膜下滴灌追肥种类对花生衰老特性和产量的影响

秦文洁，郭润泽，邹晓霞，张晓军，于晓娜，王月福，司 彤

（青岛农业大学农学院/山东省旱作农业技术重点实验室，山东青岛266109）

0 引言

花生是国内重要的经济作物和油料作物。在花生生产中，由于地膜覆盖技术的应用，以及地上开花地下结果的特性，无法进行土壤追肥，即使追肥效果也差，因此，只能一次性使用速效底肥。一次性使用速效底肥，一是在花生生育前期容易引起旺长，使营养生长和生殖生长失调，甚至导致中后期倒伏，降低产量。二是在花生生育后期，由于底肥淋溶流失土壤养分含量低[1]，根系逐渐衰老，加上荚果发育对养分的需求量大，叶片氮、磷等元素转移到荚果中，引起叶片早衰，降低光合能力，导致减产[2]。三是过于集中施用，花生难以在短期内有效吸收，部分肥料会随雨水淋失污染土壤或地表水体，造成肥料大量流失，对生态环境构成危害。因此，根据花生需肥规律，将肥料进行分次施用，使养分供应尽量与花生需求吻合，既有利于提高花生产量和肥料利用效率，还能防止肥料流失，减轻施肥对环境的污染危害。

近年来，膜下滴灌水肥一体化技术的开发应用为解决花生追肥难的问题提供了可行途径。大量研究认为，滴灌水肥一体化技术可以根据作物的水肥需求特性实时定量灌溉施肥，实现水分和养分的协同供应，提高水肥利用率[3-4]。但是，滴灌施肥与常规施肥制度理论上存在差异[5]。氮是花生生长发育必需的大量元素之一，对花生产量形成和品质提高有重要作用[6]。花生虽为豆科作物，但仅靠根瘤菌所固定的氮肥和土壤氮，尚不能满足对氮的需求，因此，仍需要施用氮肥来保证花生生长发育的正常进行[7]。钙元素是花生生长发育中所需要的中量元素之一，钙对花生植株生长、荚果发育、光合特性、产量形成等具有重要作用[8-10]。硼素对改善光合产物在各器官中的分配和运转有重要作用，施用硼肥能够促进荚果膨大、增加干物质积累，增加花生单株结荚数和双仁果数、饱果数、百果重[11-12]。目前，关于花生单施氮[7,13-15]、钙[8-10]、硼[11-12]肥的研究相对较多，但是对于氮、钙、硼肥配合追施对花生生长发育和产量形成影响的研究鲜见报道。花针期是花生生长发育最旺盛、水肥需求最敏感的时期[16]。为此，本研究在大田覆膜滴灌条件下，于花生花针期追施不同种类的肥料，研究了氮、硼和钙单施及其配合施用对花生衰老特性和产量的影响，以期明确各肥料种类及其相互配合追施提高花生产量的效应，确定适宜的追施肥料种类和配施，为花生科学追肥实现高产优质节本增效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2017年和2018年在青岛农业大学胶州现代科技示范园进行。2017年和2018年5—9月相关气象数据如表1。供试土壤为砂姜黑土，0～20 cm土层土壤基础养分状况见表2。供试花生品种为大花生品种‘青花7号’，肥料为尿素（总氮≥46.4%，由阳煤平原化工有限公司提供）、硝酸钙（分析纯Ca(NO3)2·4H2O≥99.0%，由天津市鼎盛鑫化工有限公司提供）和硼砂（分析纯，由天津市恒兴化学试剂制造有限公司提供）。

表1 2017年和2018年5—9月相关气象数据

表2 供试土壤基础养分含量

1.2 试验设计

在统一按公顷基施复合肥(N:P:K=15:15:15)300 kg的基础上，采用膜下滴灌方式，在花针期设置9个追肥处理，分别为不灌水不追肥(CK1)、灌水不追肥(CK2)、追施氮肥(N)、追施硼肥(B)、追施钙肥(Ca)、追施氮硼肥(NB)、追施氮钙肥(NCa)、追施硼钙肥(BCa)、追施氮硼钙肥(NBCa)。各处理具体追肥种类、数量及灌水量见表3。于适宜播种期（2017年5月8日，2018年5月9日）进行花生机播，一垄双行，垄距90 cm，垄上小行距30 cm，每穴2粒，穴距15 cm。小区面积54 m2(20 m×2.7 m)，随机排列，重复3次，共27个小区。分别于2017年9月13日和2018年9月11日收获。其他田间管理同大田生产。

