密度对不同株型花生单粒精播群体质量及产量的影响

刘俊华 吴正锋 党彦学 于天一 郑永美 万书波 王才斌 李 林

密度对不同株型花生单粒精播群体质量及产量的影响

刘俊华1,2,3,**吴正锋3,**党彦学4于天一3郑永美3万书波5,*王才斌3李 林1,*

1湖南农业大学 / 湖南农业大学旱地作物研究所, 湖南长沙 410128;2滨州学院生物与环境工程学院, 山东滨州 256600;3山东省花生研究所 / 国家花生工程技术研究中心, 山东青岛 266100;4临沂市农业科学院, 山东临沂 276000;5山东省农业科学院 / 山东省作物遗传改良与生态生理重点实验室, 山东济南 250100

为明确种植密度对不同株型花生单粒精播群体质量的影响, 选用直立型大花生品种“花育22” (Huayu 22, HY22)和半匍匐型大花生品种“花育9513” (Huayu 9513, HY9513), 设置D1 (7.5万株 hm–2)、D2 (15万株 hm–2)、D3 (22.5万株 hm–2) 3个密度, 对不同密度下不同株型花生产量、光合产物累积与分配、叶面积系数、植株性状和粒叶比进行了研究。结果如下: (1) 随密度的增加, “花育22”荚果产量呈增加趋势, “花育9513”呈先升高后降低的趋势, “花育9513”最适种植密度低于“花育22”。(2) “花育22”植株群体干重整个生育期均随密度的增加而增加, 密度越大增幅越小, “花育9513”幼苗期干重随密度的增加而增加, 花针期之后随密度增加先增加后降低, D2密度植株干重最大。随密度增加, 根的干物质分配比例增加, 果针的分配比例降低; “花育9513”与“花育22”收获期干重相当, 但干物质向荚果的分配比例较小、经济系数和粒叶比低。花生生育前期叶面积系数、光合势随密度的增加呈增加的趋势, “HY9513”增幅高于“HY22”; “HY9513”的叶面积系数、光合势在结荚之前与“HY22”差异不显著, 但结荚至收获期显著高于“HY22”。(3) 收获期单株侧枝数和果枝数随密度的增加而降低, 群体侧枝数、果枝数随密度的增加而增加。(4) 相关性分析结果表明, 荚果产量与结荚后的干物质累积, 尤其是饱果期的干物质累积、光合势及收获期的植株干重、叶面积系数呈显著或极显著正相关。综上, 密度对不同株型花生群体质量影响不同, 直立型花生“花育22”耐密性好, 最适密度高, 而半匍匐型花生“花育9513”耐密性较差, 最适密度低。

密度; 花生; 株型; 单粒精播; 群体质量

作物生产是一个群体生产的过程, 群体内各个体间既相互独立又密切联系, 作物高产是群体数量和质量相互协调的结果[1-3], 作物群体质量受播期、密度、施肥等栽培措施的影响[4-6], 合理密植是作物高产的重要技术措施[7], 研究种植密度对作物群体质量及产量的影响对作物产量的提高具有重要意义。

