钙钼硼肥对花生光合特性及产量品质的影响

刘 娜，曲胜男，王晓光，谢 畅，高世杰，王 婧，于海秋，蒋春姬，赵新华，赵姝丽

（沈阳农业大学 农学院，沈阳 110161）

花生（Arachis hypogaea L．）是优质食用油的主要原料之一，在世界上分布广泛。近几年，我国花生年均种植面积460万hm2，居世界第二位，总产1638万t，居世界第一[1]。辽宁省是我国花生主产区之一，作为辽宁省第三大作物的花生，种植面积和总产量均位居全国第三[2-3]。但在辽宁省花生生产中存在施肥不均衡的现象，如重施氮磷钾肥，而极少施或不施中微量元素肥料，致使土壤营养元素失衡，花生秕果、烂果增加，进而降低花生的产量和品质[4-5]。

合理配施中微肥是提高花生产量和改善花生品质的有效方法。研究表明，花生施用钙肥可一定程度地提高叶片叶绿素含量和光合速率，提高光饱和点，增加叶片抗氧化酶对活性氧（ROS）的清除能力，降低叶片丙二醛(MDA)的积累，延缓叶片衰老[6-9]，增加饱果数、籽仁数，提高荚果产量[10]；钼素通过参与生物固氮和硝酸还原等氮代谢，可促进花生根瘤的形成和叶绿素的合成[11-12]；硼在蛋白质合成、碳代谢、糖类运输以及受精结实等方面均起重要作用[13]，缺硼使甘蓝型油菜叶片MDA含量增加，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性降低，叶绿素和可溶性蛋白含量下降[14]；配施钼硼肥可增加菜用大豆有效荚数、单株粒数[15]，有效增加紫云英的单株结荚数、每荚粒数和籽粒产量[16]，增加花生的双仁果数、饱果数和百果重[17]。总之，关于钼、硼单施或配施对大豆、紫云英、甘蓝型油菜等作物的产量及品质影响已有一些研究，本课题组前期也研究了钙肥对花生生育及产量的影响[9]，但在辽宁地区钙钼硼配施对花生光合生理和产量品质方面的研究鲜见报导。为此，本课题组于2013～2014年在沈阳农业大学试验田进行了钙硼钼肥配施对花生光合生理及产量品质影响的研究，旨在探索高产优质花生的钙钼硼肥配施方案及其生理基础，为辽宁省高产优质花生生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2013年、2014年在沈阳农业大学南试验田进行。试验田0～30cm土层碱解氮含量96．7mg·kg-1，速效磷含量 25．1mg·kg-1，速效钾含量 127．9mg·kg-1，有效钙 3．28g·kg-1，有效钼 0．04mg·kg-1，有效硼 0．81mg·kg-1。 有机质含量为 15．37g·kg-1，pH 值 6．5。

供试花生品种农花5号为沈阳农业大学花生所选育。供试肥料中的钙肥用氧化钙，为辽宁壹丹钙业有限公司生产，纯度≥85%；钼肥、硼肥分别用钼酸铵、硼酸，为实验室用化学纯药品；基肥施磷酸二铵和硫酸钾，磷酸二铵为云南三环中化化肥有限公司生产，总养分（N+P2O5）≥64%，硫酸钾为辽宁鑫水化工集团有限公司生产，K2O≥50%。

1.2 试验设计

在前期预备试验显著效果的基础上，试验设置4个不同钙钼硼肥配施处理：氧化钙75kg·hm-2(T1)、氧化钙75kg·hm-2+钼酸铵 7．5kg·hm-2(T2)、氧化钙 75kg·hm-2+钼酸铵 7．5kg·hm-2+硼酸 22．5kg·hm-2(T3)和不施钙钼硼肥的对照(CK)，各中微肥的施用方法是将肥料溶于少量水中，然后与少量细土拌匀,均匀施入小区。其他管理同常规田。小区采用随机区组设计，行长5m，行距0．6m，5行区，面积为15m2，3次重复，基施磷酸二铵和硫酸钾各150kg·hm-2。2013年于5月8日播种，9月26日收获，2014年于5月6日播种，9月21日收获。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 叶片SPAD值（叶色值）的测定 采用日本Minolta公司的便携式叶绿素仪SPAD-502，从出苗后31d开始，每15d测定1次有代表性植株主茎倒3叶的SPAD值。

