不同施氮量對花生生理特性和產量的影響

于海燕 付乃鑫 萬勇善 劉風珍 董元杰

摘要：在大田試驗條件下，以山花7號、山花9號和山花11號為供試品種，探討4個施氮量對3個花生品種生理特性和產量性狀的影響。結果表明：增施氮肥可改善花生生理特性，提高產量；3個品種對氮肥的需求程度存在顯著差異，當山花7號和山花9號666.7m2施氮量為7.5 kg、山花11號施氮量為5.25 kg 時，花生SPAD值、可溶性蛋白質含量、CAT活性達到最大；花生單株干物質增加量為S型生長曲線，結莢期最大，莢果重、百果重、百仁重與不施氮相比差異均達到顯著水平；山花7號和山花9號在666.7m2施氮量為7.5 kg、山花11號施氮量為5.25 kg時產量最優(yōu)。

關鍵詞：施氮量；花生；生理特性；產量性狀

中圖分類號：S565.206.2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）06-0145-05

Abstract Under the conditions of field experiment， with Shanhua 7， Shanhua 9 and Shanhua 11 as tested materials， four N application rates on their physiological characteristics and yield characters were discussed. The results showed that increasing nitrogen fertilizer could improve peanut physiological characteristics and yield. Three varieties had significantly different demands for nitrogen fertilizer level. When N application rate per 666.7m2 of Shanhua 7 and Shanhua 9 was 7.5 kg and Shanhua 11 was 5.25 kg， the SPAD value， soluble protein content and CAT activity reached the maximum. The dry matter increment of peanut single plant showed S-type growth curve， and reached the highest in the pod period； the pod weight， hundred pod weight and hundred kernel weight all reached a significant level compared with those of non-nitrogen treatment. In general， the yield of Shanhua 7 and Shanhua 9 was the highest at the nitrogen level of 7.5 kg per 666.7m2， and the yield of Shanhua 11 was optimal when the nitrogen rate was 5.25 kg per 666.7m2.

Keywords Nitrogen rate； Peanut； Physiological characteristics； Yield characters

氮素作為所有必需營養(yǎng)元素中限制作物生長和產量形成的首要因素，對提高作物產量、改善農產品品質有重要作用[1]。研究表明：合理施用氮肥可以有效提高花生葉片葉綠素含量、改善葉片光合能力、促進光合產物轉運和積累[2]。施氮影響花生產量性狀，適量施氮對莢果生長發(fā)育有很好的促進作用；施用氮肥可以促進花生干物質累積，同一生育期下，干物質總量隨施氮量增加而增加， 施氮量達到一定水平時，干物質總量下降，但仍高于不施氮處理[3]。

花生作為豆科作物，每生產100 kg莢果，需從土壤中吸收氮4.5～6.4 kg[4]。山東作為花生種植大省，僅2016年花生種植面積就達76.13萬公頃，產量為251萬噸[5]，但存在土壤有機質含量偏低、氮素不足、嚴重缺磷、養(yǎng)分供應不平衡等問題。中國每年因不合理施氮造成1 000多萬噸氮素流失，合理施用氮肥是提高氮肥利用率、實現農業(yè)生產高產高效的必由之路。

為促進氮肥在花生上的合理施用、減少氮素損失、提高經濟效益，本研究以山東大果型花生品種山花7號、山花9號和山花11號為材料，設4個施氮處理，研究施氮量對花生品種生理特性和產量性狀的影響，以期為山東花生優(yōu)質高產栽培及氮素合理利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

試驗于2016年5月3日在山東農業(yè)大學資源與環(huán)境學院教學實驗基地進行。土壤為棕壤，pH值6.5，播前土壤耕層有機質含量14.1 g/kg、有效氮46.48 mg/kg、速效磷16.79 mg/kg、速效鉀116.1 mg/kg，電導率132.0 μS/cm。

1.2 供試材料

花生品種為山花7號、山花9號、山花11號。肥料為尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O5 12%）和氯化鉀（K2O 60%）。