花生是我国重要的油料和经济作物, 对保障我国食用油脂安全具有重要意义[8]。传统花生种植穴播2粒或多粒, 双株或多株间过窄的株距及较大的种植密度容易造成植株间竞争加剧, 个体发育受到限制, 生育中、后期群体环境恶化, 导致植株过早衰老, 影响花生产量的进一步提高。单粒精播技术既可节约种子, 又可改善花生冠层微环境, 提高群体质量和荚果产量[9-10]。目前关于花生单粒精播的研究已有不少报道, 张佳蕾等[11-12]、梁晓艳等[10,13]、冯烨等[14-15]分别从群体结构、冠层环境、根系生长及活性氧代谢等方面探讨了单粒精播增产机制。密度对群体质量具有重要影响, 合理密植是优化作物群体质量、提高作物产量的重要技术措施[16-18]。王亮等[19]、赵长星等[20]研究表明, 单粒精播花生的主茎高、侧枝长随密度的增加而增加, 但侧枝数、百果重、百仁重则呈递减趋势, 合理密植有利于优化植株生长环境、提高饱果率和出仁率。研究表明, 不同株型作物群体质量对密度的响应有所不同[16,21]。花生根据植株侧枝生长姿态、株型指数不同, 可以分为3种株型: 匍匐型、半匍匐型和直立型[22]。匍匐型(蔓生型)花生品种, 个体产量潜力大, 适于稀植; 直立型花生品种连续开花、生育期短、株型紧凑, 适合密植; 目前我国花生主推品种以直立型为主, 美国以蔓生型品种为主[23-24]。目前花生单粒精播群体质量研究主要集中于直立型品种[18,25-26], 而农艺措施对不同株型花生群体质量影响的报道甚少。本研究以群体质量为指标, 比较了直立型和半匍匐型2个不同株型花生品种对密度反应特点, 以期为不同株型花生单粒精播高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019―2020年在山东青岛平度古岘镇(36°43'33''N, 120°15'16''E)开展, 古岘镇属暖温带半湿润季风区大陆性气候, 气候四季分明, 春季干旱多风、夏季高温多雨、秋季秋高气爽、冬季寒冷干燥。年平均气温11.9℃, 无霜期195.5 d, 日照时数约2700 h, 年平均降水量680 mm。试验田土壤为棕壤土, 基础地力理化性状如表1, 前茬作物为玉米, 冬前结合秸秆还田深耕30～35 cm。

表1 试验地基础地力理化性状

1.2 试验设计

供试材料为大果直立型花生品种“花育22”和大果半匍匐型花生品种“花育9513”, 设置D1 (7.5万株 hm–2)、D2 (15万株 hm–2)、D3 (22.5万株 hm–2) 3个密度, 3次重复, 两因素随机区组设计。起垄覆膜种植, 垄宽80 cm, 每垄2行, 垄上小行距30 cm。花生播种前整地施肥, 施肥量为1500 kg hm–2复合肥(N∶P∶K为16∶13∶16)、2400 kg hm–2工业有机肥和375 kg hm–2含钙生物肥。2019年5月1日播种, 小区垄长10 m, 9月14日收获。2020年5月12日播种, 小区垄长8 m, 9月11日收获, 花生生育期间给予良好管理。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 植株性状 在幼苗期、花针期、结荚期和收获期各处理选取3穴生长一致的植株, 测定主茎高、侧枝长、侧枝数等指标。

1.3.2 叶面积 采用打孔称重法测定叶面积。从植株(包括主茎和侧枝)上、中、下部分别选取10片叶, 上、中、下合计30片叶, 叶片中脉对准, 用打孔器以叶片中脉中心为圆心打孔。称取30片小圆叶片重和植株叶片总重, 根据打孔器孔径算出小圆叶片面积, 从而计算出总叶面积。

1.3.3 干物质 将上述测定过植株性状和叶面积的植株分为根、茎、叶、果、果针五部分, 装入牛皮纸袋, 先在105℃下杀青1 h, 然后80℃烘干至恒重, 称重。

1.3.4 光合势 光合势(m2d m–2)=单位土地面积某生育时期平均叶面积(m2)×生长日期(d)。

1.3.5 “粒叶比” 参照凌启鸿在水稻上的粒叶比的概念[27], 以收获期群体的荚果数及荚果重与该群体最大叶面积比值为花生“粒叶比”的测定指标: 粒叶比=荚果数/叶面积(No. dm–2)及荚果重/叶面积(g dm–2)。

1.3.6 收获期测产及荚果性状 收获期各小区分别选取5.4 m2有代表性的样方, 测定产量。并连续选取5穴生长一致的植株, 测定荚果性状。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据计算处理, SAS 10.0软件进行方差分析, 用LSD法比较处理间在5%水平上的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 密度对不同株型花生产量及产量性状的影响

