氧化反应的最终产物，会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，具有细胞毒性。检测植物体内MDA含量可评价质膜受损程度。由表3可知，从花针期、结荚期至成熟期，每个处理的叶片中SOD、POD、CAT酶活性，MDA含量都呈上升趋势;与对照相比，增施硅肥处理能提高花生叶片中SOD、POD含量，并不同程度地降低MDA含量;在花针期、结荚期、成熟期，处理4比常规施肥处理1的SOD酶活性分别提高14.38%、9.43%、11.93%，POD酶活性分别提高9.59%、3.83%、12.50%，CAT 酶活性分别提高10.61%、2.57%、3.43%，叶片中MDA含量分别降低18.75%、18.37%、11.39%，差异达到5%显著水平。试验结果表明增施硅肥能显著提高花生生育期叶片SOD、POD、CAT酶活性，降低叶片中MDA含量。

2.1.4 不同硅肥处理对花生干物质积累量的影响

由表4可见，增施硅肥能提高花生干物质积累量。在花生各生育期，处理4的干物质积累量比对照处理1分别提高9.92%、5.38%、12.59%、8.66%、13.55%。在苗期、结荚期、饱果期、成熟期，处理4、处理5、处理3与对照处理差异性达5%显著水平。

2.2 不同硅肥处理对花生经济性状的影响

由表5可见，增施硅肥可以使花生主茎高和侧枝长都有所增加，处理4比对照处理的主茎高和侧枝长分别增加3.84%、3.14%;分枝数和结果枝数、单株饱果数有不同程度地增加，秕果数有所减少。增施硅肥对花生百果重、百仁重、千克果数、千克仁数、出米率均能增加，处理4的百果重、百仁重比对照处理分别增加了5.22%、7.14%，差异性达到5%显著水平。

2.3 不同硅肥处理对花生产量的影響

由表6可见，与常规施肥处理相比，增施硅肥能显著提高花生的荚果产量和籽仁产量。荚果增产幅度为5.36%～8.30%，荚果产量依次为处理4>处理3>处理5>处理2>处理1;处理4、处理3、处理5与处理1的差异达到5%显著水平，尤以处理4增产最显著（8.30%）。从表6中还可以看出，增施硅肥同样能显著增加花生籽仁产量。与常规施肥处理1相比，增施硅肥处理的籽仁产量提高了5.56%～10.03%，处理4、处理3、处理5和处理1的差异达到5%显著水平，其中处理4增产最为明显，达到10.03%。

3 小结

1）增施硅肥能有效提高和改善花生的生理指标，使花生叶片中叶绿素，光合速率，蒸腾速率，干物质积累量，SOD、POD、CAT等酶活性均能有不同程度的增加，MAD含量能有不同程度的减少。

2）增施硅肥能有效改善花生的经济性状，主茎高和侧枝长都能增长，总分枝数、结果枝数和饱果数都有所增加，秕果数有所减少，百果重、百仁重也均有增加，千克果数、千克仁数、出米率均有不同程度的增加。

3）增施硅肥能有效提高花生产量，花生荚果产量增加了5.36%～8.30%，最高能增产400.2 kg·hm-2，增产率8.30%;籽仁产量增加了5.56%～10.03%，最高能增产342.52 kg·hm-2，增产率10.03%。处理3、处理4、处理5与处理1的差异能达到5%显著水平，增产显著。

4）结合花生产量及各生理指标、经济性状等综合表现，处理4、处理3表现较好，建议花生增施硅肥量为75～112.5 kg·hm-2。

5）花生施用硅肥的最佳用量还要结合其他指标来综合考虑，有待进一步深入研究。

参考文献：

[1] 高芳.基施硅肥对厚皮甜瓜光合生理特性和果实品质的影响[D].南宁：广西大学，2018.

[2] 孙德祥.外源施加锌、硅肥对干旱胁迫下小麦旗叶生理特性及产量的影响[D].郑州：河南农业大学，2015.

[3] 王显，张国良，霍中洋，等.氮硅配施对水稻叶片光合作用和氮代谢酶活性的影响[J].扬州大学学报，2010（3）：44-49.

[4] 李尚霞，杨吉顺，张智猛，等.硅肥对花生生理特性和产量的影响[J].花生学报，2012（3）：37-40.

[5] 楚召.缓释/控释化肥的研究现状及进展[J].磷肥与复肥，2007（2）：14-16.

（责任编辑：易  婧）