不同施钙量对高油酸花生产量、品质及经济效益的影响
2022-10-21刘燕孔洁黄明明乔丽仙邹晓霞
刘燕,孔洁,黄明明,乔丽仙,邹晓霞
(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)
花生是世界五大油料作物之一,是重要的食用和榨油兼用经济作物,也是我国为数不多的具有比较优势和国际市场竞争力的农产品,对保障国民经济发展和维护国家粮油安全有重要意义[1-3]。花生籽粒含有较高的油酸和亚油酸,高油酸花生不仅有利于人体健康,且较普通花生能明显延长制品货架期[4],其培育与推广也逐渐成为近年来的工作热点。另外,栽培管理措施会影响高油酸花生的产量和品质,亟需开发出相应配套的高产优质栽培管理技术。
钙是花生必需且仅次于氮、钾的重要营养元素之一,施钙对花生根系活力、荚果发育、脂肪含量、油亚比等方面均具有重要影响。适宜的施钙量可以增加花生的单株结果数、百仁重、百果重和荚果重,减少花生空壳,从而增加花生荚果产量[5,6];施钙还可以改善花生品质,提高籽仁脂肪和蛋白质含量,提高油酸/亚油酸(O/L)比值[7]。但随着花生产量水平持续提高,每年从土壤中带走的钙越来越多,而生产上又不注重及时补充钙素,造成土壤钙素流失,有效钙含量大幅降低[8]。土壤缺钙会造成花生植株矮小,荚果发育不饱满,秕果、烂果、空果增加,品质下降[9]。低钙胁迫已成为当前花生生产面临的重要问题之一。
目前关于不同施钙量对高油酸花生产量及籽仁品质影响的研究较少,生产上尚缺乏有效的高油酸花生钙肥施用技术。因此,本试验以符合传统出口的大果型高油酸花生品种宇花208和宇花61为材料,设置4个钙肥梯度处理,研究施钙量对高油酸花生产量及籽仁品质的影响,以期为高油酸花生合理钙肥施用提供理论依据和技术参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况与供试材料
试验于2021年在山东省平度市南村试验站进行。试验地土壤为砂壤土,肥力均匀,0~20 cm土层土壤有机质含量18.38 g/kg、碱解氮77.12 mg/kg、速效磷45.58 mg/kg、速效钾78.69 mg/kg,pH 7.06。
供试高油酸花生品种为宇花61和宇花208。供试肥料为金正大牌复合肥(N-P-K=15-15-15),钙肥为CaO试剂(国药,分析纯)。
1.2 试验设计与田间管理
试验设置T0(不施钙)、T1(CaO 75 kg/hm2)、T2(CaO 150 kg/hm2)和T3(CaO 225 kg/hm2)4个施钙水平,两品种合计共8个处理。小区长4 m,宽3.6 m,面积14.4 m2。随机区组排列,重复3次。
采用起垄覆膜种植,每小区种植4垄花生,一垄双行。垄距90 cm,垄上小行距35 cm,穴距17.5 cm,每穴播2粒。按施复合肥750 kg/hm2折算,每小区基施复合肥1.08 kg,T0、T1、T2、T3处理每小区分别基施CaO为0、108、216、324 g。5月9日播种,9月10日收获。其它田间管理措施同常规大田生产。
1.3 测定指标及方法
花生按小区收获计产,分别摘果,自然风干入库。平衡30 d后,计算荚果产量,并调查千克果数、双仁果率、饱果率、百果重、百仁重和出仁率。采用傅立叶变换近红外光谱品质分析仪测定籽仁棕榈酸、亚油酸、油酸、蛋白质和脂肪含量。
1.4 数据统计与分析
采用Microsoft Excel 2010和SPSS 26.0软件进行数据处理、作图和统计分析,采用LSD法进行显著性检验(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 不同施钙量对花生产量及产量构成的影响