由图1可看出, 直立型花生“花育22”荚果产量随密度的增加呈增加的趋势, 2019年D2的荚果产量比D1增产10.3%, D3比D2增产3.2%, 2020年D2比D1增产22.5%, D3比D2减产4.3%, 但差异不显著; 半匍匐型花生“花育9513”的产量随密度增加呈先升高后降低的趋势, D2处理产量最高。同一密度不同品种相比, “花育9513”的产量低于“花育22”, 密度越大两者产量差异越大, D1、D2和D3密度下, “花育9513”产量分别比“花育22”减产3.1%～7.5%、11.6%～18.1%和19.0%～24.0%。“花育22”产量与密度之间的关系符合22= –0.0012+0.045+0.524方程,2=0.335**, 密度为22.5万株 hm–2时, 花生产量最高; “花育9513”产量与密度之间的关系符合9513= –0.0012+0.028+0.730方程,2=0.169**, 最适密度为14.0万株 hm–2。这说明半匍匐型花生“花育9513”耐密性较差。与2019年相比, 2020年花生荚果产量较低可能由于播种期干旱, 花生出苗晚, 且花生生育后期早衰。

从产量构成因素看(表2), 随密度增加单株果数显著降低, 而公顷果数呈增加的趋势, 其中“花育22”的单株结果数D2比D1减少30.1%～42.6%, D3比D2减少29.6%～32.1%; “花育9513” D2比D1减少41.3%～46.9%, D3比D2减少22.8%～26.9%。2020年“花育22”公顷果数D2比D1的增幅显著大于“花育9513”。“花育9513”千克果数2019年D3显著高于D2, D3比D2增加16.9%, 而其他密度处理间差异不显著, “花育22”千克果数各密度间差异不显著。与“花育22”相比, “花育9513”公顷果数少, 而千克果数多。由此可见, 随密度的增加, “花育22”产量增加的原因主要是公顷果数的增加, “花育9513”产量比“花育22”低主要因为公顷果数少, 且果重小(千克果数多)。

图1 密度对不同株型花生荚果产量的影响

D1、D2和D3分别代表种植密度为7.5、15和22.5万株 hm–2。HY22: 花育22; HY9513: 花育9513。标以不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

D1, D2, and D3 represent planting densities of 75,000, 150,000, and 225,000 plants hm–2, respectively. HY22: Huayu 22; HY9513: Huayu 9513. Different lowercase letters indicate significantly different at the 0.05 probability level.

表2 密度对不同株型花生产量性状的影响

同一列不同小写字母表示不同密度间在0.05水平上差异显著, 组间不同大写字母表示不同品种间在0.05水平上差异显著。**表示在0.01水平差异显著; *表示在0.05水平差异显著; ns代表差异不显著。缩写同图1。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference among different plant density at the 0.05probability level. Uppercase letters between groups indicate significant difference between different peanut cultivars at the 0.05probability level. **:<0.01; *:<0.05; ns: not significant.Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.2 密度对不同株型花生光合产物累积与分配的影响

由表3可看出, 幼苗期两花生品种群体干物质重均随密度的增大而增加, D2比D1的增幅为75.9%～114.5%, D3比D2的增幅为32.9%～42.9%。“花育22”花针期、结荚期和收获期的植株干重均随密度的增加而增加, 而“花育9513”花针期、结荚期和收获期干物质重随密度增加先增加后降低, D2密度下植株干重最大。从不同生育时期的阶段干物质累积量来看, 密度极显著影响结荚前的干物质累积量, 对结荚后的干物质累积影响不显著。

由表4可知, 随密度的增加, 收获期干物质向根中的分配比例增加, 而干物质向果针的分配比例降低, 营养体/生殖体各密度处理间差异不显著。与直立型花生“花育22”相比, 半匍匐型花生“花育9513”根、茎、叶等营养体的干物质分配比例高, 而果和果针的干物质分配比例低, 营养体/生殖体的比值高, 这说明半匍匐型花生“花育9513”的营养体大, 但干物质分配到荚果中的比例少, 因此产量较低。

表3 密度对不同株型花生群体干物质累积的影响

同一列不同小写字母表示不同密度间在0.05水平上差异显著, 组间不同大写字母表示不同品种间在0.05水平上差异显著。**表示0.01水平差异显著; *表示0.05水平差异显著; ns代表差异不显著。SS: 幼苗期; FPS: 花针期; PSS: 结荚期; HS: 收获期; BPS: 结荚前; APS: 结荚后。缩写同图1。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference among different plant density at the 0.05probability level. Uppercase letters between groups indicate significant difference between different peanut cultivars at the 0.05 probability level. **:<0.01; *:<0.05; ns: not significant. SS: seedling stage; FPS: flowerpegging stage; PSS:podsetting stage; HS: harvest stage; BPS: before podsetting; APS: after podsetting. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