1.3.2 叶片光合特性的测定 于幼苗期、开花下针期和结荚期选择天气良好，9∶00-11∶00的时间段测定有代表性植株主茎倒3叶的叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)。

1.3.3 群体光合势的测定 于花生各生育时期内选取相同的时间间隔(苗期6月2～19日、开花下针期7月4～21日、结荚期8月5～22日)，用鲜样称重法测定各起止日期的单位土地面积(1m2)上的叶面积，计算光合势。

式中：L1和L2分别为前后2次测定的叶面积；T1和T2分别为前后2次测定的时间；LAD的单位为m2·d。

1.3.4 花生产量构成因素及产量的测定 花生收获时每小区选取有代表性植株5株，调查单株饱果数、百果重、百仁重、出仁率，测量单株生产力。另每个小区除去两边行和两地头（两地头分别舍去0.5m），取小区中间3行，中间4m，即7.2m2面积上的植株，风干后测产。

1.3.5 花生籽仁品质的测定 随机取每小区风干后的花生籽仁，用FOSS-1241近红外谷物品质分析仪测定脂肪、蛋白质、油酸、亚油酸含量，用蒽酮比色法测定可溶性糖含量。

试验所得数据结果采用Excel2013软件和DPSv7.05软件进行数据整理和分析。

2 结果与分析

2.1 钙钼硼肥配施对花生SPAD值的影响

由图1可知，2年试验结果趋势基本相同，均呈现出先增加后减少的趋势。2013年和2014年分别在出苗后46d(开花下针前期)和出苗后61d(开花下针后期)各处理SPAD值达到最大，随着生育的进程，SPAD值逐渐下降。2年间，T2处理的SPAD值在出苗76d(结荚期)后均保持较高水平，T1处理次之，T3处理的SPAD值最低，从出苗后76d直至成熟，2年间T2处理与其他各处理间差异均达到显著水平(p≤0.05)。

图1 钙钼硼肥配施对花生叶色值的影响Figure 1 The effect on SPAD dynamic of peanuts in different ratio of Ca,Mo and B

2.2 钙钼硼肥配施对花生光合特性的影响

2.2.1 钙钼硼肥配施对花生净光合速率的影响 由表1可知，3个时期中开花下针期植株净光合速率值较大，其次为苗期，结荚期净光合速率较小。在开花下针期，2年的T2处理净光合速率均最大，分别比对照增加22.7%和18.4%，差异达到极显著水平；其次是T1处理，与对照亦达到差异极显著水平；T3处理净光合速率最小，分别比对照减少7.6%和14.4%。结荚期，2013年T2处理与其他处理间差异均达到极显著水平，2014年T2和T1处理与CK和T3处理间差异达到显著水平。

表1 钙钼硼肥配施对花生净光合速率的影响Table 1 Effect of different ratios of Ca,Mo and Bfertilizer on net photosynthetic rates of peanut/μmol·m-2·s-1

2.2.2 钙钼硼肥配施对花生蒸腾速率的影响 由表2可知，花生叶片的蒸腾速率在不同生育时期表现不同，开花下针期达到最大值。不同处理在同一生育时期表现亦不同，在开花下针期，T2处理的蒸腾速率最大，2年分别比对照增加35．4%和43．5%，T1处理次之，但T2、T1处理均与CK间差异达到显著水平；结荚期各处理的蒸腾速率仍然是T2＞T1＞T3＞CK，但各处理间均未表现出显著性差异，说明不同钙钼硼肥配施对花生生育后期蒸腾速率的影响较小。

表2 钙钼硼肥配施对花生蒸腾速率的影响Table 2 Effect of different ratios of Ca,Mo and Bfertilizer on transpiration rates of peanut mmol·m-2·s-1

