减施氮肥对旱地花生农艺性状及产量的影响

袁 光，张冠初，丁 红，徐 扬，李泽伦，梁新波，慈敦伟，秦斐斐，石书兵，张智猛*

(1.新疆农业大学农学院，新疆 乌鲁木齐 830000；2.山东省花生研究所，山东 青岛 266100)

花生是我国重要的经济作物和油料作物，是世界范围内植物油脂和植物蛋白的重要来源之一，在国民生产中占有重要地位，随着社会经济的发展，需求量剧增，发展花生产业对保障我国油脂和蛋白供给安全具有重要作用[1-2]。我国花生产量虽居世界首位，产区相对集中，种植方式较为成熟，但存在的问题也日益突显[3]。花生产量的提高，与施肥量的不断增加密切相关，但也使得肥料利用率明显降低[4]。我国化肥投用强度逐年增长，作物产量增幅却并未有大的突破，中国增产单位质量粮食所依赖的化肥投入逐步超过美国，存在投入过量问题，当前全国氮肥利用率仅为30%～35%[4]。作为肥料资源约束型国家，连续大量施用化肥，不仅浪费资源，增加农业生产成本，也带来水体富营养化、温室气体排放、土壤酸化和病虫害加重等一系列环境问题。因此，在保证花生产量品质的前提下，提高肥料利用率，减少环境污染是当前亟需解决的问题[5]。

国内外围绕提高氮肥利用率、减量施用氮肥做了大量研究[6-8]，直接减少氮肥使用量，是提高氮肥利用率、降低氮素损失最直接有效的途径[9]，在适当减氮肥的基础上配合施用其他元素肥料、有机肥、土壤调理剂和菌剂等生物制品，对产量品质及肥料利用率有理想的效果，并可增加荚果数和籽粒质量[7]。减少化肥施入量，对提高固氮效率及豆科作物的生产和竞争力有巨大的优越性[8]，若合理配施土壤调理剂，在促进作物生长、提高产量和氮肥利用效率的同时，还可降低氮素损失风险[10-11]。目前，对于花生减量施用化肥的研究较多[12-16]，但减施氮肥同时配合施用钙肥、有机肥的研究相对较少。为此，本试验在减量施用氮肥的前提下增施有机肥和钙肥，研究其对花生农艺性状及产量的影响，以期为花生稳产高效栽培提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2018年在山东省临沂市沂南县卧龙种业产业园进行。试验田土壤类型为褐土，土壤肥力中等，耕层基础土壤养分状况：有机质12.5 g/kg，碱解氮91 mg/kg，速效磷(P)28 mg/kg，速效钾(K)95 mg/kg，pH6.0。

1.2 供试材料

供试花生品种为当地主推品种龙花128；供试有机肥为商品有机肥(有机氮磷钾≥5%，有机氨基酸≥6%，有机钙≥2%，有机质≥50%，有机蛋白10%，腐殖酸≥20%)；氮磷钾常规施肥选用商品复合肥(氮磷钾15∶15∶15)、氮肥为尿素(含氮量46%)；磷钾肥为磷酸二氢钾(含P2O5为24%，含K2O为21%)；补充钾肥为硫酸钾(含K2O为51%左右)；钙肥为氧化钙(含CaO为80%左右)。

1.3 试验设计

试验设置不施肥(CK0)、常规施肥(CK)、较常规施肥减氮25%(N1)、较常规施肥减氮35%(N2)、减氮25%配施有机肥(N1O1、N1O2、N1O3)和减氮25%配施钙肥(N1Ca1、N1Ca2 、N1Ca3)、减氮35%配施有机肥(N2O1、N2O2、N2O3)和减氮35%配施钙肥(N2Ca1、N2Ca2 、N2Ca3)，共16个处理，其中有机肥施用量O1、O2、O3分别为1500 kg/hm2、3000 kg/hm2、4500 kg/hm2，钙肥施用量Ca1、Ca2、Ca3分别为1000 kg/hm2、2000 kg/hm2、3000 kg/hm2。整地前将所需肥料充分混合后以基肥形式均匀施入对应各小区，小区面积33.3 m2，随机区组排列，3次重复。2018年4月28日播种，种植密度1.2万穴/666.7m2，每穴2粒，9月10日收获。田间管理同一般高产田。收获时，每个处理小区随机选取有代表性植株10株，调查主茎高、第一侧枝长、单株单荚果数、双荚果数、饱果数和总果数；各小区单独收获计产。