1.3 試驗設計

試驗采用二因素裂區(qū)設計，主區(qū)為山花7號、山花9號和山花11號3個花生品種；裂區(qū)設4個施氮處理，0、3.75、5.25、7.5 kg（施純氮，666.7m2用量），分別用N0（不施氮肥）、N3.75、N5.25、N7.5表示。隨機區(qū)組排列，重復3次，共計36個小區(qū)。各處理肥料均作基肥開溝一次性施入，播種前各處理按666.7m2施 P2O5 7.5 kg、K2O 7.5 kg和不同用量氮肥均勻地施于耕層中。小區(qū)面積為1.2 m×4.0 m=4.8 m2（5行，行距為 24 cm）。每行50穴，穴距8 cm，每穴2粒，每小區(qū)共250穴。5月3日播種，9月10日收獲。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 生理指標測定 于苗期、花針期、結莢期和成熟期取主莖倒二葉用便攜式葉綠素儀 （SPAD502） 測定葉片SPAD值。于結莢期和成熟期取主莖倒二葉，采用Lorry法測定葉片可溶性蛋白質含量，紫外吸收法[7]測定過氧化氫酶（CAT）活性，羥胺氧化反應法測定超氧陰離子（O·—2） 含量。

1.4.2 產量指標測定 單株莢果重、百果重、百仁重采用天平稱量方法；干物質累積量：各時期的樣品在105℃下殺青30 min后，80℃烘干至恒重稱重。

1.5 數據處理

采用Microsoft Excel 2003軟件處理數據，SPSS 21.0軟件進行數據統計分析，最小顯著極差數法（LSD）進行差異顯著性檢驗（P<0.05）。

2 結果與分析

2.1 施氮量對不同花生品種全生育期SPAD值的影響

由表1可知，山花7號、山花9號兩個品種在相同生育期條件下，葉片SPAD值隨施氮量增加表現為一直上升趨勢，山花11號則表現為先增加后降低趨勢。3個品種相同施氮量條件下，葉片SPAD值隨生育期變化表現為“前期緩慢增加后期快速下降”的模式。

山花7號、山花9號兩個品種在不同生育時期，葉片SPAD值均隨施氮量的增加而增加，且與不施氮處理差異顯著。成熟期，山花7號各施氮處理SPAD值分別比對照增加7.85%、28.55%、41.77%；山花9號SPAD值比對照增加26.34%、28.47%、40.43%，且山花7號和山花9號均在666.7m2施氮量為7.5 kg時SPAD值達到最大。山花11號SPAD值比對照增加23.50%、39.29%、34.04%，且在施氮量為5.25 kg時SPAD值達到最大，說明適宜的施氮量能顯著提高花生葉片SPAD值，改善花生后期生長狀況。

2.2 施氮量對不同花生品種生育后期葉片可溶性蛋白質含量、CAT活性及O·—2產生速率的影響

由表2可知，山花7號、山花9號品種在同一生育期，隨施氮量的增加可溶性蛋白質含量、CAT活性提高，O·—2產生速率下降；山花11號則呈先增加后降低趨勢。相同品種同一施氮量條件下，隨生育期推進花生葉片可溶性蛋白質含量、CAT活性下降，O·—2產生速率增加。

結莢期，與對照相比，3個花生品種在增施氮肥后，可溶性蛋白質含量、CAT活性提高，O·—2產生速率下降。其中山花7號在N3.75、N5.25、N7.5 處理條件下的可溶性蛋白質含量分別提高18.27%、25.96%、35.82%，山花9號分別提高7.17%、20.4%、48.88%，山花11號分別提高25.7%、57.02%、48.38%。

CAT活性均有不同程度提高，山花7號分別比CK提高9.56%、16.50%、22.53%，山花9號分別比CK提高3.88%、15.82%、26.95%，山花11號分別比CK提高24.59%、38.47%、27.57%。