由表1可以看出,随着施钙量的增加,宇花61产量呈现逐渐升高趋势,施钙量225 kg/hm2(T3)时,产量最高,较T0、T1和T2分别增产75.29%、31.61%和16.17%,差异均达显著水平(P<0.05);施钙量150 kg/hm2(T2)和225 kg/hm2(T3)时,宇花208产量均显著高于T0、T1处理,较T0分别增产27.35%和20.19%,较T1分别增产26.37%和19.27%。
表1 不同施钙量对花生产量及产量构成的影响
施钙较不施钙降低宇花61的千克果数,且施钙量150 kg/hm2(T2)和225 kg/hm2(T3)时显著降低,但均提高其饱果率、百果重、百仁重和出仁率。T2和T3对宇花61产量性状的改善效果最佳,相比于T0,其千克果数分别降低5.10%和5.80%,饱果率分别提高3.35个和2.68个百分点,百果重分别增加6.36%和5.60%,百仁重分别增加5.48%和4.89%,出仁率分别提高1.03个和1.11个百分点,但施钙对宇花61双仁果率无显著影响。相比于T0,T2和T3处理的宇花208双仁果率分别降低6.82个和8.82个百分点,出仁率分别提高2.73个和2.42个百分点,千克果数、饱果率和百仁重无显著差异,但均增产且T2、T3达显著水平。
2.2 不同施钙量对花生籽仁品质的影响
由表2可以看出,施钙可显著影响两个花生品种的籽仁品质。相比于T0,施钙量225 kg/hm2(T3)时,宇花61油酸含量显著降低,亚油酸含量显著提高,油亚比显著降低;施钙量150 kg/hm2(T2)时,油酸含量提高0.51个百分点。相比于T0,T2和T3显著提高宇花208油酸含量和油亚比,显著降低棕榈酸和亚油酸含量;其中T3对品质的改善作用最为显著,较T0油酸含量提高7.63个百分点,脂肪含量提高0.76个百分点,油亚比提升488.24%,棕榈酸和亚油酸含量分别降低2.15个和5.26个百分点。施钙对蛋白质含量无显著影响。
表2 不同施钙量对花生籽仁品质的影响
2.3 施钙量与花生产量和油酸含量的相关分析
2.3.1 施钙量与花生产量的相关性 对钙肥施用量与花生产量进行拟合发现(图1),宇花61产量(y)和施肥量(x)间有更好的相关性,拟合方程为y61=-0.0193x2+20.34x+4983.4,由此推算,本试验条件下钙肥施用量526.94 kg/hm2产量最高,可达10 342.41 kg/hm2;宇花208拟合方程为y208=-0.0197x2+10.929x+5423.4,由此推算钙肥施用量277.39 kg/hm2时,产量最高可达6 939.1 kg/hm2。
图1 施钙量与花生产量的相关性
2.3.2 施钙量与花生籽仁油酸含量的相关性对钙肥施用量与花生油酸含量进行拟合发现(图2),宇花61油酸含量(y)和施肥量(x)间有更好的相关性,拟合方程为y61=-0.0001x2+0.0194x+81.113,由此推算,本试验条件下钙肥施用量97kg/hm2时,油酸含量最高,可达82.05%;宇花208拟合方程为y208=0.00007x2+0.0173x+77.915,施钙量与油酸含量呈正相关,钙肥施用量越高油酸含量越高,本试验条件下未拟合出施钙量与油酸的梯度关系,后期应进一步增加施钙量梯度研究。
图2 施钙量与籽仁油酸含量的相关性
2.4 花生品质指标间的相关性分析
由表3可以看出,宇花61花生籽仁油酸含量与亚油酸含量、油亚比与亚油酸含量呈极显著负相关,亚油酸含量与棕榈酸含量呈显著正相关,油亚比与油酸含量呈极显著正相关;宇花208油酸含量与棕榈酸含量、油酸含量与亚油酸含量、油亚比与亚油酸含量呈极显著负相关,油亚比与脂肪含量呈显著正相关,亚油酸含量与棕榈酸含量、油亚比与油酸含量呈极显著正相关。
表3 籽仁品质指标之间的相关性
2.5 不同施钙量对花生经济效益的影响