表4 密度对不同株型花生收获期干物质分配的影响

同一列不同小写字母表示不同密度间在0.05水平上差异显著, 组间不同大写字母表示不同品种间在0.05水平上差异显著。**表示在0.01水平差异显著; *表示在0.05水平差异显著; ns代表差异不显著。V: 营养器官干重; R: 生殖器官干重。缩写同图1。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference among different plant density at the 0.05 probability level. Uppercase letters between groups indicate significant difference between different peanut cultivars at the 0.05probability level. **:<0.01; *:<0.05; ns: not significant. V: dry matter of vegetative organs; R: dry matter of reproductive organs. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.3 密度对不同株型花生叶面积系数变化动态及光合势的影响

由图2可知, 幼苗期叶面积系数随密度增加显著增加, 直立型花生“花育22” D2比D1增加71.5%, D3比D2增加43.6%, 而“花育9513”叶面积D2比D1增加112.5%, D3比D2增加42.4%。花针期叶面积系数随密度增加而增加, “花育9513” D2比D1的增幅高于“花育22”。结荚期叶面积系数受密度影响不显著。收获期叶面积系数2019年“花育22”随密度增加而增加, 2020年两花生品种叶面积系数均随密度增加而降低。同一密度不同品种间比较, 结荚之前“花育9513”的叶面积系数和“花育22”相差不大, 结荚至收获期的叶面积系数大于“花育22”。

由图3可看出, 密度显著影响结荚前花生叶片光合势, 随密度的增加, 光合势呈逐步增加的趋势, 密度越大增幅越小。结荚前光合势随密度的增幅“花育9513”大于“花育22”。结荚期和饱果期“花育22” 光合势随密度的增加而增加, “花育9513”的光合势D3和D2差异不显著, 甚至有所降低。同一密度, 两品种相比, “花育9513”的光合势在结荚前与“花育22”差异不显著, 但结荚至收获期显著高于“花育22”。

图2 密度对不同株型花生叶面积系数的影响

缩写同表3和图1。Abbreviations are the same as those given in Table 3 and Fig. 1.

图3 密度对不同株型花生光合势的影响

同一时期标以不同小写字母表示不同密度间在0.05水平上差异显著。BPS: 结荚前; PSS: 结荚期; PFS: 饱果期。缩写同图1。

Different lowercase letters indicate significant difference among different plant density at the 0.05probability level at the same stage. BPS: before pod setting; PSS: pod setting stage; PFS: pod fulling stage. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.4 密度对不同株型花生粒叶比的影响

由表5可看出, 随密度的增加, 花生的粒叶比(结实数/叶面积、果数/叶面积、果重/叶面积)的变化趋势因年份和品种不同而不同, 2019年“花育22”的粒叶比随密度的增加呈降低的趋势, “花育9513”随密度的增加呈增加的趋势; 2020年“花育22”和“花育9513”的粒叶比均随密度的增加呈增加的趋势, 但各密度处理间差异不显著。品种对粒叶比的影响达显著水平, “花育22”的粒叶比显著高于“花育9513”。

2.5 密度对不同株型花生植株性状的影响

由图4可知, 结荚前花生主茎高、侧枝长随密度的增加呈增加的趋势, 结荚后“花育22”主茎高、侧枝长随密度的增加变化不显著, “花育9513”的主茎高随密度的增加呈增加的趋势, 而侧枝长随密度的增加呈降低的趋势。“花育9513”株型指数随生育期的推进呈逐步降低的趋势, 结荚期之前显著高于“花育22”, 并随密度的增加呈逐步降低的趋势, 2019年和2020年D3分别比D1的株型指数降低16.64%和15.42%; 而“花育22”株型指数随密度变化规律不明显。

由表6可见, 收获期单株侧枝数和果枝数随密度的增加呈降低的趋势, “花育9513”单株侧枝数随密度的增加降幅大于“花育22”, “花育9513”的侧枝数D2比D1和D3比D2分别降低38.1%和46.2%, “花育22”的侧枝数两者分别降低50.5%和-22.0%。群体侧枝数和果枝数随密度增加, “花育22”呈逐渐增加的趋势, “花育9513”呈先升高后降低的趋势, D2最多, D2和D3差异不显著, 均大于D1。有效枝比率为果枝数与侧枝数的比值, 由表6可看出, 随密度的增加, 有效枝比率呈升高的趋势, “花育9513”的有效枝比率低于“花育22”。