O·—2產生速率均有不同程度下降，山花7號分別比CK下降14.00%、26.67%、33.11%，山花9號分別比CK下降9.26%、10.37%、22.36%，山花11號分別比CK下降23.2%、30.51%、24.48%。

綜上可知，增施氮肥可提高花生葉片中抗氧化酶活性，降低O·—2產生速率，從而減少對花生造成的不良影響。其中山花7號、山花9號在666.7m2施氮量為7.5 kg，山花11號施氮量為5.25 kg時處理效果最優(yōu)，與對照差異均達顯著水平。成熟期可溶性蛋白質含量、CAT活性及O·—2產生速率也表現出同樣規(guī)律。

2.3 施氮量對不同花生品種單株干物質量的影響

由表3可知，相同品種同一生育期，單株干物質總量隨施氮量的增加而增加；同一品種同一施氮條件下，花生單株干物質增加量隨生育期推進表現為S型增長曲線，以結莢期最大；單株干物質總量成熟期達到最大值。

與CK相比，3個花生品種在N3.75、N5.25、N7.5施氮處理下，結莢期花生單株干物質增加量山花7號分別增加12.23%、10.34%、28.83%，山花9號分別增加4.09%、11.29%、28.74%，山花11號分別增加9.45%、39.65%、23.89%，且山花7號和山花9號均在666.7m2施氮量為7.5 kg、山花11號施氮量為5.25 kg時單株干物質增加量達到最大值；成熟期單株干物質總量山花7號分別增加9.26%、14.23%、25.32%，山花9號分別增加4.27%、12.30%、24.94%，山花11號分別增加15.93%、39.81%、27.80%。山花7號和山花9號均在施氮量為7.5 kg、山花11號施氮量為5.25 kg時單株干物質增加量達到最大值。說明增施氮肥能有效增加花生單株干物質量。

2.4 施氮量對不同花生品種產量性狀的影響

由表4可以看出，同一施氮條件下3個花生品種產量性狀表現出一定差異性；同一品種不同施氮條件下，花生莢果重、百果重、百仁重均有增加。與對照相比，增施氮肥后山花7號莢果重增加19.86%、32.89%、36.18%，百果重增加3.53%～8.03%，百仁重增加4.97%～11.18%；山花9號莢果重增加18.11%、22.83%、31.47%，百果重增加4.32%～13.70%，百仁重增加6.05%～16.24%；山花11號莢果重增加12.51%、26.82%、22.05%，百果重增加3.68%～20.33%，百仁重增加4.50%～20.94%。山花7號、山花9號均以N7.5處理花生莢果重、百果重、百仁重達到最大值，均與對照達到顯著差異；山花11號以N5.25處理表現最好，莢果重、百果重、百仁重比對照分別增加26.82%、20.33%、20.94%，差異達到顯著水平。

3 討論

SPAD值是以葉片在兩種波長范圍內的透光系數來確定葉片當前葉綠素的相對數量[8]。本試驗結果表明，3個品種在最優(yōu)施氮量條件下，生長性狀良好，葉綠素含量最高，666.7m2施氮量為5.25 kg時，山花11號SPAD值達到最大值；施氮量為7.5 kg時，山花7號、山花9號SPAD值達到最大值。研究認為，氮素是葉綠素的組成成分，增施氮素能加強葉綠素在作物生育期內的光合作用，為作物生長提供能量，因此，增施氮肥能有效增加葉片中葉綠素含量，提高群體光合速率，這與孫虎的試驗結果相一致[9]。

蛋白質的降解是植物組織和細胞衰老的重要指標；CAT作為植物體重要的活性氧清除酶，能有效減輕細胞由于膜脂過氧化作用引起的傷害程度。O·—2具有強氧化性，可以導致生物體生物膜的機構和功能受損[10]。本試驗結果表明，隨著施氮量的增加，花生葉片中的可溶性蛋白質含量、CAT活性升高，O·—2產生速率下降，這與鄒文桐等[11]之前的研究相一致。當氮素供應充足時，植物可合成更多的蛋白質，促進細胞的分裂和增長，加快作物對礦質元素的吸收和轉運，進而延緩植株衰老。