根据花生产量、花生价格、钙肥施用量及钙肥价格估算钙肥施用的经济效益,结果(表4)看出,宇花61在不同施钙量下的利润为11 401.10~25 828.90元/hm2,随着施钙量增加利润呈上升趋势、产投比降低。对钙肥利润(y)和钙肥投入量(x)之关系进行拟合,得出方程y=0.2053x2+34.588x+7652,即钙肥利润与施钙量呈正相关,但本试验条件下无法得出施钙量与钙肥利润的最佳关系,后期将增加施钙量梯度试验。
表4 不同施钙处理的经济效益
宇花208在不同施钙量下的利润为252.75~10 602.85元/hm2,随着施钙量增加利润和产投比均呈现先上升后下降趋势,施钙量150 kg/hm2时利润和产投比达到最大值,分别为10 602.85元/hm2和107.81。对钙肥利润(y)和钙肥投入量(x)之关系进行拟合,得出方程y=-1.1734x2+402.02x-23298,获得最大经济效益(11 136.14元/hm2)的施钙量为171.31 kg/hm2。
3 讨论
3.1 不同施钙量对花生产量及产量构成的影响
产量是反映施钙效果的最直接指标,众多学者证实施钙能有效提高花生荚果产量,改善产量性状。霍元元[6]研究发现,施钙增加花生的百果重、百仁重、单株饱果数、饱果率、单株荚果数和产量;吴晶华等[10]研究表明,施用钙肥提高花生的荚果数量、百果重,进而提高荚果产量;党现什等[11]的研究也表明施用钙肥能明显增加花生荚果产量。本研究结果与上述研究相似,即施钙可明显提高两个高油酸花生品种产量,增产的原因主要是施钙增加饱果率、百果重、百仁重、双仁果率和出仁率。但本研究也发现,施钙对不同花生品种产量的作用效果并不一致,施钙对宇花208的增产效果要弱于宇花61,推测可能是由于宇花208较宇花61具有更高的抗低钙胁迫的耐受性。
3.2 不同施钙量对花生籽仁品质的影响
花生籽仁品质是花生加工和食用价值的决定因素[12,13]。众多研究表明施钙可影响花生籽仁品质:周录英等[14]发现施钙提高花生籽仁脂肪和蛋白质含量,提升脂肪中油酸/亚油酸比值;甄志高等[15]研究表明施钙提高花生籽仁蛋白质含量,促进蛋白质的合成与运输;王建国等[16]的研究结果也表明施钙可以增加花生脂肪含量和油亚比,进而改善籽仁品质。本研究发现,施钙对两个高油酸花生籽仁品质的影响并不一致,施钙量低于150 kg/hm2对宇花61籽仁油酸含量无明显影响,但达225 kg/hm2则显著降低油酸含量;施钙显著降低宇花208的亚油酸含量,提高油酸含量和油亚比。有关不同花生品种该方面表现差异的原因还有待于进一步研究。
3.3 最佳施钙量分析
施用钙肥可以促进花生植株的生长发育,进而提高花生产量和品质。前人研究表明,花生最佳施钙量在不同地域、不同气候、不同种植制度、不同土壤肥力条件下有较大差异[17,18]。张佳蕾等[19]在酸性土壤上研究钙肥对花生产量、品质及相关代谢酶活性的影响时发现,施钙量为210 kg/hm2时,CaO成本较低,增产幅度最大,花生品质改善效果好;吴晶华等[10]在研究不同钙肥用量对花生产量及经济效益的影响时发现,生石灰施用量600 kg/hm2对产量和经济效益的提高效果显著。本研究中,两个高油酸花生品种的产量与品质在不同钙肥梯度下变化趋势并不一致:宇花61在施钙量为225 kg/hm2时,产量和经济效益最高,但却显著降低籽仁油酸含量,综合考量推荐适宜施钙量为150 kg/hm2;宇花208在施钙量为150 kg/hm2时产量和经济效益均最高,且籽仁油酸含量也显著高于不施钙肥对照,为最佳施钙量。但施钙效果受土壤本地条件和品种特性的影响,因此花生的适宜施钙量需因地制宜、因种而异。
4 结论
施钙可明显提高两个花生品种产量和宇花208籽仁油酸含量,但过高施钙量会降低宇花61的油酸含量。本研究条件下,综合花生产量、籽仁品质(油酸)和经济效益认为,两个品种的最佳施钙量均为150 kg/hm2。