表3 各处理施肥和灌水情况

1.3 测定项目与方法

自花针期追肥（2017年7月3日，2018年7月6日）后10天开始取样测定，以后每隔10天取样测定1次。在各取样期内，选择晴好天气于9:00—11:00时，用美国产Li-6400便携式光合测定仪测定各处理花生倒三叶净光合速率(Pn)，用日本产SPAD-502叶绿素计测定各处理主茎倒三叶的叶绿素含量。同时，各处理取主茎倒三叶，迅速放入冰盒中，后移入超低温冰箱中冷冻备用。用于测定花生功能叶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量。SOD和POD活性、MDA含量和可溶性蛋白含量的测定参照李合生等[17]的方法。收获时各小区实收没有取过样的地段6 m2，调查平均每株有效果数，摘果，自然风干，称重计产，测定百果重、百仁重和出仁率。

1.4 数据处理

数据处理在Excel 2010下进行，统计分析和差异显著性检验在DPS数据处理系统LSD下进行。

2 结果与分析

2.1 追肥种类对花生功能叶叶绿素SPAD值和光合速率变化的影响

由表4～5可以看出，随着取样日期的推进，各处理花生功能叶叶绿素SPAD值和净光合速率均呈先上升后下降的趋势，于追肥后20～30天达到最大值。在各取样日期花生叶片叶绿素SPAD值和净光合速率虽然有CK2高于CK1处理的趋势，但均未达到显著水平，说明花针期灌水10 mm对花生叶片叶绿素SPAD值和净光合速率的影响不显著。各追肥处理各期叶绿素SPAD值和净光合速率均高于不施肥的对照处理，有时达到显著水平。各追肥处理间比较，NCa和NBCa处理的叶片叶绿素SPAD值和净光合速率在各取样日期互有高低，且无显著差异，为处理间最高值，有时显著高于其他处理。两两配施处理在各取样日期叶片叶绿素SPAD值和净光合速率均高于单施处理。两两配施处理中，各叶片处理叶绿素SPAD值均表现为NCa＞NB＞BCa，NCa、NB处理有时与BCa处理差异达显著水平。单施处理中，各处理功能叶叶绿素SPAD值和净光合速率表现为N＞Ca＞B，N、Ca处理有时与B处理达显著水平。说明花针期追施不同种类肥料均可不同程度提高花生功能叶光合能力，但单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中以追施氮硼钙肥或氮钙肥提高光合能力的效果较好。

表4 追肥种类对花生功能叶叶绿素SPAD值变化的影响

表5 追肥种类对花生功能叶净光合速率变化的影响 μmol CO2/(m2·s)

2.2 追肥种类对花生功能叶SOD和POD活性变化的影响

由表6～7可以看出，随着取样日期的推进，各处理花生功能叶SOD和POD活性均呈先上升后下降的趋势，于追肥后30天达到最大值。CK1和CK2处理的叶片SOD和POD活性在各取样日期互有高低，但均未达到显著水平，说明花针期灌水10 mm对花生叶片SOD和POD活性的影响不显著。各追肥处理的叶片SOD和POD活性在各个取样日期中均显著高于不施肥的对照处理。NCa和NBCa处理花生叶片SOD和POD活性在各取样日期互有高低，为各处理间最高值，且两者间无显著差异。两两配施处理各期花生叶片SOD和POD活性也均高于单施处理，有时达显著水平。两两配施处理中，以NCa处理花生叶片SOD和POD活性为最高，有时与NB、BCa处理达到显著水平。单施处理中叶片SOD和POD活性均表现为N＞Ca＞B，之间差异有时达到显著水平。说明花针期追施不同种类肥料均可不同程度地提高花生功能叶保护酶活性，但单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中以追施氮硼钙肥或氮钙肥提高保护酶活性的效果较好。