表5 密度对不同株型花生粒叶比的影响

同一列不同小写字母表示不同密度间在0.05水平上差异显著, 组间不同大写字母表示不同品种间在0.05水平上差异显著。**表示在0.01水平差异显著; *表示在0.05水平差异显著; ns表示差异不显著。缩写同图1。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference among different plant density at the 0.05probability level. Uppercase letters between groups indicate significant difference between different peanut cultivars at the 0.05probability level. **:<0.01; *:<0.05; ns: not significant. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

(图4)

缩写同表3和图1。Abbreviations are the same as those given in Table 3 and Fig. 1.

表6 密度对不同株型花生收获期分枝数的影响

同一列不同小写字母表示不同密度间在0.05水平上差异显著。缩写同图1。

Different lowercase letters in the same column indicate significant difference among different plant density at the 0.05probability level. Abbreviations are the same as those given in Fig. 1.

2.6 产量与群体质量指标的相关性分析

由表7可知, 直立型花生“花育22”荚果产量与结荚期的光合势、收获期的植株干重呈显著正相关, 与收获期的叶面积系数、饱果期的光合势及结荚后的干物质累积呈极显著正相关, 与主茎高、侧枝长呈负显著相关, 说明主茎高、侧枝长并非越长越好, 而是要有适宜的值, 超过后反而会降低产量; 半匍匐型花生“花育9513”荚果产量与果重/叶面积呈显著正相关, 与收获期叶面积系数、结荚期和饱果期的光合势、收获期植株干重及结荚后的干物质累积呈极显著正相关, 与结荚前的光合势呈显著负相关。这说明维持花生结荚后较高的叶片光合持续时间、光合产物累积量, 收获期具有较高的叶面积系数和生物量是提高花生荚果产量的重要途径。

3 讨论

合理密植是构建合理群体结构、提高作物产量的重要技术措施[28-30], 不同株型作物产量对密度的响应不同[31-32]。本研究结果表明, 直立型花生“花育22”荚果产量随密度的增加呈增加的趋势, 半匍匐型花生“花育9513”随密度增加先升高后降低, 通过一元二次方程模拟, “花育22”的最适种植密度为22.5万株 hm-2, 而“花育9513”的最适种植密度为14万株 hm-2。同一密度下, “花育9513”的荚果产量显著低于“花育22”, 从产量构成要素看, “花育9513”产量低主要因为公顷果数少、且果重小(千克果数多)。进一步研究发现, 密度越高两品种间的产量差异越大, 这可能由于“花育22”株型比较紧凑, 耐密性比较好, 而“花育9513”株型比较松散, 在高密度条件下容易出现群体荫蔽、透风透光性差等问题。作物群体质量和群体光合性能与冠层结构的优劣密切相关[33-35], 今后将围绕冠层结构、光能截获、群体光合性能等方面开展不同株型花生群体质量研究。

表7 荚果产量与群体质量指标相关性分析

**表示在0.01水平差异显著;*表示在0.05水平差异显著。LAI: 叶面积系数; LAD: 光合势; DMW: 干物质重。

**:<0.01;*:<0.05. LAI: leaf area index; LAD: leaf area duration; DMW: dry matter weight.

农作物高产的基础是提高群体的光合产物累积,并以较大的比例转移到经济器官中[36-37]。干物质生产速率峰值高, 后期下降速度慢, 是超高产群体的显著特征[38]。本研究表明, 直立型花生“花育22”植株群体干重整个生育期均随密度的增加而增加, 密度越大增幅越小, 在高密度(22.5万株 hm-2)下具有高的干物质积累和产量。“花育9513”植株干重花针期之后随密度增加先增加后降低, D2密度植株干重最大, 说明耐密性较差。收获期“花育9513”和“花育22”的植株干物质重差异不显著。从不同阶段干物质累积来看, 增加密度增加了花生结荚前的干物质累积, 结荚后的干物质累积变化规律不明显。与“花育22”相比, “花育9513”根、茎、叶等营养体的干物质分配比例高, 而果和果针的干物质分配比例低, 营养体/生殖体的比值高, 这可能是“花育9513”产量低于“花育22”的原因。