2.2.3 钙钼硼肥配施对花生气孔导度的影响 由表3可知，在整个生育期内，苗期的气孔导度较小，到开花下针期和结荚期均有所上升，各时期T2处理始终高于其他处理，T1处理次之，例如在开花下针期，T2处理与T3处理和对照均达到了差异极显著水平，在结荚期亦如此。

表3 钙钼硼肥配施对花生气孔导度的影响Table 3 Effect of different ratios of Ca,Mo and Bfertilizer on stomata conductance of peanut mmol·m-2·s-1

2.2.4 钙钼硼肥配施对花生胞间CO2浓度的影响 由表4可知，不同钙钼硼处理下花生的胞间CO2浓度呈先升高后略有下降的趋势，且在每个生育时期均表现为T2＜T1＜T3＜CK。例如，在开花下针期，T2处理的胞间CO2浓度两年分别为 249．75μmol·mol-1和 251．58μmol·mol-1， 较对照分别降低了 8．3%和 9．6%， 达到差异极显著水平；在结荚期，T2处理较CK分别降了12．1%和13．7%，两者之间的差异亦达到显著水平。

表4 钙钼硼肥配施对花生胞间CO2浓度的影响Table 4 Effect of different ratios of Ca,Mo and Bfertilizer on intercellular carbon dioxideof peanut μmol·mol-1

2.2.5 钙钼硼肥配施对花生群体光合势的影响 由图2可知，2年间不同处理下花生群体光合势的变化动态趋势相同，均为苗期光合势较小，到开花下针期花生生长发育加快，群体光合势迅速增加，进入结荚期后群体仍然维持较高的光合势，各时期花生各处理间光合势的关系是T2＞T1＞CK＞T3，且两年间T2处理在各时期与其他处理间均表现出了显著或极显著性差异，而T3处理则表现为与CK差异不显著或显著低于对照。以开花下针期为例，2013年T2处理群体光合势为148．00m2·d，与T1处理差异达到显著水平，与CK、T3处理差异达到极显著水平，2014年T2处理为91．45m2·d，与其他处理间均达到差异极显著水平。

图2 钙钼硼肥配施对花生群体光合势的影响Figure 2 The effect of different ratios of Ca,Mo and Bfertilizer on LAD of peanut

2.3 钙钼硼肥配施对花生产量构成因素及产量的影响

2.3.1 钙钼硼肥配施对花生产量构成因素的影响 不同钙钼硼处理下，花生单株饱果数、百果重、百仁重和出仁率如表5，2013年和2014年T2处理的单株饱果数、百果重和百仁重均最高，分别比对照高22.8%、4.2%、38.9%和25.3%、6.0%、12.6%；其次是T1处理，对照和T3处理较低。说明在常规施肥的条件下，增施钙肥及钙、钼肥同施，可增加花生的单株饱果数、百果重和百仁重，进而提高产量；而在增施钙、钼肥条件下再增施硼肥反而会造成产量构成因素各指标下降。

表5 钙钼硼配施对花生产量构成因素的影响Table 5 Effect of different ratios of Ca,Mo and Bfertilizer on yield componentsof peanut

2.3.2 钙钼硼肥配施对花生荚果产量的影响 由图3可知，趋势在2年的试验中表现一致，T2处理的荚果产量最高，分别比对照增加13.6%和6.9%；其次为T1处理，分别比对照增加8.18%和3.3%；而T3处理两年的产量均低于对照，分别降低3.65%和14.77%。方差分析结果表明，除2014年T1处理与T2处理间差异不显著外，其他各处理间差异均达到显著或极显水平。

2.4 钙钼硼肥配施对花生籽仁品质的影响

由图4可知，增施中微肥显著或极显著提高脂肪、亚油酸和蛋白质含量，而对油酸含量的影响不显著，T1、T2和T3处理的油/亚比 （油酸与亚油酸之比，O/L）分别为1.1751、1.1802和1.1963，均显著低于对照的O/L（1.2471），增施钼肥(T2)和硼肥(T3)极显著降低了可溶性糖的含量。T2处理的各品质指标在3个处理中变化最大，其次为T1和T3处理。

图3 钙钼硼肥配施对花生产量的影响Figure 3 Effect of different ratios of Ca,Mo and B fertilizer on peanut yield