表6 追肥种类对花生功能叶SOD活性变化的影响 U/(g·FW·h)

续表6

表7 追肥种类对花生功能叶POD活性变化的影响 U/(g·FW·s)

2.3 追肥种类对花生功能叶可溶性蛋白含量变化的影响

由表8可以看出，各处理花生功能叶可溶性蛋白含量均呈先上升后下降的变化趋势，于追肥后30天达到最大值。CK1和CK2处理的叶片可溶性蛋白含量在各取样日期互有高低，但均未达到显著水平，说明花针期灌水10 mm对花生叶片可溶性蛋白含量的影响不显著。各追肥处理各期花生叶片可溶性蛋白含量均高于不施肥的对照（追肥后50天的B、Ca处理除外）。追肥处理间比较，NCa和NBCa处理叶片可溶性蛋白含量在追肥后20天及之后取样日期互有高低，为各处理间最高值，且两者间无显著差异。两两配施处理各期花生叶片可溶性蛋白含量大多数时期也均高于单施。两两配施处理中，NB和NCa处理在大多数取样日期高于BCa处理，有时差异达显著水平。单施处理中，以B处理叶片可溶性蛋白含量最低，有时与N、Ca处理差异显著。说明花针期追施不同种类肥料均可不同程度提高花生功能叶可溶性蛋白含量，但单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中以追施氮硼钙肥或氮钙肥提高可溶性蛋白含量的效果较好。

表8 追肥种类对花生功能叶可溶性蛋白含量变化的影响 μmol/(g·FW)

2.4 追肥种类对花生功能叶MDA含量变化的影响

由表9可以看出，随着取样日期的推进，各处理花生功能叶MDA含量均呈逐渐上升趋势。CK1和CK2处理的叶片MDA含量在各取样日期互有高低，但均未达到显著水平，说明花针期灌水10 mm对花生叶片MDA含量的影响不显著。各追肥处理的叶片MDA含量在各取样日期中均显著低于不施肥的对照处理（追肥后10天除外）。NCa和NBCa处理花生叶片MDA含量在各取样日期互有高低，两者间无显著性差异，为各处理间最低值。两两配施处理各期花生叶片MDA含量也均低于单施处理。两两配施处理中，以NCa处理叶片MDA含量为最低，有时与NB和BCa处理差异达到显著水平。单施处理中，N、Ca处理花生叶片MDA含量各取样日期均低于B处理，有时差异达显著水平。说明花针期追施不同肥料均可不同程度地降低花生功能叶MDA含量，但单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中以追施氮硼钙肥或氮钙肥降低叶片MDA含量的效果较好。

表9 追肥种类对花生功能叶MDA含量变化的影响 μmol/(g·FW)

续表9

2.5 追肥种类对花生产量及产量构成因素的影响

由表10可以看出，2年数据表现规律一致，CK1和CK2处理的产量、单株结果数、百仁重和出仁率的差异均未达到显著水平，说明花针期灌水10 mm对花生产量及其构成因素的影响不显著。各追肥处理花生产量、单株结果数、百仁重和出仁率均高于不施肥的对照。追肥处理间比较，花生产量、单株结果数、百果重、百仁重和出仁率均以NBCa处理为最高，分别比两对照平均值高26.51%～27.91%、25.70%～44.90%、8.46%～8.50%、7.11%～7.48%和4.09%～6.10%，但与NCa处理的产量、百果重、百仁重和出仁率均无显著性差异。两两配施处理花生产量、单株结果数、百仁重和出仁率也均高于单施。两两配施处理中，以NCa处理花生产量为最高，比对照平均值高22.15%～22.18%。单施处理中花生产量以N处理为最高，比对照平均值高11.35%～12.58%。说明花针期追施不同肥料均可不同程度地提高花生产量及其构成因素的水平，但单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中以追施氮硼钙肥或氮钙肥提高产量及其构成因素水平的效果较好。