光合作用是作物产量的基础[39-40], 作物光合产物的累积取决于光合源强度的大小, 而光合面积的大小和持续时间是反映源强弱的重要指标。王才斌等[41]研究指出花生高产不仅要有较高的叶面积系数,而且生育后期降低慢, 高值持续时间长。本研究结果表明, 结荚期之前叶面积系数随密度的增加显著增加, 收获期叶面积系数2019年“花育22”随密度增加而增加, 2020年两品种随密度的增加而降低, “花育9513”的降幅大于“花育22”, 说明“花育9513”在较高密度下容易造成叶片早衰脱落。花生叶片的衰老源于活性氧代谢的失调, 一方面提高了活性氧的生产速率, 另一方面破坏了以SOD为主导的细胞保护酶系统[42-43], 今后将加强不同株型花生叶片活性氧代谢和细胞保护酶活性的研究。光合势为反映光合持续时间长短的重要指标, 花生结荚前光合势随密度增加呈增加的趋势, 密度越大增幅越小。结荚期和饱果期“花育22”光合势随密度的增加而增加, “花育9513”的光合势D3和D2差异不显著, 甚至有所降低, 这可能因为“花育9513”的株型比较松散、耐密性差, 高密度条件下荫蔽、光合性能降低。光合参数、光合色素含量和光合关键酶活性等是反映光合性能的重要指标, 今后将进一步从生理生化和分子机制等方面研究不同密度下两种株型花生功能叶片的光合性能。粒叶比是衡量作物群体库源是否协调、光合生产力好坏的重要指标[27]。研究表明, 作物的粒叶比随密度的增加而降低[28]。本研究结果表明, 密度对两不同株型花生品种的粒叶比影响不显著, 可能本实验设计的密度不够高, 还不足以对粒叶比产生显著影响。

茎秆特性是衡量作物群体质量好坏的重要指标。直立型花生的株型指数小于半匍匐型品种。本研究表明, “花育9513”的主茎高随密度的增加呈增加的趋势, 而侧枝长结荚后随密度的增加呈降低的趋势, 株型指数随密度的增加呈逐步降低的趋势; 直立型品种“花育22”株型指数随密度变化规律不明显。这说明半匍匐型花生“花育9513”在高密度条件下侧枝发育受到限制。成熟期侧枝数和果枝数是衡量花生群体结构的重要指标[44], 随密度的增加, 收获期单株侧枝数和果枝数显著减少, 群体侧枝数和果枝数呈增加的趋势, 与“花育22”相比, “花育9513”单株侧枝数随密度的增加降幅大, 而群体侧枝数随密度增加的增幅小。另外有效枝比率(果枝数/侧枝数)随密度的增加呈升高的趋势, “花育9513”的有效枝比率显著低于“花育22”, 这说明与直立型花生“花育22”相比, 半匍匐型品种“花育9513”的植株更易受密度的负面影响, 而较高密度条件下的群体质量恶化, 故产量降低。

与荚果产量的相关性分析结果表明, 两种花生荚果产量均与结荚后的干物质累积, 尤其是饱果期的干物质累积、光合势, 及收获期植株干重、叶面积系数呈显著或极显著正相关, 但与主茎高、侧枝长呈显著负相关。这说明主茎高、侧枝长并非越长越好, 而是要有适宜的值, 超过后反而会降低产量; 维持花生结荚后较高的叶片光合持续时间、光合产物累积量, 收获期具有较高的叶面积系数和生物量是提高花生荚果产量的重要途径。吴正锋等[45]也研究表明, 延长叶面积系数高值持续期, 保持结荚后较高的光合生产能力是花生高产的主要途径。

4 结论

密度对不同株型花生群体质量影响不同, 与直立型花生品种“花育22”相比, 半匍匐型花生品种“花育9513”干物质向荚果的分配比例少、经济系数和粒叶比低, 公顷果数少、荚果产量低; 半匍匐型花生“花育9513”耐密性不如直立型花生“花育22”, 高密度下群体质量差、产量低, 现行种植模式下最适种植密度低于“花育22”。