图4 钙钼硼肥配比对花生籽仁品质的影响(2014)Figure 4 Effect of different ratios of Ca,Mo and B fertilizer on seed quality of peanut(2014)

2.5 钙钼硼肥配施下光合特性与产量的相关分析

开花下针期是花生营养生长和生殖生长并进的关键时期，此时花生大量开花并长出果针，是影响花生产量的重要时期，表6为花生开花下针期的4个光合生理参数、光合势和SPAD值与产量的相关分析。由表6可知，钙钼硼肥配施下产量与净光合速率成极显著相关、与气孔导度和SPAD值显著相关、与胞间CO2浓度成极显著负相关，产量与蒸腾速率和光合势之间的相关系数虽未表现出显著性，但也存在较高的相关关系。因此，花生的光合特性与其产量之间整体上存在着较高的相关关系，不同钙钼硼肥配施处理的光合特性，其变化趋势可间接地反映对应处理产量的变化。

表6 钙钼硼配施下光合特性与产量的相关系数Table 6 Correlation coefficient between photosynthetic characteristics and yield in different ratios of Ca,Mo and B fertilizer

3 讨论与结论

3.1 不同钙钼硼肥配施下花生的光合气体参数

光合作用是植物生长发育的基础，叶绿素在光合作用中起吸收转化光能作用，叶绿素的多少直接影响植株光合作用的强弱[18]。王建国等[19]研究表明，增施钙肥，能提高花生苗期和花针期叶片净光合速率和叶色值。汪雷等[20]用不同浓度CaCl2在全苗期对半夏叶面进行喷施，测定半夏叶片光合指标，结果表明，600mg·L-1浓度钙处理显著提高半夏叶片叶绿素含量、叶片净光合速率、蒸腾速率，降低胞间二氧化碳浓度。宗毓铮等[21]在4种微肥对紫花苜蓿光合特性影响的研究表明，喷施不同浓度硼肥或者钼肥均不同程度影响紫花苜蓿光合特性，其中,施硼提高苜蓿叶绿素含量和光合速率最显著，施钼对提高干草产量和叶绿素含量效果最佳。本试验结果表明，增施钙肥(T1)和增施钙、钼肥(T2)可以提高花生叶片的叶绿素含量和光合性能，在生育后期T2处理与其他处理和对照相比，叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度更高，T1次之。不同处理间叶片净光合速率为T2＞T1＞CK＞T3，这与刘鹏等[22]研究的钼可提高大豆光合作用结论一致，即增加了光合速率，同时延缓了叶绿素的衰退。

3.2 不同钙钼硼肥配施下花生的群体光合势

光合势是衡量群体光合生产能力的重要指标，取决于叶面积的大小和叶片功能期的长短。叶面积指数仅能表示群体光合规模的大小，不能说明其工作时间，为了表示群体以多大规模工作了多长时间，尼奇波罗维奇(1957)首先采用了光合势的概念[23]。党现什等[9]研究发现，适当增施钙肥可提高花生群体光合势，进而提高群体光能利用率。本试验结果表明，增施钙、钼肥可极显著地增加花生开花下针期和结荚期的光合势，单纯增施钙肥也可较对照显著地增加花生开花下针期和结荚期的光合势（2014年）。光合势高意味着叶面积持续时间长，叶片的光合利用率高，能积累更多的干物质，为提高产量打下基础。

3.3 不同钙钼硼肥配施下花生的产量及产量构成因素

许多研究都表明，增施中微肥可以提高花生的单株饱果数、百果重、百仁重及产量。朱宝国等[24]研究表明，中微肥施用能够提高大豆产量，其中，常规肥同时配施80kg·hm-2中微肥的处理产量最高。丁玲等[25]研究发现钙肥对花生碳水化合物运转和荚果饱满度起到重要作用。本试验结果表明，在产量构成因素中，增施钙和钙、钼肥可以提高单株饱果数及百果重，其中同时增施钙肥和钼肥产量最高。