作物產量形成取決于干物質積累總量及其對果實的分配[12]。本試驗條件下，山花7號、山花9號花生干物質量累積最大的666.7m2施氮量為7.5 kg，山花11號為5.25 kg。這與之前普通型花生地上部干物質積累隨著施氮量的增加而逐漸升高[13]相一致。適宜的施氮量在生育后期能協調植株各部分干物質的分配，對作物有增產作用，過量施氮會使植株莖、葉干物質量在生育后期積累過多，而干物質向莢果的分配率低，造成減產，因此適量施氮對作物干物質積累就變得尤為重要。

產量性狀作為植株的基本產量指標能直觀反映花生的產量狀況。試驗結果表明，在一定施氮量范圍內，山花7號、山花9號莢果重、百果重、百仁重均隨施氮量的增加而增加，666.7m2最佳施氮量為7.5 kg；山花11號最佳施氮量則是5.25 kg，超過此用氮量后，產量性狀反而下降。這與張翔等[14]的研究結果相一致。

4 結論

不同施氮條件下，花生生理特性和產量性狀存在顯著差異，適量增施氮肥能提高葉片葉綠素含量、可溶性蛋白質含量及CAT活性，降低O·—2產生速率，增加花生干物質量，改善花生產量性狀。本試驗條件下，山花7號、山花9號666.7m2施氮量為7.5 kg、山花11號施氮量為5.25 kg時，對花生生長的促進作用效果最優(yōu)。

參 考 文 獻：

[1] 劉弋菊， 孔箐鋅， 蘇勝寶. 玉米氮素代謝機制的研究進展[J]. 玉米科學， 2009， 17（1）：135-138.

[2] 羅新寧， 陳冰， 張巨松，等. 南疆地區(qū)不同施氮量棉花葉片光合特性及產量表現[J]. 干旱地區(qū)農業(yè)研究， 2011， 29（2）：40-44.

[3] 張思蘇，王在序.利用15N對花生吸收化肥土壤供氮和根瘤固氮的研究[J].萊陽農學院學報，1989，6（1）：21-27.

[4] 矯巖林. 煙臺地區(qū)花生空秕原因及防治方法研究[D]. 泰安：山東農業(yè)大學， 2014.

[5] 王曉娟. 花生2016年市場形勢及2017年展望[J]. 農產品市場周刊， 2017（4）：33-34.

[6] 萬書波，封海勝，左學青，等.不同供氮水平花生的氮素利用效率[J].山東農業(yè)科學，2000（1）：31-33.

[7] 周錄英.不同肥料運籌對花生生理性狀及產量品質的影響[D].泰安：山東農業(yè)大學，2006.

[8] 宋飛. 施氮對冬小麥不同葉位葉片光合特性的影響[D]. 楊凌：西北農林科技大學， 2008.

[9] 孫虎. 施氮量對花生光合特性及產量的影響[J]. 安徽農學通報， 2013，13（10）：52-53.

[10]王彎彎， 諸葛玉平， 王慧橋，等. 外源NO對鹽脅迫下小麥幼苗生長及生理特性的影響[J]. 土壤學報， 2017，54（2）：516-524.

[11]鄒文桐，陳盛，滕家財.氮肥和鈣肥用量對旺長期烤煙葉片抗氧化酶系統及活性氧的影響[J].西北農林科技大學學報（自然科學版），2016，44（8）：97-103.

[12]張艷艷，李文金，陳建生，等.麥后直播花生施氮對根瘤生長發(fā)育、莢果產量和氮素利用的影響[J]. 花生學報，2015，44（1）：18-22.

[13]孫虎，王月福，馬東輝，等.施氮量對不同花生類型及產量的影響[J].安徽農學通報，2007，13（3）：76-77.

[14]張翔，張新友，張玉亭，等.施氮量對不同花生品種生長及干物質積累的影響[J].花生學報，2011，40（1）：23-27.