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Effects of density on population quality and yield of peanut with different plant types under the mode of single-seed precision sowing

LIU Jun-Hua1,2,3,**, WU Zheng-Feng3,**, DANG Yan-Xue4, YU Tian-Yi3, ZHENG Yong-Mei3, WAN Shu-Bo5,*, WANG Cai-Bin3, and LI Lin1,*

1Hunan Agriculture University / Upland Crop Research Institute, Hunan Agriculture University, Changsha 410128, Hunan, China;2College of Biology and Environment Engineering, Binzhou University, Binzhou 256600, Shandong, China;3Shandong Peanut Research Institute / National Peanut Engineering Technology Research Center, Qingdao 266100, Shandong, China;4Linyi Academy of Agricultural Sciences, Linyi 276000, Shandong, China;5Shandong Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Genetic Improvement and Ecological Physiology of Shandong Pro­vince, Jinan 250100, Shandong, China

In order to clarify the effect of planting density on the population quality of peanut with different plant types under the mode of single-seed precision sowing, this experiment were carried out with two plant-types (erect big peanut variety “Huayu 22” and semi-creeping big peanut variety “Huayu 9513”), three densities (75,000 plants hm–2, 150,000 plants hm–2, and 225,000 plants hm–2). Yield, photosynthetic product accumulation and distribution, leaf area index, plant characteristics and grain leaf ratio were studied. The results were as follows: (1) With the increase of density, the pod yield of “Huayu 22” increased, while that of “Huayu 9513” increased first and then decreased, in addition, the optimum planting density of “Huayu 9513” was lower than that of “Huayu 22”. (2) The population dry weight of “Huayu 22” increased with the increase of density during the growth period, and the greater the density, the smaller the increase range. While the population dry weight of “Huayu 9513” increased with the increase of density at seedling stage, increased first and then decreased with the increase of density after flower pegging stage, and the dry weight of D2 density was the largest. With the increase of density, the distribution proportion of dry matter in roots increased and that in fruit needles decreased; “Huayu 9513” and “Huayu 22” had the probably same dry weight at harvest stage, while the distribution proportion of dry matter to pods was less, and the economic coefficient and grain to leaf were lower. The leaf area index and leaf area duration of peanut increased with the increase of density at the early growth stage, and the increase of “Huayu 9513” was higher than that of “Huayu 22”. The leaf area index and leaf area duration of “Huayu 9513” was not significantly different from that of “Huayu 22” before pod setting stage, however from pod setting stage to harvest stage it was significantly higher than that of “Huayu 22”. (3) The number of lateral branches and fruit branches per plant decreased with the increase of density in the harvest period, while that of the population increased with the increase of density. (4) The correlation analysis showed that there were positive or significant positive correlation between peanut pod yield and dry matter accumulation after pod setting stage, especially dry matter accumulation at pod fulling stage, leaf area duration, plant dry weight, and leaf area index at harvest stage. In conclusion, density showed different effects on the population quality of peanut with different plant types, erect peanut “Huayu 22” showed good density tolerance and the optimum density was higher, while semi-creeping peanut “Huayu 9513” showed poor density tolerance. The optimum density of “Huayu 9513” was lower.

density; peanut; plant type; single-seed precision sowing; population quality

10.3724/SP.J.1006.2023.24041

本研究由国家重点研发计划项目(2018YFD1000906), 财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-13), 山东省重大科技创新工程项目(2019JZZY010702)和山东省农业科学院农业科技创新工程项目(CXGC2022A10)资助。

This study was supported by the National Key Research and Development Program of China (2018YFD1000906), the China Agriculture Research System of MOF and MARA (CARS-13), the Major Scientific and Technological Innovation Projects in Shandong Province (2019JZZY010702), and the Agricultural Science and Technology Innovation Project of Shandong Academy of Agricultural Sciences (CXGC2022A10).

万书波, E-mail: wanshubo2016@163.com; 李林, E-mail: Lilindw@163.com

**同等贡献(Contributed equally to this work)

刘俊华, E-mail: liujh516@163.com

2022-02-21;

2022-06-07;

2022-07-09.

URL: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20220707.1530.018.html

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