刘鹏等[13]对大豆研究表明，增施钼、硼肥可以促进大豆产量的形成，这是由于钼、硼促进大豆植株的营养代谢。但是本试验中，同时增施钙、钼和硼肥(T3)则出现减产趋势，宗毓铮等[21]对紫花苜蓿研究表明，施入浓度过高的硼砂会出现硼中毒现象，从而抑制光合作用，进而植株生长受阻。本试验中T3处理对花生植株表现为抑制作用，出现减产趋势，可能是由于本试验田基础含硼量较高，或由于施硼量过高导致硼素与其他营养元素发生拮抗作用，使花生出现硼肥毒害，抑制了花生正常生长发育，从而影响了产量的形成。

不同钙钼硼肥配施下花生光合特性与产量的相关分析结果显示，花生开花下针期叶片的净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率、光合势和SPAD值与花生的产量有很强的相关性，尤其是净光合速率。通过增施钙肥（T1）和增施钙钼肥（T2）增加花生叶绿素含量、促进花生叶片的光合作用、增强花生群体光合势，进而增加花生营养生长向生殖生长过渡期干物质的积累速率和积累量，为花生生殖生长期多下针、多结荚果、增加饱果数打下坚实的基础，最终提高花生荚果的产量。

3.4 不同钙钼硼肥配施下花生的籽仁品质

花生作为重要的油料作物，其主要成分是脂肪和蛋白质。姚健等[26]研究发现，钼酸铵或钼酸钠浸种加叶面喷2次，能显著提高花生果的产量和花生仁的蛋白质含量。高芳等[27]研究表明，可溶性糖含量的降低，是由于增施中微肥促进了花生籽仁中的可溶性糖向蛋白质和脂肪的转化，从而提高了籽仁的品质。王文军[28]对向日葵研究表明，随着硼肥施用量的增加，向日葵粗脂肪含量先增后减，粗蛋白含量随着增加；随着钼肥施用量的增加，粗脂肪含量先减后增，粗蛋白含量先增后减。本试验结果表明，增施中微肥可以提高籽仁内粗脂肪和蛋白质含量，降低可溶性糖含量，降低油/亚比。其中以增施钙、钼肥改善作用最为明显，其次是单独增施钙肥处理，而同时增施钙、钼和硼改善效果与各处理相比，改善效果不显著。

增施硼肥(T3)处理，与T1、T2处理相比对花生光合特性方面造成了负面影响，导致了减产和降低了花生籽仁品质，推测可能是出现了高硼胁迫或钙硼拮抗。首先，我国土壤中硼含量的一般规律是北高南低（除云南、西藏）[29]，辽宁省属高硼土分布区[30]，而植物对硼均表现敏感，豆科作物本身的硼含量高于禾谷类作物，硼积累较快，因此豆科作物对硼更加敏感，更易出现高硼胁迫，导致叶片出现早衰早落[22]，此外过量的硼还能使叶片厚度降低，减小叶绿体体积，抑制光合[31]，抑制细胞的分裂和伸长[32]。其次，硼和钙会出现拮抗作用，张承林等[33]认为油菜在低硼低钙条件下两者没有明确关系，当硼和钙达到中高浓度时会出现抑制作用；汪加魏等[34]研究发现同时施用硼和钙会抑制或不能促进花粉萌发，不利于油橄榄坐果，韦剑锋等[35]研究表明配合喷施钙硼对龙眼果实各主要营养元素的促进效果低于单独喷施钙和硼的处理，表现钙硼拮抗关系；蒋春姬等[5]也发现配施钙钼硼肥对花生干物质积累和产量品质等方面比对照表现出抑制作用。

本试验条件下，在正常施用氮磷钾肥基础上，增施钙肥(T1)和钙、钼肥配施(T2)可以提高花生光合性能并增加叶绿素含量和群体光合势，有利于干物质的积累，提高花生的单株饱果数及百果重，最终提高产量，同时改善籽仁品质，尤以T2效果显著；增施硼肥（T3）后产生毒害，出现负向影响。因此，钙钼配施是符合本种植区花生生产的施肥方式，能显著提高花生的产量和品质，对辽宁地区花生施肥有重要的指导意义和参考价值。