表10 追肥种类对花生产量及产量构成因素的影响

3 结论与讨论

3.1 追肥种类对花生衰老特性的影响

花生是一种较耐旱作物，但在生长发育关键期缺水会对其生长发育造成严重影响，进而导致花生减产[18]。本研究中，不灌水不追肥(CK1)与灌水不追肥(CK2)处理的花生功能叶叶绿素含量、光合速率、SOD和POD活性、MDA和可溶性蛋白含量、花生产量、单株荚果数、百果重、百仁重、出仁率均无显著性差异，这可能是2017、2018年花生生长期降水量较充足（表1），花生生长未受干旱胁迫且花针期滴灌水量较少有关。

增施氮肥可以提高花生叶片叶绿素含量和光合速率、SOD和CAT活性，降低MDA含量，延缓花生叶片衰老[15]。施氮可通过调控活性氧的清除和产生而影响花生衰老进程[19]。施钙可以提高花生叶片叶绿素含量和群体光合势[9]，改善花生光合特性[20]。施钙可以提高花生叶片叶绿素含量、CAT、POD和SOD活性，降低花生叶片MDA含量，具有延缓花生衰老的作用[21]。周录英等[22]研究表明，氮、磷、钾配施可不同程度提高花生叶片叶绿素含量和光合速率，这与本研究结果类似，即两两配施肥料较单施肥料可以提高花生叶片叶绿素含量和光合速率。毕振方等[24-25]在花生不同时期于植株两侧撒施N、P、K、Ca混合肥，然后培土盖肥，发现花针期追肥可提高花生叶面积指数，增加功能叶片叶绿素含量和净光合速率，提高SOD、POD活性，降低MDA含量，延缓叶片衰老。本试验结果表明，花针期追施不同肥料均可不同程度地提高花生功能叶叶绿素含量、光合速率、SOD和POD活性、可溶性蛋白含量，降低MDA含量，但单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中以追施氮硼钙肥或氮钙肥提高光合性能和保护酶活性的效果较好。

3.2 追肥种类对花生产量及其构成因素的影响

适量施氮可增加花生有效荚果数，降低千克果数而增产，但是过量施氮反而导致有效荚果数下降、千克果数增多、荚果产量下降[15]。张毅等[13]研究不同施氮量对麦茬夏花生生长及产量的影响，认为增施氮肥夏花生产量提高，过量施氮产量反而会降低。袁光等[14]研究结果表明，减量施用氮肥同时配施钙肥可显著增加花生单株荚果数、饱果数及产量。花针期追肥可促进花生荚果发育，增加单株结果数量，显著提高荚果产量，过早（苗期）或过晚（结荚期）追肥的效果均不及花针期追肥[24]。施钙能缓解盐胁迫对花生荚果膨大与充实的阻碍作用，提高荚果充实度而提高产量[10]。施钙增加了单株结果数，提高了出仁率，增加了百仁重和百果重[9]，增加了花生荚果的出米率，使产量得到提高[25]。复合肥配施硼肥可增加花生双仁果数、饱果数、百果重等[12]。钙钼硼配施对花生植株表现为抑制作用[26]。本试验结果表明，花针期追施氮、硼、钙及其配合施用均可不同程度地提高花生单株结果数、百果重、百仁重和出仁率，但单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中以追施氮硼钙肥或氮钙肥提高产量及其构成因素的效果较好。

综上，以往的研究多集中于花生单施氮肥、钙肥或硼肥，而多种肥料配合施用的研究少见报道。本研究定位于青岛胶州砂姜黑土，在施用一定的大量元素肥料基础上，于花生花针期配合追施3种肥料，研究了花针期追肥对花生的衰老特性和产量的影响。试验结果表明，花针期追施氮、硼、钙肥及其配合施用均可不同程度地提高花生功能叶叶绿素含量、光合速率、SOD和POD活性、可溶性蛋白含量，降低MDA含量，延缓衰老；同时还能增加花生单株结果数、百果重、百仁重、出仁率，提高产量。单独追施氮、硼、钙肥效果不如氮、硼、钙肥配合施用，其中配合追施氮硼钙肥和氮钙肥对提高花生光合性能和保护酶活性的效果最好。