肥料贡献率/%=(施肥处理产量-不施肥处理产量)/施肥处理产量×100

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对花生结果特性的影响

由表1可知，CK0处理下的双果数、总果数、饱果数和饱果率均显著低于常规施肥(CK)、N1和N2处理。常规施肥明显提高双果数、总果数、饱果数和饱果率，减施氮肥均使双果数、总果数、饱果数和饱果率各荚果性状显著降低，但均明显高于不施肥CK0处理。CK0、CK、N1和N2所有处理间的单果数差异均未达显著水平，N1与N2处理间的各荚果性状差异亦不显著，N2处理的双果数、总果数、饱果数和饱果率较N1处理分别降低4.33%、3.02%、4.64%和1.56%。

减氮补充有机肥和钙肥可明显改善花生结果特性，但过量减氮至35%时，配施有机肥和钙肥均使其各特性明显降低，且N2各处理间差异均不显著。N1处理下，随有机肥施用量的增加其双果数、总果数、饱果数和饱果率均显著提高，N1O2和N1O3较N1O1分别提高13.12%、8.16%、15.96%、7.25%和20.41%、15.09%、27.33%、10.14%。N1处理下，适量配施钙肥可明显改善双果数、总果数、饱果数和饱果率，且N1Ca1、N1Ca2和N1Ca3各处理间差异均达显著水平，N1Ca2效果最高，N1Ca3最低，二者较N1Ca1分别提高11.83%、6.32%、15.15%、8.45%和-2.04%、-2.92%、-5.39%、-8.45%。

表1 不同处理对花生荚果性状的影响

注：同一列不同小写字母表示处理间差异显著(p<0.05)。下同。

Note: Different letters in the same column indicated significant differences among treatments at 0.05 levels.Same below.

2.2 不同施肥处理对花生植株农艺性状的影响

表2可知，CK0处理下主茎高、侧枝长、生物积累量均显著低于CK、N1和N2处理。常规施肥明显提高主茎高、侧枝长、生物积累量，减施氮肥均使主茎高、侧枝长、生物积累量等各农艺性状显著降低，但均明显高于不施肥CK0处理，N1与N2处理间主茎高、侧枝长、生物积累量各农艺性状差异性显著，N2较N1处理分别降低12.13%、6.52%、7.50%、21.35%。

减氮补充有机肥可明显改善花生主茎高、侧枝长、生物积累量等各农艺性状，减氮补充钙肥可明显提高地下部生物积累量，但对主茎高、侧枝长和地上部生物积累量影响不明显；过量减氮至35%时，配施有机肥和钙肥均使其各特性明显降低，且N2各处理间差异均不显著。N1处理下，增施有机肥使其主茎高、侧枝长、生物积累量均显著提高，N1O3略高于N1O2，两处理间差异不显著，N1O2和N1O3均显著高于N1O1，较N1O1分别提高12.65%、11.23%、16.13%、23.23%和14.09%、10.49%、17.21%、27.31%。N1处理下，适量配施钙肥可明显改善地下部生物积累量，且N1Ca2 显著高于N1Ca1和N1Ca3，N1Ca1和N1Ca3间差异不显著，N1Ca2和N1Ca3较N1Ca1分别提高17.36%和-9.05%。

表2 不同处理对花生农艺性状的影响

表3 不同处理对产量性状的影响

2.3 不同施肥处理对花生产量性状的影响

由表3可看出，CK0处理下的百果质量、百仁质量、出米率和产量均显著低于CK、N1和N2处理。常规施肥明显提高百果质量、百仁质量和产量，减施氮肥使百果质量、百仁质量、出米率和产量均显著降低，但均明显高于不施肥CK0处理，N1和N2处理间除产量差异显著外，其余各产量性状差异均未达显著水平，N2处理的百果质量、百仁质量、出米率和产量较N1处理分别降低0.63%、0.36%、0.01%和21.35%。

减氮补充有机肥可明显提高花生产量，对百果质量、百仁质量、出米率影响不明显，减氮补充钙肥可明显提高百果质量、百仁质量和产量，出米率影响不显著，但过量减氮至35%时，配施有机肥和钙肥均使其各特性明显降低，且N2各处理间差异均不显著。N1处理下，随有机肥用量增加产量增加，N1O2和N1O3较N1O1分别提高26.74%和27.31%。N1处理下，适量配施钙肥可以明显提高百果质量、百仁质量和产量，且N1Ca2显著高于N1Ca1和N1Ca3，但N1Ca1和N1Ca3处理间差异不显著，二者较N1Ca1分别提高5.29%、7.11%、1.07%、17.36%和-1.48%、-1.38%、-0.12%、-9.05%。

2.4 不同施肥处理对肥料贡献率的影响

肥料贡献率是指肥料对作物产量的贡献率。由图1可知，常规施肥与减施氮肥处理的肥料贡献率大小表现为：CK>N1>N2，且三者间差异达显著水平，N1和N2较CK处理的肥料贡献率分别减少19.26%和36.49%，说明氮肥对肥料贡献率作用明显。减氮肥25%适量补充有机肥和钙肥，可明显提高肥料贡献率，N1Ca2、N1O2和N1O3较常规施肥间差异不显著，但N1Ca1、N1Ca3和N1O1均显著低于常规施肥。过量减氮至35%时，配施有机肥和钙肥各处理的肥料贡献率均显著降低，且N2各处理间差异均不显著。

图1 不同处理对肥料贡献率的影响

3 讨论与结论

氮是植物生长发育中最具重要意义的营养元素之一，氮肥的肥料贡献率作用至关重要，适宜的氮肥用量对于提高产量、改善品质量有重要作用[17]。以往研究表明，在一定施氮量范围内，增施氮肥可显著提高花生有效果数和产量，且随施氮量的增加，花生产量也相应增加，氮肥对花生产量起着决定性的作用[18-21]。适当减少氮肥用量，不仅不会减少作物的产量，而且还可以减少生产成本，提高氮肥利用率[22]。在减施20%氮肥配施土壤调理剂或有机肥基础上，能促进作物生长，提高产量和氮肥利用效率[10]。

合理施用有机肥和钙肥，实现有机无机相结合，减少化肥养分投入，改良土体构造、培肥地力、改善花生的农艺性状，从而增加结果枝数、单株果数、百果质量，显著提高花生产量，增加经济效益[23]。减氮肥10%和15%配施有机肥，可以达到水稻稳产或增产目的，且带来的环境效益较好[24]；在一定氮、磷、钾元素基础上，配施有机肥能够有效促进花生的生长发育，明显增加生物量、荚果数，降低地上部生物量与地下部生物量之比，有助于籽粒形成和花生产量及经济效益的提高[11,25-27]。合理使用钙肥可提高光合速率和碳代谢能力，提高花生荚果充实度，明显减少空秕果的形成，增加花生单株的结果数，避免了氮素过多地在营养器官积累而导致营养体生长过快，促进蛋白质以及其他有机营养向花生籽仁运送，协调了营养生长与生殖生长之间的关系，从而减少空壳率，提高饱果率，增加产量[28-30]。

本试验条件下，减施氮肥可显著降低花生主茎高、侧枝长、生物积累量、单株荚果数、饱果率和产量，显著降低肥料贡献率。减施氮肥增施有机肥和钙肥，可显著提高花生主茎高、侧枝长、生物积累量、单株荚果数和饱果率，补偿因氮肥减少而造成的生长和产量的降低，实现花生稳产增产目标。减施氮肥增施钙肥对花生主茎高、侧枝长及地上部生物积累量影响不明显，但可显著提高花生地下部生物积累量、单株荚果数和饱果率，进而提高产量。减氮25%配合增施2000kg/hm2钙肥或4500kg/hm2有机肥，较常规施用复合肥处理其产量差异均未达显著水平，且分别增产6.92%和3.89%。因此，通过配施适量的有机肥或钙肥可达到花生减氮稳产丰产的目的，确保花生产量稳步提高的同时，降低氮素流失和环境污染的风险，实现花生环境友好型生产。